JPH11508999A - 変形可能な容器の気密性を検査するための方法および装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 変形可能な容器（２）の気密性を検査するために、負圧が容器（２）内に発生せしめられ、そして、内圧が測定される。負圧は容器（２）の変形によって発生せしめられる。シール帯（６）が容器の開口（８）上に載せられされ、容器（２）内の負圧を維持するようになっている。気密性を有しない容器（２）においては、圧力は再び比較的迅速に周囲圧力まで増大する。

Description

【発明の詳細な説明】 変形可能な容器の気密性を検査するための方法および装置 本発明は、固有のまたは外部からの回復力によってその元の形状に戻る変形可 能な容器、特にプラスチック容器の気密性を検査するための方法および装置であ って、検査の際に容器内に負圧を発生せしめ、その負圧の変化を測定する方法お よび装置に関する。 いわゆる回収可能なプラスチック容器、特に飲料水用ボトルの場合には、回収 可能なガラス製ボトルとは異なり、再充填に先立って内圧の試験が必要となる。 なぜなら、容器の壁の薄さおよび廊下に起因する材料の脆化の危険性があるから である。内圧試験の目的のために、容器の壁の穴および脆化によるひび割れが検 出される。 これまで、これは星型ホイールを備えた回転装置を用いて非常に精密に行われ ており、この場合、各ボトルは星型ホイールの区切り内に搬送され、そしてそこ で、一定の圧力を及ぼされ、その圧力変化が一定時間経過後、または一定距離進 んだ後、差圧測定器を用いて測定され、評価されてきた。この測定装置は、ボト ルの開口上に極めて正確かつシールされた方法でセットされなければならない。 これは星型ホイールによるボトルの確実なガイドにより相対的に容易に実行され てきた。 先に述べたような形式の方法は、ＵＳ−Ａ−３，７６２，２１３において知ら れている。この場合、負圧が容器内に発生し、変位可能なピストンを備えたシリ ンダが容器の開口上にセットされ、そして、ピストンが引っ込められる。負圧に よって、そのとき容器はシンダから吊り下げられ、容器がシリンダから吊り下げ られた時間が容器の気密性の尺度として用いられている。 ＵＳ−Ａ−４，８６２，７３２およびＤＥ−Ａ−４，１２１，８６７にはキャ ップによって閉じられた容器の気密性を検査するための方法が記載されており、 この場合、過度の圧力が容器の変形によって容器内に発生する。容器のキャップ の膨張が発生した過度の圧力の尺度として用いられている。 本発明の目的は、先に述べたような内圧試験法をさらに発展させることにより 、容器が任意の時間的間隔または空間的間隔において内圧を受け得るようにする ことにある。 この目的は、本発明によれば、容器を変形させることによって、容器内に周囲 圧力とは異なる内圧を発生せしめることによって達成される。 負圧を発生させるために、容器は、まず最初変形せしめられ、その後、容器の 開口が閉じられた後、変形力が容器から取り除かれ、それによって容器はその弾 性力により元の形状に戻り、その結果、容器内に負圧が発生する。この負圧を用 いた検査では、容器の開口がその上に弾性力をもつ帯をセットすることによって 簡単に閉じられ得るということが、特に長所となっている。変形力を取り除いた 後に発生する負圧に起因して、弾性力をもつ帯は容器の開口に吸い込まれ、それ によって容器の開口がシールされた状態で閉じられる。このとき、弾性力をもつ 帯は、容器の開口中に凹部を形成する。負圧の大きさは、この凹部の深さから容 易に導き出され得る。 飲料水充填装置の場合、ラインプレッシャを伴った搬送方式が存在し、これに 対してラインプレッシャを伴わない搬送方式が存在する。ラインプレッシャを伴 う搬送は、容器が、個々のステーション、例えば洗浄ステーション、モニタリン グステーションおよび充填ステーションの間において搬送手段上に集積され、互 いに押し付けられるということを意味している。これは容器が１つのステーショ ン によって処理され、またはそれに先行する星型ホイールによって割り出されるよ りも早く当該ステーションまたは当該星型ホイールに受け渡されるということに よって達成される。すなわち、容器は、ステーションまたは星型ホイール、すな わちその星型ホイールの取り入れウオームの前に集積される。これとは対照的に 、近年の充填装置は容器を、圧力すなわちラインプレッシャなしに搬送するよう になっており、このことは容器が任意の時間シーケンスでおよび任意の間隔を置 いて個々の測定および処理ステーションまで搬送され、そしてそこで、検査され 、処理されることを意味している。ラインプレッシャを伴わない搬送の場合には 、したがって、容器が一定の時間サイクルまたは一定のパターンにおいて個々の ステーションを通過する必要がない。この発明の特別な長所は、内圧がこのよう なラインプレッシャを伴わない搬送過程においてなされ得るということにある。 内圧の試験は、ボトルが搬送手段、例えばリンクチェインまたはコンベアベルト 上を直線的に搬送される間になされる。したがって、機械的構造は非常に単純で あり、ほんのわずかな設置スペースだけがとられる。 内圧の試験は容器またはボトル内に負圧を発生せしめることによって行われ、 ２つの本質的なコンポーネント、すなわち周囲圧力に対してプラスチック容器内 に負圧を発生せしめる装置および負圧をチェックする測定装置からなっている。 負圧を発生せしめる装置は、好ましくは、容器の直径よりも小さな間隔をあけ て対置された２本のゴム引きローラ、または、２本の回転ベルト、または２本の 伸び得るシリンダを備えた圧縮装置からなっており、それによって容器はこの圧 縮のための間隔を通過するとき、横方向に圧縮され、変形される。この容器の圧 縮と同時に、帯が容器の上向き開口上に置かれる。帯は容器の開口をシールする 。 容器が圧縮装置から出るとき、変形は弱まり、容器はその壁の弾性力によって元 の形状に戻る。容器の開口は押し付けられた帯によってシールされているので、 その結果、容器内に負圧が発生する。そして、検査されるべき容器は例えば１〜 ３ｍの比較的長い検査部を容器の開口に置かれたシール帯とともに通過する。も し、容器が気密性を有しておらず、例えばもし穴および脆化によるひび割れが生 じているならば、容器内の負圧はこの部分を通過する間に完全になくなるか、ま たは部分的に減少する。 予め決定された検査部の端において、シール帯は機械的な力によって上方に引 っ張られて容器から分離され、このとき、もし必要ならば、容器はレールガード 上またはベルト上の拘束手段によってまたは一定位置に保持される。十分な長さ の経路がある場合には、この地点で気密性を有する容器と気密性を有しない容器 を識別することは極めて容易である。シール帯の分離点は測定装置、例えば光バ リヤによってモニタされる。気密性を有する容器の場合には、上側のシール帯は 容器の開口を強く押し続け、機械的な力の作用によって容器の開口からやっと分 離される。気密性を有しない容器の場合には、シール帯は容器の開口に緩く乗せ られているだけであり、実質上より前方の地点で容器から分離される。この差異 は、光バリヤを用いることによって容易にモニタされ得る。気密性を有する容器 の場合には、シール帯の容器の開口からの引っ込みが特長的な音を発生し、それ によって音による識別がまた可能となる。 より正確な測定、あるいは検査部の短縮化のための装置のコンパクト化は、よ り精密な測定装置を用いることによって達成され得る。例えば、ＣＣＤカメラま たは光バリヤによって、プラスチック容器が搬送路の終端において依然として変 形したままであるかどうか、あるいはどの程度まで変形しているかを形状認識に よって確定する ことが可能である。 さらなる可能性は、シール帯を、比較的薄い弾性材料、例えばラテックスから 製作することであり、それによってシール帯が容器の開口上に載ったとき、負圧 によって帯はその負圧に比例した凹みを形成する。この凹みの程度は、搬送路の 端において適当なセンサ、例えば超音波センサまたは変位測定装置を用いること によって、また、金属によって覆われた表面を有する帯の場合には電磁誘導型変 位測定装置を用いることによって測定され得る。さらに、測定精度は、シール帯 の始端に同一の第二の測定装置を用いる優先測定を通じてさらに向上し得る。測 定装置によって与えられた測定値を比較することによって、非常に細長い線状の ひび割れ等の極めて微少な穴を検出することが可能である。 容器の気密性は容器がその内部に発生した負圧によってシール帯に吸い付けら れ、そして、このシール帯から吊り下げられ、搬送路中の間隙を越えて搬送され るような非常に簡単なやり方で確定され得る。気密性を有する容器はその内部に 存在する負圧に起因する吸引力によってシール帯に強固に保持され、シール帯か ら吊り下げられ、そして、何の困難もなく間隙を越えて搬送される。これとは対 照的に気密性を有しない容器内の負圧は、その容器をシール帯に吸い付けてシー ル帯に強固に保持し得るほど十分ではない。したがって、気密性を有しない容器 は間隙の範囲内でシール帯から分離され、間隙中に落下する。これらの容器は、 例えば搬送路中の間隙の下に配置された集積バスケット内に集められ得る。 前述のような実質上より簡単な構成に加えて、従来の圧力検査と比較される新 たな方法の長所は、とりわけその精度と信頼性の向上にある。信頼性の向上は、 本発明によれば、単に、プラスチック容器が圧縮装置による機械的な圧力を受け ることによって、微少な線 状のひび割れがさらに広げられ、老化によって生じた脆化点または脆弱点が検査 の間に容器の破壊を引き起こすのに対し、通常の検査方法の場合、容器は単にそ の壁にほとんど影響を及ぼさないようなわずかな圧力しか受けない結果、機械的 な応力が検査後に生じ、容器が充填されるまで容器の破壊が生じないという事実 によって達成されている。 このような直線的に構成された測定装置の場合には、検査部は如何なる困難も 生ずることなく、さほど精密さを必要とせずに、ほとんど選択的に長くなり得る 。その結果、もし必要なら、圧力低下をモニタリングするために利用可能な非常 に長い時間が存在する。これとは対照的に、回転する星型機械における検査部の 延長は非常に制限された程度までしか可能ではなく、非常に大きな精度が要求さ れる。なぜなら、検査部を１本のボトル分だけ延長することは、さらなる測定装 置を意味するからである。 回転する星型機械のさらに別の欠点は、それが多数の個々の測定装置からなり 、結果的に、必要な測定装置の個数に加えて、エラーの生ずる危険性および補正 の作業が実質上増大するということにある。回転機械の１６または２４の測定点 の非常に均一な補正を達成することはほとんど不可能である。この問題は、直線 的に構成された測定装置においては回避される。 本発明の実施例を以下に添付図面を参照しながら説明する。 図１は、内圧検査のための装置の側面図である。 図２は、内圧検査のための装置の平面図である。 図３は、容器の開口上に配置されたシール帯の詳細な図である。 図４は、内圧検査のための装置の別の実施例を示した図である。 図１および図２によれば、多数のプラスチック容器２が直線状のコンベアベル ト１の形態の搬送路上を搬送され得る。２本のゴム引きローラ３、４がコンベア ベルト１に隣接する対向位置に配置され、垂直軸のまわりに回転可能になってい る。ゴム引きローラ３、４はコンベアベルト１の速度に等しい表面速度で駆動さ れる。ゴム引きローラ３、４はそれらの間に容器２がその直径の約３０％だけ圧 縮されるような大きさの圧縮間隙５を形成している。圧縮間隙５の幅およびゴム 引きローラ３、４の弾性は、容器２が変形されるにすぎず、よって容器の壁が歪 むことなく、あるいはさもなくば、永久的に変形してしまうことがないように選 ばれており、その結果、容器は圧縮間隙５を通過後、元の形状に戻る。 シール帯６はコンベアベルト１の上方に間隔をあけて配置された２本のガイド ローラ７によって案内されており、この間隔はプラスチック２の高さに対応して いる。ローラ７の一方は、圧縮間隙５の上方に配置されており、それによってシ ール帯６は容器２が最大に変形した時点で容器２の開口８上に載せられるように なっている。他方のガイドローラ７は圧縮間隙５から運動方向に沿って約３ｍの 距離をあけて配置されており、それによってシール帯６は３ｍの距離に渡って容 器の開口８を押さえるようになっている。シール帯６は弾性を有しており、容器 の開口および容器の高さの僅かな差異に自然に適合するようになっている。シー ル帯６は、例えばラテックスからなっている。上述のように、各容器２は圧縮間 隙５を通過した後、元の形状に戻る。その結果、容器２の内部には負圧が発生し 、それによってシール帯６は容器の開口８に吸引され、そして、容器の開口を押 圧する。このとき、シール帯６は凹部９を形成する（図３参照）。 プラスチック容器２はこの状態でさらに第二のガイドローラ７の 前に配置された測定装置１０まで搬送される。欠陥のない容器２は負圧を維持し たままであるので、凹部９は容器が測定装置１０に達した時点でも依然として存 在する。気密性を有しない容器、例えば脆化によってひび割れを伴った容器は、 負圧を維持することできない。その結果、凹部９は形成されないか、あるいは凹 部が形成されたとしても、圧縮間隙５を通過後急速に消滅する。 測定装置１０に到達した時点で、容器２はトリガー光バリヤ１１を通過し、こ のトリガー光バリヤ１１は変位測定装置１２を作動させる。変位測定装置１２は 凹部９の凹みの程度を測定し、アナログ測定信号を評価コンピュータ１３へ送る 。コンピュータ１３は予め設定された制限値に従って容器２内に存在する負圧が 依然として適当なものであるかどうか、またはそれが欠陥のある容器２であるか どうかを決定する。変位測定装置は公知の構造を有しており、したがって、ここ には詳細に説明しない。容器の開口８を押さえているシール帯６は測定装置１０ の後ろに配置された第二のガイドローラ７によって力によって引っ張られる。そ して、容器２は補助的なガイドバー１４によって第二のガイドローラ７の周囲の その経路内においてシール帯６に追従することを妨げられ、それによって容器２ はシール帯６から分離される。 図４に示した実施例の場合、コンベアベルト１は検査部の範囲内で途切れてい る。その結果、容器２がコンベアベルト１によって支持されないような間隙２０ が存在する。圧縮装置（ゴム引きローラ３、４）および装置およびシール帯６の 駆動に関して、この実施例は図１〜図３の実施例を同じである。容器２は圧縮間 隙５を通過後、内部に発生した負圧およびシール凹部９の形成によってシール凹 帯６に吸い付けられる。欠陥を有していない容器２は検査部全体にわたってシー ル帯６に吸い付けられたままであり、そして、この状態 で、如何なる困難もなく間隙２０を渡って搬送される。これとは対照的に、気密 性を有しない容器２の場合には、負圧は発生しないか、または負圧が発生したと しても、容器は間隙２０を渡って搬送されるほど強くシール帯６に吸い付けられ ないか、または容器がシール帯６に吸い付けられて間隙２０を渡って搬送されの には不十分な短い時間だけ存在する。そして、気密性を有しない容器２は間隙２ ０の範囲内でシール帯６から落ち、間隙２０の下に配置された集積バスケット２ １内に集められる。シール帯６に吸い付けられた気密性を有する容器２は間隙２ ０を通過した後、コンベアベルト１上に再び置かれ、その後、図１〜図３の例と の関連で説明した機械的な力によってシール帯６から分離される。

【手続補正書】特許法第１８４条の８第１項 【提出日】１９９７年４月１５日 【補正内容】 補正した請求の範囲 １． 変形可能な容器（２）の気密性を検査する方法であって、容器（２）内に 負圧を発生せしめ、前記容器の内圧を測定する方法において、 前記容器内に負圧を発生せしめるために、前記容器（２）を、まず最初に 変形し、その後、前記容器の開口（８）を閉じ、そして、変形力を前記容器（２ ）から取り除くことを特徴とする方法。 ２． シール帯（６）を前記容器の開口（８）上に載せることによって前容器（ ２）内の負圧を維持することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３． 前記負圧のレベルを、前記容器の開口（８）の領域において、前記負圧に よって前記シール帯（６）に形成された凹部（９）から測定することを特徴とす る請求項２に記載の方法。 ４． 気密性を有する容器（２）が負圧によって前記シール帯（６）に吸い付け られ、付加的なサポートなしに搬送される一方、欠陥を有する容器（２）は前記 シール帯（６）から落ちるように前記負圧を前記容器（２）内に発生せしめるこ とを特徴とする請求項２に記載の方法。 ５． 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の方法を実施するための装置であっ て、前記容器（２）に対する搬送手段（１）と、圧縮装置（ゴム引きローラ３、 ４）を備え、前記圧縮装置は圧縮間隙（５）を有し、前記圧縮間隙（５）によっ て前記搬送手段（１）上を搬送される前記容器（２）が変形されるようにした装 置において、ループ状のシール帯（６）が前記搬送手段の上方に間隔をあけて配 置された少なくとも２本のガイドローラ （７）によって案内されており、第一の前記ガイドローラ（７）は前記圧縮間隙 （５）の上方に配置されていることを特徴とする装置。 ６． 前記容器（２）内の負圧を測定するための測定装置は、第二の前記ガイド ローラ（７）の前方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７． 前記測定装置（１０）は前記シール帯（６）に形成された凹部（９）の深 さを測定する変位測定装置（１２）からなっていることを特徴とする請求項６に 記載の装置。 ８． 前記シール帯（６）の下側領域において、前記搬送手段（１）は途切れて おり（間隙２０）、気密性を有する容器（２）は前記シール帯（６）に吸い付け られて前記間隙（２０）を渡って搬送される一方、欠陥を有する容器（２）は前 記間隙（２０）の範囲内で前記シール帯（６）から分離され、前記間隙（２０） 内に落下することを特徴とする請求項５に記載の装置。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １． 変形可能な容器（２）の気密性を検査する方法であって、容器（２）内に 負圧を発生せしめ、前記容器の内圧を測定する方法において、 前記容器内の負圧を前記容器（２）の変形によって発生せしめることを特 徴とする方法。 ２． シール帯（６）を前記容器の開口（８）上に載せることによって前記容器 （２）内の負圧を維持することを特徴とする請求項１に記載の方法。 ３． 前記負圧のレベルを、前記容器の開口（８）の領域において、前記負圧に よって前記シール帯（６）に形成された凹部（９）から測定することを特徴とす る請求項２に記載の方法。 ４． 気密性を有する容器（２）が負圧によって前記シール帯（６）に吸い付け られ、付加的なサポートなしに搬送される一方、欠陥を有する容器（２）は前記 シール帯（６）から落ちるように前記負圧を前記容器（２）内に発生せしめるこ とを特徴とする請求項２に記載の方法。 ５． 請求項１〜請求項４のいずれかによる方法を実施するに適した装置であっ て、前記容器（２）に対する搬送手段（１）を備えた装置において、 前記搬送手段（１）上を搬送される前記容器（２）を変形させる圧縮間隙 （５）を有する圧縮装置（ゴム引きローラ３、４）を備えていることを特徴とす る装置。 ６． ループ状のシール帯（６）が前記搬送手段（１）上に間隔をあけて配置さ れた少なくとも２本のガイドローラ（７）によって案内されており、第一の前記 ガイドローラ（７）は前記圧縮 間隙（５）の上方に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の装置。 ７． 前記容器（２）内の負圧を測定するための測定装置は、第二の前記ガイド ローラ（７）の前方に配置されていることを特徴とする請求項６に記載の装置。 ８． 前記測定装置（１０）は前記シール帯（６）に形成された凹部（９）の深 さを測定する変位測定装置（１２）からなっていることを特徴とする請求項７に 記載の装置。 ９． 前記シール帯（６）の下側領域において、前記搬送手段（１）は途切れて おり（間隙２０）、気密性を有する容器（２）は前記シール帯（６）に吸い付け られて前記間隙（２０）を渡って搬送される一方、欠陥を有する容器（２）は前 記間隙（２０）の範囲内で前記シール帯（６）から分離され、前記間隙（２０） 内に落下することを特徴とする請求項６に記載の装置。