(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ブロー成形された合成樹脂製ボトルにガスを注入し、ボトルの内の圧力を計測して閾値と比較することでピンホールの有無を判定する合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法であって、
前記閾値が、注入されるガスの圧力に基づいて規定される第１閾値と、温度低下およびボトル変形に基づいて規定される第２閾値からなり、
前記ボトルにガスを密封する工程と、密封直後の該ボトル内圧を基準内圧として計測し、該基準内圧が予め規定した第１閾値を超えているか否かをチェックする工程と、該基準内圧が該第１閾値を超えている場合は、該ボトルの密封状態を一定時間保持する工程と、一定時間経過後の該ボトル内圧の前記基準内圧からの圧力低下量を計測する工程と、計測した該圧力低下量が予め規定した第２閾値以内であるか否かをチェックする工程とを備え、
前記基準内圧が前記第１閾値を超えており且つ前記圧力低下量が前記第２閾値を超えていない場合に限り、前記ボトルはピンホールのない良品と判定することを特徴とする合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法、特にブロー成形された合成樹脂製ボトルのピンホール検査において、従来のピンホール検査に比してボトルのピンホールを好適に検出することができ、合成樹脂製ボトルのピンホール検査精度の向上を図ることが可能な合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
合成樹脂製ボトル、特にＰＥＴボトルは、軽量で取扱いが簡便であることなどを理由に、飲料、食品等の容器として近年大量に生産されている。
このＰＥＴボトルは、先ずプリフォームと呼ばれる一次成形品を射出成形等によって製造し、次いでこのプリフォームを所定の金型にセットし、そしてヒータ等の加熱手段によって配向延伸可能な温度まで加熱し、次いで高圧エアを噴射する延伸ロッドをプリフォームの内部に挿入し、延伸ロッドと高圧エアにより二軸に延伸する、いわゆる二軸延伸ブロー成形法により得られる。このように、二軸延伸ブロー成形法は加熱したプリフォームを延伸ロッドにより軸方向とそれと直交する方向の二軸に延伸するため、微妙な加工力（延伸力）の違いや樹脂材料中への極小の異物の混入などにより、ＰＥＴボトルは、ピンホールや亀裂等の欠陥を伴って製造される場合がある。従って、ブロー成形後のＰＥＴボトルに対しては、ピンホール等の欠陥が生じているか否かの検査を実施する必要がある。その為の検査方法としては、メインロータの外周に沿って把持されたＰＥＴボトルに対して、加圧ヘッドをボトル口部に当接してボトルの内部にエアを充填・密封し、そのエア密封状態をある一定時間保持し、その一定時間経過後のボトル内圧の圧力低下量から、ピンホールが生じているか否かを判定するピンホール検査方法が知られている（例えば、特許文献１および特許文献２を参照。）。
図９は、従来の圧力低下量からピンホールの有無を判定するピンホール検査方法を示すグラフである。縦軸がボトル内圧[kPa]を示し、横軸がバルブのシーケンス／時間[sec]を示している。
このピンホール検査方法は、例えば時刻Ｔ＝t0に供給バルブを開とし、エアをボトルの内部に供給する。次に時刻Ｔ＝t1に供給バルブを閉とし、エアの供給を停止し所定量のエアをボトルに密封する。そして時刻Ｔ＝t2までの間、そのエア密封状態を保持（ホールド）する。もし、ボトルにピンホール等のボトルの密封性を阻害する欠陥が存在する場合は、ボトル内部のエアがその欠陥を通して外部に流出し、それに応じてボトル内圧が低下する。ところで、時間の経過と共にボトル内部の温度が徐々に低下しそれに比例してボトル内圧も低下する。加えて、内圧上昇によりボトルの胴部が外方に若干膨らむことによってもボトル内圧は低下する。つまり、ピンホール等が存在しないボトルであってもボトル内圧は時間の経過と共にある程度低下する。そこで、温度低下等の非ピンホールに起因する圧力低下量を閾値ΔP0として予め規定しておき、時刻Ｔ＝t1からt2までの圧力低下量をその閾値ΔP0で検査する。そして、圧力低下量がその閾値ΔP0を超えていなければ、そのボトルは良品と判定される。一方、圧力低下量が閾値ΔP0を超えている場合は、そのボトルは不良品と判定されることになる。例えば、ボトル１では、圧力低下量ΔP1が閾値ΔP0を超えていないので、ボトル１はピンホール等の欠陥が存在しない良品と判定される。一方、ボトル２では、圧力低下量ΔP2がその閾値ΔP0を超えているので、ボトル２はピンホール等の欠陥が存在する不良品と判定される。そして時刻Ｔ＝t2にボトル内部のエアを排気し、所定時間が経過した時刻Ｔ＝t3でピンホール検査を終了する。良品と判定されたボトルは胴部が元の形状に復元し搬送装置により次工程である殺菌充填工程へ搬送される。一方、不良品と判定されたＰＥＴボトルは取り除かれて次工程へは搬送されないことになる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−２０５４５３号公報
【特許文献２】特開２００２−３１０８４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
当然のことではあるが、ピンホールが存在するボトル３の時刻Ｔ＝t1におけるエア密封直後のボトル内圧は、他のピンホールが存在しない良品ボトル（ボトル１）の内圧に比べ、低くなる。この傾向は、胴部の肉厚が従来のボトルより薄くされた計量薄肉ボトルでより顕著になってくる。
しかし、ボトル３の圧力低下量ΔP3について見みると、エアの密封直後のボトル内圧が小さいため、ピンホール等から漏れ出すエアの流出量も少ない。その結果、Ｔ＝t1からt2までの圧力低下量ΔP3は閾値ΔP0を超えない場合が起こり得る。この場合は、このボトル３はピンホールがあるにもかかわらず、上記従来の検査方法においては良品と判定されてしまう恐れがある。
そこで、本発明は、かかる従来技術の問題点に鑑みなされたものであって、ブロー成形された合成樹脂製ボトルのピンホール検査において、従来のピンホール検査に比してボトルのピンホールを好適に検出することができ、合成樹脂製ボトルのピンホール検査精度の向上を図ることが可能な合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記目的を達成するために請求項１に記載の発明は、ブロー成形された合成樹脂製ボトルにガスを注入し、ボトルの内の圧力を計測して閾値と比較することでピンホールの有無を判定する合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法であって、前記閾値が、注入されるガスの圧力に基づいて規定される第１閾値と、温度低下およびボトル変形に基づいて規定される第２閾値からなり、前記ボトルにガスを密封する工程と、密封直後の該ボトル内圧を基準内圧として計測し、該基準内圧が予め規定した第１閾値を超えているか否かをチェックする工程と、該基準内圧が該第１閾値を超えている場合は、該ボトルの密封状態を一定時間保持する工程と、一定時間経過後の該ボトル内圧の前記基準内圧からの圧力低下量を計測する工程と、計測した該圧力低下量が予め規定した第２閾値以内であるか否かをチェックする工程とを備え、前記基準内圧が前記第１閾値を超えており且つ前記圧力低下量が前記第２閾値を超えていない場合に限り、前記ボトルはピンホールのない良品と判定することを特徴とする。
上記合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法では、所定量のガスを密封した直後のボトル内圧を基準内圧として、その基準内圧に基づいて閾値（第１閾値）を設定し、その第１閾値を超えていないボトルは不良品としてふるい落され、それ以降の圧力ホールド等の工程は全て実施されない。一方、第１閾値を超えたボトルは次工程の圧力ホールド、圧力低下量の計測が順に行われ、そして圧力低下量が温度低下およびボトル変形に基づいて規定される第２閾値を超えていない場合はそのボトルは最終的に良品として判定される。このように、圧力低下量計測における基準内圧に対しても第２閾値を設けることにより、ピンホールの存在する不良品ボトルを確実にふるい落とすことが出来るようになる。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の合成樹脂製ボトルのピンホール検査方法によれば、所定量のガスを密封した直後のボトル内圧を「圧力低下量計測の基準内圧」として、その基準内圧に対して第１閾値を設け、その第１閾値をクリアしたボトルに対して圧力ホールドと圧力低下量の計測を順に実施し、基準内圧からの圧力低下量が温度低下およびボトル変形に基づいて規定される第２閾値を超えていない場合はそのボトルは良品として判定される。これにより、ピンホールに起因してガス密封直後のボトル内圧が元々低く、その結果、圧力低下量が良品ボトルの圧力低下量に対し有意差を示さずに、従来の検査方法では良品と判定される虞のあったピンホールボトルを確実にふるい落とすことが出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図に示す実施の形態により本発明をさらに詳細に説明する。
【０００８】
図１は、本発明に係るピンホール検査システム１００の要部を示す説明図である。
このピンホール検査システム１００は、ボトル１にエアを供給すると共にボトル内圧を出力するエア噴射機１０と、ボトル１の口部を把持しながらボトル１の姿勢を安定させるグリッパ２と、エア噴射機１０に対するエアの供給を断続する供給バルブ３と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する圧力検出部５と、一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給するエア源６とを具備して構成されている。なお、詳細については後述するが、「ボトル１の基準内圧」とは、供給バルブ３を閉じた直後のボトル１の内圧である。また、圧力検出部５の詳細については図２を参照しながら後述する。
【０００９】
ボトル１は、ＰＥＴボトル等の合成樹脂製ボトルであり、プリフォームからブロー成形された後に、メインホイールの外周上に等間隔に配置されたグリッパ２によって首部を把持され正立状態でエア噴射機１０の真下に搬送されて来る。
【００１０】
供給バルブ３は、応答性の観点から電磁弁が好ましい。また、供給バルブ３は、バルブコントローラ（図示せず）によって所定のパルス駆動信号を印加され所定のＯＮ時間だけ開き、それ以外は閉状態を保つ、いわゆるノーマルクローズバルブである。
【００１１】
圧力検出部５は、ボトル１の内圧を計測する圧力センサと、一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサとを備える。
【００１２】
エア源６は、調圧弁または減圧弁により例えば２１[kPa］に一定圧に調圧されたエアを下流に安定供給する。
【００１３】
エア噴射機１０は、ボトル口部にガスタイトに当接する加圧ヘッド１１と、内部にガス供給流路１２aと圧力検出流路１２bの２チャンネルの流路が形成されている本体１２と、ガスの導入口となる加圧ポート１３と、ボトル１の内圧を出力する圧力ポート１４と、加圧ヘッド１１がボトル口部に当接する際の衝撃を吸収するバネ機構１５とを具備して構成されている。
【００１４】
エア噴射機１０（加圧ヘッド１１）は、昇降装置（図示せず）によって上下に移動することが可能である。従って、この昇降装置はボトル１にエアを供給する際は、加圧ヘッド１１を下降させボトル口部に当接させる一方、ボトル１からエアを排気する（エア密封状態を解除する）際は、加圧ヘッド１１を上昇させボトル口部から分離させる。また、加圧ヘッド１１は、ボトル口部との密封性（シール性）を確保するため、合成ゴム等の弾性体によって構成しても良い。また、エア噴射機１０には、バネ機構１５と共に或いはそれに代えて、加圧ヘッド１１の軸芯とボトル１の軸芯とのズレを補正するアライメント調節機構を具備させても良い。
【００１５】
図２は、圧力検出部５の要部を示す説明図である。
この圧力検出部５は、ボトル１の内圧を常時計測する圧力センサ５１と、ボトル１の一定時間経過後の基準内圧からの圧力低下量を計測する差圧センサ５２と、差圧センサ５２の２つのチャンバを連通／非連通状態にする差圧バルブ５３とから成る。また、後述するように、差圧バルブ５３の開閉の動作は、供給バルブ３の開閉動作に同期しており、供給バルブ３が開(ON)の時は差圧バルブ５３も同時に開(ON)となり、供給バルブ３が閉(OFF)の時は差圧バルブ５３も同時に閉(OFF)となる。
【００１６】
差圧センサ５２は、常時ボトル１に連通した第１チャンバ５２aと、差圧バルブ５３がＯＮの時のみボトル１に連通する第２チャンバ５２bという２つのチャンバを有する。従って第１チャンバ５２aの圧力は、ボトル１の内圧を常時モニタしている。また、第２チャンバ５２bは、差圧バルブ５３がＯＦＦ（供給バルブ３がＯＦＦ）となる時に、ボトル１および第２チャンバ５２bと非連通状態となるため、差圧バルブ５３がＯＦＦの間の第２チャンバ５２bの圧力は、供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧を示していることになる。従って、この第２チャンバ５２bの圧力は、ボトル１の一定時間経過後の圧力低下量を計測する際の基準内圧となる。従って、差圧センサ５２は、（供給バルブ３がＯＦＦとなった直後のボトル１の内圧）−（リアルタイムのボトル１の内圧）＝時間経過後のボトル１の圧力低下量をモニタしていることになる。
【００１７】
図３から５は、圧力検出部５の動作を示す説明図である。
先ず、図３に示すように、供給バルブ３を開(ON)とすると、同時に差圧バルブ５３も開(ON)となり、ボトル１、差圧センサ５２の第１チャンバ５３ａおよび第２チャンバ５３ｂに対しエアが供給される。このエア導入直後のボトル内部は、エアの分子同士が激しく衝突する過度状態にあり、そのためエアの温度は上昇する。しかし、時間の経過と共にボトル内部は定常状態に近づき、なお且つボトルの胴部が外方に膨らみ、その結果、ボトル１の内圧は徐々に低下し一定圧に収束する。
【００１８】
図４に示すように、供給バルブ３の一定ＯＮ時間の後、すなわち所定量のエアが供給された後は、供給バルブ３と差圧バルブ５３はＯＦＦとなり、第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bは非連通状態になる。この時の圧力センサ５１の指示値は圧力低下量計測の基準内圧となり、基準内圧が閾値を超えているか否かを検査する工程において使用される。また、この時、第１チャンバ５２aの圧力と第２チャンバ５２bの圧力は互いに等しく、その結果、差圧センサ５２はゼロを指示している。
【００１９】
図５に示すように、一定時間経過後、ボトル１の内部は定常状態になる。もし、ボトル１にピンホール等のボトルの気密性を阻害する欠陥等がなければ、主として温度低下とボトル変形に起因する若干の圧力低下が発生するのみである。しかし、もしボトル１にピンホール等があれば、それ以上の圧力低下が発生し、その結果、差圧センサ５２の第１チャンバ５２aと第２チャンバ５２bとの間に、これらの圧力低下に対応した圧力差が発生する。
【００２０】
図６は、本発明のピンホール検査方法における良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
【００２１】
時刻Ｔ＝t0に供給バルブ３を開とすると、ボトルの内部にエアが供給され、ボトルの内圧が急激に立ち上がる。これは、ちょうど図３の状態に相当する。
そして、ボトル１に所定量のエアが供給されると、時刻Ｔ＝t1に供給バルブ３を閉とする。これは、ちょうど図４の状態に相当する。ここで、供給バルブ３を閉とした直後のボトル内圧Ｐ1（基準内圧）が、第１閾値Pth1を超えているか否かをチェックする。ボトル内圧Ｐ1が、第１閾値Pth1を超えている場合は、ボトル１を一定時間ホールドし、基準内圧からの圧力低下量ΔPを計測する。
【００２２】
圧力低下量ΔPは、基準内圧Ｐ1と、一定時間経過後、すなわち加圧ヘッド１１をボトル口部から分離する直前のボトル内圧Ｐ2との圧力差ΔP＝Ｐ1−Ｐ2から求められる。しかし、各圧力値Ｐ1,Ｐ2は別個に求めることはせずに、圧力低下量ΔPは差圧センサ５２によって計測される。そして、計測した圧力低下量ΔPが第２閾値ΔPth2を超えていない場合は、そのボトルは良品と判定する。
【００２３】
そして、時刻Ｔ＝t2に加圧ヘッド１１をボトル口部から分離し、そしてボトル１のエアを排気しピンホール検査を終了する。
【００２４】
このように、先ず基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1を超えているか否かを検査する。超えている場合は、次の圧力低下量の検査へ移行し、供給バルブ３を閉じた直後からの圧力低下量ΔPが第２閾値ΔPth2を超えているか否かを検査する。そして、圧力低下量ΔPが第２閾値ΔPth2の範囲内に収まっている場合にのみ、ボトルはピンホールがない良品と判定する。第１閾値Ｐth1としては、例えば８[kPa]である。また、第２閾値ΔPth2としては、例えば３[kPa]である。また、基準圧力Ｐ1としては、例えば１５〜２０[kPa]である。
【００２５】
図７は、本発明のピンホール検査方法における不良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
このボトルは、基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1を超えているが、圧力低下量ΔPが第２閾値ΔPth2を超えている。従って、このボトルにはピンホールが存在するものと考えられ、このボトルは不良品と判定される。
【００２６】
図８は、本発明のピンホール検査方法における不良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
このボトルは、基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1をクリアしていない。従って、このボトルはピンホールが存在するものと考えられ不良品と判定される。また、圧力ホールド及び圧力低下量ΔPは計測されずに、暫くして加圧ヘッド１１をボトル口部から分離してピンホール検査は終了となる。
【００２７】
本発明のピンホール検査方法によれば、エア密封直後のボトル内圧に相当する基準内圧Ｐ1に対しても第１閾値Ｐth1を設け、その基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1を超えない場合は、圧力低下量ΔPを計測せずにそのボトルは不良品と判定される。また、その基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1を超える場合であっても、圧力低下量ΔPが第２閾値Δth2を超える場合はそのボトルは不良品として判定されることになる。つまり、供給バルブ３を閉じた直後のボトル１の基準内圧Ｐ1が第１閾値Ｐth1を超えて、なお且つその基準内圧Ｐ1からの圧力低下量ΔPが第２閾値ΔPth2を超えない場合に限りそのボトルは良品と判定される。従って、圧力低下量ΔPのみでピンホールの有無を判定していた従来のピンホール検査方法では、看過されていたピンホールボトルを確実にふるい落とすことができ、ピンホール検査精度が向上する。
【００２８】
なお、上記実施例においては、ボトルピンホール検査用ガスとしてエアが使用されているが、これに限らずヘリウムおよび窒素等の不活性ガス又はこれらとエアとの混合ガスを使用しても良い。
【産業上の利用可能性】
【００２９】
本発明のピンホール検査方法は、ガスを容器に密封し一定時間経過後の容器内圧の低下量を計測することにより容器のピンホールの有無を判定する容器のピンホール検査方法に好適に適用することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係るピンホール検査システムの要部を示す説明図である。
【図２】圧力検出部の要部を示す説明図である。
【図３】供給バルブが開となった直後の圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図４】供給バルブが閉となった直後の圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図５】加圧ヘッド１１がボトル口部から分離する直前の圧力検出部の動作を示す説明図である。
【図６】本発明のピンホール検査方法における良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
【図７】本発明のピンホール検査方法における不良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
【図８】本発明のピンホール検査方法における不良品ボトルを判定する一例を示すグラフである。
【図９】従来の圧力低下量からピンホールの有無を判定するピンホール検査方法を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１              ボトル
２              グリッパ
３              供給バルブ
５              圧力検出部
６              エア源
１０            エア噴射機
１１            加圧ヘッド
１２            本体
１３            供給ポート
１４            圧力ポート
１５            バネ機構
１００          ピンホール検査システム
【図１】
0005067550.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0005067550.tif 000007
【図７】
0005067550.tif 000008
【図８】
0005067550.tif 000009
【図９】
0005067550.tif 000010