JP3652271B2

JP3652271B2 - 包装体の内部圧力検査方法

Info

Publication number: JP3652271B2
Application number: JP2001112338A
Authority: JP
Inventors: 正幸中西
Original assignee: 松下冷機株式会社
Priority date: 2001-04-11
Filing date: 2001-04-11
Publication date: 2005-05-25
Anticipated expiration: 2021-04-11
Also published as: JP2002310834A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、真空断熱板や食品等の充填物を非通気性であるフィルム内に収納して減圧された包装体の内部圧力方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、地球温暖化防止の観点から省エネルギーが強く望まれており、家庭用電化製品等の省エネルギー化は緊急の課題となっている。特に、冷蔵庫，冷凍庫，ジャー炊飯器，給湯器等の保温保冷機器では熱を効率的に利用するという観点から、優れた断熱性能を有する断熱材が求められており、この解決策として一般的に真空断熱板が知られている。
【０００３】
図５に包装体である真空断熱板の構造図の一例を示す。１は真空断熱板（包装体）であり、充填物２を非通気性フィルム３内で覆って、内部を減圧して周囲を封止することにより得られる。
【０００４】
ここで、充填物２はシリカやパーライト等の無機粉末，グラスウール等の無機繊維、連通ウレタンフォーム等の有機系連通フォームまたは使用済みの冷蔵庫から回収される硬質ウレタンフォームを破砕してできた粉末等でよい。
【０００５】
また、非通気性フィルム３は、少なくとも、ポリエチレンやポリプロピレン等で構成される熱溶着層とアルミニウム等の金属箔、アルミニウムや銅等の蒸着を施した金属蒸着フィルムやセラミック等の蒸着を施した無機質蒸着フィルム等のハイガスバリア層を含んでいるラミネートフィルムが一般に使用されている。
【０００６】
真空断熱板１は、内部を減圧にすることにより断熱性能を向上させているため、製作された真空断熱板の内部圧力検査が必要不可欠になる。
【０００７】
この真空断熱板の内部圧力検査方法として、例えば特公平６−７８９５８号公報や特公平７−９９３４９号公報に記載のように、包装体を容器内に収納し、容器内をポンプにて減圧にし、包装体の膨れ量を測定することで包装体の内部圧力を検査する方法が知られている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特公平６−７８９５８号公報によれば、充填物（特公平６−７８９５８号公報では充填体と記載）の表面部に凹部を設ける必要があるため、真空断熱板の作製工程が増えるとともに、作製後の真空断熱板の表面は、この凹部により平面性がなくなり、例えばウレタン等の発泡断熱材と併用する場合に、ウレタン流動性を阻害しボイドが発生する可能性があった。
【０００９】
また、充填物として、繊維や粉末等を適用した場合、予め凹部を設けることが困難であった。
【００１０】
特公平７−９９３４９号公報では、凹部を設けず検査できる方法が開示されているが、例えば、充填物として繊維を適用した場合、真空断熱板をチャンバー内に設置し、チャンバー内を減圧する過程において、真空断熱板の内外の差圧が小さくなり、大気圧により圧縮されていた繊維の復元が発生することがあり、このとき、変位センサによる測定ではこの復元を膨れ量として読み取ってしまうため、充填物の素材によっては正確な判定ができない場合があった。
【００１１】
本発明は、上記課題を鑑み、真空断熱板の内部圧力検査方法として、工程の増加による生産性の悪化を伴わず、かつ充填物として繊維や粉末等いかなる素材を適用した場合においても、チャンバー内減圧時に発生する充填物の復元の影響を受けずに真空断熱板を含む包装体の内部圧力検査を精度よく判定できることを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の包装体の内部圧力検査方法は、包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い所定圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、前記包装体の内部圧力を検査する方法であって、少なくとも大気圧からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量と、大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量とを測定することで包装体の良否を判定するものである。
【００１４】
また、本発明の包装体の内部圧力検査方法は、包装体の内部圧力検査装置において、前記包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い圧力である所定の圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、前記包装体の内部圧力を検査する方法であり、少なくとも、大気圧からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量と、大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量とを測定し、また、チャンバー内の減圧度における前記包装体の膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）を測定することで包装体の良否を判定することを特徴とするものである。
【００１６】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の包装体の内部圧力検査方法は、包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い所定圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、包装体の良否を判定するものであり、チャンバー内の圧力が減圧になると、包装体内部との差圧が小さくなるため、充填物の復元が発生する。この復元は、変位センサにより膨れ量として読み取ってしまう。また、充填物の復元による変位センサの膨れ量読み取り値は、チャンバー圧の減圧度に対して比例関係を示すため、大気圧からの膨れ量測定だけでは、充填物の復元による影響が大きくなり、正確な膨れ量を読み取ることができず、判定できない場合がある。
【００１７】
しかし、大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの膨れ量を測定することにより、その影響を低減して包装体の膨れ量を測定することが可能となる。
【００１８】
従って充填物として繊維や粉末等いかなる素材を適用した場合においても、チャンバー内減圧時に発生する充填物の復元の影響を受けずに真空断熱板を含む包装体の内部圧力検査を精度よく判定できる。
【００１９】
本発明の請求項２に記載の包装体の内部圧力検査方法は、包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い所定圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、前記包装体の内部圧力を検査する方法であり、少なくとも、大気圧からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量と、大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量とを測定し、また、チャンバー内の減圧度における前記包装体の膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）を測定することで包装体の良否を判定するものである。
【００２０】
なお、前述のΔＨ／ΔＰは、微少のチャンバー内の圧力減少間に発生する包装体の膨れ量を示しており、微分していることを示す。
【００２１】
ここで、チャンバー内の圧力が減圧になると、包装体内部との差圧が小さくなるため、充填物の復元が発生する。この復元は、変位センサにより膨れ量として読み取ってしまう。ここで、充填物の復元による変位センサの膨れ量読み取り値は、チャンバー圧の減圧度に対して比例関係を示すため、チャンバー内の減圧度における充填物の復元により発生する膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）は、ほぼ一定値となる。
【００２２】
一方、包装体の内部圧力がチャンバー内の圧力より高くなった場合は、急激に膨れを生じるため、チャンバー内の減圧度における膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）は、チャンバー内の圧力が包装体の内部圧力より低くなった時点で急激な増加を示し、チャンバー内の減圧度における充填物の復元により発生する膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）と比較して明らかに異なる傾向を示す。
【００２５】
従って、チャンバー内の圧力が減圧になることによって発生する充填物の復元による影響を受けることなく、真空断熱板を含む包装体の内部圧力検査を精度よく判定できる。
【００３０】
以下、本発明の実施の形態について、図を参照しながら説明する。
【００３１】
（実施の形態１）
図１は、本発明の一実施の形態による包装体の内部圧力検査方法の断面図であり、その構成は、空間を有し、開閉可能である容器４により構成されるチャンバー５、チャンバー５内を減圧にするための排気ポンプ６，リーク弁７、チャンバー内の圧力を測定する圧力計８、圧力計８の値により排気パターンおよび測定終了を制御する制御盤９、包装体の膨れ量を測定する変位センサ１０および変位センサからの測定値を解析し判定を行う良否判定機１１からなっている。
【００３２】
ここでは、真空断熱板１を測定物とし、チャンバー５内にセットし、容器４の上部を閉じてチャンバー５を密閉して排気ポンプ６をスタートすることにより、チャンバー５内を減圧にしていき、このときの真空断熱板１の膨れを変位センサ１０にて読み取り、この測定値を良否判定機１１にて解析し、判定することができる。
【００３３】
ここで変位センサ１０は、レーザー照射および受光の機構を設けており、照射されたレーザーが真空断熱板１の表面にあたり、反射して再び受光する。
【００３４】
この受光の変化を良否判定機１１にて照射位置からの距離に変換することで、真空断熱板１の膨れ量を測定することができる。
【００３５】
また、良否判定機１１は変位センサ１０のレーザーの照射，受光による真空断熱板１の膨れ量測定における測定原点を、圧力計８と連動し制御できる機構、およびチャンバー内が少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い圧力である所定の圧力まで減圧されるまでに、一定以上の膨れを検知した場合においてそれを知らせる機構、例えばブザーを鳴らしたり、ランプを点灯させる等の機構を備えている。
【００３６】
（実施の形態２）
図２に、真空断熱板１のチャンバー内の圧力における大気圧からの膨れ量の変化の代表的なパターンを示す。
【００３７】
図２において、急激な膨れ量を示すチャンバー内の圧力が各サンプルの内部圧力であり、サンプルＮｏ．１〜４においては、Ｎｏ．１，２は必要とされる内部圧力よりも低い良品、Ｎｏ．３，４は必要とされる内部圧力よりも高い不良品である。
【００３８】
この図２において、Ｎｏ．１とＮｏ．２は共に必要とされる内部圧力よりも低い良品であるが、大気圧からの膨れ量としては大きく異なっている。これは、Ｎｏ．２が充填物の復元の影響を大きく受けているためである。この充填物の復元による影響により、不良品Ｎｏ．３よりＮｏ．２の膨れ量が測定時点で大きく検知されるため、この大気圧からの膨れ量測定だけでは正確な測定ができない。
【００３９】
ここで、図２の破線で示した大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力Ａからチャンバー内の所定の圧力までの膨れ量を測定すると、そのチャンバー内の圧力における膨れ量の変化は図５に示すようになり、充填物の復元の影響を低減することができる。
【００４０】
従って、充填物に関わらず真空断熱板１の内部圧力を正確に判定できる。
【００４１】
例えば図３においては、所定の圧力に達するまでに膨れ量ａｍｍ以上を検知した真空断熱板１を不良品とし、良否判定機１１にてブザーを鳴らしたりランプを点灯させる等により、良否の判定が可能となる。
【００４２】
（実施の形態３）
図４には、図２で示した同サンプルにおけるチャンバー内の減圧度における真空断熱板１の膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）とチャンバー内の圧力との関係を示したものである。
【００４３】
充填物の復元による影響により発生する膨れ量は、チャンバー内の減圧度と相関があり、その割合（ΔＨ／ΔＰ）はほぼ一定値となる。
【００４４】
これに対し、真空断熱板１の内部圧力がチャンバー内の圧力より高くなった場合は、急激に膨れを生じるため、チャンバー内の減圧度における膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）は、チャンバー内の圧力が真空断熱板１の内部圧力より低くなった時点で急激な増加を示し、チャンバー内の減圧度における充填物の復元による影響により発生する膨れ量と比べ大幅に大きな値を示す。
【００４５】
従って、チャンバー内の減圧度における真空断熱板１の膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）を良否判定に用いることにより、充填物の影響を受けずに真空断熱板１の内部圧力を精度よく判定できる。
【００４６】
例えば図４においては、所定の圧力に達するまでにΔＨ／ΔＰの値がｂ以上を検知した真空断熱板１を不良品とし、良否判定機１１にてブザーを鳴らしたりランプを点灯させる等により、判定可能となる。
【００４７】
また、前述のように、充填物の復元による影響により発生する膨れ量は、チャンバー内の減圧度と相関があり、その割合（ΔＨ／ΔＰ）はほぼ一定値であるため、図２の関係図に対して、２回の微分（Δ²Ｈ／ΔＰ²）を実施し、変曲点を
求めることによっても、真空断熱板１の内部圧力を精度よく判定することが可能である。
【００４８】
（実施の形態４）
図１に示す制御盤９で、排気ポンプ６とリーク弁７を調整することにより、必要とされる所定の圧力付近で排気スピードを遅くすることができるため、充填物とそれを覆う非通気性フィルムとの間に生じる僅かな張力による膨れ発生までの遅れによる膨れ量の未検知を防止することができるため、精度のよい包装体の内部圧力検査ができる。
【００４９】
なお、排気ポンプ６を２つ以上用いて、必要とされる所定の圧力付近にて、一部の排気ポンプの作動を制御盤９にて停止することにより、排気パターンを変化させることも可能である。
【００５０】
（実施の形態５）
図１に示す制御盤９で、排気ポンプ６およびリーク弁７を制御することにより所定の圧力付近でチャンバー内の圧力を保持するようにすることで、充填物とそれを覆う非通気性フィルムとの間に生じる僅かな張力による膨れ発生までの遅れによる膨れ量の未検知を防止することができ、精度のよい包装体の内部圧力検査ができる。
【００５１】
【発明の効果】
以上のように本発明の包装体の内部圧力検査装置においては、チャンバー圧の減圧時に発生する充填物の復元の影響を受けることなく、また、充填物とそれを覆う非通気性フィルムとの間に生じる僅かな張力による膨れ発生までの遅れの影響も受けず、変位センサを用いて測定される膨れ量を利用して短時間にて精度よく包装体の内部圧力を検査することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態による包装体の内部圧力検査装置断面図
【図２】チャンバー内の圧力と包装体の膨れ量の関係図（大気圧から）
【図３】チャンバー内の圧力と包装体の膨れ量の関係図
【図４】チャンバー内の圧力とチャンバー内の減圧度における包装体の膨れ量の割合の関係図
【図５】従来の真空断熱板の断面図
【符号の説明】
１真空断熱板
２充填物
３非通気性フィルム
４容器
５チャンバー
６排気ポンプ
７リーク弁
８圧力計
９制御盤
１０変位センサ
１１良否判定機

Claims

包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い所定の圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、前記包装体の内部圧力を検査する方法であって、少なくとも大気圧からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量と、大気圧より減圧でありかつ少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力より大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量とを測定することで包装体の良否を判定する包装体の内部圧力検査方法。
包装体を真空チャンバー内に設置後、チャンバー内を少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりも低い所定の圧力まで減圧し、このときに変位センサにて前記包装体の膨れ量の測定を行い、この膨れ量を利用し、前記包装体の内部圧力を検査する方法であって、少なくとも大気圧からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量と、大気圧より減圧であり少なくとも必要とされる前記包装体の内部圧力よりは大きいチャンバー内の圧力からチャンバー内の所定の圧力までの前記包装体の膨れ量とを測定し、また、チャンバー内の減圧度における前記包装体の膨れ量の割合（ΔＨ／ΔＰ）を測定することで包装体の良否を判定する包装体の内部圧力検査方法。