(57)【要約】      （修正有）【課題】試料ガスに含まれるホルムアルデヒドを効率よく正確に測定できるホルムアルデヒド測定装置を提供する。【解決手段】試料Ｓが収容され有底筒状の収容部と、収容部の上端開口を閉鎖する上蓋部とを有する密閉容器１２を備える。密閉容器１２は、上蓋部に設けられ内部のガスを抜く際に開閉される排気弁２０と、密閉容器１２内部と外部とを結ぶガス管２２、及びガス管２２内の流路を開閉するためのコック２４を備える。ガス管２２の基端部２２ｂに接続され、密閉容器１２内部にパージガスを導入するパージガス供給装置１４を備える。また、内側に密閉容器１２が収容され、密閉容器１２内部の試料Ｓを加熱する恒温槽を備え、ガス管２２の基端部２２ｂに接続され、密閉容器１２の試料ガスを採取する試料ガス採取装置１６を備え、試料ガス採取装置１６で採取した試料ガスを分析するホルムアルデヒド検知用のガスセンサを備える。【選択図】図２
0003203009.tif 000002
【実用新案登録請求の範囲】
【請求項１】
試料を加熱したときに発生するホルムアルデヒドを測定する装置であって、内側に試料が収容され有底筒状の収容部とこの収容部の上端開口を閉鎖する上蓋部とを有する密閉容器と、前記上蓋部に設けられ前記密閉容器内部のガスを抜く際に開閉される排気弁と、前記上蓋部に形成された透孔を通じて内部に挿入され前記密閉容器内部と外部とを結ぶガス管と、前記密閉容器の外側に設けられ、前記ガス管内の流路を開閉するためのコックと、前記密閉容器の外側にある前記ガス管の基端部に接続され、前記密閉容器内部に前記ガス管を通じてパージガスを導入するパージガス供給装置と、内側に前記密閉容器が収容され前記密閉容器内部の試料を所定温度に加熱する加熱装置と、前記ガス管の前記基端部に接続され前記密閉容器内部の試料ガスを前記ガス管を通じて採取する試料ガス採取装置と、前記試料ガス採取装置で採取した試料ガスを分析するホルムアルデヒド検知用のガスセンサとを備え、前記密閉容器の前記収容部と前記上蓋部との当接面に、気密性を確保するためのパッキンが設けられ、前記パージガスは、ホルムアルデヒドより比重が小さい不活性ガスであり、前記密閉容器の内側にある前記ガス管の先端開口部は、前記密閉容器の底面近傍に配置されていることを特徴とするホルムアルデヒド測定装置。
【請求項２】
前記パージガスは、窒素ガス又はヘリウムガスである請求項１記載のホルムアルデヒド測定装置。
【請求項３】
前記パッキンは樹脂材料から成る請求項２記載のホルムアルデヒド測定装置。
【請求項４】
前記パージガス供給装置の接続用パイプと前記試料ガス採取装置の接続用パイプとを切り替える切替弁を、前記ガス管の基端部に設け、前記パージガスの供給と前記試料ガスの採取とを前記切替弁の切り替えにより行う請求項３記載のホルムアルデヒド測定装置。
【請求項５】
前記密閉容器の内部温度を測定する温度センサを備え、前記温度センサの信号出力用のケーブルが、前記密閉容器の前記上蓋部に形成された透孔を通じて外側に引き出されている請求項４記載のホルムアルデヒド測定装置。
【請求項６】
前記試料は、アルミニウム箔の表面にインキ層が印刷されたＰＴＰ用の包装シートである請求項５記載のホルムアルデヒド測定装置。
【請求項７】
前記排気弁は、密閉容器の内部圧力が規定値を超えると自動的に開放する安全弁の機能を備えている請求項６記載のホルムアルデヒド測定装置。
【考案の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本考案は、ＰＴＰ用の包装シート等の試料を加熱したときに発生する微量なホルムアルデヒドを測定するためのホルムアルデヒド測定装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＰＴＰ（press through package）は、シート状本体に複数のエンボス部が形成された樹脂製の容器シートとアルミ箔等の包装シートとを使用し、容器シートのエンボス部に収容物を入れ、シート状本体に包装シートを加熱溶着して収容物を封止する包装形態である。通常、包装シートの表面には、商品名や会社名等を表示するインキ層が印刷される。ここで使用されるインキは、耐熱性を向上させるため、硬化剤としてメラミン樹脂が添加されることが多い。したがって、容器シートに包装シートを溶着するとき、熱によってメラミン樹脂とポリマーとが反応し、微量のホルムアルデヒドが発生する可能性がある。
【０００３】
近年、包装シートメーカは、ユーザ（ＰＴＰの包装を行う医薬品メーカ等）から、ホルムアルデヒドの発生量を管理することが求められるようになってきた。また、ホルムアルデヒドの発生が防止できるメラミン樹脂フリーの耐熱インキを使用する場合でも、ホルムアルデヒドが発生しないことを証明するデータの提出を求められるケースがある。したがって、包装シートメーカでは、出荷前の抜き取り試験等でホルムアルデヒド発生量の評価を行うため、生産現場で容易に使用できるホルムアルデヒド測定装置を準備することが急務になっている。
【０００４】
従来、特許文献１に開示されているように、不活性ガス供給手段、不活性ガス（窒素ガス等）の導入管及び排出管を備えた密閉容器、密閉容器を加熱する加熱装置（オイルバス等）、及び密閉容器から排出された試料ガスを分析するための有機溶媒等が充填された容器を備えた微量ホルムアルデヒド測定装置があった。測定は、まず密閉容器内に試料（樹脂材料）を投入し、不活性ガスでパージし、密閉容器を加熱手段で加熱してホルムアルデヒドを発生させ、導入管から不活性ガスを導入してホルムアルデヒドを含む試料ガスとして排出管から排出し、試料ガスを受けた容器内の有機溶媒等でホルムアルデヒドを吸収して分析する、という手順で行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−９１１２１号公報
【考案の概要】
【考案が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１の微量ホルムアルデヒド測定装置は、不活性ガス供給手段、密閉容器、有機溶媒等を充填した容器等が導入管及び排出管で連結され、密閉容器には導入管及び排出管が各々挿入されて一体の構造に形成されているので、装置を設置するのに所定の広いスペースが必要になり、包装シートの生産現場のスペースが狭い場合に設置しにくい。さらに、密閉容器に接続された配管のカプラやパッキンにホルムアルデヒドが微量ながら吸着されて、正確な測定ができない可能性もある。また、加熱手段であるオイルバスは、包装シートの生産現場ではあまり使用されない設備なので、新規に購入する費用が発生し、さらに、測定後に密閉容器を清掃したりオイル交換等のメンテナンスを行ったりする手間も発生する。
【０００７】
本考案は、上記背景技術に鑑みて成されたものであり、試料ガスに含まれるホルムアルデヒドを効率よく正確に測定できるホルムアルデヒド測定装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本考案は、試料を加熱したときに発生するホルムアルデヒドを測定する装置であって、内側に試料が収容され有底筒状の収容部とこの収容部の上端開口を閉鎖する上蓋部とを有する密閉容器と、前記上蓋部に設けられ前記密閉容器内部のガスを抜く際に開閉される排気弁と、前記上蓋部に形成された透孔を通じて内部に挿入され前記密閉容器内部と外部とを結ぶガス管と、前記密閉容器の外側に設けられ、前記ガス管内の流路を開閉するためのコックと、前記密閉容器の外側にある前記ガス管の基端部に接続され、前記密閉容器内部に前記ガス管を通じてパージガスを導入するパージガス供給装置と、内側に前記密閉容器が収容され前記密閉容器内部の試料を所定温度に加熱する加熱装置と、前記ガス管の前記基端部に接続され前記密閉容器内部の試料ガスを前記ガス管を通じて採取する試料ガス採取装置と、前記試料ガス採取装置で採取した試料ガスを分析するホルムアルデヒド検知用のガスセンサとを備え、前記密閉容器の前記収容部と前記上蓋部との当接面に、気密性を確保するためのパッキンが設けられ、前記パージガスは、ホルムアルデヒドより比重が小さい不活性ガスであり、前記密閉容器の内側にある前記ガス管の先端開口部は、前記密閉容器の底面近傍に配置されているホルムアルデヒド測定装置である。
【０００９】
前記パージガスは、窒素ガス又はヘリウムガスである。前記パッキンは樹脂材料から成るものである。
【００１０】
前記パージガス供給装置の接続用パイプと前記試料ガス採取装置の接続用パイプとを切り替える切替弁を、前記ガス管の基端部に設け、前記パージガスの供給と前記試料ガスの採取とを前記切替弁を切り替えて行う構造でもよい。
【００１１】
さらに、前記密閉容器の内部温度を測定する温度センサを備え、前記温度センサの測定信号を出力するケーブルは、前記密閉容器の前記上蓋部に形成された透孔を通じて外部に引き出されていることが好ましい。前記試料は、アルミニウム箔の表面にインキ層が印刷されたＰＴＰ用の包装シートである。前記排気弁は、密閉容器の内部圧力が規定値を超えると自動的に開放する安全弁の機能も備えていることが好ましい。
【考案の効果】
【００１２】
本考案のホルムアルデヒド測定装置は、密閉容器の外側にあるガス管の基端部に対してパージガス供給装置及び試料ガス採取装置が接続可能に設けられ、採取されたホルムアルデヒドが吸着される部材を最小限に抑えることができ、より正確なホルムアルデヒドの採取及び測定が可能となる。
【００１３】
さらに、パージガスとして、ホルムアルデヒドよりも比重が小さい不活性ガス（窒素ガス等）を使用するので、ホルムアルデヒドが密閉容器の底面に溜まり、その近傍にガス管の先端開口部を配置することにより、ホルムアルデヒドを効率よく正確に採取及び測定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本考案のホルムアルデヒド測定装置の一実施形態に使用される密閉容器の断面図である。
【図２】密閉容器内に取り付けたガス管の基端部に、パージガス供給装置又は試料ガス採取装置が着脱される様子を示す図である。
【図３】密閉容器に入れた試料を恒温槽内で加熱する様子を示す図である。
【図４】この実施形態のホルムアルデヒド測定装置を用いて測定を行う際の手順を示すフローチャートである。
【考案を実施するための形態】
【００１５】
以下、本考案のホルムアルデヒド測定装置の一実施形態について、図面に基づいて説明する。この実施形態のホルムアルデヒド測定装置１０は、試料Ｓを加熱したときに発生するホルムアルデヒドを測定する装置である。試料Ｓは、例えば、アルミニウム箔の表面にインキ層が印刷されたＰＴＰ用の包装シートの小片（サイズは、検知に必要な面積であって、処理しやすい大きさであれば良く、例えば100×100mm程度）である。
【００１６】
ホルムアルデヒド測定装置１０は、試料が収容される密閉容器１２、パージガス供給装置１４、試料ガス採取装置１６、図示しないガスセンサ、及び恒温槽１８で構成されている。密閉容器１２は、図１に示すように、有底筒状の収容部１２ａとその上端開口を塞ぐ上蓋部１２ｂとで構成され、収容部１２ａと上蓋部１２ｂを蓋固定具１２ｃで固定した状態で、内部の気密性が確保される。収容部１２ａと上蓋部１２ｂはステンレス等の金属で形成され、互いの当接面に、気密性を確保するための図示しないパッキンが設けられている。密閉容器１２の容積は、例えば3〜5リットル程度である。
【００１７】
上蓋部１２ｂには、密閉容器１２内部のガスを抜く際に開閉される排気弁２０が設けられている。排気弁２０は、使用者の操作により開閉される弁であるが、測定中に密閉容器１２の内部圧力が規定値を超えると自動的に開放する安全弁の機能も備えている。
【００１８】
上蓋部１２ｂには、密閉容器１２内部と外部とを結ぶガス管２２が設けられている。ガス管２２は、上蓋部１２ｂに形成された透孔を通じて内部に挿入され、密閉容器１２の内側にあるガス管２２の先端開口部２２ａが、密閉容器１２の底面１２ｄ近傍に配置されている。密閉容器１２の外側にあるガス管２２の基端部２２ｂは、後述するパージガス供給装置１４及び試料ガス採取装置１６の接続用パイプ１４ａ，１４ｂが着脱可能な構造になっている。さらに、基端部２２ｂと上蓋部１２ｂの間の位置に、ガス管２２内の流路を開閉するためのコック２４が設けられている。コック２４は、使用者がレバー２４ｂを操作することによって作動する。
【００１９】
さらに、上蓋部１２ｂには、密閉容器１２の内部温度T12を測定する温度センサ２６が設けられている。温度センサ２６の信号出力用のケーブル２６ａは、密閉容器１２の上蓋部１２ｂに形成された透孔を通じて外側に引き出されている。
【００２０】
パージガス供給装置１４は、図２に示すように、密閉容器１２内部に、ガス管２２を通じてパージガスを導入する装置である。パージガスは、ホルムアルデヒドよりも比重が小さい不活性ガスであり、例えば、安価な窒素ガスやヘリウムガスが好適である。炭酸ガス等のホルムアルデヒドよりも比重が大きいガスは、このホルムアルデヒド測定装置１０の場合には不適である。パージガスが搬送される配管１４ｂの端部には接続用パイプ１４ａが設けられ、ガス管２２の基端部２２ｂに着脱可能になっている。
【００２１】
試料ガス採取装置１６は、密閉容器１２内部の試料ガスを、ガス管２２を通じて採取する装置である。試料ガスとは、密閉容器１２内部で、試料Ｓから発生したガス（例えば、ホルムアルデヒド）を含むものである。試料ガスが搬送される配管１６ｂの端部には接続用パイプ１６ａが設けられ、ガス管２２の基端部２２ｂに着脱可能になっている。
【００２２】
ガスセンサは、試料ガス採取装置１６で採取した試料ガスを分析するホルムアルデヒド検知用のセンサである。例えば、試料ガスに含まれるホルムアルデヒドに反応し、ホルムアルデヒドの検出濃度を表示する検知管式のガスセンサが好適である。検知管式のガスセンサは外形が小さいので、試料ガス採取装置１６に装着することも可能であり、非常に使い勝手がよい。より高精度な測定が必要な場合は、ガスセンサとしてクロマトグラフ装置等を使用してもよい。
【００２３】
恒温槽１８は、内部の空間を一定の温度に加熱して保持する加熱装置であり、図３に示すように、内側に密閉容器１２を収容できる大きさを有し、密閉容器１２内部の試料Ｓを加熱するために使用される。恒温槽１８の側壁には、信号引出用端子板２８が設けられている。信号引出用端子板２８は、恒温槽１８の内側の端子２８ａに温度センサ２６のケーブル２６ａが接続され、外側の端子２８ｂから温度センサ２６の測定信号を出力する。この信号は、端子２８ｂに接続された温度監視装置３０に入力され、密閉容器１２の内部温度T12が表示される。
【００２４】
密閉容器１２の内部温度T12は、恒温槽１８の設定温度T18と必ずしも一致しないことが経験的に分かっている（例えば、熱風循環方式の恒温槽の場合、5〜20℃の差が発生する）。そこで、温度監視装置３０の表示に基づいて恒温槽１８の設定温度T18を補正し、密閉容器１２の内部温度T12が狙いの温度になるように調節する。恒温槽１８の設定温度T18の補正は使用者が行ってもよいし、恒温槽１８が、温度監視装置３０の測定結果を受けて自動的に補正するようにしてもよい。
【００２５】
次に、ホルムアルデヒド測定装置１０の使用方法の一例を、図４に基づいて説明する。この使用方法では、試料投入工程S11、パージ工程S12、高温放置工程S13、及び試料ガス分析工程S14により、１回の測定を行うことができる。
【００２６】
まず、試料投入工程S11で、密閉容器１２内に試料Ｓを投入し、上蓋部１２ｂを閉じて密閉する。試料Ｓは、図１に示すように、収容部１２ａの底面１２ｄに立てて置き、互いに密着しないようにできるだけ離間するように配置することが好ましい。
【００２７】
次にパージ工程S12を行う。まず、密閉容器１２のガス管２２のコック２４と排気弁２０を開放する（工程S121）。この後、ガス管２２の基端部２２ｂにパージガス供給装置１４を取り付け（工程S122）、パージガスをガス管２２に送り込んで密閉容器12内の空気やその他の残留ガスを排気弁２０から排出させる（工程S123）。次に、排気弁２０を閉鎖し（S123）、さらにパージガスをガス管２２に送り込んで密閉容器１２内にパージガスを充満させる（工程S125）。パージガスの圧力は、例えば50k〜70kPa程度にするとよい。そして、ガス管２２のコック２４を閉鎖し（工程S126）、ガス管２２の基端部２２ｂからパージガス供給装置１４を取り外す（工程S127）。
【００２８】
次に、高温放置工程S13で、あらかじめ加熱された恒温槽１８内に密閉容器１２を搬入し、図３に示す状態で試料Ｓを高温放置する。高温放置の条件は、ＰＴＰの包装工程で包装シートを容器シートに溶着する際の加熱条件を考慮して設定され、例えば、温度T12＝160〜180℃、放置時間＝0.5〜3hour程度に設定する。温度T12をより高くすれば、ホルムアルデヒドの放出が加速され、放置時間を短縮できる可能性もある。恒温槽１８の設定温度T18は、温度センサ２６による測定温度が上記の温度T12になるように設定する。
【００２９】
高温放置工程S13で試料Ｓからホルムアルデヒドが発生した場合、ホルムアルデヒドはパージガス（窒素ガス）よりも比重が大きいので、密閉容器１２の底面１２ｄの位置に溜まる。
【００３０】
次に、試料ガス分析工程S14を行う。まず、密閉容器１２を恒温槽１８から搬出し、密閉容器１２及び内部の試料ガスを自然冷却する（工程S141）。この後、ガス管２２の基端部２２ｂに試料ガス採取装置１６を取り付け（工程S142）、ガス管２２のコック２４を開放し、試料ガス採取装置１６で密閉容器１２内の試料ガスを採取する（工程S143）。
【００３１】
このとき、密閉容器１２内は、大気圧より50k〜70kPa加圧されているため、容易に試料ガスの採取が可能である。さらに、ガス管２２の先端開口部２２ａが密閉容器１２の底面１２ｄ近傍に配置されているため、窒素ガスよりも比重の大きいホルムアルデヒドが底面１２ｄ付近に溜まっていることから、効率よく正確に採取することができる。したがって、採取する試料ガスの量は、例えば0.1〜0.2リットル程度で十分であり、密閉容器１２内のすべての試料ガス（3〜5リットル）を採取する必要はない。
【００３２】
その後、採取した試料ガスをガスセンサで分析し、試料ガスに含まれるホルムアルデヒドの濃度を測定する（工程S144）。
【００３３】
以上説明したように、ホルムアルデヒド測定装置１０は、密閉容器１２の外側にあるガス管２２の一つの基端部２２ｂに対してパージガス供給装置１４及び試料ガス採取装置１６が着脱可能であり、採取されたホルムアルデヒドが吸着される樹脂材料であるパッキンを最小限に抑えることができ、正確なホルムアルデヒドの採取及び測定が可能となる。しかも、密閉容器１２に入れた試料Ｓを加熱するとき、密閉容器１２を恒温槽１８内に搬入するだけでよく、複数の目的で使用される恒温槽１８でも問題なく利用することができる。さらに、恒温槽１８の密閉性を確保しやすく、密閉容器１２に試料Ｓを投入する作業も容易である。
【００３４】
また、ガス管２２の先端開口部２２ａは、パージガスである窒素ガスとホルムアルデヒドの比重を考慮して密閉容器１２の底面１２ｄ付近に配置されているので、密閉容器１２内に発生したホルムアルデヒドを効率よく採取することができる。しかも、ホルムアルデヒドが吸着される樹脂材料であるパッキンは密閉容器１２の上蓋部１２ｂの位置にあり、底面１２ｄ付近に溜まったホルムアルデヒドがパッキンに直接触れることなく採取される構造なので、ホルムアルデヒドがパッキン等に吸収されにくく、より正確なホルムアルデヒドの採取及び測定が可能となる。これに対して、特許文献１の図１に開示された微量ホルムアルデヒド測定装置は、不活性ガスが窒素ガスであるにもかかわらず、密閉容器内にある排出管の開口端部が上蓋部の近くに配置されているので、底面付近に溜まるホルムアルデヒドを採取しにくい構造になっている。
【００３５】
なお、本考案のホルムアルデヒド測定装置は、上記実施形態に限定されるものではない。例えば、ガス管２２の基端部２２ｂに、図示しない切替弁を取り付け、パージガス供給装置１４及び試料ガス採取装置１６に対して、ガス管２２の接続を切り替えにより行う構造でも良い。これにより、接続用パイプ１４ａ，１４ｂは、ガス管２２の基端部２２ｂに着脱することなく、切替弁の切り替えによりガス管２２に接続され、試料ガスを吸着するパッキン等の部材をさらに少なくすることができ、より正確なホルムアルデヒドの測定が可能となる。
【００３６】
この場合、接続用パイプ１４ａ，１４ｂ及び接続用パイプ１６ａ，１６ｂは密閉容器１２から切り離さずに接続された状態で、恒温槽１８内に収容する。接続用パイプ１４ｂ，１６ｂは、恒温槽１８の密閉性を維持して内外に配管される。
【００３７】
加熱装置は、恒温槽の他、密閉容器を一定温度に加熱維持可能な装置であれば良い。密閉容器は、内側に試料を収容して密閉空間を形成できるものであればよく、上記の密閉容器１２（有底筒状の収容部１２ａと上蓋部１２ｂを組み合わせた構造）以外の構造に変更してもよい。また、排気弁やガス管は、密閉容器の天板部分以外の側壁部分等に保持させるようにしても構わない。
【００３８】
排気弁は、排気弁２０のように安全弁の機能を有するものを使用する方が好ましいが、別の方法で安全性が確保されれば、安全弁の機能を有しないものに変更してもよい。また、温度センサは、例えば、密閉容器と恒温槽の内部温度の差が無視できるほど小さい場合や、内部温度の差が既知の場合は、省略してもよい。
【００３９】
パージガスは、窒素ガス又はヘリウムガスが好適であるが、ホルムアルデヒドより比重が小さいその他の不活性ガス等を使用してもよい。
【００４０】
また、ホルムアルデヒド測定装置１０は、試料がＰＴＰ用の包装シート（例えば100×100mm程度）の場合に好適な形態であるが、異なる試料を測定するときは、その試料の大きさや形状に合わせて、密閉容器の構造や大きさを変更し、ガスを搬送するためのコンプレッサの容量を適切なものに変更するとよい。同様に、密閉容器にパージガスを充満させる圧力、試料を高温放置する条件、採取する試料ガスの量等なども、適宜変更するとよい。
【符号の説明】
【００４１】
１０  ホルムアルデヒド測定装置
１２  密閉容器
１２ａ  収容部
１２ｂ  上蓋部
１２ｃ  蓋固定具
１２ｄ  底面
１４  パージガス供給装置
１６  試料ガス採取装置
１８  恒温槽
２０  排気弁（安全弁）
２２  ガス管
２２ａ  先端開口部
２２ｂ  基端部
２４  コック
２６  温度センサ
【図１】
0003203009.tif 000003
【図２】
0003203009.tif 000004
【図３】
0003203009.tif 000005
【図４】
0003203009.tif 000006