(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の接合部における、当該容器の内部に封入された液体の漏れを検出するにあたり、
前記接合部の全体に接触又は近接して第一電極を配置し、
前記容器の表面上の、前記接合部から離間した位置の周面に第二電極を配置し、
前記第一及び第二電極間に交流電圧を印加して、前記第一及び第二電極間の静電容量、インピーダンス及び損失係数のうちの少なくともいずれか一つを測定することにより、前記接合部からの前記液体の漏れの検出、及び、容器内部の溶液が正常量よりも少ないこと、あるいは容器内が空であることを検出することを特徴とする容器接合部の漏れ検出方法。
【請求項２】
前記第一電極と前記接合部との間に、電解質溶液を介在させることを特徴とする請求項１記載の容器接合部の漏れ検出方法。
【請求項３】
前記第二電極を、前記容器の表面に面状に接触させることを特徴とする請求項１又は２記載の容器接合部の漏れ検出方法。
【請求項４】
前記第一及び第二電極間に印加する交流電圧として、周波数の異なる複数の交流電圧を用いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の容器接合部の漏れ検出方法。
【請求項５】
前記静電容量、インピーダンス及び損失係数のうちの少なくともいずれか一つを測定する際に前記容器を圧迫することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の容器接合部の漏れ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、飲料水等の液体が封入された容器の接合部（シール部）の接合不良を検出するために、接合部からの内部液体の漏れを検出する技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、液体の入った容器の接合部の接合不良を検出するために、その接合部からの漏れを検出する検査が行われていた。漏れの検出にあたっては、例えば、容器を倒立させて、容器の内部で接合部が液面下となる状態にしておき、接合部からの漏れを目視で検出することが行われていた。例えば、複数の容器をカートンに収納して透明シートを被せた後、各容器をカートンごと倒立させ、シートに付着した染みを目視で見つけることによって、液体の漏れを検出していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、目視によって漏れを検出する場合、特に、漏れ量が僅少である場合に、漏れの見落しが発生し得るという問題がある。そこで、本発明は、上記の問題を解決すべくなされたものであり、容易かつ確実に容器の接合部の漏れを検出することができる技術の提供を目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的の達成を図るため、本発明の請求項１に係る容器接合部の漏れ検出方法は、容器の内部に封入された液体の、当該容器の接合部からの漏れを検出するにあたり、前記接合部の全体に接触又は近接して第一電極を配置し、前記容器の表面上の、前記接合部から離間した位置の周面に第二電極を配置し、前記第一及び第二電極間に交流電圧を印加して、前記第一及び第二電極間の静電容量、インピーダンス及び損失係数のうちの少なくともいずれか一つを測定することにより、接合部からの液体の漏れの検出、及び、容器内部の溶液が正常量よりも少ないこと、あるいは容器内が空であることを検出する方法としてある。
【０００５】
このように、本発明によれば、接合部に接合不良が有った場合、この接合不良の箇所から漏れ出た液体が第一電極に接触する。その結果、容器内部の液体と第一電極とが、漏れ出た液体を介して、導通する。すなわち、第一電極が、容器内部の液体まで延長されたことになる。このため、第一電極と第二電極とは、電気的に、容器を介して対向して配置されたのと同等となる。すなわち、液体漏れが有る場合と無い場合とでは、第二電極に対する、延長部分も含めた第一電極の実質的な配置関係が異なることになる。その上、液体漏れがある場合には、容器内部の液体の比誘電率分がより多く掛け合わされることになる。
【０００６】
そして、第一電極と第二電極との相対的な配置関係及び比誘電率が実質的に変化すると、両電極間の静電容量、インピーダンス及び損失係数等の電気的な物理量も変化する。したがって、第一及び第二電極間に交流電圧を印加しておいて、この静電容量、インピーダンス及び損失係数等を測定することにより、容易かつ確実に容器の接合部の漏れを検出することができる。
【０００７】
また、充填不良や液体漏れ等のため容器内部の溶液が正常量よりも少なくなっている場合や容器内が空である場合には、測定される電気的物理量の値が、正常値に対して、溶液漏れがある場合の変化方向と逆方向に変化する。したがって、本発明によれば、溶液漏れだけでなく、容器内部の溶液が正常量よりも少ないことや容器内が空であることも検出することができる。
【０００８】
また、第一電極を接合部に接触させて配置した方法とした場合には、第一電極と接合部との間に隙間がある場合よりも、少ない液体の漏れ量で、第一電極と漏れ出た液体とが導通する。このため、より少ない漏れ量でも確実に漏れを検出することができる。また、第一電極は、漏れ出た液体に対して親和性の高い材料により構成されていることが望ましい。
【０００９】
また、本発明では、第一電極と接合部との間に、電解質溶液を介在させる方法としてある。このようにすれば、第一電極は、電解質溶液を介して、漏れ出た液体と導通することになる。このため、より少ない漏れ量でも確実に漏れを検出することができる。
【００１０】
また、本発明によれば、第二電極を、容器の表面に面状に接触させる方法としてある。このようにすれば、漏れ出た液体により第一電極が容器内部の液体と導通した場合に、実質的に、第二電極の面積分のコンデンサを形成することとなる。このコンデンサの容量は、第二電極の面積が広いほど大きくなる。したがって、導通前後の静電容量の変化量を大きくするためには、この第二電極の面積が広いことが望ましい。
【００１１】
また、本発明では、前記第一及び第二電極間に印加する交流電圧として、一種類の周波数の交流電圧だけでなく、周波数の異なる複数の交流電圧を用いることが望ましい。
【００１２】
また、本発明では、静電容量、インピーダンス及び損失係数のうちの少なくともいずれか一つを測定する際に容器を圧迫する方法としてある。容器を圧迫して容器の内部圧力を外部よりも高くした場合、接合不良が有れば内部液体が押し出されることになる。このため、接合不良が小さい場合にも、確実に漏れを検出することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の容器接合部の漏れ検出方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
［第一実施形態］
先ず、本発明の第一実施形態について説明する。第一実施形態では、図１に示すカップ型容器の接合部からの漏れを検出することにより、接合不良を検出する例について説明する。
【００１４】
図１の（Ａ）は、第一実施形態の検査対象となる容器４の外観図であり、（Ｂ）は、（Ａ）のＰで示す部分の断面拡大図である。図１に示すように、この容器４は紙製のカップ部４２とプラスチック製の蓋部４３とを接合して形成されている。この接合部５は、図１の（Ｂ）に示すように、カップ部４２及び蓋部４３それぞれの縁を外側へ返し、つば状形状にした部分どうしを超音波溶着して形成されている。
なお、図１では、接合部５付近の構造を明確にするため、つば状部分の肉厚を実際よりも厚くして示している。また、接合部５以外の構造を一部簡略化して示している。
【００１５】
次に、図２に、この容器４の接合部５の接合不良を検出するために、この容器に電極を配置した様子を示す。図２の（Ａ）は、第一実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す外観図であり、（Ｂ）は、その縦断面図である。
【００１６】
図２に示す容器接合部の漏れ検出装置は、容器４の接合部５における、容器の内部に封入された液体６の漏れを検出する装置であって、第一電極１、第二電極２及び回路素子測定器（判別器付きでも良い）としての静電容量計３により構成されている。
【００１７】
そして、本実施形態では、第一及び第二電極１及び２は、倒立させた容器４に配置される。容器を倒立させることによって、図２の（Ｂ）に示すように、接合部５が液体６の液面６１より下側に位置することになる。すなわち、容器４の内部側で、接合部５が液体６に接した状態となっている。
【００１８】
第一電極１は、接合部５に近接して配置されており、円環状の接触部分４３と、この接触部分１１の外周に設けられた円筒状の縁部分１２とが一体となった形状を有している。このため、第一電極１は、この接触部分１２によって、容器４の蓋部４３側のつば状形状部分の全周に沿って接触させることができる。そして、この縁部分１２によって、接合部５から漏れた液体を接触部分付近に溜めることができる。このように第一電極１に湿潤性を与えておけば、接合部５から漏れた液体と第一電極１との電気的な導通を確実化することができる。
【００１９】
また、本実施形態では、第一電極１と接合部５との間に、電解質溶液（図示せず）を介在させている。すなわち、つば状形状部分４１と第一電極１の接触部１１との間に、電解質溶液を塗布してある。このように第一電極１に湿潤性をもたせれば、第一電極１が電解質溶液を介して、漏れ出た液体と容易に導通することになる。
【００２０】
さらに、この電解質溶液を接合部５と直接接触するようにしておけば、第一電極１が接合部５に直接接触していない場合においても、電解質溶液を介して、第一電極１と接合部５とを間接的に接触させることができる。このため、より少ない漏れ量でも確実に漏れを検出することができる。
【００２１】
なお、第一電極１の材料は、容器内部の液体や、湿潤性をもたせるための電解質溶液と親和性の高いもの、すなわち、この液体などを表面ではじかないものが望ましい。このような材料を用いれば、第一電極１と液体等とが接触した場合に、電気的な導通を確保し易くなる。
【００２２】
また、第二電極２は、容器の表面に面状に接触させるために当該容器の表面形状に沿った形状を有する。ここでは、第二電極２を、より広い面積で容器４のカップ部４２に接触させるため、第二電極２の形状を、カップ部４２の表面形状に合わせてテーパーを与えた円筒形状としている。
【００２３】
そして、図２に示すように、第一及び第二電極１及び２を配置した状態で、第一及び第二電極間に交流電圧を印加しつつ、第一及び第二電極間の電気的物理量を測定する。本実施形態では、１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚのうちの一つ又は複数の周波数の交流電圧を印加し、電気的物理量として、静電容量及び損失係数を測定した。
【００２４】
静電容量や損失係数は、静電容量計３において、第一及び第二電極１及び２間の印加電圧と電流との位相関係からを容易に計算することができる。
なお、印加電圧の周波数をω、静電容量をＣ、損失係数をＤ、コンダクタンスをＧとすれば、下記の（１）式の関係が成り立つ。
Ｇ＝ωＣＤ …（１）
ここで、下記の表１に、本実施形態における容器接合部の漏れ検出結果を示す。
【００２５】
【表１】
0004320862.tif 000002
【００２６】
上記の表１中の「正立」とは、容器４を正立させた状態で測定した結果である。この場合、容器４の内部において液体６が接合部５に接していない。
また、表１中の「倒立」とは、対照例として、容器４を図２に示したように倒立させた状態で測定した結果である。この場合、容器４の内部において液体６が接合部５に接している。ただし、この場合は、第一電極１と接合部５との間には、電解質溶液を介在させていない。また、表１中の「濡れた状態」とは、容器を倒立させ、第一電極１と接合部５との間に電解質溶液を介在させた状態で測定した結果である。これら「正立」、「倒立」及び「濡れた状態」の場合は、いずれも液体の漏れが無い。
【００２７】
これに対して、表１中の「漏れ１」、「漏れ２」及び「漏れ３」の場合は、いずれも、倒立状態で液体６の漏れがある場合である。このうち、「漏れ２」は、接合不良部分が大きく、液体の漏れる量が多い場合である。また、「漏れ１」は、接合不良部分が小さく、液体の漏れる量が少ない場合である。さらに、「漏れ３」は、接合不良部分が更に小さく、容器を圧迫すると漸く液体が接合部５から漏れ出る程度の場合である。
【００２８】
したがって、「漏れ１」、「漏れ２」及び「漏れ３」の場合は、この接合不良の箇所から漏れ出た液体が第一電極１に接触し、容器内部の液６体と第一電極１とが、漏れ出た液体を介して、導通している。その結果、容器内部の液体６が、実質的に第一電極１の延長部分となっている。このため、第一電極１と第二電極２とは、電気的に、容器６の側壁を介して対向して配置されたのと同等となる。
このように、液体漏れが有る場合と無い場合とでは、第二電極２に対する第一電極１の実質的な配置関係が異なることになるので、測定結果も異なることになる。
【００２９】
次に、液体漏れが有る場合と無い場合との違いを明確にするため、上記の表１に示した測定結果を図３及び図４のグラフにそれぞれ示す。図３は、静電容量の測定結果を示すグラフである。また、図４は、損失係数の測定結果を示すグラフである。図３及び図４のグラフ中、１００Ｈｚ、１ｋＨｚ、１０ｋＨｚ及び１００ｋＨｚを印加したときの測定値を、菱形印（◇）、四角印（□）、三角印（△）及びバツ印（×）でそれぞれ示す。また、グラフ中、同一印加周波数のプロットどうしをそれぞれ折れ線で結んで示す。
【００３０】
図３に示すように、静電容量の測定結果は、いずれの印加周波数の場合も「漏れ２」の場合に、「正立」や「倒立」の場合に比べて著しく増加している。特に、印加周波数が低いほど、静電容量の変動が顕著である。また、「漏れ１」及び「漏れ３」の場合においても、印加周波数が低いほど、静電容量が増加する傾向がある。
【００３１】
また、図４に示すように、損失係数の測定結果は、「倒立」のときに損失係数が負の値となる傾向がある一方、「漏れ１」、「漏れ２」及び「漏れ３」では、印加周波数が低いほど、損失係数が増大する傾向がある。ただし、「漏れ２」では、１ｋＨｚの交流電圧を印加した場合よりも、１０ｋＨｚの交流電圧を印加したときの方が、損失係数が高くなっている。
【００３２】
このように、第一及び第二電極１及び２間に交流電圧を印加しておいて、静電容量や損失係数を測定することにより、容易かつ確実に容器４の接合部５の漏れを検出することができることが分かる。
なお、測定にあっては、一種類の周波数だけでなく、複数種類の周波数の交流電圧をそれぞれ印加したときの値をそれぞれ測定することが望ましい。また、容器４の底部を押すなどして、容器４の内圧を高くすると良い。
【００３３】
次に、図５を参照して、本発明の第二実施形態について説明する。
図５は、第二実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す縦断面図である。第二実施形態では、図５に示すように、カップ型容器４にオーバーキャップ４８が付いている場合に好適な容器接合部の漏れ検出方法の例について説明する。
【００３４】
容器４を転倒させた状態でつば状部分４１の接合部５から漏れた液体は、このオーバーキャップ４８によって、接触部分付近に溜められる。その結果、オーバーキャップ４８の縁部分４８ａは、上述した第一実施形態における第一電極１の縁部分１２と同様の役割を果たすことになる。このため、第二実施形態における第一電極１１ａは、第一実施形態の第一電極１の縁部分１２に相当する部分の構造を省き、円環状の接触部分１１に相当する構造だけとなっている。
【００３５】
そして、第二実施形態では、この円環状の第一電極１１ａと円筒状の第二電極２とを、互いに電気的に絶縁した状態で一体的に形成してある。ただし、第一電極１１ａがつば状部分４１の第二電極２側の全周に接触したときに、第二電極２もカップ部４２の周囲に接触するようにしてある。
【００３６】
このように第一電極１１ａと第二電極２とを一体としておけば、容器への第一及び第二電極の脱着を同時に容易に行うことができる。このため検査をより容易に行うことができる。
なお、図５では、第一電極１１ａと第二電極２とを一体に繋ぐための部材や電極の支持部材の図示を省略する。
【００３７】
［第三実施形態］
次に、図６を参照して、本発明の第三実施形態について説明する。
図６は、第三実施形態の容器接合部の漏れ検出方法の例を説明するための一部断面模式図である。第三実施形態では、ペットボトル４ａのキャップ４４部分の接合部からの漏れを検出する例について説明する。
なお、図６においては、第一及び第二電極１ａ及び２ａ部分だけ断面を示す。また、図６においては、ペットボトル４ａの支持部材の図示を省略する。
【００３８】
図６に示すように、本実施形態の第一電極１ａは、本体１３と導電性ブラシ１４とにより構成されている。本体１３は、底面と円筒の壁面とからなり、導電性ブラシ１４は、この本体１３の壁面上部の内側に植え込まれている。このように、導電性ブラシ１４を設けることにより、複雑な形状の接合部にも容易に接触することができる。
【００３９】
また、導電性ブラシ１４が接合部５に接触すればよいので、本体１３は、キャップ４４の寸法よりも大きく作成することができる。このため、容器への第一電極１ａの着脱を容易に行うことができる。
【００４０】
また、第二電極２ａは、ペットボトル４ａの胴部の周囲を帯状に巻く構成となっている。このため、第二電極２ａは、広い面積でペットボトル４ａと接触することができる。そして、第三実施形態においても、第一実施形態と同様に、接合部が液体の液面下となる状態で、静電容量計３により、第一及び第二電極１ａ及び２ａ間に交流電圧を印加しつつ、第一及び第二電極間の静電容量や損失係数を測定することにより、漏れを検出する。
【００４１】
［第四実施形態］
次に、図７を参照して、本発明の第四実施形態を説明する。
図７は、第四実施形態の容器接合部の漏れ検出方法の例を説明するための模式図である。第四実施形態では、パウチ４６のシール部４７からの漏れを検出する例について説明する。
【００４２】
図７に示すように、本実施形態の第一電極１ｂは、棒状の本体１５と導電性ブラシ１６とにより構成されている。導電性ブラシ１６は、本体の軸方向に沿って、一列又は複数列に設けられている。
このように、導電性ブラシ１６を設けることにより、パウチのシール部４７のうち、特にスパウト（吸い口部）４５の付け根付近のスパウトシール４７のように立体的な形状の接合部についても、容易に接触することができる。
【００４３】
また、第二電極２ｂは、パウチ４６の両面を帯状に巻く構成となっている。このため、第二電極２ｂは、広い面積でパウチ４６と接触することができる。
そして、第四実施形態においても、第一実施形態と同様に、接合部が液体の液面下となる状態で、静電容量計３により、第一及び第二電極１ｂ及び２ｂ間に交流電圧を印加しつつ、第一及び第二電極間の静電容量や損失係数を測定することにより、漏れを検出する。
【００４４】
上述した実施の形態においては、本発明を特定の条件で構成した例について説明したが、本発明は、種々の変更を行うことができる。例えば、上述した実施の形態においては、特定の周波数の交流電圧を印加して測定した例について説明したが、本発明では、印加周波数はこれらに限定されない。例えば、１０Ｈｚ〜１０ｋＨｚ又は１０Ｈｚ〜１００ｋＨｚの範囲内の任意の周波数の交流電圧を印加すると良い。また、測定にあたっては、例えば、数ボルト（Ｖ）から数千ボルトの電圧を印加すると良い。
【００４５】
また、本発明において、容器に封入されている液体は、水や水溶液に限定されず、また、粘性が高いものも含まれる。したがって、本発明は、例えば、シチューやカレーのルーなどのレトルト食品等の粘性の高い液体や、固形物を含む液体を封入した場合の漏れ検査にも適用することができる。
【００４６】
また、本発明では、液体は、非導電性でなければよく、食品に限定されない。また、本発明では、容器の材料は、非導電性であれば良く、紙やプラスチックに限定されない。例えば、ガラスや陶磁器でも良い。また、本発明では、電極の材料として、導電性ゴムや導電性スポンジを用いても良い。
【００４７】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明によれば、接合部からの漏れが有ると、漏れ出た液体を介して、第一電極が容器内部の液体と導通する。その結果、内部液体も第一電極延長部分となるので、第二電極に対する第一電極の実質的な配置関係及び比誘電率が異なることになる。このため、第一及び第二電極間に交流電圧を印加しておいて、両電極間の静電容量等の電気的な物理量を測定することにより、容易かつ確実に容器の接合部の漏れを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）は、第一実施形態の検査対象の容器の外観図であり、（Ｂ）は、要部断面拡大図である。
【図２】（Ａ）は、第一実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す斜視図であり、（Ｂ）は、その縦断面図である。
【図３】第一実施形態において、静電容量の測定結果をプロットしたグラフである。
【図４】第一実施形態において、損失係数の測定結果をプロットしたグラフである。
【図５】第二実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す縦断面図である。
【図６】第三実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す一部断面模式図である。
【図７】第四実施形態において、容器に第一及び第二電極を配置した状態を示す模式図である。
【符号の説明】
１、１ａ、１ｂ  第一電極
２、２ａ、２ｂ  第二電極
３  静電容量計
４  容器
５  接合部
６  液体
７  空気層
１１  接触部分
１１ａ  第一電極
１２  縁部分
４ａ  ペットボトル
４ｂ  パウチ
４１  つば状部分
４２  カップ部
４３  蓋部
４４  キャップ
４５  スパウト
４６  パウチ
４７  シール部
４７ａ  スパウトシール部
４８  オーバーキャップ
【図１】
0004320862.tif 000003
【図２】
0004320862.tif 000004
【図３】
0004320862.tif 000005
【図４】
0004320862.tif 000006
【図５】
0004320862.tif 000007
【図６】
0004320862.tif 000008
【図７】
0004320862.tif 000009