WO2017159481A1 - 被検査容器の漏洩検査方法、及び漏洩検査装置 - Google Patents

Abstract

正確かつ迅速に被検査容器の漏洩を検出することが可能な被検査容器の漏洩検査方法などを提供する。変形可能な可撓部を有する被検査容器１の漏洩検査行うにあたり、被検査容器１に、ヘリウムを含む検査用ガスを充填した後、外部から区画された検査室３内に、検査用ガスが充填された被検査容器１を配置し、被検査容器１の下部側から上部側へ向けて、キャリアガスの上昇流を形成する。そして、検査室３内にキャリアガスを供給する位置よりも上方側の位置にて採取したキャリアガス中のヘリウム濃度を測定した結果に基づいて、被検査容器１に充填された検査用ガスの漏洩を検出する。

Description

被検査容器の漏洩検査方法、及び漏洩検査装置

　本開示は、変形可能な可撓部を有する被検査容器の漏洩を検出する技術に関する。

　医薬品製造プロセスやバイオプロセスなどで利用されるシングルユースバッグ（Single-Use Bag：以下、「ＳＵＢ」とも記す）は、変形可能な樹脂シートをなどによって構成される容器である。ＳＵＢは、空の状態ではコンパクトに折り畳むことができる一方で、内容物の充填に伴って変形し、所定量の内容物を収容することができる。

　一方でＳＵＢは、リジッドな（剛性の高い）容器よりも強度が低く、また一体成形品ではない場合もあるため、工作不良又は破損に伴う内容物の漏洩が比較的発生しやすい。ＳＵＢのメーカーからの出荷前に漏洩検査が行われる場合もあるが、小さなピンホールは検出が困難な場合もある。また出荷後の輸送又は使用準備の過程における破損には対処することができない。

　そこで、ＳＵＢの使用前のユーザーによる漏洩検査の実施も模索されている。しかしながら、温度変化又は内圧の変化に伴って形状が変化してしまうＳＵＢは、加圧したＳＵＢ内の圧力低下に基づいて漏洩を検出する圧力降下法の採用は困難である。

　また、ヘリウムを充填したＳＵＢを真空容器内に配置し、真空容器内のヘリウム濃度の変化に基づいて漏洩を検出する減圧法の適用についても、ＳＵＢは大きな差圧を加えることができないため迅速な漏洩検出が困難である。さらに、ＳＵＢには１０００リットルを超える大型のものもあり、大型のＳＵＢまで検査することが可能な真空容器を導入して減圧法を実施することは、設備負担が過大となってしまう。

　ここで特許文献１には、試験ガスであるヘリウムが充填された試験体の周囲の雰囲気を吸引管で吸引して試験ガス検出器にてヘリウムを検出するスニッファー法に係る技術が記載されている。しかしながら、ＳＵＢのように、比較的広い表面積を持つ被検査容器の表面を万遍なく吸引走査して、ピンホールなどのごく小さな漏洩箇所を特定するスニッファー法は、時間がかかるばかりでなく、漏洩を見逃してしまう可能性もある。

　また特許文献２には、高分子透過膜を収容したセルの一方側の空間にヘリウムを導入し、前記高分子透過膜を挟んだセルの他方側の空間に空気を通流させ、セルから排出されるヘリウム濃度変化曲線の違いに基づいて、高分子透過膜からのヘリウムの透過と、ピンホール又は欠陥などに起因する漏洩とを識別する技術が記載されている。

　特許文献２に記載の技術においては、燃料電池のセルをそのまま利用し、燃料電池の使用時に酸化ガスの導出入口として使用されるセルの側壁面に設けられた導出入口から空気の供給、抜き出しを行ってヘリウム濃度の測定を行っている。

　しかしながら、ヘリウムは空気と比較して非常に軽いため、高分子透過膜を通過したヘリウムは、セルの上部側の空間に滞留してしまう。このため、ヘリウムが高濃度で滞留している領域が、空気の抜き出しを行う高さ位置に到達するまでに長い時間を要し、迅速な漏洩検出を行うことができない。

特表２０１２－５１４７４３号公報 特開２００２－５７７７号公報

　本発明は、このような背景の下になされたものであり、正確かつ迅速に被検査容器の漏洩を検出することが可能な被検査容器の漏洩検査方法、及び漏洩検査装置を提供する。

　本開示の被検査容器の漏洩検査方法は、変形可能な可撓部を有する被検査容器の漏洩検査方法において、
　前記被検査容器に、ヘリウムを含む検査用ガスを充填する工程と、
　外部から区画された検査室内に、前記検査用ガスが充填された被検査容器を配置し、当該被検査容器の下部側から上部側へ向けて、前記検査用ガスとはヘリウムの含有濃度が異なるキャリアガスの上昇流を形成する工程と、
　前記検査室内にキャリアガスを供給する位置よりも上方側の位置にて採取した前記キャリアガス中のヘリウム濃度を測定した結果に基づいて、前記被検査容器に充填された検査用ガスの漏洩を検出する工程と、を含むことを特徴とする。

　また、他の開示に係る漏洩検査装置は、変形可能な可撓部を有する被検査容器の漏洩検査装置において、
　外部から区画され、ヘリウムを含む検査用ガスが充填された被検査容器を配置するための検査室と、
　前記検査室の下部側に、前記検査用ガスとはヘリウムの含有濃度が異なるキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
　前記検査室の下部側から上部側へ向けて、前記キャリアガスの上昇流を形成するために、前記被検査容器の上方位置から当該キャリアガスの排気を行う排気部と、
　前記キャリアガスに含まれるヘリウム濃度を測定した結果に基づいて、前記被検査容器に充填された検査用ガスの漏洩を検出するために、前記キャリアガス供給部よりも上方側の位置にて前記キャリアガスの採取が行われるサンプリング部と、を備えたことを特徴とする。

ヘリウムの充填が行われているＳＵＢである。 検査容器内で漏洩検査が行われているＳＵＢである。 ＳＵＢが配置されたコンテナである。 検査カバーが装着されたコンテナである。 前記検査カバーが装着されたコンテナン内でヘリウムガスの充填が行われているＳＵＢである。 前記検査カバー内で漏洩検査が行われているＳＵＢである。 前記検査カバー内で薬液の充填、ヘリウムの回収動作が行われているＳＵＢである。 薬液の充填が完了したＳＵＢである。 実施例に係る第１の説明図である。 実施例に係る第２の説明図である。 実施例に係る第３の説明図である。

　本開示の実施形態に係る前記被検査容器の漏洩検査方法は以下の特徴をさらに備えていてもよい。
（ａ）前記検査用ガスの漏洩が検出されなかった場合に、前記検査室内にて、前記被検査容器に内容物を充填する工程を含むこと。
（ｂ）前記検査用ガスの漏洩を検出する工程の後、前記被検査容器に充填された検査用ガスを回収する工程を含むこと。
（ｃ）前記検査室には、当該検査室内に配置された被検査容器の上方位置に、前記キャリアガスの排気部が設けられ、前記キャリアガスの採取は、前記検査室内にキャリアガスを供給する位置と前記排気部との間の高さ位置にて行われること。
（ｄ）前記被検査容器は、変形可能な袋状容器であること。
（ｅ）前記検査室は、前記被検査容器の周囲の空間を覆う袋状カバーであること。このとき、前記被検査容器は、当該被検査容器を保持するコンテナ内に配置され、前記検査室は、前記コンテナとコンテナ内の検査容器とを前記袋状カバーにて覆うことにより構成されること。
（ｆ）前記被検査容器に対する検査用ガスの充填圧力が、０ＰａＧよりも高く、当該被検査容器の耐圧上限値未満であること。
（ｇ）前記被検査容器を収容した状態における検査室内の残りの空間の容積に対するキャリアガスの流量の比が０．０１～０．０５ｖｖｍの範囲内の値であること。

　上記（ａ）～（ｇ）の各特徴は独立した特徴としてもよく、またこれらを任意に組み合わせてもよい。

　また、前記検査用ガスの漏洩の検出において、前記検査用ガスの漏洩が検出されなかった場合に、前記被検査容器に内容物を充填し、前記検査用ガスの漏洩の検出後、前記被検査容器に充填された検査用ガスを回収するようにしてもよい。

　前記キャリアガスの排気部は、前記検査室内に配置された被検査容器の上方位置に設けられ、前記サンプリング部は、前記検査室内にキャリアガスを供給する位置と前記排気部との間の位置にて前記キャリアガスを採取する。

　前記被検査容器は変形可能な袋状容器であってもよく、前記検査室は前記被検査容器の周囲の空間を覆う袋状カバーであってもよい。前記被検査容器は、当該被検査容器を保持するコンテナ内に配置され、前記検査室は前記コンテナとコンテナ内の検査容器とを前記袋状カバーにて覆うことにより構成されてもよい。

　前記被検査容器に対する検査用ガスの充填圧力は０ＰａＧよりも高く、前記被検査容器の耐圧上限値未満であってもよい。前記被検査容器を収容した状態における検査室内の残りの空間の容積に対するキャリアガスの流量の比を０．０１～０．０５ｖｖｍの範囲内の値にしてもよい。

　次に、図１、２を参照しながら、本開示の実施形態の一態様について例示的に説明する。

　図１は、被検査容器であるＳＵＢ１に検査用ガスであるヘリウムガスを充填する操作を示し、図２は検査室である検査容器３内でＳＵＢ１の漏洩を検出する操作を示している。

　実施形態に係る漏洩検査方法を適用可能なシングルユースバッグ（ＳＵＢ）１は、内容物の充填に伴って形状が変形可能な容器であれば、その構成に特段の限定はない。樹脂製のシートにより構成された封筒型の２ＤタイプのＳＵＢ１、又は内容物の充填に伴って直方体形状若しくは円筒形状となる３ＤタイプのＳＵＢ１を例示することができる。ＳＵＢ１が樹脂製シートなどの変形可能な材料のみにより構成されている場合は、ＳＵＢ１の全体が可撓性を有する可撓部となる。

　また、ＳＵＢ１は、樹脂製の底板又は支柱など、形状の一部を成す構造材と組み合わせて構成されていてもよい。この場合には構造材以外の変形可能な部分が可撓性を有する可撓部となる。

　ＳＵＢ１には、医薬品製造プロセスにて取り扱われ得る中間製品又は製品、触媒、バイオプロセスにて取り扱われる処理物質又は微生物などを含む内容物の収容に用いられる。内容物は液体であってもよく粉粒体であってもよい。また、内容物を充填した後のＳＵＢ１内に、当該内容物で満たされていない気相部分が存在してもよい。

　ＳＵＢ１は、内容物の充填又は抜き出しを行うための樹脂製のシングルユースチューブを備えている。図１、２に示す例では、ＳＵＢ１は２本のシングルユースチューブを備え、各シングルユースチューブにはその使用目的に応じて、ガスチューブ１１１、薬液用チューブ１２１の名称を付してある（後述の図３～８のＳＵＢ１も同様）。

　ガスチューブ１１１の末端部には、後述のサンプリングガス供給機構４と接続されるコネクタ１１２が設けられ、薬液用チューブ１２１の末端部には、内容物の充填時に用いられる無菌コネクタ１２２が設けられている。

　但し、シングルユースチューブの使用目的は、上述の便宜的な名称に対応した用途に限定されるものではなく、各プロセスにおけるＳＵＢ１の取り扱い操作に応じて自由に選択することができる。また、ＳＵＢ１に設けられているシングルユースチューブの数についても、１本であってもよく、２本以上であってもよい。

　本開示に係る実施形態において、漏洩検査の対象となるＳＵＢ１にはヘリウムガスが充填される。図１に示す例では、内容物が充填されていない状態のＳＵＢ１に対し、２本のシングルユースチューブのうちのガスチューブ１１１側のコネクタ１１２をヘリウムガス充填機構２に接続する。一方、薬液用チューブ１２１はピンチコック１０１によって閉じられ、ＳＵＢ１に充填したヘリウムガスが外部へ流出しないようにする。

　ヘリウムガス充填機構２は、ヘリウム供給源２５から供給されたヘリウムガスが流れるヘリウム供給ライン２２に、レギュレーター２４を設けた構造となっている。レギュレーター２４の下流側に設けられた微圧計２３の指示値をＳＵＢ１内の圧力として、レギュレーター２４に設けられた不図示の圧力調節ハンドルを用いて二次側の圧力を調節することにより、ＳＵＢ１に充填されるヘリウムガスの充填圧力を調節することができる。なお、符号Ｖ１～Ｖ３は、ボールバルブなどからなる開閉弁を示す。

　ヘリウム供給源２５から供給されるヘリウムガスには、ヘリウムが含まれている。ヘリウムガスは、後述のキャリアガスとはヘリウムの含有濃度が異なるものであれば、ヘリウム濃度に特段の限定はない。例えば、キャリアガスのヘリウム濃度よりも高濃度に調製する場合、ヘリウム濃度が９９体積％（０℃、１気圧基準。以下、同じ）以上のヘリウムガスであってもよく、窒素又は酸素によって希釈されたヘリウムガスを用いてもよい。

　但し、ヘリウムガスと、キャリアガスとのヘリウムの濃度差が大きいほど、ＳＵＢ１における漏洩の検出感度も向上し、より迅速に漏洩検出を行うことができる。この観点から、キャリアガスとして周囲の大気（空気：ヘリウム含有濃度５体積ｐｐｍ程度）を用いる場合には、ヘリウムの濃度が１体積％以上、より好適には１０体積％以上のヘリウムガスを用いる。ヘリウムガス中に混合するヘリウム以外の気体としては、窒素ガス又は酸素ガス、大気などを例示することができる。

　ＳＵＢ１に充填されるヘリウムガスの充填圧力は、０ＰａＧよりも高く、ＳＵＢ１の耐圧上限値未満の値に設定することができる。例えば後述の実施例に示すように、２ｋＰａＧ程度の充填圧力にて漏洩検出が可能である。　

　予め設定した充填圧力までＳＵＢ１にヘリウムガスを充填したら、ピンチコック１０１にてガスチューブ１１１を閉じ、コネクタ１１２からガスチューブ１１１を切り離した後、ＳＵＢ１を検査容器３内に配置する。

　検査容器３は、上面側が開口した容器本体３１と、容器本体３１の開口を上面側から覆う蓋体３２とを備えることができる。容器本体３１は、ＳＵＢ１を収容可能、且つＳＵＢ１との間にキャリアガスが通流する隙間を形成可能な内容積を有する。

　また、検査容器３は、容器本体３１の開口を蓋体３２にて覆ったとき、容器本体３１の開口縁と、蓋体３２の下面との間に隙間流路３０１が形成される構成となっている。隙間流路３０１を形成する手法に特段の限定は無く、容器本体３１の開口縁と蓋体３２の下面との間に不図示の隙間形成部材を配置してもよいし、容器本体３１の開口縁の上端を一部切り欠いてもよい。隙間流路３０１は、検査容器３からキャリアガスを排気するための排気部に相当する。

　検査容器３の側壁面の下部側には、検査容器３内にキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部である大気供給管３３１が接続されている。大気供給管３３１の接続位置は、後述するように検査容器３内に配置されたＳＵＢ１の周囲にキャリアガスの上昇流を形成することができれば、特段の限定はない。

　例えば大気供給管３３１は、容器本体３１の全体高さの下側半分の範囲内の高さ位置に接続され、より好適には、前記全体高さの下方側３分の１の範囲内の高さ位置に接続される。このほか、容器本体３１の底面に大気供給管３３１を接続してもよい。

　また、容器本体３１に接続する大気供給管３３１の数も１本に限定されるものではない。例えば容器本体３１の側壁面の周方向に沿って、互いに間隔を開けて複数本の大気供給管３３１を接続してもよい。

　大気供給管３３１の上流端部にはコネクタ３３が設けられ、シングルユースチューブからなる連結ライン４１１を介してサンプリングガス供給機構４と接続されている。サンプリングガス供給機構４は、検査容器３に対してキャリアガスである大気を供給する。

　サンプリングガス供給機構４は、空気ポンプ又は送風機などにより構成される大気供給源４４から供給された大気が流れる大気供給ライン４２に、流量計４３と、流量調節用のニードルバルブなどからなる流量調節弁Ｖ４とを配置した構造となっている。大気供給ライン４２の下流端部には連結ライン４１１と連結されるコネクタ４１２が設けられている。なお、符号Ｖ５は、ボールバルブなどからなる開閉弁を示す。

　既述のように、大気は５体積ｐｐｍ程度のヘリウムを含むが、ヘリウム濃度が例えば１０体積％以上のヘリウムガスと比較してヘリウムの含有濃度が異なり、且つ、入手も容易である。そこで本開示に係る実施形態では、ＳＵＢ１からのヘリウムガスの漏洩を検出する際に用いるキャリアガスとして大気を採用している。

　なお、キャリアガスは大気を用いる場合に限定されるものではなく、例えばヘリウム濃度が検出下限界未満の窒素ガスなどを採用してもよい。また、キャリアガス中に大気中のヘリウム濃度以上のヘリウムが含まれていてもよいが、例えば１体積％以上のヘリウムを含んでいると、後述のヘリウム検出器５側にて十分な検出感度が得られない場合もある。

　上述のサンプリングガス供給機構４を用い、流量計４３に設けられた流量指示部４３１の指示値を見ながら、流量調節弁Ｖ４の開度を調節することにより、検査容器３内に供給されるキャリアガスの流量を所定の値に調節することができる。

　ここで、サンプリングガス供給機構４から供給されるキャリアガスの流量は、ＳＵＢ１を収容した状態における検査容器３内の残りの空間の容積Ｖ［リットル］に対するキャリアガスの供給流量Ｆ［リットル／分］の比（＝Ｆ／Ｖ［ｖｖｍ］）が０．０１～０．０５ｖｖｍの範囲内の値となるように調節される。この値が０．０１ｖｖｍよりも小さいと、ＳＵＢ１にて漏洩が発生している場合に、キャリアガスを採取して測定したヘリウム濃度が安定するまでの時間が長くなる。

　一方、上記の値が０．０５ｖｖｍよりも大きいと、キャリアガスを採取して測定されるヘリウム濃度が低くなり、漏洩の検出感度が低下する。

　検査容器３の構成の説明に戻ると、容器本体３１の側壁面の上部側には、検査容器３内を流れるキャリアガスを採取するためのサンプリング部であるサンプリング管３４１が接続されている。サンプリング管３４１の接続位置は、容器本体３１の全体高さの上側半分の範囲内の高さ位置に設定される。後述するように、ヘリウムは拡散速度が大きいことから、サンプリング管３４１の接続位置が、容器本体３１内のＳＵＢ１の上端の高さ位置よりも下方側であっても、ＳＵＢ１の上面側で発生した漏洩も検知することができる。例えば、容器本体３１内のＳＵＢ１の上端の高さ位置よりも数センチメートル程度低い位置においても、ＳＵＢ１の上面側で発生した漏洩を検出可能であることは、実験的に確認している。

　サンプリング管３４１の末端部にはコネクタ３４が設けられ、シングルユースチューブからなる連結ライン３４２を介してサンプリング口３４３と接続されている。検査容器３内を流れるキャリアガスの一部は、サンプリング管３４１、連結ライン３４２を介してサンプリング口３４３に流れ込む。

　このサンプリング口３４３内にヘリウム検出器５のプローブ５１を挿入することにより、当該キャリアガスをヘリウム検出器５の本体部５３内に吸引してヘリウム濃度測定を行うことができる。キャリアガス（ヘリウム濃度：約５体積ｐｐｍ）中に、ＳＵＢ１から漏洩したヘリウムガスが含まれている場合には、当該漏洩は、ヘリウム濃度の上昇として検出されることになる。

　ヘリウム濃度の検出に用いられるヘリウム検出器５は、磁場偏向型質量分析管など備えた公知のマススペクトロメーターを利用することができる。ヘリウム検出器５にて検出されたヘリウム濃度は、例えば本体部５３に設けられた表示部にヘリウム濃度の測定値として表示される。

　以上、図２を用いて説明した構成において、大気供給管３３１、サンプリング管３４１を備え、隙間流路３０１が形成された検査容器３（容器本体３１、蓋体３２）は、ＳＵＢ１からのヘリウムガスの漏洩の検出に用いられる漏洩検査装置に相当する。

　以下、この検査容器３を用いた漏洩検査の手法について説明する。

　図２に示すように、ヘリウムガスが充填されたＳＵＢ１を容器本体３１内に配置し、蓋体３２を閉じたら、サンプリングガス供給機構４の開閉弁Ｖ５を開き、流量調節弁Ｖ４の開度を調節して、予め設定された流量（既述のＦ／Ｖの値が０．０１～０．０５ｖｖｍの範囲内の値となる流量）のキャリアガスを検査容器３内に供給する。

　図示の便宜上、図１～８では、各チューブ１１１、１２１を上方側に伸ばした状態で記載してあるが、これらのチューブ１１１、１２１が可撓性材料からなる場合、チューブ１１１、１２１は例えばＳＵＢ１上に載置しておいてよい。

　大気供給管３３１を介して検査容器３内の下部側に供給されたキャリアガスは、検査容器３の上部側に形成された隙間流路３０１へ向けて流れる。即ち、検査容器３内にはＳＵＢ１の下部側から上部側へ向けてキャリアガスの上昇流が形成される。

　このとき検査容器３内に配置されたＳＵＢ１にて漏洩が発生していると、ＳＵＢ１に充填されたヘリウムガスの一部がキャリアガス中に混入する。ヘリウムは拡散速度が大きいので、キャリアガスの上昇流内に迅速に拡散する。この結果、図２に示すように例えば検査容器３の下端部近傍に設けた大気供給管３３１からキャリアガスを供給するとき、容器本体３１の全体高さの上側半分の領域では、ＳＵＢ１にて漏洩が発生している位置によらず上昇流の流れ方向と交差する面内で見てキャリアガス中のヘリウム濃度はほぼ一定となる。

　そこで、当該領域にてキャリアガスを採取し、ヘリウムの濃度を測定することにより、ＳＵＢ１における漏洩の発生を正確に検出することができる。特に、大気供給管３３１の接続位置よりも上方側の位置にサンプリング管３４１を接続することにより、キャリアガスの上昇流内におけるヘリウム濃度の均一度合が向上する。この結果、漏洩の発生位置の相違に起因して、漏洩が発生したと判断されるしきい値にまで、採取されたキャリアガス中のヘリウム濃度が上昇したり、しなかったりする検出ムラの発生を抑制することができる。

　一方で、ヘリウムは大気よりも軽い気体であるため、検査容器３内のキャリアガスの流れ方向によらず、検査容器３内の上部側へと上昇する傾向がある。このとき、本開示に係る実施形態の検査容器３とは異なり、前記上部側に排気部である隙間流路３０１が形成されていないと、検査容器３の上部空間にヘリウムが滞留してしまう。

　そして、例えばキャリアガスの排出口を検査容器３の側壁面の大気供給管３３１の接続位置と同じ高さ位置に設け、この排出口から採取されたキャリアガス中のヘリウムの濃度を測定しても、検査容器３の上部に対流しているヘリウムが測定されないため、正確な漏洩検出を行うことができない。また、ヘリウムが滞留している領域が、キャリアガスの排出口が設けられている高さ位置に到達するまでに長い時間を要し、迅速な漏洩検出を行うことができない。

　これに対して本開示に係る実施形態の検査容器３は、キャリアガスの上昇流の下流端である検査容器３の上端部近傍位置に隙間流路３０１を形成しているので、キャリアガスの流れから外れた領域にヘリウムが滞留してしまうおそれが小さい。この結果、ＳＵＢ１からの漏洩によりキャリアガス中に混入したヘリウム濃度を正しく測定し、迅速に漏洩の発生を検出することができる。

　ここで図２に示す例のように、検査容器３の側壁面の下部側の１箇所からキャリアガスの供給を行う場合には、当該キャリアガスが導入されている高さ位置では、上昇流の流速が不均一で流れの速い領域と、遅い領域とが形成されているおそれもある。

　しかし、既述のようにヘリウムは拡散速度が大きく、また検査容器３内を上昇していくので、流れ方向に沿って上昇流が発達し、均一な流れとなる過程で、ヘリウムが合流し、やがて流れ方向と交差する面内で均一なヘリウム濃度となる。従って、検査容器３内には、下部側から上部側へ亘って、前記流れ方向と交差する面内で流速が均一な上昇流が形成されていなくてもよい。言い替えると、キャリアガスの上昇流を利用する場合には、大気供給管３３１からキャリアガスを供給するだけの簡素な構造であっても、正確な漏洩検出を行うことができるといえる。

　以上に説明した検査容器３内におけるキャリアガス又はＳＵＢ１から漏洩したヘリウムガスの挙動を利用し、検査容器３の上部側に接続されたサンプリング管３４１を介して流出したキャリアガス中のヘリウムガス濃度の変化の有無、例えば予め設定したしきい値を超える濃度が測定されたか否かにより、検査対象のＳＵＢ１からの漏洩の有無を検出することができる。　

　なお、漏洩の有無を検出するだけの場合には、ヘリウム検出器５にて測定されたヘリウムガス濃度の測定値まで知ることは必須ではないが、後述の実施例に示すように、当該測定値に基づいて、漏洩の原因となっているピンホールなどの大きさを概略で把握することもできる。

　サンプリング口３４３から採取したキャリアガスについて、予め設定した時間、ヘリウム検出器５を用いたヘリウム濃度の測定を行い、検査対象のＳＵＢ１における漏洩の有無を検査したら、キャリアガスの供給を停止し検査容器３からＳＵＢ１を取り出す。そして、ＳＵＢ１に充填されているヘリウムガスを排出し、漏洩が検出されなかったＳＵＢ１について、内容物を充填することが可能なＳＵＢ１と判定する。

　本開示に係る実施形態に係るＳＵＢ１の漏洩検査によれば以下の効果がある。外部から区画された検査容器３内に、ヘリウムガスを充填したＳＵＢ１を配置し、ＳＵＢ１の下部側から上部側へ向けてキャリアガスの上昇流を形成した後、大気供給管３３１からのキャリアガスの供給位置よりも上方側の位置にてキャリアガスを採取してヘリウム濃度の測定を行う。

　この結果、検査容器３内におけるヘリウムの滞留に起因するヘリウムの濃度測定誤差又は検出遅れの発生を抑え、より正確、且つ迅速にＳＵＢ１の漏洩を検出することができる。

　次に、図３～８を参照しながらＳＵＢ１の漏洩検査の他の実施形態について説明する。

　図３～８において、図１、２を用いて説明したものと共通の構成要素には、これらの図に示したものと共通の符号を付してある。　

　図３～８に示す実施形態においては、ＳＵＢ１を保持するコンテナ６上に検査対象のＳＵＢ１を載置し、当該コンテナ６を袋状容器である検査カバー３ａにて覆うことにより検査室を構成している点が、独立した検査容器３にて検査室を構成した図２に係る実施形態と異なる。また、ＳＵＢ１へのヘリウムガスの充填又は漏洩検査後のヘリウムの抜き出し、さらにはＳＵＢ１への内容物の充填についても検査カバー３ａ内にて実施する。

　本開示に係る実施形態においては、図３に示すように内容物が充填されていない状態のＳＵＢ１がコンテナ６内に配置された状態にて漏洩検査の準備を開始する。内容物を充填すると、直方体形状又は円筒形状となる３ＤタイプのＳＵＢ１の場合、コンテナ６は、ＳＵＢ１の底面を支持する底板部６０１と、ＳＵＢ１を側方から支える側板部６０２とを備える。

　図示の便宜上、図３～８には、各図の正面側の側板部６０２を取り外した状態を示してある。さらにコンテナ６は底板部６０１の下面側にキャスター６１を設け、移動自在に構成してもよい。

　また、本開示に係る実施形態のＳＵＢ１は、ヘリウムガスの充填が行われるガスチューブ１１１の末端部に無菌フィルター１１３が設けられている。

　次いで図４に示すように、袋状の検査カバー３ａによってコンテナ６の上面及び側面を覆うと共に、ゴムバンドなどの締結具３６を用い、検査カバー３ａの下端部を締め付けてコンテナ６（側板部６０２）の下端部に対して密着させ、検査カバー３ａの下部側の開口を閉じる。

　検査カバー３ａは、樹脂製のシートなどによって構成されている。コンテナ６を検査カバー３ａにて覆ったとき、側板部６０２の下部側に相当する位置には、検査カバー３ａ内にキャリアガスを供給するための大気供給管３３１が接続されている。

　また、側板部６０２の上部側に相当する位置には、検査カバー３ａ内を流れるキャリアガスを採取するためのサンプリング管３４１が接続されている。大気供給管３３１又はサンプリング管３４１を接続する位置は、図２を用いて説明した検査容器３と同様の考え方に基づき設定されている。本開示に係る実施形態の検査カバー３ａも、ＳＵＢ１からのヘリウムガスの漏洩の検出に用いられる漏洩検査装置に相当する。

　さらに検査カバー３ａの上面には、検査カバー３ａ内のキャリアガスを排気するための排気部である、例えば２つの排気口３５１が設けられている。これらに加え、検査カバー３ａの上面には、ガスチューブ１１１の末端部（無菌フィルター１１３）を検査カバー３ａから取り出すための開閉自在な伸縮孔部３５２が設けられている。

　検査カバー３ａにより、コンテナ６を覆い、伸縮孔部３５２から無菌フィルター１１３を取り出したら、図５に示すように無菌フィルター１１３をヘリウムガス充填機構２側のフィルターコネクタ２１３と連結し、ＳＵＢ１をコンテナ６内に配置した状態にてヘリウムガスの充填を行う。このとき、薬液用チューブ１２１はピンチコック１０１によって閉じられている。

　しかる後、ＳＵＢ１にヘリウムガスを所定の充填圧力まで充填したら、サンプリングガス供給機構４と連結された大気供給管３３１から、検査カバー３ａ内に所定の流量でキャリアガスを供給する（図６）。図６に示す例では、ガスチューブ１１１がヘリウムガス充填機構２と接続された状態で検査カバー３ａ内へのキャリアガスの供給を行っているが、図２を用いて説明した例と同様に、ガスチューブ１１１をピンチコック１０１にて閉じ、ヘリウムガス充填機構２から切り離してもよい。

　検査カバー３ａにキャリアガスを供給すると、内圧が上昇して検査カバー３ａが膨らみ、キャリアガスが通流する空間が形成される。そして、大気供給管３３１から検査カバー３ａ内の下部側に供給されたキャリアガスは、検査カバー３ａの上面に形成された排気口３５１へ向けて流れ、ＳＵＢ１の下部側から上部側へ向けてキャリアガスの上昇流が形成される。

　キャリアガスの上昇流が形成されたら、サンプリング管３４１を介してキャリアガスを採取し、ヘリウムの濃度を測定することにより、ＳＵＢ１における漏洩の発生を検出する点については図２を用いて説明した例と同様である。

　本開示に係る実施形態においては、漏洩検査の結果、ＳＵＢ１の漏洩が検出されなかった場合には、図７に示すように検査カバー３ａ内にてそのまま内容物（本開示に係る実施形態では薬液）の充填を行う。例えば既述の排気口３５１を介し、薬液用チューブ１２１の無菌コネクタ１２２を薬液供給ライン７１に接続し、薬液供給部７２からＳＵＢ１に薬液を受け入れる。

　このとき、ガスチューブ１１１の接続先をヘリウム回収ライン８１に切り替え、薬液の充填に伴ってＳＵＢ１から排出されるヘリウムガスをヘリウム回収部８２に回収してもよい。ヘリウムガスの回収を行うことにより、検査カバー３ａ内への高濃度のヘリウムガスの流出が避けられるので、検査カバー３ａ内に残存するヘリウムによる次回の漏洩検査への影響を低減できる。

　また、薬液などの内容物をヘリウムと接触させたくない場合には、ＳＵＢ１内を、窒素ガス又は大気などの他の気体と置換してヘリウムガスを回収した後、前記他の気体で満たされたＳＵＢ１内に内容物の充填を行ってもよい。

　ここで図７に示す例では、ＳＵＢ１に対する内容物の充填を行っている期間中も検査カバー３ａ内にキャリアガスを供給し、ＳＵＢ１の漏洩検査を継続している。このように、内容物の充填を完了する直前まで漏洩検査を実施することにより、漏洩検査の信頼性を向上させることができる。

　但し、内容物の充填期間中に漏洩検査を継続することは必須ではなく、薬液用チューブ１２１又はガスチューブ１１１などの各種機器の取り扱いを容易にするため、検査カバー３ａ内へのキャリアガスの供給のみを継続して、ヘリウム濃度の測定は行わなくてもよい。また、内容物の充填期間中に、キャリアガスの供給を停止してもよいことは勿論である。

　この他、図７に示す例では、ＳＵＢ１に対する内容物の充填を行いながら、並行して排出されるヘリウムガスの回収を行う場合について説明したが、これらの操作の実行順は、必要に応じて変更してよい。例えば、漏洩検査終了後、ＳＵＢ１内のヘリウムガスを吸引排気して、ＳＵＢ１を空の状態（図４に示す状態）とし、その後、内容物の充填を行ってもよい。

　以上の操作を終え、内容物の充填が完了したら、ガスチューブ１１１、薬液用チューブ１２１を薬液供給ライン７１又はヘリウム回収ライン８１から取り外すと共にピンチコック１０１にてこれらのチューブ１１１、１２１を閉じる。そして、検査カバー３ａを取り外し、所望のプロセス又は貯蔵庫などへコンテナ６を搬送する。

　以上に説明した各実施形態に係る漏洩検査において、検査容器３又は検査カバー３ａにサンプリング管３４１を設けることは必須ではない。例えば検査容器３の隙間流路３０１又は検査カバー３ａの排気口３５１にヘリウム検出器５のプローブ５１を挿入してヘリウム濃度の測定を行ってもよい。

　また、検査カバー３ａを用いる例において、ＳＵＢ１が配置されたキャリア６を検査カバー３ａにて覆うことにより検査室を構成することは必須の要件ではない。例えば、キャスター又は側板部６０２を備えない載置台上にＳＵＢ１を配置し、これら載置台の上面側を検査カバー３ａにて覆うことにより検査室を構成してもよいし、検査カバー３ａ内に、直接、ＳＵＢ１を収容して検査室を構成してもよい。

　これらの場合、例えば載置台と検査カバー３ａとの間、又は検査カバー３ａの下端部の内面同士を閉じるプラスチックチャックを設けて、検査カバー３ａの下部側から外部へのキャリアガスの漏れを抑えるとよい。　

　さらには、漏洩検査にて検査することが可能な被検査容器は、ＳＵＢ１に限定されるものではない。例えば、ゴム栓（可撓部）で閉じられたバイアルの漏洩検査に適用することもできる。

　＜実施例＞
　（実験１）
　ヘリウムガスの充填圧力の違いに対するヘリウム漏洩濃度への影響を調べた。　

　Ａ．実験条件
　図３に示す容量約１００リットルの検査容器３に、ヘリウムガス（濃度１００体積％）の充填圧力を変化させたＳＵＢ１（容積約１０リットル）を配置し、１．５リットル／分のキャリアガスを供給して、検査容器３から採取したキャリアガス中のヘリウム濃度（大気中のヘリウム濃度５体積ｐｐｍからの増加量）の経時変化を測定した。なお、ＳＵＢ１にピンホールなどの開口はなく、ヘリウム濃度の変化は、樹脂シートからの透過又はピンチコック１０１にて閉じた各チューブ１１１、１２１からの漏洩によるものと考えられる。　

　（実施例１－１）ＳＵＢ１におけるヘリウムガスの充填圧力を２ｋＰａＧとした。　

　（実施例１－２）ＳＵＢ１におけるヘリウムガスの充填圧力を５ｋＰａＧとした。　

　（実施例１－３）ＳＵＢ１におけるヘリウムガスの充填圧力を１０ｋＰａＧとした。

　Ｂ．実験結果　
　実施例１－１～１－３の実験結果を図９に示す。図９の横軸は測定時間［分］を示し、縦軸は大気中のヘリウム濃度に対するヘリウム濃度測定値の増加量（「ヘリウム漏洩濃度」ともいう）［体積ｐｐｍ］を示している。実施例１－１は、白抜きのひし形、実施例１－２は白抜きの四角、実施例１－３は白抜きの三角にてプロットしてある。

　図９に示す結果によれば、実施例１－１～１－３のいずれにおいても６分程度でヘリウム濃度が一定となっている。既述のようにこれらの実施例はピンホールなどの開口がない場合にキャリアガス中に混入するヘリウムの濃度変化なので、開口が存在する場合にはヘリウム濃度はさらに高くなる。従って、充填圧力が２ｋＰａＧ程度であってもヘリウム濃度の測定が可能であり、ＳＵＢ１の漏洩検出を十分に実施することができる。

　（実験２）　
　ピンホールの開口数の違いに対するヘリウム漏洩濃度への影響を調べた。

　Ａ．実験条件　
　ＳＵＢ１に対して針でピンホールを開け、実験１の実施例１－３と同様の実験条件でヘリウム濃度の経時変化を測定した。

　（実施例２－１）ＳＵＢ１に対して直径５０μｍのピンホールを１つ開けた。

　（実施例２－２）ＳＵＢ１に対して直径５０μｍのピンホールを２つ開けた。

　（実施例２－３）ＳＵＢ１に対して直径５０μｍのピンホールを３つ開けた。

　Ｂ．実験結果　
　実施例２－１～２－３の実験結果を図１０に示す。図１０の横軸、及び縦軸は図９と同様である。実施例２－１は、白抜きの丸、実施例２－２は白抜きの四角、実施例２－３は白抜きの三角にてプロットしてある。また参考として、実施例１－３におけるヘリウム漏洩濃度の変化をバツ印でプロットした。

　図１０に示す結果によれば、実施例２－１～２－３のいずれにおいても、ピンホールのない実施例１－３と比較して、ヘリウム漏洩濃度が高くなっている。従って、当該方法により、ＳＵＢ１の漏洩検出が可能であることが確認された。また、ピンホールの数が増えるに連れて、実施例２－１→実施例２－２→実施例２－３の順にヘリウム漏洩濃度が高くなっていることも分かる。

　従って、当該手法によりピンホールなどの開口の大きさを把握することもできる。この結果、ＳＵＢ１における開口の大きさと、キャリアガス中に漏洩したヘリウムの測定濃度との比例関係を利用し、差圧法などでは検出困難であった小径領域（例えば２０μｍ以下）まで開口の検出範囲を広げることも可能である。

　（実験３）　
　ＳＵＢ１を収容した状態における検査容器３内の残りの空間の容積Ｖ［リットル］に対するキャリアガスの供給流量Ｆ［リットル／分］の比（Ｆ／Ｖ［ｖｖｍ］）を変化させて、ヘリウム測定濃度への影響を調べた。　

　Ａ．実験条件　
　開口のないＳＵＢ１に２ｋＰａＧの充填圧力でヘリウムガスを充填し、キャリアガスの流量を変化させてＦ／Ｖの値を変化させ、ヘリウム濃度の経時変化を測定した。　

　（参考例３－１）キャリアガス流量を１．０リットル／分に設定して、Ｆ／Ｖ＝０．０１２ｖｖｍとした。　

　（実施例３－２）キャリアガス流量を１．５リットル／分に設定して、Ｆ／Ｖ＝０．０１８ｖｖｍとした。　

　（実施例３－３）キャリアガス流量を２．０リットル／分に設定して、Ｆ／Ｖ＝０．０２４ｖｖｍとした。

　Ｂ．実験結果　
　参考例３－１、実施例３－２～３－３の実験結果を図１１に示す。図１１の横軸、及び縦軸は図９と同様である。参考例３－１は、白抜きの丸、実施例３－２は白抜きの四角、実施例３－３は白抜きの三角にてプロットしてある。

　図１１に示す結果によれば、実施例３－２、３－３においては、キャリアガスの供給を開始してから５分程度でヘリウム漏洩濃度の変化が一定となっている。一方、参考例３－１においては、キャリアガスの供給を開始してから２０分程度までヘリウム漏洩濃度の上昇が続いている。これは、Ｆ／Ｖの値が低いと、検査容器３内にて、キャリアガスによるヘリウムの希釈比が一定となるまでに比較的長い時間が必要となるからではないかと考えられる。但し、参考例３－１においてもさらに長い時間をかけてヘリウム漏洩濃度を測定すれば、ヘリウム漏洩濃度は一定となると考えられる。

　また、開口の大きさの判別を行わず、内容物が漏洩する可能性のある開口の有無を検出するだけの場合には、ヘリウム漏洩濃度が一定となるタイミングを待つ必要はないので、参考例３－１の条件下でも漏洩検出を行うことが可能なことは勿論である。

　このように、本開示は、外部から区画された検査室内に、ヘリウムを含む検査用ガスを充填した被検査容器を配置し、被検査容器の下部側から上部側へ向けてキャリアガスの上昇流を形成した後、キャリアガスの供給位置よりも上方側の位置にてキャリアガスを採取してヘリウム濃度の測定を行う。この結果、検査室内におけるヘリウムの滞留に起因するヘリウムの濃度測定誤差又は検出遅れの発生を抑制し、より正確、且つ迅速に被検査容器の漏洩を検出することができる。

　以上、図面を参照しつつ、本開示に係る実施形態及び実施例について例示的に説明したが、これらの実施形態及び実施例に限定されることはない。本発明の要旨から逸脱しない限り、前記の実施形態又は実施例に対する修正又は変更はいずれも本発明の技術的範囲に属するものとする。

１　　　　　ＳＵＢ（シングルユースバッグ）
２　　　　　ヘリウムガス充填機構
３　　　　　検査容器
３０１　　　隙間流路
３ａ　　　　検査カバー
３３１　　　大気供給管
３４１　　　サンプリング管
３５１　　　排気口
４　　　　　サンプリングガス供給機構
５　　　　　ヘリウム検出器
６　　　　　コンテナ

Claims (10)

1. 　変形可能な可撓部を有する被検査容器の漏洩検査方法において、
   　前記被検査容器に、ヘリウムを含む検査用ガスを充填する工程と、
   　外部から区画された検査室内に、前記検査用ガスが充填された被検査容器を配置し、当該被検査容器の下部側から上部側へ向けて、前記検査用ガスとはヘリウムの含有濃度が異なるキャリアガスの上昇流を形成する工程と、
   　前記検査室内にキャリアガスを供給する位置よりも上方側の位置にて採取した前記キャリアガス中のヘリウム濃度を測定した結果に基づいて、前記被検査容器に充填された検査用ガスの漏洩を検出する工程と、を含むことを特徴とする被検査容器の漏洩検査方法。
2. 　前記検査用ガスの漏洩が検出されなかった場合に、前記検査室内にて、前記被検査容器に内容物を充填する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
3. 　前記検査用ガスの漏洩を検出する工程の後、前記被検査容器に充填された検査用ガスを回収する工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
4. 　前記検査室には、当該検査室内に配置された被検査容器の上方位置に、前記キャリアガスの排気部が設けられ、前記キャリアガスの採取は、前記検査室内にキャリアガスを供給する位置と前記排気部との間の高さ位置にて行われることを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
5. 　前記被検査容器は、変形可能な袋状容器であること特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
6. 　前記検査室は、前記被検査容器の周囲の空間を覆う袋状カバーであることを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
7. 　前記被検査容器は、当該被検査容器を保持するコンテナ内に配置され、前記検査室は、前記コンテナとコンテナ内の検査容器とを前記袋状カバーにて覆うことにより構成されることを特徴とする請求項６に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
8. 　前記被検査容器に対する検査用ガスの充填圧力が、０ＰａＧよりも高く、当該被検査容器の耐圧上限値未満であることを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
9. 　前記被検査容器を収容した状態における検査室内の残りの空間の容積に対するキャリアガスの流量の比が０．０１～０．０５ｖｖｍの範囲内の値であることを特徴とする請求項１に記載の被検査容器の漏洩検査方法。
10. 　変形可能な可撓部を有する被検査容器の漏洩検査装置において、
    　外部から区画され、ヘリウムを含む検査用ガスが充填された被検査容器を配置するための検査室と、
    　前記検査室の下部側に、前記検査用ガスとはヘリウムの含有濃度が異なるキャリアガスを供給するためのキャリアガス供給部と、
    　前記検査室の下部側から上部側へ向けて、前記キャリアガスの上昇流を形成するために、前記被検査容器の上方位置から当該キャリアガスの排気を行う排気部と、
    　前記キャリアガスに含まれるヘリウム濃度を測定した結果に基づいて、前記キャリアガス供給部よりも上方側の位置にて前記キャリアガスの採取が行われるサンプリング部と、を備えたことを特徴とする漏洩検査装置。

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