JPH0650874A - プラスチック製ボトルのガスの透過度を測定する方法及 び装置 - Google Patents

プラスチック製ボトルのガスの透過度を測定する方法及 び装置

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JPH0650874A
JPH0650874A JP20791492A JP20791492A JPH0650874A JP H0650874 A JPH0650874 A JP H0650874A JP 20791492 A JP20791492 A JP 20791492A JP 20791492 A JP20791492 A JP 20791492A JP H0650874 A JPH0650874 A JP H0650874A
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Abstract

(57)【要約】 【目 的】プラスチック製ボトルの炭酸ガスや酸素の透
過度試験がボトルのまゝ非破壊で、しかもボトル内の内
圧、内外の温度、湿度を変えた種々の条件下で精度よく
自動的に行えるようにする。 【構 成】炭酸ガスの透過度試験に用いられるプラスチ
ック製ボトル2は、容器3に入れられて恒温恒湿器1a
にセットされ、サンプリングユニット内のバルブ機構の
切換えによりボトル内が炭酸ガスにより、容器内がN2
ガスによりガスパージされ、その後容器内のガスをサン
プリングして自動ガスクロマトグラフィ8でボトル外に
透過した炭酸ガス濃度を測定し、データ処理装置12で
透過度を算出する。酸素の透過度試験を行う場合には、
ボトル2を直接恒温恒湿器1bに入れ、ボトル内をN2
ガスでガスパージし、ボトル内のガスをサンプリングし
て自動ガスクロマトグラフィ8でボトル内に透過した酸
素ガス濃度を測定し、データ処理装置で透過度を算出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、ポリエチレンテレフタ
レートPET、ポリエチレンナフタレートPEN、ポリ
ブチレンテレフタレートPBT等のポリエステル樹脂、
ポリカーボネイトPC等よりなるプラスチック製ボトル
のガス(炭酸ガス、酸素)の透過度を測定する方法及び
装置に関する。
【0002】
【従来技術】プラスチック製ボトルの主要な用途に炭酸
飲料用のボトルがあり、通常4kg/cm2程度の炭酸ガスが
飲料水と共に封入されている。炭酸飲料は、炭酸ガスが
放散したり、酸素が入って酸化すると、風味が損なわれ
るようになるため、炭酸飲料を入れるプラスチック製ボ
トルにも炭酸ガスや酸素の透過度の少ないものが望まれ
る。透過度の少ないボトルを得るうえでも、ボトルでの
ガス透過度を知ることが必要とされるが、ボトルの透過
度をボトルのまゝで短期的に自動的に測定する方法は従
来確立されていない。炭酸ガスの透過試験に関しては、
ボトルに炭酸ガスを充填し、かつ口部に圧力計を設置し
て単位期間における圧力の減少から炭酸ガスの透過度を
測定する方法が採られている。また酸素の透過試験で
は、ボトルに一定量の窒素を流し、ボトル外部から透過
する酸素の量をクーロメトリック電極を用いて測定する
方法(MOCON社(米国)からパクストランの商品名
で測定器が販売されている)が採られている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上述するような従来の
試験方法では、次のような問題があった。すなわち炭酸
ガス透過に関しては、透過度の小さなボトルの場合、炭
酸ガスの透過による圧力低下速度が小さく、圧力計の測
定精度が一般に低いため、透過度の測定精度が悪いこと
であり、また酸素ガス透過に関しては、ボトルの内圧を
変え、或いは温度、湿度を変えた種々の条件下での測定
ができないことである。
【0004】本発明は、上記の問題を解消することを目
的としてなされたもので、炭酸ガス或いは酸素の透過度
の試験が精度よく、更にはまたボトル内の内圧、温度及
び湿度を変えた種々の条件下で自動的に行なえるように
したものである。
【0005】
【課題の解決手段及び作用】本発明の炭酸ガスの透過度
の測定方法は、プラスチック製ボトルに炭酸ガスを入
れ、恒温恒湿器にセットした状態で、ボトルより外部に
透過する炭酸ガス量をガスクロマトグラフィにて測定
し、累積透過量の経時変化から透過度を算出するように
したものであり、酸素の透過度を測定する場合には、プ
ラスチック製ボトルにN2 ガスやArガス等の不活性ガ
スを入れたのち、外部の酸素或いは空気など酸素を含む
ガスからのボトル内部への酸素の透過量をガスクロマト
グラフィにて測定し、累積透過量の経時変化から透過度
を算出するようにしたものである。
【0006】図1は、累積ガスの透過量の経時変化を示
すもので、初期においてはガスがボトル材への吸着、溶
解等のため、直線的変化にはならないが、それ以後は直
線的変化をする様子を示している。透過度は、図1の直
線部分から任意の期間を選び、累積透過量/指定期間と
して計算される。
【0007】本方法によれば、透過度をガスクロマトグ
ラフィの測定値に基づいて行うことにより測定の精度が
上がり、しかも恒温恒室器を用いることにより、温度及
び湿度を変えた種々の条件下での測定が容易に行えるよ
うになる。またバルブ機構を備えたガスの供給装置を設
けてボトルの内外にガスを供給し、ボトルの内外を炭酸
ガス、ArガスやN2 ガスなどの不活性ガス、酸素や酸
素を含むガスでガスパージすることにより、測定の精度
を更に上げることができると共に、ボトル内外のガスの
圧力を任意に設定することが可能となる。
【0008】なお、ボトル外を空気以外のガスでガスパ
ージする場合には、ガスの使用量を少なくし、かつガス
パージ時間を短くするために、ボトルをシールした容器
に入れて恒温恒湿器内にセットし、容器内をガスパージ
するのが望ましい。上記の方法は、マニュアル操作で行
うことも、自動的に行うことも可能であり、自動的に行
うための装置は、プラスチック製のボトルが直接或いは
容器に収められた状態で入れられる恒温恒湿器と、ボト
ルの内外にガスを供給し、或いはボトルの内外よりガス
をサンプリングするラインの開閉等を行うバルブ機構を
備えたサンプリングユニットと、サンプリングユニット
を通してサンプリングされたガスを分離検出し、透過ガ
スの濃度を測定するガスクロマトグラフィと、内蔵した
プログラムに基づいてサンプリングユニットとガスクロ
マトグラフィを制御する制御装置と、ガスクロマトグラ
フィにて測定された透過ガスの濃度より累積ガス透過量
及び単位期間当たりのガス透過量である透過度を算出す
るデータ処理装置とから構成される。
【0009】上記の装置には、好ましくはボトル内外の
圧力、温度、湿度を計測する測定装置を設けて得られた
各種データをデータ処理装置に送り、種々の条件の下で
のガス透過率を時系列で求めることができるようにされ
る。
【0010】
【実施例】図1は、炭酸ガスの透過度試験と、酸素の透
過度試験を複数組づつ並列して行う測定装置のブロック
図を示すもので、炭酸ガス透過量測定用の恒温恒湿器1
aと、酸素透過量測定用の恒温恒湿器1bが複数組づつ
並列して配置され、プラスチック製のボトル2が、各恒
温恒湿器1aには容器3に納められて、また各恒温恒湿
器1bには直接それぞれ入れられている。
【0011】炭酸ガス透過測定用のサンプリングユニッ
ト4aと、酸素透過測定用のサンプリングユニット4b
にはそれぞれ電磁弁、ロータリバルブ、切替えコック等
よりなるバルブ機構が納められ、サンプリングユニット
4aでのバルブ機構の切換えにより、各恒温恒湿器1a
へのライン5及び6を通じてボトル内に炭酸ガスを、容
器内にN2 ガスをパージしたり、或いはライン7を通じ
て容器内のガスをサンプリングし、これを自動ガスクロ
マトグラフィ8に送込んでガス中の炭酸ガスを分離検出
し、炭酸ガス濃度を測定するようになっている。
【0012】一方、サンプリングユニット4bでのバル
ブ機構の切換えにより、各恒温恒湿器1bへのライン9
を通じてボトル内にN2 ガスをパージしたり、或いはラ
イン10を通じてボトル内のガスをサンプリングし、こ
れを同じく自動ガスクロマトグラフィ8に送込んでガス
中の酸素を分離検出し、その濃度を測定するようになっ
ている。
【0013】自動ガスクロマトグラフィ8は上述するよ
うに、各恒温恒湿器1a、1bごとにボトル外部に透過
する炭酸ガス濃度及びボトル内部に透過する酸素濃度に
関するデータを検出器より制御装置11を介してデータ
処理装置12に伝送する。データ処理装置12にはま
た、圧力センサー13によって検出されたボトル内外の
圧力データ及び温度並びに湿度センサー(図示しない)
によって検出されたボトル内外の温度並びに湿度データ
が伝送され、データ処理装置は、透過ガスの濃度データ
と共に、これら各データを処理して各ボトルごとに時系
列でCRT(図示しない)に表示すると共にプリントア
ウトし、かつ各ガスの濃度より累積ガス透過量及び単位
期間当たりのガス透過量である透過度を算出する。
【0014】制御装置11は、内蔵されたプログラムに
基づいてサンプリングユニット4a、4bを制御し、バ
ルブ機構の切換えにより、ボトル内外へのパージガス或
いはサンプリングガスの供給及び排出、ボトル内外のガ
スのサンプリング、真空ポンプポンプ14の駆動による
バルブ機構やラインに残留するガスの吸引排除を行うと
共に、自動ガスクロマトグラフィ8を制御し、キャリヤ
ガスを供給してサンプリングガスより炭酸ガス濃度及び
酸素ガス濃度の検出を行わせる。
【0015】本装置は以上のように構成され、それによ
る測定方法の一例を以下に説明する。制御装置からの制
御信号により各サンプリングユニッ4a、4bのバルブ
機構を切換えて全てのバルブに関し、炭酸ガス透過用の
恒温恒湿器1a内のボトル2に対して炭酸ガスを、該ボ
トル2が納められる容器3に対してN2 ガスをそれぞれ
一定期間ガスパージすると共に、酸素透過用恒温恒湿器
1b内のボトルに対してN2 ガスを一定時間ガスパージ
する。ガスパージ後、各排出バルブを閉め、ボトル内外
のガス圧が設定圧になるまで炭酸ガス或いはN2 ガスを
引続き供給し、設定圧になった段階で供給バルブを閉
め、各ガスの供給を停止する。
【0016】以上はガスパージ及び設定圧の炭酸ガス、
2 ガスの封入を恒温恒湿器内にボトルやその容器を入
れたまゝで行う例を示したが、ガスパージや炭酸ガス、
2ガスの封入を恒温恒湿器外で行い、ガス封入後、恒
温恒湿器内へセットするにしてもよい。その後、自動ガ
スクロマトグラフィ8、制御装置11及びデータ処理装
置12をONにし、かつ各サンプリングユニット4a、
4bのバルブ機構の切換えを行ってボトル内外のガスを
サンプリングし、自動ガスクロマトグラフィ8で各ボト
ルについて、ガス中の炭酸ガス濃度及び酸素濃度を測定
する。そしてその測定値を制御装置11を介してデータ
処理装置12に送信し、データ処理装置12で炭酸ガス
及び酸素濃度から透過した累積炭酸ガス量及び酸素量を
算出し、ついで単位期間当たりの各ガスの透過量である
透過度を算出する。
【0017】データ処理装置12には同時に、ボトル内
外の圧力データ、温度及び湿度データが制御装置11を
介して送信され、該装置12により炭酸ガス濃度、酸素
濃度、圧力、温度、湿度のデータが各ボトルごとに時系
列で並べられて、CRTに表示されると共にプリントア
ウトされる。
【実験例】PET樹脂(三井PET(株)製J135固
有粘度0.85)を用いて2軸延伸ブロー成形機(コー
ポラスト社製LB01)にて直径9cm、高さ31cmの耐
圧容器を成形した。この容器の容積は1613mlであり
重量は43gであった。この容器の炭酸ガス透過度を温
度23℃、初期ボトル内圧5.11Kg/cm2の条件で図2
に示す装置を用いて測定を行った。その結果を表1及び
図3に示す。図3に示すように、透過量は試験開始初期
には少なく、3日目以降からその増加速度が一定にな
る。4日から8日目までをグラフにしたものを図4に示
す。その傾きから透過度を算出すると2,596cc/da
y・atmが得られた。図4は4日目から8日目までの直線
区間で計算した炭酸ガス透過度の結果を示すものであ
る。
【表1】
【0018】本発明は以上のように構成され、次のよう
な効果を奏する。請求項1或いは2記載の測定方法によ
れば、プラスチック製ボトルの炭酸ガス或いは酸素の透
過度試験がボトルのまゝ非破壊で行えるほか、透過度が
ガスクロマトグラフィの測定値に基づいて求めることが
できるため、測定精度を上げることができ、また恒温恒
室器の温度や湿度を変えることにより、温度及び湿度を
変えた条件下での測定が容易にできる。請求項3記載の
方法のように、ガスの供給装置を設ければ、ボトルの内
外をガスパージすることができるようになり、測定精度
を更に上げることができるほか、ボトルに内圧をかけて
測定することも容易にでき、圧力容器の評価が容易にで
きる。請求項4記載の方法のように、ボトルを容器に入
れて測定するようにすれば、酸素或いは酸素を含むガス
の使用量を少なくすることができ、またガスパージする
際にもガスの使用量を少なくし、かつガスパージに要す
る時間を短くすることができる。請求項5記載の装置に
おいては、その上更にガスの供給、排気、透過ガスの測
定、データの収集及び解析が自動化できるので、測定の
無人化が可能である。請求項6記載の装置のように、圧
力、温度、湿度を計測する計測装置を設けると、ガスの
濃度、圧力、温度、湿度のデータが各ボトルごとに時系
列で求めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 累積ガス透過量のグラフ。
【図2】 本発明に係る測定装置のブロック図。
【図3】 炭酸ガスの透過量を示すグラフ。
【図4】 炭酸ガスの透過度を示すグラフ。
【符号の説明】
1a、1b・・・恒温恒湿器 2・・・プラス
チック製のボトル 3・・・容器 4a、4b・・
・サンプリングユニット 8・・・自動ガスクロマトグラフィ 11・・・制御
装置 12・・・データ処理装置

Claims (6)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 プラスチック製ボトルに炭酸ガスを入
    れ、恒温恒湿器にセットした状態で、ボトルより外部に
    透過する炭酸ガス量をガスクロマトグラフィにて測定
    し、累積透過量の経時変化から透過度を算出するように
    したことを特徴とするプラスチック製ボトルのガスの透
    過度を測定する方法。
  2. 【請求項2】 プラスチック製ボトルにN2 ガスやAr
    ガス等の不活性ガスを入れ、恒温恒湿器にセットした状
    態で外部の酸素或いは空気など酸素を含むガスからのボ
    トル内部への酸素の透過量をガスクロマトグラフィにて
    測定し、累積透過量の経時変化から透過度を算出するよ
    うにしたプラスチック製ボトルのガスの透過度を測定す
    る方法。
  3. 【請求項3】 ボトルの内外にガス供給装置よりガスが
    供給される請求項1または2のいづれかの請求項に記載
    のプラスチック製ボトルのガスの透過度を測定する方
    法。
  4. 【請求項4】 ボトルは容器に入れられて恒温恒湿器に
    セットされる請求項2又は3のいづれかの請求項に記載
    のプラスチック製ボトルのガスの透過度を測定する方
    法。
  5. 【請求項5】 プラスチック製のボトルが直接或いは容
    器に収められた状態で入れられる恒温恒湿器と、ボトル
    の内外にガスを供給し、或いはボトルの内外よりガスを
    サンプリングするラインの開閉等を行うバルブ機構を備
    えたサンプリングユニットと、サンプリングユニットを
    通してサンプリングされたガスを分離検出し、透過ガス
    の濃度を測定するガスクロマトグラフィと、内蔵したプ
    ログラムに基づいてサンプリングユニットとガスクロマ
    トグラフィを制御する制御装置と、ガスクロマトグラフ
    ィにて測定された透過ガスの濃度より累積ガス透過量及
    び単位期間当たりのガス透過量である透過度を算出する
    データ処理装置とからなるプラスチック製ボトルのガス
    透過度を測定する装置。
  6. 【請求項6】 ボトル内外の圧力、温度及び湿度を計測
    してそのデータをデータ処理装置に送信する計測装置が
    設けられる請求項4記載のプラスチック製ボトルのガス
    透過度を測定する装置。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010091431A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Toyo Seikan Kaisha Ltd ガス透過量測定装置及びガス透過量測定方法
JP2018112509A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 東洋製罐グループホールディングス株式会社 樹脂製容器の前処理方法および樹脂製容器の酸素透過度の測定方法
JP2018112508A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 東洋製罐グループホールディングス株式会社 樹脂製容器の前処理方法および樹脂製容器の酸素透過度の測定方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2010091431A (ja) * 2008-10-08 2010-04-22 Toyo Seikan Kaisha Ltd ガス透過量測定装置及びガス透過量測定方法
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JP2018112508A (ja) * 2017-01-13 2018-07-19 東洋製罐グループホールディングス株式会社 樹脂製容器の前処理方法および樹脂製容器の酸素透過度の測定方法

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