(57)【要約】  密封容器内の加熱された内容物の冷却により生じる真空を緩和するために、吸着材料要素が使用される。その容器の内容積に、加熱された材料が充填されるまたは部分的に充填されることがある。少なくとも部分的に充填された容器が密封された後、吸着材料から、密封容器の内容積中に、１種類以上の気体が放出されることがある。容器の内容物が冷めるにつれて、吸着材料からの気体の放出により、そうしなければ発生したであろう真空が緩和される。
2015536878.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
容器の内容積を加熱された充填材料で少なくとも部分的に充填する工程、
前記少なくとも部分的に充填する工程の後に、前記容器を密封する工程、および
前記密封する工程の後に、前記内容積中に吸着材料から気体を放出させる工程、
を有してなる方法。
【請求項２】
前記気体を放出させる工程が、前記充填材料が、前記容器を形成する材料のガラス転移温度より高い温度を有するときに第１の速度で、該充填材料が、前記ガラス転移温度より低い温度を有するときに、前記第１の速度より速い第２の速度で、気体を放出させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、変形可能な容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、ポリエチレンテレフタレート製容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記吸着材料から気体を放出させる工程が、前記加熱された充填材料が、密封された前記容器内で冷える間に、吸着材料から気体を放出させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、変形可能な容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項５記載の方法。
【請求項７】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、ポリエチレンテレフタレート製容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項５記載の方法。
【請求項８】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、ポリエチレンテレフタレート製容器の内容積をヒトが摂取できる飲料で少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項７載の方法。
【請求項９】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、容器の内容積を、少なくとも１５０°Ｆ（約６６℃）に加熱されたヒトが摂取できる飲料で少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項１載の方法。
【請求項１０】
前記密封する工程が、前記容器の開口に、前記吸着材料を含む蓋を付ける工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記容器の内容積を少なくとも部分的に充填する工程が、容器の内容積を、少なくとも１５０°Ｆ（約６６℃）に加熱されたヒトが摂取できる飲料で少なくとも部分的に充填する工程を含む、請求項１０載の方法。
【請求項１２】
前記吸着材料から気体を放出させる工程が、前記加熱された充填材料が、密封された前記容器内で冷える間に、吸着材料から気体を放出させる工程を含む、請求項１１記載の方法。
【請求項１３】
前記吸着材料から気体を放出させる工程が、前記密封する工程の後に、前記吸着材料から前記容器の内容積中に多数の気体を放出させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記吸着材料から気体を放出させる工程が、複数の種類の吸着材料を含む吸着材料挿入体から気体を放出させる工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１５】
各々が吸着材料要素を含む複数の蓋を、該吸着材料要素に前記気体を前装填するのに十分に高い圧力で該ガスが充填されたチャンバ内に貯蔵する工程、および
前記密封する工程の直前に、前記チャンバから前記複数の蓋の内の１つを分配する工程、
をさらに含み、
前記容器を密封する工程が、分配された前記蓋を前記容器の開口に付ける工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１６】
前記容器を密封する工程の前に、前記容器に液化形態にある前記気体を投入する工程をさらに含む、請求項１記載の方法。
【請求項１７】
前記容器を密封する工程が、前記気体で加圧されたチャンバ内で前記容器に蓋で密封する工程を含む、請求項１記載の方法。
【請求項１８】
容器であって、該容器が密封されたときに、該容器の内容積に概して水に不溶性の少なくとも１種類の気体を放出するために配置された吸着材料挿入体を含む容器、
を備えた装置において、
前記挿入体が、前記少なくとも１種類の気体を吸着し、その後、放出するように作られた少なくとも１種類の吸着材料を含む、装置。
【請求項１９】
前記少なくとも１種類の気体が、窒素、メタンまたはエタンの内の少なくとも１つである、請求項１８記載の装置。
【請求項２０】
前記装置が蓋であり、前記挿入体が該蓋の中に収容されている、請求項１８記載の装置。
【請求項２１】
容器の蓋であって、該容器が該蓋によって密封されたときに、該容器の内容積に概して水に不溶性の少なくとも１種類の気体を放出するために配置された吸着材料挿入体を含む蓋、
を備えた装置において、
前記挿入体が、前記少なくとも１種類の気体を吸着し、その後、放出するように作られた少なくとも１種類の吸着材料を含む、装置。
【請求項２２】
前記少なくとも１種類の気体が、窒素、メタンまたはエタンの内の少なくとも１つである、請求項２１記載の装置。
【発明の詳細な説明】
【関連出願の説明】
【０００１】
本出願は、「加熱された内容物の冷却により生じる密封容器内の真空を緩和するための吸着材料の使用」と題する、２０１２年９月２８日に出願された米国特許出願第１３／６２９７２０号の恩恵を主張するものであり、その出願がここに引用される。
【技術分野】
【０００２】
本発明は、加熱された内容物の冷却により生じる密封容器内の真空を緩和するための吸着材料の使用に関する。
【背景技術】
【０００３】
多くの用途において、加熱された材料を容器に充填し、次いで、製品とパッケージを殺菌し、その製品を摂取に安全にするために、加熱された材料がまだ熱い状態にある間に容器を密封することが望ましい。例えば、様々な種類の飲料が、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から製造された「高温充填」容器内にパッケージされる。通常、そのような容器は、１８５°Ｆ（８５℃）辺りの温度で充填され、蓋を被せられる。容器は、その容器を形成する材料のガラス転移温度（Ｔｇ）より高い温度に加熱されている液体に曝露されると、変形し得る。さらに、密封容器のヘッドスペース内の蒸気および／または他の加熱気体が、容器の内容物が冷めるときに凝結する。ヘッドスペース内の凝結により、密封された高温充填容器内に真空が生じる。
【０００４】
ほとんどの高温充填飲料容器は、大気圧でまたはほぼ大気圧で機能するように設計されている。そのような容器が、密封された後に著しい内部真空を有する場合、冷却の際に、容器は変形し、曲がってしまうことがある。そのような歪みを避けるために、外部の大気圧より著しく低いどのような内圧も最小にすべきである、および／または容器に適切な構造的支持を設けるべきである。この点に関して、様々な技法が開発されてきた。例えば、あるＰＥＴ容器の設計は、可動式真空パネルまたは可動式基部を含む。ある高温充填飲料容器は、より厚い壁構造を有する。しかしながら、これらの特徴のために、ＰＥＴ容器はより重くなり、材料費は増してしまう。他の技法にも様々な欠点がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
したがって、変形可能な容器の高温充填により生じる真空を減少および／または緩和させることのできる追加の技法および装置が依然として必要とされている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この要約は、下記の詳細な説明にさらに記載される単純化形態の概念の選択を導入するために設けられている。この要約は、本発明の重要な特徴または必須の特徴を特定することは意図していない。
【０００７】
少なくともいくつかの実施の形態において、密封容器内の加熱された内容物の冷却により生じる真空を緩和するために、吸着材料要素が使用される。その容器の内容積に、加熱された材料が充填されるまたは部分的に充填されることがある。その加熱された材料は、液体であっても、液体を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、加熱された材料は、ヒトまたは動物による摂取が意図された飲料または他の食品であってよい。その容器は、様々な材料のいずれから形成されてもよく、様々な形状のいずれを有してもよい。いくつかの実施の形態において、容器は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）または他の変形可能な材料から形成されることがある。その容器は、１５０°Ｆ（約６６℃）より高い温度で液体が少なくとも部分的に充填され、密封されることがある。密封後、吸着材料から、密封容器の内容積中に、１種類以上の気体が放出されることがある。容器の内容物が冷めるにつれて、吸着材料からの気体の放出により、そうしなければ発生したであろう真空が緩和される。少なくともいくつかの実施の形態において、気体の放出は最初は穏やかであり、容器の内容物が、容器の材料のＴｇより低く冷めた後に、気体の完全な放出が行われる。
【０００８】
いくつかの実施の形態において、吸着材料挿入体が容器の蓋に組み込まれることがある。多数の蓋を前装填チャンバ内に貯蔵して、蓋の挿入体に１種類以上の気体を前装填してもよい。容器に加熱された飲料が充填されるときに、蓋が、前装填チャンバから分配され、充填された容器を密封するために使用されてよい。
【０００９】
追加の実施の形態がここに記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
いくつかの実施の形態が、添付図面の図に、制限としてではなく、例として図解されており、同様の要素を称するために、同様の参照番号が使用されている。
【図１Ａ】吸着材料挿入体を含む、いくつかの実施の形態による、容器の蓋の部分概略断面図
【図１Ｂ】いくつかの追加の実施の形態による、容器の蓋の部分概略断面図
【図１Ｃ】いくつかのさらなる実施の形態による、容器の蓋の部分概略断面図
【図２Ａ】図１Ａ〜１Ｃに示されたような蓋を利用した、いくつかの実施の形態による方法における工程を示す部分概略図
【図２Ｂ】図２Ａの次の工程を示す部分概略図
【図２Ｃ】図２Ｂの次の工程を示す部分概略図
【図２Ｄ】図２Ｃの次の工程を示す部分概略図
【図２Ｅ】図２Ｄの次の工程を示す部分概略図
【図３】容器の内容物の冷却により生じる密封容器内の真空を緩和するための、少なくともいくつかの実施の形態による、方法の各工程を示すブロック図
【図４Ａ】いくつかの実施の形態による方法の実施中の加圧式キャッピング装置の使用を示す部分概略図
【図４Ｂ】図４Ａの続きを示す部分概略図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
少なくともいくつかの実施の形態において、密封容器内の加熱された内容物の冷却により生じる真空を緩和するために、吸着材料要素が使用される。ここに用いたように、「真空」は、密封容器を取り囲む外部空間内の圧力より低い、密封容器の内容積内の圧力を称する。ここに用いたように、真空を「緩和する」ことは、真空を低下させること、すなわち、密封容器の内容積内の圧力と、その容器を取り囲む外部空間内の圧力との間の差を減少させることを含む。また、真空を「緩和する」ことは、真空を完全になくすこと、すなわち、容器の内容積の圧力を、外部空間の圧力以上にすることを含んでもよい。また、真空を「緩和する」ことは、真空が生じるのを避けること、例えば、容器の内容物が冷めるときに、容器の内容積の圧力が、外部空間の圧力よりも低くなるのを防ぐほど十分に速い速度で吸着材料から気体を放出させることを包含することもある。
【００１２】
いくつかの実施の形態において、吸着材料要素は挿入体の形態であってもよい。挿入体は、１つまたは複数の種類の吸着材料を含むことがあり、その挿入体は、容器を密封するために使用される蓋内に収容されることがある。挿入体を収容する蓋を、加熱された材料が充填された容器に配置し、容器を密封する前に、その吸着材料に１種類以上の気体を前装填（前充填としても知られている）してもよい。それらの気体としては、制限するものではなく、窒素（Ｎ2）、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、二酸化炭素（ＣＯ2）、および／または他の気体が挙げられる。容器が充填され、蓋をする準備ができたときに、蓋（前装填された吸着材料を含む）が容器上に置かれ、容器が密封される。挿入体内に収容された吸着材料から気体が放出される。容器の内容物が冷めるにつれて吸着材料から気体が放出されると、それらの内容物の冷却および容器のヘッドスペース内の蒸気および／または気体の凝結に関連する真空が緩和される。これらと他の実施の形態による方法および装置の追加の態様が下記に記載されている。
【００１３】
図１Ａは、吸着材料挿入体を含む、いくつかの実施の形態による、容器の蓋１００ａの部分概略断面図である。蓋１００ａは筐体１０１ａを含む。筐体１０１ａの外形は略円筒である。図１Ａの切断面は、蓋１００ａの垂直中心線を通る。
【００１４】
蓋１００ａは、従来の様式でポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製飲料容器のネジ山の付いた首仕上げ部に取り付けるために作られている。具体的には、筐体１０１ａの内面の空洞１０２ａが、容器の首の仕上げ部分を受け入れるように作られている。参照目的のために、図１Ａは、点線で容器Ｃの首仕上げ部ＮＦを示している。空洞１０２ａの内側壁１０３ａは、その上に形成された螺旋ネジ山を備えている。蓋１００ａが容器の首仕上げ部に置かれ、回されると、ネジ山１０４ａが首仕上げ部の対応するネジ山（Ｔ）と係合して、蓋１００ａを容器に締め付ける。筐体１０１ａは、容器の蓋に従来使用される様々な熱可塑性材料または他の材料のいずれから成形しても差し支えない。
【００１５】
空洞１０２ａの上端は、裏地受け部１０５ａで終わる。蓋１００ａはさらに、裏地受け部１０５ａ内に配置されたディスク形裏地１０６ａを含む。裏地１０６ａは、従来の飲料容器の蓋の裏地と似て、蓋１００ａが容器の首仕上げ部に締め付けられたときに、容器を密封する働きをする。詳しくは、蓋１００ａがその首仕上げ部上に堅く締められたときに、裏地１０６ａの底面１０７ａは、首仕上げ部の上端の密封面に対して押し付けられる。
【００１６】
しかしながら、従来の裏地とは異なり、裏地１０６ａは、吸着材料挿入体１２０ａを保持している。挿入体１２０ａは、一組の条件下で所望の気体を吸着し、その後、吸着した気体を異なる組の条件下で放出する能力に基づいて選択された１種類以上の吸着材料を含有する。例えば、吸着材料は、比較的高濃度の選択された気体を比較的高い圧力で含む条件下で、選択された気体を吸着してよい。その吸着材料は、より低い圧力および／または追加された水分の存在を含む条件下で、吸着した気体を放出してよい。
【００１７】
吸着され、その後、様々な実施の形態による容器中に放出されてもよい気体としては、制限するものではなく、以下の内の１種類以上が挙げられる：窒素（Ｎ2）、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）および二酸化炭素（ＣＯ2）。少なくともいくつかの実施の形態において、液体（または容器の他の内容物）中の可溶性が最小限である気体が好ましいであろう。いくつかの実施の形態において、吸着材料挿入体または他の種類の吸着材料要素に１種類の気体を前装填するだけでよい。その吸着材料要素が後に密封容器の内部に曝露されたときに、その１種類の気体が放出される。他の実施の形態において、吸着材料要素または吸着材料要素の一群に、複数の種類の気体を前装填してもよい。その吸着材料要素または要素の一群が後に密封容器の内部に曝露されたときに、それら複数の種類の気体の各々が放出されるであろう。少なくともいくつかの実施の形態において、時間の関数としての吸着された気体の速度および放出特徴を制御するために、複数の気体吸着材料要素を利用してもよい。
【００１８】
制限するものではなく、ゼオライト、炭素、カーボンナノチューブおよび金属有機構造体（ＭＯＦ）を含む、数多くの種類の吸着材料が当該技術分野で公知である。いくつかの実施の形態において使用してよく、ＣＯ2、ＣＨ4および／またはＮ2を吸着するために使用できるＭＯＦの一例が、米国、ミズーリ州、セントルイス所在のＡｉｇｍａ−Ａｌｄｒｉｃｈ  Ｃｏ．ＬＬＣ社から商標名ＢＡＳＯＬＩＴＥ  Ｃ３００で販売されている。使用できる他の吸着体としては、制限するものではなく、１３Ｘゼオライト、活性炭および５Ａゼオライトが挙げられる。これらの材料は、ＣＯ2、ＣＨ4および／またはＮ2を吸着するために使用できるが、これらは周知であり、数多くの供給源から市販されている。
【００１９】
いくつかの実施の形態において、吸着材料挿入体または他の吸着材料要素は、１種類の吸着材料を含むだけでよい。例えば、挿入体は、１種類の気体、例えば、気体Ａを吸着するように作られていてよい。吸着材料Ｘは気体Ａを吸着し、それゆえ、気体Ａを吸着する（その後、放出する）ように作られた吸着材料挿入体は、吸着材料Ｘを含むだけでよいであろう。他の実施の形態において、吸着材料要素は、複数の異なる種類の吸着材料からなってもよい。別の例として、吸着材料挿入体は、２種類の異なる気体、例えば、気体Ｂと気体Ｃを吸着するように作られてもよい。吸着材料Ｙは、気体Ｂの良好な吸着体であるが、気体Ｃの不十分な吸着体であってもよい。同様に、吸着材料Ｚは、気体Ｃの良好な吸着体であるが、気体Ｂの不十分な吸着体であってもよい。このように、気体ＢおよびＣを吸着する（その後、放出する）ように作られた吸着材料挿入体は、吸着材料ＹおよびＺの混合物を含有して差し支えない。あるいは、異なる種類の吸着体を含有する複数の吸着材料挿入体を使用して、１種類以上の気体を放出しても差し支えない。
【００２０】
いくつかの実施の形態において、挿入体１２０ａは、裏地１０６ａに埋め込まれる前に、固体ディスクとして形成される。１種類以上の吸着材料に加え、挿入体１２０ａは、固体ディスクとしての挿入体１２０ａの完全性を維持するように、１種類以上の結合材料（例えば、粘土、繊維、ポリマー、蝋、セメント）を含んでもよい。いくつかの実施の形態において、挿入体１２０ａは固体であるが、曝露される表面積を最大にするように異なる形状を有してもよい。例えば、固体ディスクの代わりに、挿入体１２０ａは、多数のスポークを有する固体拍車の形態にあっても差し支えない。さらに他の実施の形態において、挿入体１２０ａの吸着材料は、粒状形態にあってもよい。例えば、挿入体１２０ａは、吸着材料の粒子を保持する外膜により形成されたパウチの形態であっても差し支えない。そのような実施の形態の例が、図１Ｃに関して下記に記載されている。
【００２１】
裏地１０６ａは、挿入体１２０ａの真下に配置された半透過性領域１０８ａを含む。半透過性領域１０８ａにより、挿入体１２０ａから漏れる気体が、裏地１０６ａを通り、蓋１００ａにより密封された容器の内容積に到達することができる。領域１０８ａは、その内容積からのある程度の水分が挿入体１２０ａに到達することも可能にする。下記にさらに詳しく説明するように、そのような水分は、いくつかの実施の形態において、挿入体１２０ａからの気体の放出を引き起こすであろう。蓋１００ａの実施の形態において、裏地１０６ａは２種類の材料から形成される。第１の種類の材料は半透過性領域１０８ａに使用され、第２の種類の材料は裏地１０６ａの残りに使用される。第２の種類の材料は、気体または水分に対して透過性ではない。裏地１０６ａの非透過性部分に使用できる材料の例としては、制限するものではなく、アルミホイル積層要素が挙げられる。半透過性領域１０８ａを形成できる材料の例としては、制限するものではなく、熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）、スチレンエチレンブチレンスチレン（ＳＥＢＳ）ターポリマーおよびエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）が挙げられる。
【００２２】
図１Ｂは、いくつかの追加の実施の形態による容器の蓋１００ｂの部分概略断面図である。下記に記載されたことを除いて、蓋１００ｂは蓋１００ａと似ている。別記しない限り、「ｂ」で終わる参照番号を有する図１Ｂの要素は、「ａ」で終わる同様の参照番号を有する図１Ａの要素と似ており、それと同様の様式で機能する。例えば、図１Ｂの筐体１０１ｂは、図１Ａの筐体１０１ａと似ており、それと同様の様式で機能する。
【００２３】
蓋１００ｂは、裏地１０６ｂのために、蓋１００ａとは異なる。半透過性領域１０８ａが、裏地１０６ａの他の部分と異なる材料から形成されている、裏地１０６ａとは異なり、裏地１０６ｂの半透過性領域１０８ｂは、裏地１０６ｂの他の部分を形成するために使用されたのと同じ非透過性材料から形成されている。その領域１０８ｂが、挿入体１２０ｂから放出された気体を容器の内容積に到達させ、容器内部からの水分を挿入体１２０ｂに到達させられるように、領域１０８ｂに複数の小孔１０９ｂが形成されている。
【００２４】
図１Ｃは、いくつかのさらなる実施の形態による容器の蓋１００ｃの部分概略断面図である。下記に記載されたことを除いて、蓋１００ｃは蓋１００ａと似ている。別記しない限り、「ｃ」で終わる参照番号を有する図１Ｃの要素は、「ａ」で終わる同様の参照番号を有する図１Ａの要素と似ており、それと同様の様式で機能する。例えば、図１Ｃの筐体１０１ｃは、図１Ａの筐体１０１ａと似ており、それと同様の様式で機能する。
【００２５】
蓋１００ｃは、図１Ａおよび１Ｂの固体挿入体１２０ａおよび１２０ｂと異なる吸着材料挿入体１２０ｃを備えている。挿入体１２０ｃは、１種類以上の吸着材料の多数の粒子１２３ｃを含む。図１Ａおよび１Ｂの固体挿入体とは異なり、粒子１２３ｃは、固体の一体型吸着材料要素を形成するために互いに結合されてはいない。代わりに、粒子１２３ｃは、膜材料の２枚のシート１２１ｃと１２２ｃの間のパウチ内に一緒に保持されている。シート１２１ｃと１２２ｃの各々は、形状が略円形であってよい。粒子１２３ｃは、シート１２１ｃと１２２ｃの間に配置されていてよい。次いで、シート１２１ｃと１２２ｃは、周縁１２５ｃのシールにより形成された周囲内に粒子１２３ｃを固定する平たくされた円形パウチを形成するために、その周縁１２５ｃで接合することができる。少なくとも膜１２１ｃは、ＳＥＢＳなどの半透過性材料から形成されるであろう。
【００２６】
裏地１０６ａ（蓋１００ａ）の半透過性領域１０８ａが、気体が挿入体１２０ａから容器内部に拡散する速度を加減するように機能してもよい。同様の様式で、裏地１０６ｂ（蓋１００ｂ）の領域１０８ｂおよび膜１２１ｃ（蓋１００ｃの裏地１０６ｃ内の要素１２０ｃ）も、気体が吸着材料挿入体から容器内部に拡散する速度を加減するように機能してもよい。
【００２７】
蓋１００ａ〜１００ｃは様々な方法で製造することができる。例えば、挿入体１２０ａ〜１２０ｃを最初に形成して差し支えない。いくつかの実施の形態において、選択した吸着材料に応じて、挿入体１２０ａまたは１２０ｂは、固体ディスクを形成するために１種類以上の結合材料の母材内に選択した吸着材料を成形することによって形成してもよい。先に示したように、挿入体１２０ｃは、膜材料のシートの間に選択した吸着材料を封止することによって形成しても差し支えない。裏地１０６ａの非透過性部分は、挿入体１２０ａの周りに適所に成形してよく、その後、半透過性領域１０８ａを適所に成形して差し支えない。裏地１０６ａの成形が完了した後、裏地１０６ａを筐体１０１ａの受け部１０５ａ内に置いて差し支えない。筐体１０１ａは、従来の様式で射出成形して差し支えない。他の実施の形態において、先に形成された挿入体１２０ａを、筐体１０１ａの受け部内に配置し、裏地１０６ｂを挿入体１２０ａの周りに適所に成形して差し支えない。様々な実施の形態における違いに合わせる修正をして、蓋１００ｂまたは１００ｃを製造するために、同様の操作を使用することができる。例えば、蓋１００ｂの孔１０９ｂは、小さなピンまたは他の成形要素を使用することによって、裏地１０６ｂを成形する過程で形成することができる。
【００２８】
図２Ａから２Ｅは、図１Ａ〜１Ｃの蓋などの蓋を利用した、いくつかの実施の形態による方法における各工程を示す部分概略図である。図２Ａ〜２Ｅに関して記載される方法は、蓋１００ａ〜１００ｃのいずれを使用して、または他の実施の形態による蓋を使用して行っても差し支えないので、図２Ａ〜２Ｅにおける蓋は、単に、蓋１００と称される。
【００２９】
図２Ａは、蓋１００を供給する前装填チャンバ２００を示している。チャンバ２００は、下記にさらに詳しく説明するように、チャンバ２００から蓋１００を受け取り、容器を密封するためにその受け取った蓋１００を使用するキャッピング装置の近くに配置されている。チャンバ２００は、主要チャンバ２０１と分配チャンバ２０２を備えている。主要チャンバ２０１は、気体Ｇの雰囲気を６バール（６００ｋＰａ）に維持する。蓋１００の供給は、それぞれの吸着材料挿入体１２０に気体Ｇを前装填するために、主要チャンバ２０１内に留まる。気体Ｇは、Ｎ2、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6、ＣＯ2および／または他の気体または多数の気体の組合せであって差し支えない。分配チャンバ２０２は、蓋１００がチャンバ２００から取り出され、容器を密封するために使用されるときに、主要チャンバ２０１の減圧を防ぐ働きをする。分配チャンバ２０２は、内部ドア２０３、外部ドア２０４、弁２０５により制御される気体Ｇ供給ラインおよび弁２０６により制御される通気ラインを含む。
【００３０】
容器を密封するのに使用するために前装填チャンバ２００から蓋を分配するために、外部ドア２０４、内部ドア２０３および通気弁２０６は閉じられている。気体Ｇ弁２０５が開かれ、分配チャンバ２０２が６バール（６００ｋＰａ）（または違う場合には、主要チャンバ２０１と同じ圧力）に加圧され、次いで、弁２０５が閉じられる。次いで、内部ドア２０３が開けられ、蓋１００が主要チャンバ２０１から分配チャンバ２０２へと移動させられ、内部ドア２０３が閉じられる。次いで、通気弁２０６が開けられて、分配チャンバ２０２内の過剰な圧力を開放し、その後、外部ドア２０４が開けられ、蓋１００が分配チャンバ２０２からキャッピング装置に移動させられる。便宜上、図２Ａは、分配チャンバ２０２内にすでに配置された蓋１００を示している。図２Ａは、分配チャンバ２０２が加圧され、気体Ｇ弁２０５が閉じられ、通気弁２０６が閉じられていることをさらに前提としている。
【００３１】
図２Ａは、最終的に、チャンバ２００内で前装填された蓋１００の内の１つが付けられ、それにより密封される容器２２０をさらに示している。容器２２０は、充填装置の近くに位置しているが、まだ充填されていない。容器２２０は、図１Ａ〜１Ｃの首仕上げ部ＮＦに似た首仕上げ部２２１を備えており、その上に蓋１００が取り付けられる。首仕上げ部２２１は、容器２２０の内容積２２３を曝露する開口２２２を取り囲んでいる。
【００３２】
図２Ｂは、加熱された液体２２４が充填された直後の容器２２０を示している。詳しくは、充填装置が、ある量の加熱液体２２４を、開口２２２を通じて内容積２２３中に分配した。次いで、充填された容器２２０は、充填直後で、液体２２４がまだ熱い間に、キャッピング装置へと移動させられる。
【００３３】
図２Ｃは、キャッピング工程の開始を示している。いくつかの実施の形態において、容器は、高温充填の１秒以内に密封される。前装填された蓋１００がチャンバ２００から分配される。詳しくは、通気弁２０６が開き、外部ドア２０４が開き、蓋１００が分配チャンバ２０２からキャッピング装置に分配される。蓋１００をキャッピング装置に分配した後、外部ドア２０４と通気弁２０６が閉じ、分配チャンバ２０２が、別の容器の密封に使用するために、別の前装填された蓋を充填し始めるであろう。
【００３４】
大気圧に曝露されて直ぐ、分配された蓋１００内の前装填された吸着材料挿入体は、気体Ｇを放出し始める。したがって、図２Ｄに示されるように、キャッピング装置は、容器２２０の首仕上げ部２２１に蓋１００を迅速に締め付け、容器２２０を密封する。容器２２０が一旦密封されたら、蓋１００の挿入体から放出されたどのような気体Ｇも、容器２２０の内容積２２３に放出される。
【００３５】
これが図２Ｄに概略的に示されている。具体的には、蓋１００から下方に向いた小さい矢印が、気体Ｇの放出が始まったことを示している。図２Ｄには示されていないが、容器２２０の内容物（液体２２４およびヘッドスペース２２５内の蒸気）が冷え始めた。したがって、挿入体１２０から放出された気体Ｇは、液体２２４が冷えるときに、そうしなければ内容積２２３内に形成するであろう真空を緩和するのに役立つ。
【００３６】
図２Ｄにさらに示されるように、別の蓋１００の分配チャンバ２０２への充填に関連する操作も続いている。弁２０５は既に開けられて、チャンバ２０２を気体Ｇで加圧し、次いで、閉じられる。内部ドア２０３が直ちに開けられ、蓋１００がチャンバ２０１からチャンバ２０２へと移動させられた。その後、内部ドア２０３が閉じ、次いで、チャンバ２０２は、次の充填済み容器を密封するのに使用するために新たに装填された蓋１００を分配する準備ができる。図示されていないが、次の容器は、図２Ｄにおいて容器２２０に蓋が付けられているときに、充填装置で充填されるために、適所にあり得る。
【００３７】
図２Ｅは、密封容器２２０が逆さにされる工程を示している。この工程は、蓋１００を消毒するように、加熱された液体２２４を蓋１００と接触させる。この工程は、液体２２４からの水分を蓋１００の吸着材料挿入体に浸透もさせる。図１Ａ〜１Ｃに関して先に示したように、この水分は、図１Ａの実施の形態における領域１０８ａを通り、図１Ｂの実施の形態における領域１０８ｂを通り、または図１Ｃの実施の形態における膜１２１ｃをほ通り、浸透し得る。この水分は、図２Ｅに示されたより大きい矢印により概略示されるように、挿入体からの気体のより迅速な放出を引き起こす働きをする。
【００３８】
次いで、密封容器２２０を冷却トンネル（図示せず）に通過させてもよい。容器２２０が冷却トンネルを通過するときに、液体２２４の温度を約１６５°Ｆ（約７４℃）に低下させるように、容器に水を吹き付けてもよい。液体２２４の温度が降下するときに、気体Ｇは挿入体から放出され続ける。気体Ｇのこの放出は、内部領域２２０内の真空を緩和し続ける。
【００３９】
図３は、容器の加熱された内容物の冷却により生じる密封容器内の真空を緩和するための、少なくともいくつかの実施の形態による、方法の各工程を示すブロック図である。図３に示された方法の実施の形態は、先に記載された実施の形態、並びに以下に述べられる追加の実施の形態を含む。
【００４０】
工程３００は、容器の内容積に加熱材料を少なくとも部分的に充填する工程を含む。いくつかの実施の形態において、容器は満たされているが、他の実施の形態において、容器は完全には満たされていなくてもよい。容器は様々な形状のいずれを有しても差し支えない。いくつかの実施の形態において、図２Ａ〜２Ｅに示されるように、容器は、首部分を有するボトルの形状にあってもよい。その首部分は、ボトルの内容積を曝露する開口を有するであろう。その首部分は、蓋を締め付けて開口を密封するためのネジ山または他の要素を含む仕上げ部も含むであろう。容器は、他の実施の形態において、他の形状と構造を有しても差し支えない。そのような形状としては、制限するものではなく、広口瓶、カートン、小型の缶などが挙げられる。
【００４１】
容器は、様々な材料から形成されても差し支えない。少なくともいくつかの実施の形態において、容器は、ＰＥＴなどの変形可能な材料から形成される。他の実施の形態において、容器は、１種類以上の他の種類のプラスチック材料から形成される。そのような他のプラスチック材料としては、制限するものではなく、ポリエチレンナフタレートまたは７５℃より高いＴｇを有する他の樹脂が挙げられる。さらに他の実施の形態において、容器は、１種類以上の他のプラスチックまたは非プラスチック変形可能材料から形成されてもよい。また他の実施の形態において、容器は、１つ以上の非変形可能部分を含んでもよい。ここに用いたように、要素は、その要素を含む容器が、内容物の冷却により生じる緩和されていない真空圧力に曝されたときに、裸眼に見えるどのような変形も示さない場合、「非変形可能」である。
【００４２】
いくつかの実施の形態において、工程３００中に容器に入れられる加熱材料は、液体であるか、または液体を含む。少なくともいくつかの実施の形態において、加熱材料は、ヒトまたは動物が摂取することを意図した飲料または他の食品である。その飲料または他の食品は、数多くの配合、粘稠度および／またはテキスチャーのいずれを有してもよい。その飲料または他の食品は、粘性、薄いまたは水っぽくてもよく、含有物（例えば、果肉）などを有しても有さなくてもよい。いくつかの実施の形態において、飲料または他の食品は、ゲル状またはスラリーであってもよい。工程３００において容器に少なくとも部分的に充填されてもよい加熱液体の例としては、制限するものではなく、果汁、スポーツドリンクおよび他の飲料、並びに乳製品があげられる。工程３００において容器に入れられる加熱材料は、他の材料の混合物であってもよい。
【００４３】
工程３００における充填時に材料が加熱される温度は、実施の形態により様々であろう。その温度は、少なくとも一部には、容器に入れられる材料によるであろう。ここに用いたように、「加熱された」は、室温よりも著しく高いことを意味する。少なくともいくつかの実施の形態において、材料は、工程３００の少なくとも部分的な充填中に、少なくとも１５０°Ｆ（約６６℃）に加熱される。他の実施の形態において、その材料は、工程３００の少なくとも部分的な充填中に、少なくとも１６０°Ｆ（約７１℃）に、少なくとも１６５°Ｆ（約７４℃）に、少なくとも１７０°Ｆ（約７７℃）に、少なくとも１７５°Ｆ（約７９℃）に、少なくとも１８０°Ｆ（約８２℃）に、少なくとも１８５°Ｆ（８５℃）に、またはそれより高く、加熱される。
【００４４】
工程３０５は、容器に加熱材料を充填（または部分的に充填）した後に容器を密封する工程を含む。いくつかの実施の形態において、図２Ａ〜２Ｅに関して記載したように、密封する工程は、蓋をし、きつく締めるまたは蓋の密封部材を他の様式で係合させる各工程を含んでよい。いくつかの実施の形態において、例えば、蓋にネジ山がなく、蓋を容器に固定するためのクリップまたは他の種類の係合機構を利用してもよい。
【００４５】
全ての実施の形態において、蓋を使用する必要はない。いくつかの実施の形態において、例えば、工程３０５の密封操作は、容器の開口を溶接するまたは他の様式で永久的に閉じる工程を含んでもよい。例えば、いくつかの実施の形態において、挿入体１２０ａに似た吸着材料挿入体を、密封容器内の材料中の長期間の浸漬に耐えることが意図された半透過性材料内に巻き付けられてもよい。そのような挿入体の供給は、図２Ａ〜２Ｅの実施の形態において蓋１００がチャンバ２００内で前装填される様式と似た様式で、チャンバ内で前装填され得る。プラスチック製容器に加熱材料（例えば、飲料）を充填した後、前装填された挿入体を、容器の開口を通じて容器内に落とし、容器の開口を溶接して閉じても差し支えない。
【００４６】
工程３１０は、容器が密封された後、吸着材料要素から容器の内容積に気体を放出する工程を含む。この吸着材料要素には、１種類以上の気体がその吸着材料の表面にある細孔中に吸着されるように１種類以上の気体が前装填される。工程３０５において容器を密封する前に、吸着材料要素は、吸着材料から放出される気体が容器の内容積に流入できるような位置に配置される。いくつかの実施の形態において、図１〜２Ｅに関して記載されたように、吸着材料要素は、蓋の密封裏地に組み込まれている。他の実施の形態において、吸着材料要素は、他のどこに位置していても差し支えない。先に示したように、吸着材料要素は、密封前に容器中に落とされる挿入体として形成されても差し支えない。別の例として、吸着材料要素は、容器本体に組み込まれていても差し支えない。そのような実施の形態において、容器自体は、図２Ａ〜２Ｅの実施の形態において蓋１００に前装填した様式に似た様式で１種類以上の気体を前装填しても差し支えない。しかしながら、そのような実施の形態における容器は、充填の直前に前装填チャンバから取り出し、次いで、直ちに充填し、密封することができる。
【００４７】
容器が一旦密封されたら、容器の内容積内の条件（例えば、圧力降下、水分）への曝露により、１種類以上の気体が、吸着材料要素から放出される。その放出された気体は容器の内容積中に流れる。容器内の加熱材料が冷めるにつれて、吸着材料要素から気体が継続して放出されることにより、容器の内容物の冷却により生じる真空が緩和される。
【００４８】
様々な実施の形態において、異なる気体および／または気体の組合せが、工程３１０中に放出され得る。先に示したように、それらの気体としては、制限するものではなく、窒素（Ｎ2）、メタン（ＣＨ4）、エタン（Ｃ2Ｈ6）、および二酸化炭素（ＣＯ2）が挙げられる。他の気体としては、制限するものではなく、水素（Ｈ2）およびヘリウム（Ｈｅ）が挙げられる。いくつかの実施の形態において、真空を緩和するように放出されなければならない気体の容積を減少させるように、水溶解度の低い気体が選択される。様々な実施の形態による吸着材料要素における吸着材料として、様々な材料を使用することができる。それらの材料としては、制限するものではなく、先に特定した材料が挙げられる。吸着材料要素は、吸着材料を一体要素として維持するために、他の結合剤および他の化合物も含んでよい。吸着材料要素は、膜または他のバリアにより収容される、粒状形態または他のバラバラの形態にある吸着材料を含んでよい。吸着材料要素は、１種類の吸着材料を含有しても（例えば、１種類の気体を吸着し、放出するように）、複数の種類の吸着材料を含有しても（例えば、多数の気体を吸着し、放出するように）よい。
【００４９】
少なくともいくつかの実施の形態において、その容器を充填する製品が、容器の材料のＴｇよりも高い温度であるときに、容器の変形を避けることが望ましい。このことは、容器の材料を永久的に膨張させて、さらに大きい内容積を形成することを避けるのに役立つ。その結果、容器の形状と完全性を維持することができる。
【００５０】
内容物が容器の材料のＴｇよりも高い温度であるときに、容器を永久的に変形させることを避けるように、吸着剤、吸着剤を収容する母材および／または吸着剤を取り囲む半透過性裏地領域は、吸着される気体の持続放出をもたらすように選択することができる。詳しくは、吸着剤、母材および／または裏地領域は、容器の内容物が容器の材料のＴｇより高い温度である間に容器が過度に加圧されないように、選択することができる。代わりに、気体は、吸着された気体のほとんどが、容器の内容物が容器の材料のＴｇより低く冷めた後に放出されるように、徐々に放出される。例えば、吸着剤、母材および／または裏地領域は、吸着された気体の５０％未満が、容器に加熱製品を充填した際に放出され、またその残りが、製品が容器の材料のＴｇよりも低く冷めた後に放出されるように、選択することができる。この基準を満たす吸着剤および母材の非限定的例の１つが下記に記載されている。
【００５１】
図３による方法のいくつかの追加の実施の形態において、吸着材料要素は、前装填される必要はない。そのようないくつかの実施の形態において、気体は、工程３００の高温充填の前、最中または後であるが、工程３０５の前に行われる追加の工程において、容器に加えられる。詳しくは、蓋で密封する直前に、１回分の液体窒素および／または他の液化ガスを容器に加えることができる。その蓋は蓋１００と似ていて差し支えないが、吸着材料要素に気体を前装填する必要はない。蓋で密封した後、容器の内容積は、１回分の液化ガスが蒸発するにつれて、加圧される。容器内の上昇した圧力により、蓋内の吸着材料要素により気体が吸着される。その吸着により、内容物が加熱されており、容器が塑性変形を受けやすい間に、容器が過度に加圧されるのを防ぐ。容器の内容物が冷え、密封容器内の圧力が低下するにつれて、吸着材料要素が、吸着した気体を容器に放出して、真空が生じるのを低下させる。
【００５２】
さらなる実施の形態において、工程３０５中に加圧キャッピング装置を使用して、気体Ｇを容器に加えることができる。図４Ａおよび４Ｂは、そのような装置の使用を示す部分概略図である。そようなさらなるいくつかの実施の形態において、キャッピング装置は、容器２２０の首を包囲するカラー４０１を含むことがある。下端４０２は、容器の外壁に対するシールを形成し、圧力チャンバ４０３を形成するためのガスケットを含むことがある。一旦、カラー４０１が、高温充填された容器２２０の首を覆って降下され、下端４０２によりシールが形成されたら、加圧気体Ｇを圧力チャンバ４０３に放出することができる。次いで、チャックまたは他の構成要素（図示せず）が蓋１００を降下させ、その蓋を容器２２０の首仕上げ部に密封することができる。チャンバ４０３内の加圧気体Ｇは、蓋１００が首仕上げ部に置かれているときに、蓋１００の吸着材料要素に吸着され始める。蓋１００が締め付けられた後の短時間で、容器２２０のヘッドスペース内の気体Ｇが、蓋１００の吸着材料要素中に吸着され続ける。先に記載した実施の形態に関するように、その吸着は、内容物が加熱され、容器が塑性変形を受けやすい間に、容器が過度に加圧されるのを防ぐのに役立つであろう。容器の内容物が冷え、密封容器内の圧力が低下するにつれて、吸着材料要素が、吸着した気体Ｇを容器に戻すように放出して、真空が生じるのを低下させる（図４Ｂ）。
【実施例１】
【００５３】
ＥＶＡにゼオライトが約７０％装填されるように、約２グラムのゼオライト１３ＸをＥＶＡ中に配合することによって、吸着材料挿入体を形成した。この挿入体に、１日を超えて１０バール（１ＭＰａ）でＮ2を充填した。次いで、この挿入体を、１８５°Ｆ（８５℃）に加熱された温水が充填された２０オンス（約６００ｍｌ）のＰＥＴ容器に蓋をするために使用される蓋内に配置した。この容器を室温の空気中で冷ました。容器内の内圧が、充填後の最初の５時間で、ゲージ圧で約−０．８ｐｓｉ（約−５．５ｋＰａ）から約−０．７ｐｓｉ（約−４．８ｋＰａ）に上昇した。この内圧は、一晩で、ゲージ圧で約−０．０５ｐｓｉ（約−３４０Ｐａ）に徐々に到達した。その容器は、２４時間後に目立つ座屈は示さず、握るのに堅かった。
【００５４】
結論
実施の形態の先の説明を、図解と説明の目的で提示してきた。先の説明は、包括的であること、またはここに明白に記載されたまたは述べられた正確な形態に実施の形態を制限することを意図していない。改変および変更が、先の教示に鑑みて可能であるか、または様々な実施の形態の実施から獲得されるであろう。ここに論じられた実施の形態は、様々な実施の形態およびその実用化の原理と性質を説明して、当業者が、考えられる特定の用途に適するように、これらと他の実施の形態に様々な改変を行い、使用できようにするために、選択され、記載された。上述した実施の形態からの特徴のいずれの並び替えも全ての並び替えも、本発明の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００５５】
１００，１１０ａ，１００ｂ，１００ｃ  蓋
１０１ａ，１０１ｂ，１０１ｃ    筐体
１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ    空洞
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ    内壁
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ    ネジ山
１０５ａ，１０５ｂ，１０５ｃ    裏地受け部
１０６ａ，１０６ｂ，１０６ｃ    裏地
１０８ａ，１０８ｂ    半透過性領域
１０９ｂ    小孔
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ    吸着材料挿入体
１２１ｃ，１２２ｃ    膜材料のシート
１２３ｃ    粒子
２００    前装填チャンバ
２０１    主要チャンバ
２０２    分配チャンバ
２０３    内部ドア
２０４    外部ドア
２０５    気体Ｇ弁
２０６    通気弁
２２０    容器
２２１    首仕上げ部
２２２    開口
２２３    内容積
２２４    液体
２２５    ヘッドスペース
４０１    カラー
４０２    下端
４０３    圧力チャンバ
【図１Ａ】
2015536878.tif 000003
【図１Ｂ】
2015536878.tif 000004
【図１Ｃ】
2015536878.tif 000005
【図２Ａ】
2015536878.tif 000006
【図２Ｂ】
2015536878.tif 000007
【図２Ｃ】
2015536878.tif 000008
【図２Ｄ】
2015536878.tif 000009
【図２Ｅ】
2015536878.tif 000010
【図３】
2015536878.tif 000011
【図４Ａ】
2015536878.tif 000012
【図４Ｂ】
2015536878.tif 000013
【国際調査報告】
2015536878.tif 000014