JPH11165745A - 流体試料用薄板製バッグ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】２００℃以上の使用温度、気密性の確保、内容
積を大きくした時の応力集中の緩和、形状の復元性の向
上、耐久性の確保などを可能にする流体試料用薄板材製
バッグを得ること 【解決手段】対向する２枚の可撓性の流体不透過性の薄
板２、３の間に流体を収容可能な室４を形成したバッグ
であって、重ね合わせた２枚の薄板２、３の周辺部に貼
着して２枚の薄板材間の流体密性を保つ気体不透過性の
テープ６と、前記２枚の薄板材間の周辺部に沿って配置
して前記周辺部を前記テープの上から挟持するフレーム
７とを備えている

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、容器の材質による
内容成分の変化を少なくする必要のある大気汚染関係の
公害技術分野、薬品、飲食品などの産業分野で使用する
流体試料用容器、特に流体試料用バッグに係わるもの
で、とくに試料の高温保持や容器の表面影響を抑制する
必要のある自動車排気ガス測定などの環境技術分野に関
係する。

【０００２】

【従来の技術】これまで、自動車排気ガスなどの試料採
取はテフロン（四フッ化エチレン）、テドラーなど比較
的表面の反応性が低いプラスチックフィルムで構成した
試料バッグが用いられてきた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、プラスチッ
クフィルム製バッグは一般に弾性に富んだ表面材をも
ち、変形における応力集中が少ないので使いやすい点は
あるが、試料ガスの中の特定成分に対する表面の付着
性、反応性やガス透過性で問題がある場合が多く、特に
付着成分の焼出しの困難さや高温時の可塑剤その他の高
沸点成分の影響を抑制することが困難であった。

【０００４】一方、試料バッグをステンレス鋼製フィル
ムで構成する試みも行われたが、従来のステンレス鋼製
フィルムバッグは試料ガスの供給、排出に伴う内容積の
変化に対する表面の応力が一部に集中し易く、形状の復
元性が確保できる範囲での内容積を大きくすることが困
難で、耐久性などに問題を残していた。

【０００５】この発明は上記のような問題に対応するた
めのもので、２００℃以上の使用温度、気密性の確保、
内容積を大きくした時の応力集中の緩和、形状の復元性
の向上、耐久性の確保などを解決すべき課題としてい
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】バッグを構成するステン
レス鋼薄板の一部に応力が集中することをある程度緩和
する手段として、耐熱性のある粘着材を含むアルミニウ
ム箔、ステンレス鋼箔などを必要な箇所を主としてステ
ンレス鋼薄板の外面にラミネートすることを前提とし、
矩形の各辺をステンレス鋼チューブで構成したフレーム
としてその近傍のステンレス鋼薄板などの変形をできる
だけ防止し、ステンレス鋼薄板の接合部からのリークを
確実に防止するために折り曲げ可能なステンレス鋼製粘
着テープを利用して共にかしめるなどの手段を講じる。
さらに、実験的な研究からフレームの初期形状やばねの
力を活用するなどの手段も採用した。その他に真空に近
い時のバッグ内部の流路の確保やバッグのコーナー部で
の金具の利用など課題を解決するための幾つかの手段を
講じた。すなわちこの発明の流体試料用薄板製バッグ
は、対向する２枚の可撓性のある流体不透過性の薄板の
周辺部を接合してその間で流体を収容可能な室を形成し
たバッグであって、接合した前記２枚の薄板の周辺部の
外側に貼着している気体不透過性で強度のあるテープ
と、前記周辺部に沿って配置して前記周辺部を前記テー
プの上から前記周辺部を相互に密着させて前記周辺部相
互間の気密性が保たれかつ前記周辺部を確実に保持する
十分な保持力を有するように接合し挟持するフレームと
を備え、前記フレームは長さ方向の少なくとも一部分が
波形に湾曲していることを特徴としている。またこの発
明の他の流体試料用バッグは厚さ１０μｍ〜１００μｍ
のステンレス鋼製の薄板またはこれと類似の伸びの小さ
い材料製の薄板、またはこれらの薄板の外面の一部また
は全面に粘着剤を含むアルミニウム箔またはステンレス
鋼箔もしくは耐熱性プラスチックフイルムをラミネート
して構成した薄板を２枚対向させて配置し、この間に流
体を収容可能な室を形成したバッグにおいて、前記対向
する薄板の重ね合わさった周辺部に沿ってフレームを配
置し、前記フレームの長さ方向に連続した溝を設けてこ
れに薄板の周辺部を１ｍｍ以上差し込みかつ前記フレー
ムの溝の周辺をかしめて前記周辺部を接合または折り曲
げ保持した構造において、薄板の接合または折り曲げ保
持される薄板の周辺部の外面に、厚さ４５μｍ以下の折
り曲げ可能なステンレス鋼製粘着テープを両薄板にまた
がって貼合し、前記粘着テープの上から前記かしめが施
されていることを特徴としている。

【０００７】

【発明実施の形態】以下、本発明の実施例を図面によっ
て説明する。図１、図２及び図３において、１は本発明
の流体試料用薄板製バッグである。流体試料用薄板製バ
ッグ１は、内面を対向させて重ね合わせた２枚の可撓性
の流体不透過性の薄板２、３を備えている。薄板材２、
３は厚さ１０μｍ〜１００μｍのステンレス鋼製の薄板
またはこれと類似の伸びの小さい金属またはテフロン等
の材料製の薄板、またはこれらの薄板の外面の一部また
は全面に粘着剤を含むアルミニウム箔またはステンレス
鋼箔もしくは耐熱性プラスチックフイルムからなる補強
材９、１０をラミネートして構成した薄板で構成する。
本発明の流体試料用薄板製バッグ１はこの薄板２、３の
間の空間が流体試料を収容する室４を構成するものであ
る。薄板２、３は同形の矩型のものを各周辺部を一致さ
せて重ね合せ、この重ね合わさった周辺部を流体密に接
合されて室４を構成するか、或るいは一枚の大版の薄板
を中央から折り曲げて重ね合わさった薄板２、３を形成
する。この場合は接合する周辺部は折り曲げた辺以外の
３辺となる。厚さ１０μｍ以上のステンレス鋼薄板製の
バッグでは薄板の周辺部の接合部での流体のリークを防
止することが最も重要で、対向する薄板２、３の周辺部
５を重ね合わせてその全周に亘って接合しまたは折り曲
げて室４の流体密を形成して密封容器を形成する。この
接合または折り曲げられた薄板２、３の周辺部５の外面
に、接着剤１９を含む気体不透過性で強度のある粘着テ
ープ例えば厚さ４５μｍ以下の折り曲げ可能なステンレ
ス鋼製粘着テープ６を薄板２、３に跨がって貼着する。

【０００８】一方、対向する薄板２、３の重ね合わせた
周辺部５に沿ってフレーム７を配置する。フレーム７は
薄板２、３の周辺部５の形状に対応して一対の長辺１１
ａ、１１ｂと一対の短辺１２ａ、１２ｂを持つ矩形をな
している。フレーム７として厚さ０．５ｍｍ以上外径３
〜５ｍｍのステンレス鋼チューブを用い、これに薄板
２、３の周辺部５に対向する側面に長さ方向に沿って連
続して幅０．５ｍｍ程度の溝８を設け、この溝８に薄板
２、３の周辺部５を粘着テープ６とともに１ｍｍ以上差
し込みかつフレーム７の溝８の周辺を粘着テープ６の上
からかしめて薄板２、３の周辺部を接合または折り曲げ
保持した状態で強力に挟持する。これによって薄板２、
３を確実に接合しかつ保持しかつ流体の洩れをなくすよ
うにすると共に、フレーム７としてのステンレス鋼チュ
ーブの変形が常に初期の形状にほぼ復帰することが可能
になる。

【０００９】フレーム７の外形は前記の通り、バッグ１
の厚み方向の平面視では一対の長辺１１ａ、１１ｂと一
対の短辺１２ａ、１２ｂを持つ矩形状にしてあるが、バ
ッグの厚み方向に垂直な方向の側面視ではその一対の短
辺１２ａ、１２ｂに対称的に薄板材面に垂直方向におお
むねピッチ２５０ｍｍ以下の波状の変形２０（図４参
照）を予め与えておいて、バッグ内の圧力が外気より低
く内容積がゼロに近いときフレームがほぼ矩形状を保
ち、バッグ内容積が増加したときに生じるステンレス薄
板の極端な局部的変形を短辺１２ａ、１２ｂの波形形状
が抑制することができる。

【００１０】バッグ１の試料出入り口や圧力検出口はス
テンレス鋼パイプ１７などと確実にリークなく接続でき
る必要がある。バッグ１の試料出入口金１３ａ、圧力検
出口金１３ｂとして図３に示すように、薄板２を挟んで
内部口金１４とＯ−リング溝付きナット１５がバッグＯ
−リング１６を介して締め付けられている。Ｏ−リング
溝付きナット１５の外側にはステンレス鋼パイプ１７を
溶接した袋ナット１８が袋ナットＯ−リング２１を介し
て密着されている。内部口金１４のバッグ内の円板部２
２には流通溝２３が設けられ、これに連絡できるスペー
サ２４が一筆書き状に口金１３ａ、１３ｂの近傍に配置
される。スペーサ２４は柔軟性があり形状が保持できバ
ッグ内面を傷つける恐れがなく適当な太さを有するステ
ンレス線のような線材で構成され、バッグが真空に近い
状態で薄板２、３が密着した場合でもガス状成分を完全
に排出するように口金１３ａ、１３ｂとの流路が確保で
きるようにしてある。

【００１１】バッグ１の矩形状のフレーム７の四隅のコ
ーナー部２５、２５、２５、２５にはフレーム７に沿っ
た辺の長さ３０〜４０ｍｍの２辺を持つほぼ三角状のフ
レーム保持材２６を配置してフレーム７のコーナー部２
５を保持している。図５に示すように、フレーム保持材
２６は上片材２７ａ及び下片材２７ｂからなっていて、
上片材２７ａ、下片材２７ｂは共に内側面にフレーム７
のコーナー部２５を受け入れる溝２８を有していて、こ
の溝２８内にフレーム７のコーナー部２５を受け入れた
状態で上片材２７ａと下片材２７ｂがねじ３１などによ
り締結されて協同してフレーム７のコーナー部２５を挟
持し確実に保持する。また上片材２７ａと下片材２７ｂ
はスペーサ２４を薄板２、３の上から狭んで、スペーサ
２４を保持する場合もある。

【００１２】コーナー保持材２６には各々リング３２が
取り付けられ、バッグ１は普通にはこのリング３２で保
持されるが、このフレーム保持材２６に引きばねを取り
付けてそれぞれのコ一ナー部２５を引き合ってバッグ１
を保持してもよい。このとき引きばねとして機能する各
々のコーナー・スプリング３３で外側方向に引っ張るよ
うにして、フレーム５の各辺に予め適当な張力をかけて
おく。この力はバッグ内部の圧力と容積にも関係する
が、バッグの膨らみにおいて生じる変形を整える役割も
果たす。コーナー・スプリング３３の他方の端３４は固
定された枠または吊り具３５によって方向や回転角自由
に一定位置に保持される。

【００１３】バッグ１の矩形状のフレーム７の一対の長
辺１１ａ、１１ｂのそれぞれの中央部近辺に長辺１１
ａ、１１ｂから垂直方向内側に２０〜６０ｍｍ離れた位
置にバッグ１を構成する両薄板２、３を引き離す力の働
く板ばね３６を両薄板２、３の外面に、補強材９を貼着
している場合にはその補強材の上から接着して、バッグ
１が膨らむときに各長辺１１ａ、１１ｂの薄板２、３が
ほぼ対称的に角度を大きくできるようにしてある。

【００１４】このように構成した流体試料用薄板材製バ
ッグ１は、ステンレス鋼製の薄板材２、３とフレーム
７、ステンレス鋼製粘着テープ６、ラミネートされたア
ルミニウム箔などの補強材９、１０、板ばね３６、コー
ナー保持材２６、試料出入口金１３ａ、圧力検出口金１
３ｂなどを主な部材として作られている。図１に示すよ
うに試料流体を内部に入れて行くとバッグ１は枕型のよ
うな形状で膨らむが、矩形のバッグ１のフレーム７の二
つの短辺１２ａ、１２ｂについては両コーナーから強い
押し縮める力が働く。矩形のバッグ１のフレーム７の二
つの長辺１１ａ、１１ｂにも押し縮める力が働くが、フ
レーム７の長片１１ａ、１１ｂ及び短片１２ａ、１２ｂ
のそれぞれの中央部近辺ではバッグ１の中心方向への力
もあり、短辺側１２ａ、１２ｂの変形との関係では長片
１１ａ、１１ｂ側はバッグ１の中心側に僅かに曲がる程
度にすることができる。短辺１２ａ、１２ｂには図４の
ように予め波状の変形を与えておき、コーナーからの押
し縮める力に対応して両端間の距離を縮め易くすること
ができる。

【００１５】図４は、バッグ１が真空に近い状態のとき
（図４ａ）と試料ガスを十分に入れて膨らんだ状態のと
き（図４ｂ）のバッグ中心部近くの状態を半裁断面とし
て示してあるが、この一例から分かるように短辺１２
ａ、１２ｂ側は膨らみが大きくなるのに従い波状の振幅
が大きくなり、コーナー部間の直線距離Ｌが縮小され
る。長辺１１ａ、１１ｂ側もそれぞれ縮む方向に力を受
けるが、普通にはその変形は小さい。バッグ１の中央部
付近は、板ばね３６の力を補助的に受けて、ほぼ対称的
に枕状に変形する。

【００１６】このように当初は矩形状のバッグが枕状に
膨らむとき、フレーム７の短辺１２ａ、１２ｂ側の近く
では皺を生じることになるが、短辺１２ａ、１２ｂの波
状の形のピッチが皺の深さと関係する。種々な条件が関
与するが、フレームの波状のピッチをほぼ２５０ｍｍ以
内とすることによって、フレームの凸側の薄板で生じる
凹側の皺の凹角度を鈍角に保ちながら中央部付近の膨ら
みを大きくすることができる。このとき生じる皺の位置
はおおむね定まっており、この位置を含めて薄板材の外
面をアルミニウム箔またはステンレス鋼箔、その他の補
強材９、１０でラミネートして予め補強しておき応力な
どを緩和できる。

【００１７】

【発明の効果】本発明によるステンレス鋼薄板製バッグ
の構造では、ステンレス鋼チューブの溝部分を強力にか
しめて最内側のステンレス鋼薄板どうしを密着させて、
さらにその外側をステンレス鋼製粘着テープでカバーす
る形でしかもステンレス鋼チューブの溝部で強力にかし
められていて、ステンレス鋼薄板の接合部分においてリ
ークを生じる恐れは全く無くなっている。また粘着テー
プは、接合されまたは折り曲げられて強固にかしめられ
た周辺部の外側に貼着するので粘着テープなどの粘着剤
の成分や吸着性の影響がバッグ内部に及ぶことも無い。
完全にステンレス鋼薄板による密閉空間が構成でき、気
密性を保ちながら内部容積を変化できるバッグとするこ
とができる。本発明によると伸びの少ない薄板で構成さ
れたバッグでも、周辺のフレームに適当な変形を予め与
えておきさらにばねの力を適切に利用することによっ
て、膨らみの増加に応じて生じる薄板の皺を比較的少な
くし、とくに鋭角的な薄板面の変形を防ぎながら内容積
を大きくすることが可能となる。これによってステンレ
ス鋼薄板製バッグの耐久性を向上させ、実用性を高める
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステンレス鋼薄板製バッグの斜視説明図で内容
積がかなり大きくなっている状態を示す説明図。

【図２】本発明のステンレス鋼薄板製バッグのフレーム
部近傍の断面拡大説明図。

【図３】ステンレス鋼薄板製バッグの試料出入口近傍の
減圧力状態の断面説明図。

【図４】ステンレス鋼薄板製バッグの内容積変化に伴う
フレームの変形と中心部付近バッグの膨らみを説明する
半裁断面図で（ａ）は内容積がゼロ、（ｂ）は内容積が
増加した状態を示す解説図。

【図５】フレーム保持材を示す平面説明分解図。

【符号の説明】

１ 流体試料用薄板製バッグ ２ 薄板（表） ３ 薄板（裏） ４ 室 ５ 周辺部 ６ ステンレス鋼製粘着テープ ７ フレーム ８ 溝 ９ 補強材 １０ 補強材 １１ａ、１１ｂ 長辺 １２ａ、１２ｂ 短辺 １３ａ 試料出入口金 １３ｂ 圧力検出口金 １４ 内部口金 １５ Ｏ−リング溝付きナット １６ バッグＯ−リング １７ ステンレス鋼パイプ １８ 袋ナット １９ 粘着材 ２０ 波状の変形 ２１ 袋ナットＯ−リング ２２ 円板部 ２３ 流通溝 ２４ スペーサ ２５ コーナー部 ２６ フレーム保持材 ２７ａ 上片材 ２７ｂ 下片材 ２８ 溝 ３１ ねじ ３２ リング ３３ コーナー・スプリング ３４ 他方の端 ３５ 枠または吊り具 ３６ 板ばね

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対向する２枚の可撓性のある流体不透過
   性の薄板の周辺部を接合してその間で流体を収容可能な
   室を形成したバッグであって、接合した前記２枚の薄板
   の周辺部の外側に貼着している気体不透過性で強度のあ
   るテープと、前記周辺部に沿って配置して前記周辺部を
   前記テープの上から前記周辺部を相互に密着させて前記
   周辺部相互間の気密性が保たれかつ前記周辺部を確実に
   保持する十分な保持力を有するように接合し挟持するフ
   レームとを備えることを特徴とする流体試料用薄板製バ
   ッグ。
2. 【請求項２】 厚さ１０μｍ〜１００μｍのステンレス
   鋼製の薄板またはこれと類似の伸びの小さい材料製の薄
   板、またはこれらの薄板の外面の一部または全面に粘着
   剤を含むアルミニウム箔またはステンレス鋼箔もしくは
   耐熱性プラスチックフイルムをラミネートして構成した
   薄板を２枚対向させて配置し、この間に流体を収容可能
   な室を形成したバッグにおいて、前記対向する薄板の重
   ね合わさった周辺部に沿ってフレームを配置し、前記フ
   レームの長さ方向に連続した溝を設けてこれに薄板の周
   辺部を１ｍｍ以上差し込みかつ前記フレームの溝の周辺
   をかしめて前記周辺部を接合または折り曲げ保持した構
   造において、薄板の接合または折り曲げ保持される薄板
   の周辺部の外面に、厚さ４５μｍ以下の折り曲げ可能な
   ステンレス鋼製粘着テープを両薄板にまたがって貼合
   し、前記粘着テープの上から前記かしめが施されている
   ことを特徴とする流体試料用薄板製バッグ。
3. 【請求項３】 請求項２の流体試料用薄板製バッグにお
   いて、フレームとして厚さ０．５ｍｍ以上外径３〜５ｍ
   ｍのステンレスチューブを用い、これに幅０．５ｍｍ程
   度の溝を設けて前記周辺部を差し込み前記溝の周辺をか
   しめて溝幅をせばめステンレス薄板を確実に保持しかつ
   流体の洩れをなくするようにすると共に、フレームとし
   てのステンレスチューブの変形が初期の形状にほぼ復帰
   することを可能にした流体試料用薄板製バッグ。
4. 【請求項４】 請求項２または３の流体試料用薄板製バ
   ッグにおいて、フレームの外形を一対の長辺と一対の短
   辺を持つ矩形状にしてバッグ内の圧力が外気より低く内
   容積がゼロに近いときほぼ矩形状とし、その一対の短辺
   に対称的に薄板面に垂直方向におおむねピッチ２５０ｍ
   ｍ以下の波状の変形を予め与えておいて、バッグ内容積
   が増加したときに生じるステンレス薄板の極端な局部的
   変形を抑制するような構造の流体試料用薄板製バッグ。
5. 【請求項５】 請求項２、３または４の流体試料用薄板
   製バッグにおいて、バッグ内部に試料の出入り口から柔
   軟性がありバッグ内面を傷つける恐れがなく適当な太さ
   を有するステンレス線を配置して、バッグ内部を真空に
   する時にガス状成分を試料の出入り口から排出する流路
   を確保できるようにした流体試料用薄板製バッグ。
6. 【請求項６】 請求項２、３、４または５の流体試料用
   薄板製バッグにおいて、矩形状のそれぞれのフレームの
   コーナー部に、フレームに沿った辺の長さ３０〜４０ｍ
   ｍの三角状のフレーム保持材を配置し、ねじなどにより
   フレームのコーナー部を確実に保持すると共に、このフ
   レーム保持材に引きばねを取り付けてそれぞれのコ一ナ
   ー部を引き合って保持するようにした流体試料用薄板製
   バッグ。
7. 【請求項７】 請求項２、３、４、５または６の流体試
   料用薄板製バッグにおいて、矩形状のフレームの一対の
   長辺のそれぞれの中心部近辺に前記長辺から２０〜６０
   ｍｍ離れた位置にバッグを構成する両薄板を引き離す力
   の働く板ばねを両薄板の外面に接着して、バッグが膨ら
   むときに各長辺の薄板がほぼ対称的に角度を大きくでき
   るようにした流体試料用薄板製バッグ。