JP2008542731A

JP2008542731A - 非永続性消費者製品用の残余寿命指示体

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Publication number: JP2008542731A
Application number: JP2008514040A
Authority: JP
Inventors: マシエッティ，マルコ; ビアンチニ，マルコ
Original assignee: MONTALBANO INDUSTRIA AGROALIMENTARE SpA
Current assignee: MONTALBANO INDUSTRIA AGROALIMENTARE SpA
Priority date: 2005-06-03
Filing date: 2006-03-21
Publication date: 2008-11-27
Anticipated expiration: 2026-03-21
Also published as: CN101203736A; EP1886108B1; ITGE20050037A1; US7429126B2; US20080084912A1; WO2006128746A1; JP4707741B2; EP1886108A1; ATE509259T1; CN101203736B

Abstract

非永続性消費者製品用の残余寿命指示体であって、所定の関数に従って温度の変動と共に変動可能な特性を示す材料と、この材料に前記特性を示させる様にこの材料に作用する作動手段と、前記材料／作動手段の組み合わせに連結されている指示体手段とを具備しており、この指示体手段が前記製品の終了日に対する残余寿命を指示する、指示体。本発明によれば、前記材料は温度の関数として変動する粘度を有していて所定断面のパイプ（２，２１２；４，１３４）内を流れる流体（１０２；１１４）であり、前記作動手段は本質的に一定の圧力を前記流体（１０２，１１４）に印加することのできる装置（３１１，６０１，４１１，７０１；３１３，２０３，１１３，２０４）を具備しており、前記流体の流れが前記指示体手段（７０１，４１３）に連結されている。

Description

本発明は、非永続性製品に対する温度変化の影響の評価システムに関し、詳細に述べると消費者製品用、特に食物製品用の残余寿命指示体装置に関する。

工業製品の大部分と特に食品業、農業及び製薬業の製品とは、一般にその製品の有効日または終了日として示されている所定の期間内に、ゼロになるまで失われる、特性を有している。しかし、前記製品のパッケージ上にしばしば明言されている様に、一般にこの日付は最適な方法で保管されていて手をつけられていない製品に当てはまると言うべきであるが、その製品がその購買前に最も適切な方式で保管されていたか否かを消費者が確認することが常に可能であるとは限らない。

米国特許第５５３１１８０号明細書から、製品、特に低温凍結製品、の受けた温度変動を記録して適切な手段でその範囲を指示することのできる装置が知られている。しかし、この装置はその製品の残余実効寿命に関して如何なる評価も提供せず、その結果、この装置が記録している情報は、この種の評価を行うための知識も技術的手段も通常は有していない消費者に伝えることが困難である。
米国特許第５５３１１８０号明細書

ＷＯ−Ａ−９９／４４０２１には、所定の材料の小さな棒が例えばバネからの牽引荷重に供されており、その所定の材料が温度に依存してその牽引への応答を変えることのできる、時間−温度指示体が記載されている。この様に、伸縮可能材料とこの伸縮可能材料を牽引荷重に供するための手段とを適切に選択することによって、装置が連結されていた製品の残余寿命に関する情報を提供する前記装置を得ることができる。しかし、実用的な応用に関しては、問題になっている材料の選択に主に関係している一連の困難がこの種の解決策にはあり、第一に、指示体を較正することがかなり困難であることもある。更に、これらの材料の多くが有毒であるかまたはとにかく有害であると判明することがあり、食品か薬品に対する使用を意図されている装置にこの事実はあまりふさわしくない。最後に、製品の残余寿命の不可逆指示を得るためにはこの装置はかなり困った問題を呈する。
国際公開パンフレットＷＯ−Ａ−９９／４４０２１

従って、本発明の目的は、終了日の指示付製品の残余寿命の指示であって消費者が容易に読み取り可能な指示を提供することができ、特質の変動する製品に適応することができ、信頼できて且つ不可逆な指示を提供することができ、製造コストの低い、装置を提供することであり、更に、この装置は非毒性の材料で作られていなければならずあまり大きな寸法ではなく且つ改変が困難でなければならない。

従って、本発明の客体は、非永続性消費者製品用の残余寿命指示体装置であって、所定の関数に従って温度の変動と共に変動可能な特性を示す材料と、この材料に前記特性を示させる様にこの材料に作用する作動手段と、前記材料／作動手段の組み合わせに連結されている指示体手段とを具備しており、この指示体手段が製品の終了日に対する残余寿命を指示し、前記材料は温度の関数として変動する粘度を有していて所定断面のパイプ内を流れる流体であり、前記作動手段は本質的に一定の圧力を前記流体に印加することのできる装置を具備しており、前記流体の流れが前記指示体手段に連結されている、装置である。

前記流体に定圧を印加することのできる前記装置は溶媒／溶液浸透対を具備することができ、この浸透対は、半透膜によって分離されており、且つ、この浸透対の両端に置かれている二つの可動分離手段を介して、可変粘度流体が置かれているパイプの両端に接続されている。

一つの実施形態では、前記指示体装置が仕切り空間を具備しており、半透膜によって溶媒から分離されており且つ、不浸透性可動仕切りを介して、前記可変粘度流体に接続されている食塩溶液と、溶媒が置かれている前記仕切り空間の端に接続されているパイプに通じていて局所的な圧力低下を生じさせることのできる手段とを、前記仕切り空間が収容しており、可動不浸透性仕切りが前記可変粘度流体と前記溶媒との間に配置されており、食塩溶液と可変粘度流体との間に配置されている可動仕切りが指示体手段として機能することができる。

可変粘度流体は、数千センチポアズ級の高粘度流体であることが好ましい。本発明の一つの実施形態では、可変粘度流体は浸透対と混和せず、非混和相同士の間の境界面が指示体手段を構成することができる。

本発明による装置の更なる利点及び特徴は、単一図版の添付図面を参照して説明のためになされたのであって限定のためになされたのではない本発明の一つの実施形態の以下の詳細な説明から明確になる。

図１には、本発明による装置の第一実施形態が概略的に示されており、１はパイプ２に接続されている二つの開口１０１、２０１をその両端に備えている容器を示している。容器１の内部は一連の仕切り空間に細分されており、純溶媒３１１が収容されている仕切り空間３０１を、仕切り空間４０１内に収容されている食塩溶液４１１から、半透膜６０１が分離している。仕切り空間３０１の他端を表している仕切り３０２は可動であり、パイプ２へ向けられている開口２０１に接続されている仕切り空間２１１へ仕切り３０２の他面が向けられている。仕切り空間４０１を定めている仕切り７０１は、また可動であり、粘性流体１０２が収容されている仕切り空間５０１に境界を付けており、この仕切り空間５０１は隔壁２０２を介して仕切り空間１１１に且つその後に開口１０１を介してパイプ２に接続されている。

図１中に図解されている装置の機能は以下から明らかであると思われる。既に上述の様に、本発明の指示体装置の目的は、この装置が付けられている製品の異なる保管温度で過ごした時間間隔に異なる重み付けを割り当てながら時間の経過の測定を提供することである。このために、仕切り空間４０１と仕切り空間５０１との間に置かれている可動仕切り７０１が、食塩溶液４１１へ向かう溶媒３１１の通過によって引き起こされる浸透圧によって仕切り空間５０１へ向かって変位させられる。可動仕切り７０１の変位も流体１０２の粘性の関数であり、この流体１０２は可動仕切り７０１の作用によって仕切り２０２の流路２１２中を通ってパイプ２内へ押される。この流体の流れが最小の温度変動によってさえかなり影響される様に、この流体は温度変動に伴って粘度のかなりの変動を示さなければならず、温度が上昇すると指示体つまり可動仕切り７０１がもっと急速に動く様に、粘度は温度上昇に伴って減少しなければならない。更に、指示体の前進が非常にゆっくりである様に、前記流体の粘度は数千センチポアズ級ととにかく非常に高くなければならない。

もっと高い粘度値を示す流体は温度上昇の効果を大いに受ける流体でもあることが好都合であり、本明細書で例証されている場合では、０℃での１１，０００センチポアズと２５℃での９５０センチポアズとの間の粘度値を示すグリセリンの使用が好ましかった。

浸透効果が減少しないことを確実にするためには、飽和状態と不溶解固体の存在下とで装置内で使用することのできる食塩を選択すれば十分である。この方式では、半透膜を通過する溶媒、特に水は、溶液の濃度を本質的に一定に維持するための量の食塩を溶かそうとする。

この点において、上記で明らかにされた様に、溶媒／溶液対の浸透圧と流体１０２の粘度との両方に影響される可動仕切り７０１の前進速度にどのパラメータが影響を及ぼすのかを確認することが重要である。一つの小流路２１２しか仕切り２０２を貫通していないと仮定すると、可動仕切り７０１の前進速度ｖ_Pは以下の様に計算される。

ここで、
ｖ＝溶質の溶解後に溶液中に存在している化学種の数
Ｒ＝一般気体定数
Ａ＝膜の特徴に依存するパラメータ
Ｃ_S＝溶液の濃度
Ｖ_W＝溶媒の比モル体積
Ｔ＝温度
Ｌ＝仕切り２０２の小流路２１２の長さ
ｒ＝小流路２１２の半径
Ｓ＝容器１の内部断面積に相当する半透膜６０１の断面積
μ（Ｔ）＝温度の関数として変動する流体の粘度

この方程式（１）によると、温度に対して一定である溶液の濃度と温度に対して一定の方式で変動する流体１０２の粘度との両方によって、前進速度ｖ_Pの値がかなりの影響を受けることが明白である。濃度の影響については、方程式（１）は高濃度ではない溶液向きであるが、この方程式（１）の本質的な特質を変更することなくその他の状況にこの方程式（１）を適合させることができる、と言える。以下の参考パラメータを有する実施例を採用し、
ｖ＝２
Ｃ_S＝０．０５Ｍ
Ｓ＝１ｃｍ²
Ｌ＝１ｃｍ
ｒ＝０．００５ｃｍ
Ａ＝１．３×１０^-6モル・秒^-1・ｃｍ^-2・気圧^-1
且つ粘性流体としてグリセリンを使用すれば、４℃の温度におけるｖ_P＝０．５８ｃｍ／日から１０℃の温度におけるｖ_P＝０．９８４ｃｍ／日まで変化することが可能である。従って、適切な方式で装置のパラメータを利用して、指示体の前進速度と保管温度の変動を伴う製品の実効寿命との間における適切な相関関係を構成することを、前進速度におけるこの極端に著しい変動が可能にしている。実際面では、「消費寿命」が知られており且つ保管温度と関係づけられている特性の低下の定義済み速度が知られている各製品については、これらの特徴を考慮に入れている指示体を作成すればよい。

上述の実施形態の装置には実際には幾つかの不都合があり、第一に、指示体として機能する可動仕切りがその動きにおいて摩擦を受けることがあり、従って、提供される指示が理論的に予測されるほどには正確でないことがあった。更に、具体的な各製品についての持続時間に適切であり、装置が満たさなければならないであろう非毒性要件をも考慮している、飽和状態の食塩溶液を見つけることが困難であることがある。

図２には、本発明による指示体装置の第二実施形態が概略的に示されており、プレス加工可能な材料でできていることが好ましい支持板１０内に、食塩溶液１１３を収容している仕切り空間１０３が形成されており、食塩溶液１１３の溶媒３１３この場合は水を収容している仕切り空間３０３に半透膜２０３を介して仕切り空間１０３が接続されている。仕切り空間３０３は開口３２３を介してパイプ４０３に接続されており、このパイプ４０３内に可動指示体４１３この場合は気泡が配置されている。膜２０３が配置されている仕切り空間１０３の端とは反対の端に可撓膜２０４が置かれており、この可撓膜２０４は仕切り空間１０３内の圧力変動を粘性流体１０４に伝え、この粘性流体１０４は仕切り空間１０３の一部１４４から開口１０４と隔壁１２４中に作られている毛細管ダクト１３４とを介してパイプ４内へ流れる。パイプ４の反対の端には、可撓膜３０４によって二つの部品に細分されている拡張仕切り空間４０４が置かれており、この可撓膜３０４はパイプ４０３内に収容されている溶媒３１３から粘性流体１１４を事実上分離しており、このパイプ４０３は開口４２３を介して仕切り空間４０４に接続されている。

この第二実施形態による指示体装置の動作は以下の通りに行われる。この場合、圧力は浸透対から粘性流体へ移されこの粘性流体から再び浸透対の溶媒へ移されるがこの時に可撓膜を横切る。これらの膜つまり膜２０４、３０４では、それらに加えられる圧力に対する抵抗が最小でなければならず、従って張力が本質的にゼロでなければならない。

半透膜２０３を横切る仕切り空間３０３からの溶媒の通過は膜２０４の変位を生じさせ、従ってこの変位が粘性流体１１４に圧力を加え、この粘性流体１１４は隔壁１２４中に作られている毛細管ダクト１３４を貫通してパイプ４内へ現れ、この粘性流体１１４はパイプ４内を通って仕切り空間４０４及び可撓膜３０４に達する。この地点における圧力が、指示体要素４１３が導入されているパイプ４０３内に存在する溶媒３１３のカラムへ移される。この場合はまたグリセリンである粘性流体は環境の温度変動の影響を受け、毛細管１３４内を通る粘性流体の流れがこれによって影響を及ぼされる。

指示体４１３は、記載されている様に、溶媒内へ挿入されている気泡として作成することができ、この気泡はコントラストの適切な手段を提供するために適切に着色することができる。その代わりに、本発明のこの実施形態による装置用の指示体として二つの液体同士の間の境界面が機能する様に、パイプ４０３に面している部分から、水と混和せず着色されていることが好ましい液体で、仕切り空間４０４を満たすことができる。

パイプ４０３内の指示体の変位速度は以下の方程式に従って計算することができ、

この方程式は、パイプ４０３の寸法に関する項つまりパイプ４０３の半径ｒ₂−この半径を毛細管ダクトの半径ｒ_lと区別するためにこの様に命名されている−がここでは分母に現れているという事実を除いて、以前に記載された実施形態用に与えられた方程式（１）にかなり類似しており、これとは別に、断面積Ｓは半透膜２０３の断面積のことを指しており、長さＬは毛細管ダクト１３４の長さである。概括的に述べると、本発明の第一実施形態による装置について見出される速度に匹敵する速度で、この指示体はパイプ内を移動する。

上述の実施形態の場合に非常に明確に現れている利点は、第一に、一つの流体から別の流体へ圧力の変動を伝える手段から物理的に切り離されている指示体にはその応答能力を裏切ることがある摩擦の危険がない、という事実にある。更に、可動仕切りの代わりの可撓膜の採用は、装置の設計をもっと簡単にし且つ機能をもっと信頼できるものにする。

この実施形態中で利用されている幾何学的形状が、飽和状態の食塩溶液を使用する必要性なしに実際的に一定の浸透効果を得ることを可能にしていることにも、留意されるべきである。実際、食塩溶液の初期体積は指示体の全行程で変位される水の体積よりもはるかに大きく、この指示体の全行程で変位される水の体積は食塩溶液の初期体積の約３−８％であってよい。その結果、食塩溶液の希釈による浸透圧の低下は、初めに測定可能な浸透圧に対して約３−８％程度である。この影響は取るに足らないと確信して考えることができ、その結果、どの食塩溶液も所望の濃度で使用することができ、このことは装置の較正範囲をもっと扱い易く且つもっと広くすることを可能にする。

概括的に述べると、所定の製品用に装置の特徴を定めるときには、その製品の標準寿命つまり本質的に一定の保管温度におけるその製品の商業的有効期間を反映するために塩の濃度が考慮されるであろうが、温度上昇で引き起こされる製品寿命の減少に関係する局面に関しては、粘性液体の選択が重要になるであろう、と言うことができる。

図３には、上述の実施形態に従って作成された指示体装置が図解されており、同じ数字は同じ部品に対応している。見ることができる様に、溶媒用の仕切り空間３０３、溶液用の仕切り空間１０３、補償仕切り空間４０４及びパイプ４、４０３が、プレス加工可能な材料の板１０における単一の操作でプレス加工されている。ちょうど仕切り空間１０３が一端に半球状部分を有する半円柱である様に、仕切り空間３０３は半円柱状であり、仕切り空間４０４は半球状であり、パイプ４、４０３は半円柱状である。半透膜２０３及び可撓膜２０４、３０４が適切な位置に挿入されている。同様に、毛細管１３４が偏心的に作成されている半円柱状の隔壁１２４がパイプ４の入り口に置かれている。板１０の平面内には、パイプ４０３の縁に近接して、提供される指示の読み易さを改良するために、板１０と一体に制作されているかまたは板１０に付けられている、目盛りの付いた参照スケール１１が置かれている。溶媒、食塩溶液及び粘性流体で適切に満たされている装置上には、図解されている様に、堅くて透明な物質の層１２がその後に配置されており、この層は装置を保護すると共にこの装置の改変を殆ど不可能にしている。

本発明の更なる実施形態では、本発明の指示体装置で使用されている溶媒及び溶液の両方と粘性流体が混和しないと規定することができ、この場合は、粘性流体を溶媒／溶液対から分離することを意図されている可動不浸透性仕切りの取付けを回避することが可能であろう。更に、粘性流体と溶媒との間の境界面自体が指示体手段を構成し、このために、提供される指示を後に顕著に目に見える様にするために、溶媒または粘性流体を適切に着色することができる。

本発明による指示体装置の第一実施形態の概略平面図ある。本発明の装置の第二実施形態の平面図である。図２に図解されている装置の斜視図である。

Claims

非永続性消費者製品用の残余寿命指示体であって、所定の関数に従って温度の変動と共に変動可能な特性を示す材料と、この材料に前記特性を示させる様にこの材料に作用する作動手段と、前記材料／作動手段の組み合わせに連結されている指示体手段とを具備しており、この指示体手段が前記製品の終了日に対する残余寿命を指示する、指示体において、
前記材料は温度の関数として変動する粘度を有していて所定断面のパイプ（２，２１２；４，１３４）内を流れる流体（１０２；１１４）であり、前記作動手段は本質的に一定の圧力を前記流体（１０２，１１４）に印加することのできる装置（３１１，６０１，４１１，７０１；３１３，２０３，１１３，２０４）を具備しており、前記流体の流れが前記指示体手段（７０１，４１３）に連結されていること、を特徴とする指示体。
前記流体（１０２，１１４）に定圧を印加することのできる前記装置は溶媒／溶液浸透対（３１１，４１１；３１３；１１３）を具備しており、この浸透対は、半透膜（６０１；２０３）によって分離されており且つ、この浸透対（３１１，４１１；３１３；１１３）の収容手段（３０１，４０１；４０３，３０３，１０３）の両端に配置されている可動分離手段（３０２，７０１；２０４，３０４）を介して、可変粘度の前記流体（１０２，１１４）が配置されているパイプ（２；４）の両端に接続されている、請求項１に記載の装置。
容器（１；１０）を具備しており、第二の仕切り空間（３０１；３０３）内に配置されている前記溶媒（３１１；３１３）から半透膜（６０１；２０３）を介して分離されている溶液（４１１；１１３）を収容している第一の仕切り空間（４０１；１０３）が前記容器（１；１０）内に定められており、可変粘度の流体（１０２；１１４）が置かれている第三の仕切り空間（５０１；１４４）に可動分離手段（７０１；２０４）を介して前記第一の仕切り空間（４０１；１０３）が前記容器（１；１０）内で接続されており、前記溶媒（３１１；３１３）が置かれている前記第二の仕切り空間（３０１；４０３，３０３）に反対側の端で接続されているパイプ（２；４）に、局所的な圧力低下を生じさせることのできる手段（２０２，２１２；１２４，１３４）を介して、前記第三の仕切り空間（５０１；１４４）が接続されており、可変粘度の前記流体（１０２；１１４）と前記溶媒（３１１；３１３）との間に可動分離手段（３０２；３０４）が設けられている、請求項２に記載の指示体装置。
可変粘度の前記流体（１１４）と前記溶媒（３１３）との間に配置されている前記可動分離手段（３０４）が、前記流体（１１４）で満たされている前記パイプ（４）の下流で且つ所定の長さ及び断面積のパイプ（４０３）の上流に配置されている補償仕切り空間（４０４）内に配置されており、前記パイプ（４０３）は前記溶媒（３１３）を収容している前記第二の仕切り空間（３０３）に接続されており、前記指示体手段（４１３）が前記パイプ（４０３）の内部に配置されている、請求項３に記載の装置。
温度の関数として変動する粘度の前記流体（１０２；１１４）が前記溶媒（３１１；３１３）及び前記溶液（４１１；１１３）の両方と混和せず、前記互いに混和しない相同士の間の分離境界面で前記分離手段が構成されている、請求項２〜４の何れか一項に記載の装置。
前記可動分離手段が、前記容器（１）の内部で密閉摺動可能な堅い仕切り（３０２，７０１）である、請求項３に記載の装置。
前記溶液（４１１）が、不溶解固体の存在している溶質の飽和水溶液である、請求項３または６に記載の装置。
前記溶液（４１１）と可変粘度の前記流体（１０２）との間に配置されている前記可動分離手段（７０１）が前記指示体手段として機能する、請求項２〜７の何れか一項に記載の装置。
前記可動分離手段が可撓膜（２０４，３０４）である、請求項４に記載の指示体装置。
前記指示体手段が気泡（４１３）を具備する、請求項９に記載の装置。
前記溶媒と混和しない液体を前記指示体手段が具備しており、前記混和しない液体及び／または前記溶媒に適切な着色が施されている、請求項９に記載の装置。
前記食塩溶液が、食用であるかまたは少なくとも有害でない食塩の所定濃度の食塩溶液である、請求項９〜１１の何れか一項に記載の装置。
局所的な圧力低下を生じさせることのできる前記手段が、一つ以上の小流路（２１２）を設けられている隔壁（２０２）を具備する、請求項３〜１２の何れか一項に記載の装置。
前記溶媒が水である、請求項１〜１３の何れか一項に記載の装置。
可変粘度の前記流体が数千センチポアズ級の高粘度流体である、請求項１〜１４の何れか一項に記載の装置。
可変粘度の前記流体がグリセリンである、請求項１５に記載の装置。