JP2013523267A - 使い捨て容器における酸素、水蒸気および二酸化炭素の吸収 - Google Patents

Abstract

本発明は、容器と吸収剤とを含む、貯蔵寿命の長い一回分パッケージを提供する。この容器は、酸素、水蒸気または二酸化炭素に曝されることで劣化する、哺乳類摂取用の物質を収容する。吸収剤は、二酸化炭素吸収剤と、水蒸気吸収剤と、酸素捕捉剤のうち少なくとも１つから選択される。この容器は、実質的に酸素、二酸化炭素および水蒸気を通さない。

Description

本発明は、主として、貯蔵容器またはパッケージ内の食品における、酸素及び／又は二酸化炭素の吸収および相対湿度の調整／水分活性の制御に関する。本発明は、特に、使い捨て（１回限りの使用：single use）の食品容器の貯蔵期間における水蒸気の吸収に関する。さらに本発明は、二酸化炭素の吸収、または酸素捕捉と二酸化炭素の捕捉の組合せに関する。

食品のパッケージにおいて、一部の食品は、貯蔵中に酸素と反応して劣化することが知られている。その対策として、密封前にパッケージを真空排気して、酸素を低減および／または除去したり、食品にワックスをコーティングしたり、貯蔵温度を下げていた。野菜および動物性の食品材料のパッケージに酸素捕捉剤を利用することも公知である。挽いたコーヒーの酸化防止には特に関心が寄せられている。酸化が製品の香りや味を低減させるためである。できる限り多くの酸素を除去するため、コーヒーの真空パックや窒素充填包装がなされてきた。

呼吸したり、焼いたり、または炒る（焙煎する）過程で、二酸化炭素等の揮発性物質を放出する食品もある。特にコーヒーであるが、炒ったナッツ類も、炒る際にかなりの量の二酸化炭素を産生する。コーヒーの生産者は、パッケージの膨張および／または破裂を避けるために、コーヒーを詰める前にコーヒーから二酸化炭素を排出させたり、通気孔を設けたりする必要があった。二酸化炭素排出に必要な時間が経過する間に、揮発性の香味成分を逃がしてしまう可能性がある。二酸化炭素捕捉剤を使用すれば、焙煎後直ちにコーヒーを詰めても、二酸化炭素ガスが蓄積されることはない。気体排出のための曝し過程が不要なため、不経済な処理時間を削減することができるのみならず、コーヒー製品の官能プロファイルに好ましい特徴を与える成分／揮発性物質を、一緒に排気することなく、保持することができる。

加えて、インスタントコーヒーおよびインスタントティーは、非常に香り高く、香りが良い。これらの望ましい風味の香りは揮発性であり、形成からパッケージングまでに費やす時間がわずかでもあれば風味を減じ、消費者に受け入れられにくくなる。二酸化炭素を吸収する方法は、インスタントコーヒー、インスタントティー、その他の食品をパッケージングすることを可能にし、芳香や風味を保存することを可能にする。

使用した後にコーヒーかすや茶葉の残りかすが残るような、挽いたコーヒーとリーフティーに加えて、温飲料または冷飲料を作るための、実質的に可溶性の貯蔵が難しい物質が存在する。インスタントティー、インスタントジュースおよびインスタントコーヒーは、風味や芳香を失うことがあり、また水を吸収しやすく、凝集または固化を起こしやすい。ココア、穀物飲料等の温飲料、医薬の温飲料または冷飲料も、貯蔵が難しい。これらの物質を、凝結しないように貯蔵することが出来れば望ましい。さらに、これらの物質を、すぐに飲料にできる状態でありながら、凝結を防ぎ、風味と芳香を保つ使い捨て容器に貯蔵することが出来れば望ましい。

可溶性のインスタント飲料成分から、酸素、炭素および水蒸気を除去するのに十分強力でありながら、比較的安価な、酸素除去、二酸化炭素除去システムおよび乾燥システムを提供することが求められている。

特に、使い捨てのインスタント飲料容器の貯蔵技術の向上が求められている。使い捨ての容器は、必ずしもきちんと在庫管理されている訳ではなく、そのため、長期間棚に入れたままにされることがある。また、酸素や水蒸気や窒素の非常に少ない雰囲気で使い捨て容器をパッケージすることは、経済的ではない。通常、使い捨てのコーヒー容器は、容器中の空気に約３−５重量％の酸素を含み、パッケージング中および輸送中に様々な量の水蒸気を含む。

本発明は、容器と吸収剤とを含む、貯蔵寿命の長い一回分（single portion）パッケージを提供する。この容器は、酸素、水蒸気または二酸化炭素に曝されることで劣化する哺乳類摂取用の物質を収容する。吸収剤は、二酸化炭素吸収剤と、水蒸気吸収剤と、酸素捕捉剤のうち少なくとも１つから選択される。この容器は、実質的に酸素、二酸化炭素および水蒸気を通さない。

本発明で用いる容器の平面図である。 同容器の側面図である。 従来のすぐに入れられる（ready-to-brew）コーヒー容器の、図２中Ａ−Ａ線に沿う断面図である。 ワッシャ形状の吸収剤を有する使い捨て容器の断面図である。 酸素捕捉剤または二酸化炭素捕捉剤、湿度調整剤、または捕捉剤と湿度調整剤との組合せ、を収容する小袋（sachet）を利用した本発明の実施例を示す図である。 使い捨て容器の蓋に吸収特性を有するフィルムを貼り付けた本発明の実施例を示す図である。 リング、ストリップ（細長い片）またはビーズ形状の酸素捕捉剤（または二酸化炭素捕捉剤、湿度調整剤または捕捉剤と湿度調整剤の組合せ）を容器底部に置いた、本発明の実施例を示す図である。 溝内に、酸素捕捉剤または二酸化炭素捕捉剤、湿度調整剤、または捕捉剤と調整剤の組合せを収容する、キャリアの平面図である。 図８に示す本発明のキャリアの断面図である。 図８のキャリアの断面図であり、溝内に吸収剤を収容した状態で示す。 図９のキャリアを容器に入れた状態で示す断面図である。 吸収剤を入れるためのカップ付きキャリアの平面図である。 吸収剤を入れるためのカップ付きキャリアの断面図である。 酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤または水蒸気吸収剤のうちの少なくとも１つを含む小袋を装備したキャリアの断面図である。 図１４のキャリアを有する、すぐに入れられる容器の断面図である。 キャリアの縁部が変則的形態であってもよいことを示す図である。 キャリアの縁部が変則的形態であってもよいことを示す図である。 一体成形されたカップを有する凹状のサポートを備えた、別の実施形態を示す図である。 一体成形されたカップを有する凹状のサポートを備えた、別の実施形態を示す図である。 本発明の別の底部設置キャリアを示す図である。 同底部設置キャリアを示す図である。 同底部設置キャリアを示す図である。 上記底部設置キャリアを備えた、容器の断面図である。 本発明の実施例の酸素吸収を示すグラフである。 本発明の実施例の酸素吸収を示すグラフである。 本発明のキャリアの平面図である。 同キャリアの底面図である。 図２７のキャリアのＤ−Ｄ線に沿った断面図である。

本発明は、従来技術よりも多くの利点を有している。本発明は、能動的成分が食品や医薬品の鮮度を効果的に維持するようなパッケージングシステムの形成を可能にする。本発明は、容器の機能やデザインを変えることなく、貯蔵寿命の長い、使い捨てのコーヒー容器の形成を可能にする。さらに、本発明の容器は廉価であり、本発明の容器は、吸着剤および容器のために、生分解性（生物分解性：biodegradable）の物質を利用してもよい。吸収剤は、異なった食品容器毎に、その酸素捕捉、二酸化炭素捕捉、および／または湿度吸収の必要に応じて、特に望ましい形態で提供してよい。本発明の実施例が、以下の詳細な記述および図面により明らかになるであろう。

「哺乳類が摂取可能な物質」という表現での哺乳類は、人、犬や猫等のペット、および家畜を含む。本発明の容器は、人以外の哺乳類用のスナック飲料、医薬品および食品を入れることが出来る。人以外の哺乳類は人と同じ物質または異なる物質を摂取出来る。

「人が摂取可能な物質」という表現は、インスタントスープ、インスタントコーヒー、インスタント果物ジュース、インスタント野菜ジュース、インスタント茶等の食品を含むとともに、本発明の容器から取り出した後に飲む（又は摂取する）医薬品を含む。人が摂取可能な物質を溶解または懸濁させるために通常用いられる液体は水であるが、ジュースやプラズマ（血漿、リンパ漿、乳漿）等の人が摂取可能な他の液体を用いてもよい。さらに、フレーバーウォーターやミネラルまたはビタミンを強化した水を用いてもよい。「吸着剤」または「吸収剤」という用語は、二酸化炭素、酸素または水蒸気を捕捉（吸収）する物質を示すために用いられている。

蓋となるフィルム付のカップに保存される一杯分（一回分）のすぐに入れられるコーヒーを作ることは、非常に成功している。一杯分のすぐに入れられるコーヒーに用いられる容器は、非常に複雑な容器で、ティーまたはコーヒーを保持するフィルターを有している。容器の頂部を通って容器の底部から出るように水を通すことによって、ティーまたはコーヒーを入れる。コーヒー以外の熱いドリンクに用いる場合でも、すぐに入れられる使い捨てのコーヒー用の多数のマシンと適合する容器を作ることが望ましい。フィルターを使用しなければ、コストを下げることが出来よう。容器にフィルターを使用しなければ、他のホットドリンクの多くは、低コストの容器で作ることが出来よう。しかし、こうしたマシンにおける水の注入および抽出が比較的急速に行われるため、使い捨て容器に保存される物質は、水がカップ中にある短時間のうちに急速に溶解または分散できるものでなければならない。したがって、これらの物質は、その粒子状の性質を維持し、すぐに分散または溶解できないような凝集または凝結の形態にならないことが必要がある。本発明は、フィルター無しのカップの中で、物質の特性に悪影響を及ぼすであろう成分を吸収する吸収剤を備えた容器を提供する。一般的に、哺乳類が摂取可能な物質や人が摂取可能な物質の多くは、水蒸気の作用によって凝結、または凝集する。容器中のこれらのガスの吸収は、一般的に、容器に入れて提供される、人が摂取可能な物質の風味や芳香を保つのにも役立つ。味が良好に維持され、貯蔵寿命が延びる。

本発明は、すぐに入れられる容器のデザイン変更が不要な、費用効率の高い解決策を提供する。コーヒーマシンは公知のデザインのカップを収容するように設計されているため、カップのデザインを変更することは実際的ではない。さらに、カップは一回使用しただけで廃棄されるため、生分解性材料を用いることが望ましい。フィルターに入れて浸す必要のない、人が摂取可能な物質には、インスタントコーヒー、インスタントティー、フルーツジュース、野菜ジュース、風邪薬、ブイヨン、チキンスープ、一部の麻薬およびココアが含まれる。これらの物質は、溶液または湯中の分散液として容器から出ていく。

図１および図２は、すぐに入れられる従来のコーヒー容器１０の平面図および側面図である。容器１０は蓋１２および外側部（exterior side）１４を有している。使用の際には蓋１２と底１６に穴を開ける。蓋１２を通して水を注入し、底部１６からコーヒーを取り出す。断面の線Ａ−Ａは容器１０のほぼ中央を通っている。

図３は、従来の、すぐに入れられる容器１０の断面図である。容器１０は、符号２２の位置で容器の側壁１４（side wall）に溶着（seal）されたフィルター１８を有している。容器内の摂取可能な物質のレベルを符号Ｍで示す。使用時に、容器の蓋１２に図示しない手段によって穴を開け、熱い湯を容器に注入する。容器の底１６にも図示しない手段によって穴を開け、湯中の摂取可能な物質を底から取り出す。フィルターはカップを二つの空間ＡとＢに分ける。本発明はすぐに入れられるコーヒー容器、他の食品用容器および医薬品用容器の改良に関し、これら容器においてフィルターが存在しない。本発明の構造において、従来技術のカップと同等部分については、図３と同一の符号を付す。

図４は、ワッシャ形状の吸収剤７２を使い捨て容器に入れた、本発明の実施例を示す。このワッシャ形状の吸収剤７２は穴７４を有している。容器の底部１６において、上記穴７４が位置している部分に穴を開け、哺乳類が摂取可能な流体をこの容器１０から排出する。この吸収性ワッシャはポリマーで、ワッシャ形状の吸収剤７２の形成前にポリマーに混入させた、水蒸気、酸素および二酸化炭素の少なくとも１つを吸収する吸収剤を有している。

上記ワッシャ形状の吸収剤は以下の技法で形成することが出来る。ワッシャや他の形状をなすポリマーと吸収剤の複合品は、Powersに付与された米国特許第７，５９５，２７８号の技法によって形成することができる。この米国特許は、参照により組み込まれる。米国特許第７，５９５，２７８号の実施例３および実施例４は、プロピレンと分子篩（molecular sieve）材料を含む、吸湿性の複合材料を開示していることに留意されたい。

図５は、小袋２４を容器内に挿入した、本発明の実施例の断面図である。この小袋２４は、酸素吸収が求められている場合、塩および電解質と組合わされた鉄等の酸素捕捉剤２８を収容している。小袋２４内の物質が、保存中に急速に酸素を吸収する。酸素の急速吸収は有益である。それは、インスタントのコーヒーおよびココアもまた酸素を吸収するが、小袋内の酸素捕捉剤の酸素吸収速度は、インスタントコーヒーの多数倍（何倍：many times）も速いからである。パケットの表面２６は蒸気透過性を有するが、水透過性を有さない材料で形成されている。この表面は、沸騰したお湯以上の温度でも変化しない。小袋２４は容器１０の物質Ｍの上に置いても下に置いてもよい。

上記酸素捕捉剤の代わりに、または酸素捕捉剤に加えて、上記小袋は、インスタントのコーヒーやティーから放出される二酸化炭素を吸収可能な二酸化炭素捕捉剤を収容してもよい。これにより、揮発による風味の損失を最小化する。二酸化炭素吸収性小袋を上記酸素吸収性小袋に加えて使用してもよい。水分吸収剤を単独でまたは他の吸収剤に加えて小袋に収めてもよい。

上記捕捉剤の代わりに、または捕捉剤に加えて、小袋は湿度調整剤を収容してもよい。この湿度調整剤は、インスタントコーヒー、ココア、またはインスタントティー等の他の食品の水分活性を最適水準に維持可能で、風味成分の抽出可能性に悪影響を及ぼす過度の乾燥または湿気を避けることができる。

図６の実施例において、容器には、蓋１２に接着された、吸収性フィルム２９が設けられている。この吸収性フィルムは、容器に蓋を付ける前に蓋材１２に接着される。このフィルムは、成形、ラミネートまたは押出コーティングで蓋に装着してもよいし、あるいは、予め成形して、接着剤、超音波溶着（ultrasonic sealing）または熱溶着(heat sealing)によって蓋に接着してもよい。この実施例は、哺乳類が摂取可能な物質のパッケージング前に吸収性フィルムを蓋に付加するという利点を有している。吸収性フィルム２９は、吸収剤を内層に配した多層構造を成していてもよい。このフィルムに図示しない耐摩耗性層または滑性層が設けられていてもよい。これらの層は、耐摩耗性または滑らかさを提供し、酸素、二酸化炭素および／又は酸素の吸収剤（酸素捕捉剤）が、哺乳類が摂取可能な物質によってフィルムから除去されてしまう事態を予防する。この耐性層または滑性層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドおよびそれらのコポリマーで形成されていてよい。摩擦係数を０．５以下、好ましくは０．３以下にするように、通常のスリップ剤を哺乳類摂取用物質と接する層に添加してもよい。このフィルムは、二酸化炭素吸収物質、水分吸収物質、酸素吸収物質のいかなる組み合わせを含有していてもよい。

図７の実施例においては、酸素捕捉剤その他の吸着剤がカップ１０の底部１６および底縁部３４に配置されている。捕捉剤３２は、さまざまは技法で上記場所に設置可能であるが、ホットメルト接着剤に用いられるような押し出し技法を用いれば、容器１０を満たす前の製造工程で速く行うことができよう。予め形成された透過可能な捕捉性リングまたは吸収性フィルムを、カップの底部内縁部３４に取り付けてもよい。吸着剤の設置は他の押し出しコーティング法によっても行うことができる。押し出し材料としては、その場で硬化するホットメルトポリマー、プラスチゾル材料等がある。

図８と図９は、本発明の容器に用いる、吸収剤のキャリア２３の平面図および断面図である。サポートは溝２９，３３を有している。サポートにはさらに穴４１が設けられている。図８の断面図では、キャリア２３にはガス透過性で水不透過性のカバーシート３５が設けられている。さらに、溝２９，３３には、粒子状の酸素捕捉材料、二酸化炭素吸収材料および水吸収材料のうちの少なくとも１つを充填する。図１０は、溝２９，３３に粒子状の吸収剤４５を満たしたキャリア２３を示している。そして、吸収剤４５とキャリア２３をシート材料で覆う。このシート材料は、水は通さないが、酸素、二酸化炭素等のガスを通す。シートを予め寸法通りに切っていない場合には、キャリアに載せた後、シートを切り抜き、穴４１を開ける。この実施例では、粒子状の吸収剤の使用が可能である。

図１１は、キャリア２３を容器１０に挿入した、本発明の実施例の断面図を示す。このキャリア２３は、溝２９，３３の中に、塩と電解質と組み合わせた鉄等の酸素吸収剤４５を含んでいる。溝２９，３３は、ガス透過性で水不透過性のフィルムまたは布３５で覆われている。中央の排水口３６が、人が摂取可能な物質の取出部を提供する。排水穴４１は透過性フィルムによって覆われてはいない。溝２９，３３の中の物質が、貯蔵中、酸素、二酸化炭素または水蒸気を急速に吸収する。酸素の急速吸収は有益である。なぜならば、ココアやインスタントコーヒーもまた酸素を吸収するが、キャリア２３中の酸素捕捉剤はインスタントコーヒーの何倍（多数倍）も酸素吸収速度が速いからである。表面フィルム３５は、水蒸気透過性であるが水不透過性の材料で形成されている。このフィルムは、沸騰するお湯の温度より高温でも変化しない。

図１２および図１３はキャリア４０を示している。このキャリア４０は、キャリアの穴４１にカップ４２を有している。キャリア４０は多数の小さな排水孔４４を有している。キャリア４０には、穴４１にはめ込まれたカップ４２が設けられている。図１３に示すとおり、キャリアは、ガス透過性のカバー４８によって覆われたカップ４２を有している。カップは粒子状の酸素捕捉剤、二酸化炭素捕捉剤および水蒸気吸収剤４６のうちの少なくとも１つを収容している。ガス透過性のフィルムまたはカバーは、TyvekまたはGore-Texのようなガス透過性フィルムまたは不織布で形成してよい。図１４はカップ４２を含むキャリアを示している。粒子状の吸収剤を入れた小袋５４がカップ４２の中に入っている。小袋は透過性フィルムまたは布（fabric）によって形成されている。図１５は、本発明の使い捨て容器に用いられるサポート４０を示している。

キャリア４０は、底部１６に向かうにつれて細くなる使い捨てコーヒー容器１０内に、重力によって保持されるように設計されている。容器の側面に、キャリアを載せる係止部（stop）を成形することも出来る。キャリア４０を接着剤で保持してもよい。さらに、キャリアの縁部をギザギザ状または波状にして、使い捨て容器からのコーヒーを排出しやすいようにすることも可能である。図１６はキャリア５８の波状の縁を示す。図１７はキャリア６２のギザギザの縁を示す。溝付きキャリア２３に孔を開けて、排出しやすいようにするのも望ましい。通常、孔開けは、溝に充填し、カバーで覆った後に行う必要がある。

図１８は、キャリア６４を示す。このキャリア６４は、キャリアと一体成形されたカップ４２を有する。凹状のキャリア６４は、パッケージの上から見たとき凹状になるように、パッケージ内に吊設されている。凹状のキャリアは、キャリアを容器内でセンター出しするのを助ける。キャリア６４の平面図である図１９には、人摂取用の液状物質が通過するための複数の大きな排水穴６６が示されている。カップ４２は、前記の粒子状の物質を充填した後、布（fabric）で覆ってもよい。あるいは、カップが、捕捉剤および／または吸収剤を含む小袋、カプセルまたはポリマー部材を収容してもよい。カップはさらに、スナップ嵌め式のガス透過性かつ液体不透過性の蓋を有していてよい。

図２０〜２２は、本発明のキャリア７０の実施例を示している。このキャリア７０は、排水のためのスロット７２を有している。図２１はキャリアを上方から見た斜視図であり、図２２はキャリアを下方から見た斜視図である。キャリア７０は容器の底部に載せる設計になっており、キャリアの外輪７８の底面７６が容器の底部１６に接するようになっている。輪７８の上面は面７７である。カップ４２に入れた吸収剤または捕捉剤を封止するために、カップ４２は、面８２に貼り付けたガス透過性フィルムを有していてよい。蒸気透過性材料のスナップ式キャップが好ましい実施例である。カップ４２は、酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤、水吸収剤、または人が摂取可能な物質のためのその他の処理剤のうち、少なくとも１つを収容する。カップ４２のキャップ８２は、カップ４２に溶接されていても、スナップ式に留められていても、接着剤で接合されていてもよい。さらに、キャリア７０に開口を設け、予め形成された処理材の缶を、好ましくはスピン溶接で接合させてもよい。キャリアの形成を容易にするため、カップ４２にガス透過性のスナップ嵌め式キャップ８２を用いるのが好ましい。

図２３は、キャリア７０を用いた容器の断面図である。図に示すとおり、キャリア７０は、キャリアの面７６で容器の底部１６に載っている。カップ４２は透過性キャップ８２を有している。カップ４２は吸収性部材８４を含んでいる。キャリア７０は、容器１０の底部の中央に排水用の穴を開けることの妨げにならない。

上記の図面は粒子状吸収剤を示しているが、吸収剤をプラスチックフィルムの中に一体化したり、透過性カプセルの中に入れたり、タブレット状に圧縮成形することも可能である。このタブレットをガス透過性のフィルムまたはコーティングで覆うことが出来る。タブレット、フィルム片、押出されたポリマーまたは図示した小袋を、キャリアのカップに入れることが出来る。

カップ４２はキャリア４０に挿入された別体の部材として示されている。スピン溶接、超音波溶接または圧入により、カップをキャリアに保持してもよい。しかし、別の好ましい実施形態においては、カップを吸収剤キャリアと一体に成型することが出来る。さらに、キャリア自体を、酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤および除湿材の少なくとも１つを含有するポリマーで形成することも可能である。サポート自体を、酸素および／または二酸化炭素を吸収する材料で形成する場合は、サポートに排水用の穴を形成すること、および／またはキャリアの縁部を変則的な形態にすることのみが必要となろう。カップは不要となる。さらに、いくつかの実施例で、カップの高さがサポートの厚さとほぼ同じであるように描かれているが、より多くの吸収剤を入れるために、より深くすることが出来る。さらに、カップをプラグや嵌め込み式のカバーで閉じることが出来る。カップはまた、予め形成されたガス透過性の缶をキャリアに接着したものであってもよい。

図２６、図２７および図２８は、本発明のもっとも好ましい実施例によるキャリア９０を示している。図２６はキャリア９０の平面図であるが、このキャリア９０は、穴９２の周りに補強リングを有している。キャリア９０は有孔領域１０２を有している。この有孔領域１０２は、ポリマー１０４によって離間された孔９６を有する。有孔領域１０２の孔は、円錐形の形を保持するのに十分なポリマー１０４だけを残して、多数形成されている。使用時は、キャリア９０を容器の底部に、下部リング９８が接するように載せる。キャリアは容器の上部から見ると凸状を成している。水蒸気吸収のための好ましいキャリアを形成する際、好ましいポリマーは、酸化カルシウムおよび／または分子篩材料を混合したプロピレンである。キャリア９０はまた、酸素または二酸化炭素の吸収剤をポリマーに入れれば、これらの気体の吸収に用いることも出来る。

摂取可能な飲料用の容器として、酸素、水蒸気および／または二酸化炭素等のガスを透過可能な容器を利用することも可能である。その後、これら容器を酸素、二酸化炭素、水蒸気の透過性の無い袋の中に密封する。密封前に、その袋の中に酸素吸収剤および／または二酸化炭素吸収剤および／または水分吸収剤を入れる。使用直前に袋を開けることとし、ココアのような摂取可能な飲料が使用前に鮮度を失わないようにする。容器内の吸収剤は、袋が開けられた後に各容器が使用までに貯蔵されている間、劣化を防止する。この透過性の容器は、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、またはＰＬＡとポリエチレン系、アクリル系等の他のポリマーとのコポリマーのような、生分解性物質で形成することができる。あるいは、カップは、酸素、二酸化炭素および水蒸気の透過性を有する、薄い、廉価な、または非常に薄いポリマーで作ることもできる。袋はホイル、ポリビニルアルコール、または高密度ポリエチレンで形成することができ、好ましくは、袋のバリア性能を最も高める層構造にする。

本発明において、酸素捕捉剤その他の吸着剤を担持するポリマーとしては、適した樹脂であれば何を用いてもよい。ポリマーは、容器の使用中にコーヒーまたは他の食品に吸着剤が入り込まないようにするようにしつつ、ガスが吸着剤に到達できるように、吸着剤を担持する。酸素捕捉品および吸着品を作るために用いられるポリマーは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等のありふれたポリオレフィン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）およびその派生物またはコポリマー等でよい。

本発明に適した生分解性ポリマーは、再生可能資源から作られた通常のポリマーと、ポリ乳酸コポリマー、熱可塑性でんぷん等のでんぷんベースのポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート(ＰＨＡ)、ポリヒドロキシブチレート(ＰＨＢ)等の生物分解性ポリマーとを含む。ポリ酸化エチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）等の石油ベースの生分解性ポリマーもまた含まれる。

本発明においては、押出成形、射出成形、押出コーティング、ラミネーション、タブレット成形および混合を含む一般的なプラスチック物品の製造工程を用いて、酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤および湿度調整剤を含む吸着剤構造を形成する。

インスタントコーヒー、インスタントティー、ココア用の容器に関して本発明を述べてきたが、本発明の概念および容器は、他の用途にも適している。開示された容器は、水その他の液体を容器に収容された物質に加え、その食品を溶解または拡散させた後に、その変化した液体を取り出すような、他の食品での使用にも適している。そのような物質の典型としては、茶、スープ、ミルク成分およびスープブロスが挙げられよう。この容器はまた医薬品にも用いることができる。すなわち、固体または濃縮物として出荷され、キャリヤー液を容器に通し、濃縮液または固体品に通し、医療用液体を作る。この例としては、モルヒネおよび塩酸メタドン等の粉末状の麻薬、放射線トレーサーとして用いられる物質等の薬品が挙げられる。この容器はまた、アルコールミキサーにも利用できる。

本発明による、上述のような捕捉剤物質を容器に設置する方法は、湿気に敏感な製品のパッケージングにも用いることができる。そのような製品には、多数の医薬品および食品が含まれる。小麦粉、飲料の素、ゼラチンデザートの素および塩等の調味料等の食品は、容器中に湿気が存在すると、劣化し易い。米国特許第５，３２２，７０１号（Cullen）に開示されたような吸湿物質は、参照により組み込まれるが、そのような物質の長期保存を可能にするため、容器に入れてもよい。適した吸湿剤は、酸化カルシウム、シリカゲル、分子篩（molecular sieve）、セルロース繊維である。

本発明に用いられる固体の酸素吸収性組成物（composition）またはコーティングの製造方法を以下に記す。

酸素捕捉剤は、小袋内の粉末混合物、または粒子と結合剤を圧縮して得られた加圧固形体の形態を有していてもよい。圧縮または加圧された酸素吸収性のディスク、タブレット、ウエハー、ワッシャまたはカプセルの製造方法は、以下のとおりである。鉄粉をベースとする粉末吸収剤と、電解質としての塩化ナトリウムと、シリカゲルと、あまり高温に加熱する必要のない結合剤（バインダー）との混合物を作る。この結合剤としては、１平方インチ（６．４５ｃｍ^２）当たり３，０００〜５０，０００ポンド（１，３５９〜２２，６５０Ｋｇ）の圧力下で軟化するポリエチレン微粉末を用いることができる。上記配合物を加熱して、上記結合剤を凝固または硬化させることもできるが、湿気をキャリア内に保持するために、水の沸点以上に加熱することはできない。好ましい配合の重量比は、ポリエチレン約１８％、鉄粉約４０％、シリカゲル約３０％、水約８％、塩化ナトリウム約２％である。軟化点が水の沸騰する温度よりも高い樹脂結合剤を用いるのが最適である。

酸素吸収コンパウンドの１つの製造方法は、酸素吸収組成物を熱可塑性材料に入れ、これにより、その酸素吸収コンパウンドを液体のリングとして容器内に充填し、凝固または硬化させることができるようにする方法である。その重量による組成は、熱可塑性樹脂約４０％、鉄粉約３０％、シリカゲル約２０％、水約９％、塩化ナトリウム約１％である。樹脂の多孔性を増し、酸素吸収速度を高めるために、ＣａＣＯ_３、粘土、タルク等の添加剤を用いてもよい。この吸収剤組成物は、容器内に沈着させることができ、またはテープ状にして容器の内側に配置できるようにしてもよい。熱可塑性樹脂は、酢酸ビニル、エチル酢酸ビニル、ポリウレタンまたはこれらの組合せであってよい。

酸素吸収組成物のもう１つの製造方法は、酸素吸収組成物をポリ塩化ビニルプラスチゾルに分散させる方法である。これらのプラスチゾルは、キャップの裏打ち材およびキャップやジャーの蓋のガスケットとして用いられる。そして、この酸素吸収プラスチゾル組成物を、裏打ち材、リングまたはコーティングとして、カップの側面または底部の縁に沿って、カップ内に配置することができる。この組成物は半液体で、カップに充填し、凝固させることができる。このプラスチゾルは、高密度ポリエチレン、高密度ポリプロピレン、アクリル・酢酸ビニル・エチレンコポリマー、エチレン酢酸ビニル、酢酸ビニルホモポリマー、酢酸エチレンコポリマー、可塑化塩化ビニル、酸化ポリエチレンホモポリマー、およびポリウレタンの中から選択してよい。好ましいプラスチゾルはポリ塩化ビニルである。ポリ塩化ビニルは、食品と反応せず、沸騰するお湯の温度に耐性を有するからである。上記酸素吸収組成物を重量で７５％まで配合してよく、残り２５％はポリマーとする。配合の一例は、ポリ塩化ビニルプラスチゾル１０．３５ｇ、２重量％の塩化ナトリウムを含む鉄粉１２．５１ｇである。

プラスチゾル物質の実例として、１０．３５ｇのポリビニルプラスチゾルを、２重量％の塩化ナトリウムを含む１２．５１gの２００メッシュ鉄粉と混合した。混合は、電動高速ミキサーで行った。その結果生成された組成物のサンプルを容器のキャップにコーティングした。時間経過に伴う酸素吸収速度を測定した。

試験容器は空気５００ｃｃまたは酸素１００ｃｃを含んでいた。試験は室温で、試験容器の中に湿気の源を置いて行った。
った。

もう一つの発明の組成物は、吸着剤組成物を、乳濁（エマルジョン；emulsion）、分散(dispersion)、懸濁(suspension)等による混合物のような多成分キャリアに分散させて成る。このような多成分系に吸着剤を分散させることによって得られる組成物は、酸素捕捉剤または吸着剤のコーティングとして、カップに簡単に塗布することができる。これらコーティングタイプは、より多くの酸素吸収組成物を含有することができ、より高い酸素透過性を備えることができる。上記水ベースの系を完全に乾燥させないことによって、自己活性化、自己反応性の酸素吸収コーティングを得ることができる。ブドウ糖酸化酵素（グルコースオキシダーゼ）は、鉄の代わりに用いることができる。キサンタンガムのエマルジョン、アルギン酸のエマルジョンまたは微結晶性セルロース系を用いてもよい。この系に鉄ベースの酸素吸収系中の水が含まれていてもよい。水中でのアクリルポリマーのエマルジョン、水中でのポリ酢酸ビニルのエマルジョン、水中での酢酸ビニルエチレンコポリマーのエマルジョン等の、接着剤ベースのエマルジョン（乳濁液）を用いることもできる。酸素吸収組成物は、鉄粉に電解質としての塩化ナトリウムおよび水分キャリアを加えたものである。水分キャリアはシリカゲル、ヒドロゲル等、水分を保持できるものであれば、いかなる水分キャリアでもよい。鉄粉において、コーティング中にいくらかの水分を残すことにより、エマルジョンを完全乾燥して水分を抜き切ってしまわないようにすることができる。アルギン酸ゲルは、アルギン酸ナトリウムが２．２５重量％、ポリソルベート８０が１．０重量％、プロピオ酸ナトリウムが０．２重量％、蒸留水が９６．５５重量％である。キサンタンガムのエマルジョンは、キサンタンガム２．０重量％、イソプロピルアルコール４３重量％、水５５重量％である。これら２つのエマルジョンを、エマルジョン１部に対して、鉄粉９９％と電解質としての塩化ナトリウム１％から成る酸素吸収組成物１部の割合で混ぜ合わせる。酸素吸収組成物は、酸素吸収コーティングまたは酸素吸収コンパウンドの透明度を高めるため、粒子サイズ２−５ミクロンほどの微鉄粉にすることができる。薄膜層またはコーティングを上記最終的なコーティングを覆うように配して、酸素吸収成分または吸収剤が時間経過に伴って出て行くことを確実に防いでもよい。この薄膜カバーは、酢酸セルロースポリマー、酢酸ビニルエチレンコポリマー、酢酸ビニルホモポリマー、酢酸エチレンコポリマー、可塑化塩化ビニルポリマー、アクリルポリマー、または酸化ポリエチレンホモポリマーであってよい。

酸素吸収剤の代わりに、吸水剤および二酸化炭素吸収剤をポリマー内に入れてもよい。水蒸気吸収剤としては、シリカゲルまたは分子篩材料が望ましい。

適した遷移金属（これは通常、亜鉛、銅、鉄、コバルト、ジルコニア等である）であればいかなるものであっても、本発明の酸素捕捉剤に用いてもよい。好ましい酸素捕捉剤である還元鉄粉は、好ましくは平均粒子サイズ１〜２００ｕｍ、より好ましくは平均粒子サイズ５〜５０ｕｍ、最も好ましくは平均粒子サイズ１０〜４０ｕｍである。鉄を、塩、または異なる電解質と酸性化成分の組合せと混合することができる。好ましい実施例においては、鉄粒子に電解質の塩をコーティングしてもよい。鉄粒子にコーテングされる活性化電解質成分と酸性化成分の組合せおよび相対的割合は、米国特許第６，８９９，８２２号および、本願と同一出願人による米国公開公報第２００５／０２０５８４１号および第２００７／０２０４５６号の教示に従って選ぶことができる。これらの文献は参照により組み込まれる。コーティングとしては、上記文献に記載されたドライコーティングが好ましい。

上記塩は、ナトリウム、カリウム、またはカルシウムをベースとする水溶性のイオン化合物等、いかなる塩であってもよい。典型例としては、ＮａＣｌ、Ｋｃｌ、Ｎａ_２ＨＰＯ_４等がある。先行技術に開示されているように、組成物（formulation）中に、別々の電解質塩成分と酸性化塩成分の混合物を使用するのが有利である。有効性およびコストの低さから、塩化ナトリウムが好ましい。

酸素捕捉加工品は、シリカゲル、分子篩、活性炭、粘土その他の鉱物をベースにした湿度調整剤を含んでいてよい。この化合物は０．０１〜０．８５の範囲の水分活性を達成するため、さまざまなレベルの水を含んでいてよい。

本発明で使用されるフィルム／テープ／リボン／ウエハー／ワッシャは、２００９年４月１日に出願された、本願と同一出願人の米国特許出願番号第１２／４１６，６８５号および２０１０年１０月７日に発行された米国特許公報２０１０−０２５５２３１号に開示されているような、多孔性のまたは中実の、単層または多層フィルムで、鉄ベースの酸素捕捉剤と電解質を含むものであってよい。これら文献は参照により組み込まれる。フィルムは、任意で、選択された水分活性を有する湿度調整剤を含むものであってもよい。フィルムは、折り曲げられた片として、容器に嵌めることのできる円形または細長い片であってもよい。酸素捕捉剤または他の吸収剤をフィルム内に埋め込んで、フィルム表面に曝されることのないようにした多層フィルムが好ましい。酸素、二酸化炭素、水蒸気を吸収する速度を速めるため、ある程度の孔または空洞を有するフィルムが好ましい。押し出し時または押し出し後の処理中に、湿度調整剤をフィルムに組み込むことができる。フィルムは蓋または容器側面にラミネートすることができる。

挿入物は、図４に示すように、リング形状の酸素捕捉性物品であってよい。この場合、リング径は、容器内に平らに入れられるよう、容器の底部よりも小径のものとする。この挿入物は、上記フィルムの打ち抜きによって製造することができ、または射出成形、圧縮等の他の加工方法によっても製造することができる。

図７に示すように、あるいはカップ４２内において、ストランド（撚り糸、線：strand）／ペーストを用いた実施例においては、酸素捕捉剤、塩および湿度調整剤から成る、細長いまたは成形した酸素捕捉性材料の断片を用いてよい。そのようなストランドは、溶融押し出しによって作成する。ポリマーは、ポリエチレン、ワックス、ポリエチレングリコール、セルロースポリマー、ポリ乳酸およびでんぷんベースのコポリマーである。湿度調整剤は、塩、シリカゲル、粘土、分子篩等の、あるレベルの湿度を含むものである。

パッケージ内の二酸化炭素を除去する方法では、二酸化炭素吸収のために特に設計された捕捉剤を用いる。放出ガスを吸収するため、ガス透過性のポリオレフィンフィルムから作られ二酸化炭素吸収微粒子を収容したパケットを、使い捨て容器にパッケージングする。好ましいパケットは高いガス透過性を有し、水蒸気透過性は低い。吸収剤は高濃度の二酸化炭素を吸収可能であり、人が摂取可能な物質の芳香成分には影響を及ぼさない。二酸化炭素吸収剤は、他の成分とともに、所定量の水酸化カルシウム、シリカゲルおよび水等を含むことができる。任意で、水酸化カルシウムを、他の水酸化物（水酸化ナトリウム、水酸化カリウムまたはこれらと他の水酸化物との混合物等）で置き換えてもよい。任意で、水酸化物と共に、あるいは水酸化物の代わりに、アルカリ、アルカリ土類、または金属の酸化物を用いてもよい。この酸化物は酸化カルシウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムを含むがこれに限定されない。これらの酸化物は、混合して使用してよい。二酸化炭素吸収剤として利用しやすい範囲および処方は、Multiform Desiccants, Inc.社に譲渡された米国特許第５，３２２，７０１号に記載されている。この文献は参照により組み込まれる。

酸素吸収性物質について上述したとおり、酸素捕捉組成物および二酸化炭素捕捉組成物はパケット以外の形態でパッケージしてもよい。二酸化炭素捕捉組成物を酸素または二酸化炭素透過性のカプセルまたはタブレットに封入し、そのカプセルまたはタブレットに透過性または半透過性のポリマー材料をコーティングしてよい。タブレットのコーティングには、酸素および／または二酸化炭素を透過する樹脂またはポリマーであれば何を用いてもよい。タブレットを水性高分子（water base polymer）でコーティングすることが好ましい。好ましいコーティングのポリマーは、ヒドロキシルプロピルメチルセルロースまたはアクリル系水性コーティング剤である。上記組成物をワッシャ、ウエハー、ディスクまたは小板等のコンパクトな形状に作成し、ガス透過性または半透過性のコーティングまたはポリマーフィルムで包んでもよい。ディスク、小板、またはタブレット作成時のコーティング方法は、ディップコーティング、スプレーコーティング、フラッシュコーティング、スピンコーティングその他、製品作成に適応可能ないかなる公知の方法をも含むことができる。フィルム形成方法はオーバーコーティング、ラミネーション、多層形成後の打ち抜き、その他のフィルム積層品を作ることのできるいかなる公知の方法をも含むことができる。上記の酸素吸収材の形成方法は二酸化炭素吸収剤用および酸素吸収剤用の吸着材の形成に用いてよい。

上記酸素捕捉剤の代わりに、または酸素捕捉剤に加えて、上記小袋、溝、フィルムまたはカップは、コーヒーから放出される二酸化炭素を吸収可能な二酸化炭素捕捉剤を含んでいてもよい。この二酸化炭素捕捉剤は、コーヒーを焙煎後短時間でパッケージすることを可能にし、それにより、揮発による風味の損失を最小化する。二酸化炭素吸収性小袋を上記酸素吸収性小袋に加えて使用してもよい。

上記捕捉剤の代わりに、または捕捉剤に加えて、小袋、溝、フィルムまたはカップは湿度調整剤を含んでいてもよい。この湿度調整剤は、インスタントコーヒー、またはインスタントティー等の他の食品の水分活性を最適水準に維持可能で、風味成分の抽出可能性に悪影響を及ぼす過度の乾燥または湿気を避けることができる。

容器は、カップ４２内の酸素吸収性フィルムその他の吸着性フィルム２９を装備することができる。このフィルムは、上記カップ４２内に成形、積層または押出コーティングしてもよいし、あるいは、予め成形して、接着剤、超音波溶着（ultrasonic sealing）または熱溶着(heat sealing)によってカップに接着してもよい。酸素吸収性フィルムは、酸素吸収剤を内層に配した多層構造を成していてもよい。このフィルムに図示しない耐摩耗性層または滑性層が設けられていてもよい。これらの層は、耐摩耗性または滑らかさを提供し、酸素吸収剤（酸素捕捉剤）がフィルムの動きによってフィルムから除去されてしまう事態を予防する。この耐性層または滑性層は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミドおよびそれらのコポリマーで形成されていてよい。摩擦係数を０．５以下、好ましくは０．３以下にするように、通常のスリップ剤をコーヒーと接する層に添加してもよい。酸素吸収フィルムに関して述べてきたが、二酸化炭素吸収物質だけ、または水分吸収物質だけを含むフィルムであってもよい。さらに、二酸化炭素吸収物質と酸素吸収物質と水分吸収物質の組み合わせを含むフィルムであってもよい。

酸素捕捉剤その他の吸着剤を種々の技法でカップ４２内に設置してもよいが、ホットメルト接着剤に用いられるような押し出し技法を用いれば、速く、サポート４０が容器に設置される前の製造過程で、行うことができよう。押し出し材料としては、上述したプラスチゾル材料は勿論のこと、その場で硬化するホットメルトポリマーがある。

本発明において、酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤、水分吸収剤その他の吸着剤を担持するキャリアおよび吸収性フィルムのポリマーとしては、適した樹脂であれば何を用いてもよい。ポリマーは、容器の使用中にインスタントコーヒー、ココアその他の食品の中に吸着剤が入り込まないように、吸着剤を保持する。酸素捕捉および吸着品を作るために用いられるポリマーは、低密度ポリエチレン（ＬＤＰＥ）等のありふれたポリオレフィン、高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリスチレン（ＰＳ）、高衝撃ポリスチレン（ＨＩＰＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）およびその派生物またはコポリマー等でよい。

本発明の容器およびキャリアに適した生分解性ポリマーは、再生可能資源から作られた通常のポリマーと、ポリ乳酸コポリマー、熱可塑性でんぷん等のでんぷんベースのポリマー、ポリヒドロキシアルカノエート(ＰＨＡ)、ポリヒドロキシブチレート(ＰＨＢ)等の生物分解性ポリマーとを含む。ポリ酸化エチレン、ポリビニルアルコール（ＰＶＯＨ）等の石油ベースの生分解性ポリマーもまた含まれる。

本発明においては、押出成形、射出成形、押出コーティング、ラミネーション、タブレット成形および混合を含む一般的なプラスチック物品の製造工程を用いて、酸素捕捉剤、二酸化炭素吸収剤および湿度調整剤を含む吸着剤構造を形成する。

酸素捕捉性の製品は、シリカゲル、分子ふるい、活性炭、粘土その他の鉱物をベースにした湿度調整剤を含んでいてよい。この化合物は０．０１〜０．８５の範囲の水分活性を達成するため、さまざまなレベルの水を含んでいてよい。哺乳類が摂取可能な物質の水蒸気による劣化の防止のみが求められる場合には、酸素捕捉剤または二酸化炭素吸収剤は用いずに、吸収剤および湿度調整剤としてのシリカゲル、分子ふるい、活性炭、粘土、その他の鉱物を用いてよい。シリカゲルは低コストで有効かつ安全であるため、好ましい。米国特許第５，３２２，７０１号（Ｃｕｌｌｅｎ）に開示されたような吸湿性物質を、湿気感受性物質の長期貯蔵を可能にするため、容器に入れてもよい。本特許は参照によりここに組み込まれる。

本発明のカップ４２内で使用されるフィルム／テープ／リボンは、２００９年４月１日に出願された、本願と同一出願人の米国特許出願番号第１２／４１６，６８５号に開示されているような、多孔性のまたは中実の、単層または多層フィルムで、鉄ベースの酸素捕捉剤と電解質を含むものであってよい。この文献は参照により組み込まれる。フィルムは、任意で、選択された水分活性を有する湿度調整材からなるものであってもよい。水蒸気吸収剤、二酸化炭素吸収剤、酸素捕捉剤の少なくとも一つをフィルム内に埋め込み、フィルム表面に曝さない場合は、多層フィルムが好ましい。吸収速度を速めるため、ある程度の孔または空洞を有するフィルムが好ましい。押し出し時または押し出し後の処理中に、湿度調整剤をフィルムに組み込むことができる。

以下の例は、本発明の一部を示すために用いられる。これらの例は本発明の実施例を示すものであるが、限定するものではない。比やパーセンテージは特に記載のない限り、重量ベースである。実施例においては、酸素捕捉の有効性を示すための試験材として、挽いたコーヒーを用いた。これらは挽いたコーヒーにおいて有効であるので、本発明の容器においても有効であろう。

実施例１．コーヒーと一緒にパッケージされた酸素捕捉フィルム

酸素捕捉組成物を含有する押し出しフィルムを、本願と同一出願人により２００９年４月１日に出願された米国特許出願番号第１２／４１６，６８５号の方法に従って作成し、コーヒーの存在下での酸素捕捉性能を試験する。この文献は参照により組み込まれる。フィルムは、鉄、塩化ナトリウムおよび低密度ポリエチレンの重量比１７／３／８０の混合物を、フィルム押し出し工程により、押し出すことにより得た。これらの材料を容器内で予め混合し、２軸押出機に入れた。押出機とダイの温度は２２０℃に設定した。約９ミル（０．２２８ｍｍ）の厚さのフィルムを６インチ（１５．２４cm）のダイから押し出して、スプールに集めた。９ミル（０．２２８ｍｍ）のフィルムのサンプルを約１平方インチ（６．４５ｃｍ^２）の小片に切り、そのフィルムの表面に水滴を落とし、滴る水を拭き取って除去することにより、湿気を与えた。このフィルムを、Tyvek（登録商標）の通気性フィルムバッグに封入した約８．８ｇの挽いたコーヒーのパッケージと一緒に、７インチ（１７．７８ｃｍ）×７インチのプラスチック製のバリアバッグに入れた。バリアバッグをホットシールして、Ｏ_２／Ｎ_２混合ガス１５０ｃｃを注入し、初期酸素濃度３％以下にした。酸素捕捉速度を、MOCON社製PacCheck Model 450ヘッドスペースアナライザーを用いて測定した。

例１Ａ．酸素捕捉剤無しのコーヒー

対照として、容器から取り出し１時間以上周囲の温度と環境条件に置いた、挽いたコーヒー約８．８ｇからなるTyvek通気性フィルムバッグを、捕捉剤無しで別のバリアバッグに密閉し、同じ時間経過に伴う酸素濃度の変化を調べた。

図２４は時間経過に伴う酸素濃度の変化の結果を、２つの異なる捕捉剤投入量について示している。使用された捕捉剤の純重量が増えるにつれて酸素捕捉速度は増加する。フィルム中に捕捉剤０．５２ｇを含む開始時の酸素濃度１．９８％のサンプルでは、８８時間後には０．０４％に減少した。フィルム中に捕捉剤０．１７ｇを含む酸素濃度２．２１％のサンプルでは、１．０８％に減少した。捕捉剤を含まないコーヒーパケットのみのサンプルの酸素濃度は、多少変動しつつ、同じ時間経過後に２．４５％から２．３７％に減少した。この例は、捕捉剤が、コーヒーと背景物質の組合せよりもはるかに高い酸素吸収速度を与えることを実証した。酸素捕捉能は、使用する捕捉剤の量と作成方法によって調節することができる。

例２．コーヒーの蓋にラミネートされた酸素捕捉フィルム

酸素捕捉フィルムは、鉄／塩化ナトリウム／ＰＬＡの重量比５．１／０．９／９４の混合物を押し出すことにより得られた。ＰＬＡとしては、NatureWorks社製のPLA 2002D樹脂を用いた。鉄は例1と同じである。ポリ（乳酸）樹脂（ＰＬＡ）の組成物を、押し出し前に６０℃の乾燥炉で４時間以上予備乾燥させた。この混合物を２軸押出機で押し出し、幅４インチ（１０．２cm）で厚さ４ミル（０．１０mm）のフィルムを作成した。グリーンマウンテン５５ｃｃカップコーヒーから剥がした、蓋のホイルフィルムを用いてラミネート試験を行った。ダウ・ケミカル社の Integral^TM８０１粘着フィルムを、ラミネート試験の接着剤として用いた。上記の押し出された鉄／ＰＬＡフィルムと上記粘着フィルムと上記蓋フィルムとを積み重ねて、鉄／ＰＬＡ―接着剤―蓋のサンドイッチ構造を形成した。この構造を熱融着機で熱プレスして、酸素捕捉蓋構造を作成した。

例３．コーヒーと共にパッケージングされた酸素捕捉小袋

鉄ベースの酸素捕捉組成物と湿度調整剤を収容したパケットを用いて試験を行った。このパケットは、約１インチ（２．５４ｃｍ）×０．５インチ（１．２７ｃｍ）のサイズで、ポリオレフィンフィルムで構成されている。このパケットは、マルチソーブテクノロジーズ社が特許を取得した鉄ベースの捕捉剤と湿度保持物質を収容していた。このパケットは重量比で鉄約４０％、塩化ナトリウム約１０％、シリカゲル約５０％と幾分かの水分から成る。このパケットの水分活性は０．４〜０．８の範囲であった。このパケットをコーヒーと一緒に１５０ｃｃのバリアバッグに入れ、例１で記載したように試験を行った。MOCON社製PacCheck Model 450ヘッドスペースアナライザーを用いて酸素捕捉特性を測定した。図２５は酸素捕捉結果を示す。この結果は、酸素濃度が時間と共に急速に減少したことを実証した。捕捉速度は、例１で示した、コーヒーと背景物質の酸素吸収速度よりもはるかに速かった。

例４．酸素捕捉性アクリルコーティング剤

Zeneca Resins社製のNeocryl A-5117を用いて、アクリルエマルジョンを作成した。このアクリルエマルジョン５０重量％と、塩化ナトリウム２重量％を含む２００メッシュ電解鉄還元鉄５０重量％から成る組成物を、８平方インチ（２０平方センチ）のポリプロピレン基材にコーティングして、熱で乾燥させた。コーティングの重量は１平方インチ（６．４５ｃｍ^２）当たり０．１３５ｇであった。次にこの酸素捕捉コーティングを、空気５００ｃｃまたは酸素１００ｃｃが入っている試験容器に、水分飽和状態にある２平方インチ（１２．９ｃｍ^２）の吸い取り紙と共に入れた。３つのサンプルについて試験を行った。

例５．酸素捕捉性ポリ酢酸ビニルコーティング

水エマルジョン中のポリ酢酸ビニルは、Air Products社製のVinac XX-210を使った。このポリビニルエマルジョン４３重量％と、鉄混合物５７重量％とを組み合わせた。鉄混合物は、塩化ナトリウム２重量％と２００メッシュ電解還元鉄を含む。次にこの組成物を、８平方インチ（５１.６ｃｍ^２）のポリプロピリン基材に、１平方インチ(６．４５ｃｍ^２)当たり０．０２６ｇの重量でコーティングした。次に、その結果得られたコーティングを、空気５００ｃｃまたは酸素１００ｃｃが入っている試験容器に入れた。サンプルと共に湿度の源も試験容器内に入れた。３つのサンプルについて試験を行った。

例６．押し出された二酸化炭素捕捉シート

水酸化カルシウム（Ca(OH)_２）粉としてのVitaCal-Hを、Mississippi Lime Company社から入手した。入手したままの粉を、挽いたシリカゲル（SG）粉と混合した。このシリカゲル粉の平均粒子サイズは約６ミクロンで、Vita-CalH／SGの重量混合比は７５／２５であった。次にこの混合物を、LynodellBasell Industries社から入手した低密度ポリエチレン樹脂としてのPetrothene GA502024と混合し、以下の混合重量比を得た：Ca(OH)₂／SG／LDPE＝３０／１０／６０および４０／１０／５０。

シート材を作るために、これらの混合物を、フラットシートダイを取り付けた単軸押出機で押し出した。ある押出し工程では、Reedy International Co. 社から入手したSAFOAM FPN3-40を添加し、空洞または孔を含むサンプルを作製した。この押出機を１６０〜２２０℃の温度範囲に設定し、ダイを２２０℃に設定した。押し出されたシートは厚さ約３０〜４０ミル（０．７６ｍｍ〜１０．１６ｍｍ）であり、空冷して、ロールに巻きつけた。

押し出したシートから約０．４〜０．７ｇのサンプルを切り出し、二酸化炭素捕捉試験に用いた。サンプルに水で予め水分を含ませ（水和させ）、含水量約１〜５％を得た。その後、サンプルをホイルパウチに密閉した。このホイルパウチには、二酸化炭素約２５〜２０％と窒素を含む気体６００ｃｃが充填された。MOCON社製 Model 333 PacCheckアナライザーを用いて、時間経過に伴う二酸化炭素の濃度を測定した。吸収された二酸化炭素の量（ｃｃ）を捕捉試験データとして表４に示す。表示された「組成」は、Ca(OH)₂/SG/LDPEの重量比を意味する。追加パーセントとして、SAFOAM FPN3-40を添加した。データは、２４時間から７２時間と時間が経過するにつれて、二酸化炭素が効果的に吸収されたことを示した。

例７．射出成形された二酸化炭素捕捉ディスク

例７と同じCa(OH)₂およびシリカゲルを用いた。International Fiber Company社から木質繊維としてSolka-flocを入手した。ポリプロピレンはSunoco CP360H樹脂である。エラストマーとしてKratonG 1657をKraton Polymers社から入手した。これらの材料を混合して、次の重量比を得た。Ca(OH)₂／SG／Solka-floc／PP／Kraton 1657＝４８／６／６／３６／４。

上記材料を２軸混練機で２００〜２５０度の温度で混練し、ヒモ状に押し出して、水中で冷まし、ペレットにした。混練したペレットをシングルショット射出成形機で射出成形し、直径１．３インチ（３．３ｃｍ）のディスクを形成した。前述の手順にしたがい、ディスクの二酸化炭素捕捉性能を試験した。試験データは、試験時間の経過とともに、ディスクが徐々に二酸化炭素を吸収したことを示した。水分付与（水和）前にディスク表面を紙やすりでざらざらに荒らすと、吸収率が上昇した。表５は、試験前にやすりをかけ、１％の水を付与した射出成形ディスクのデータを示している。

例８．コーティングされた二酸化炭素捕捉板紙

上述と同じ吸着剤成分を用いてコーティング組成物を作成した。ポリビニルピロリドン（PVP）としてのLuvitec K30（BASF）とポリエチレングリコール６０００（Aldrich Chemical社製）を用いて、コーティング溶液を作成した。PVPを水に溶かして、１７重量％溶液を作成した。PEGを水に溶かして、４８重量％溶液を作成した。両水溶液は透明で、残留物はなかった。水中の樹脂含有量が約４５％となるように、PEG溶液とPVP溶液を９０／１０の比で合わせて混合液を作った。この溶液をCa(OH)₂およびSGと混合して、次のコーティング組成から成るコーティング溶液を作った。Ca(OH)₂／SG／(PEG/PVP)＝４０／１０／５０。

この溶液を２０ミル（０．５１ｍｍ）の板紙の基材にコーティングし、１１５℃の炉で２時間以上乾燥させて、水分を除去した。コーティングされたサンプルをカットし、濡れたスポンジで水分を与え（水和させ）、これを用いて、前記と同じ試験方法で二酸化炭素捕捉試験を行った。試験データを表６に示す。試験時間の間に、二酸化炭素が急速に吸収されたことが分かる。

ヒドロキシプロピルセルロース樹脂（Hercules Klucel EF)を水に溶かして、均一な別のコーティング溶液を作成した。Ca(OH)₂とSGをこの溶液に混ぜ、重量比約Ca(OH)₂／SG／Klucel＝７０／１０／２０のペースト状組成物を作った。Klucelはこの固形組成物の結合剤の役を果たした。このペースト状組成物を同じ板紙に加圧し、乾燥させて、多孔性のコーティングを形成した。この加圧されたコーティングは脆弱ではあるが、試験の支障にはならなかった。濡れたスポンジで水分を与え（水和させ）、重量の増加を記録した。この高固体負荷（high solid loading）のサンプルの二酸化炭素捕捉性能を試験した。表７に示す試験データは、高い吸収能により、試験時間の間に二酸化炭素が急速に吸収されたことを示した。

例９．二酸化炭素吸収混合剤を充填したカプセル

プラスチックカプセルにマルチソーブテクノロジーズ社の二酸化炭素吸収剤（半乾燥の流動性を有する顆粒）を手で充填し、二酸化炭素の無い環境を作った。このカプセルは通気性があり、半剛性で、熱湯に対してある程度耐性を有している。このデバイス（カプセル）は、さまざまな温度で貯蔵されたコーヒー充填容器から二酸化炭素を徐々に吸収することを可能にする。この二酸化炭素カプセルは、通気性の無いカップの（コーヒーからの二酸化炭素放出による）膨張を抑え、焙煎したてのコーヒーの粉および顆粒の芳香および油分を増加または維持する。このカプセルに封入された組成物の比は、Ca(OH)₂／SG＝６７／３３で、水を含有したシリカゲルを含んでいる。正味の組成は、重量比Ca(OH)₂／SG／H₂O＝６７／２０／１３である。この混合物はカプセルに含有されたさらさらの粉状である。二酸化炭素捕捉データを表８に示す。

例１０．二酸化炭素捕捉剤から成るタブレット

例１０で用いられた組成物を、通常のコールドプレス機またはホットプレス機の金型で圧縮してタブレットにした。その後で、タブレットの表面にポリエチレンの粉をコーティングした。コーティングされたタブレットを加熱室で、ポリエチレンの融点よりも低いけれども、コーティングした粉の粒子を溶解するのに十分な温度で加熱した。コーティングされたタブレットを相対湿度８０％の室温の環境に１６時間置いて調整した。タブレットは表９に示す二酸化炭素捕捉特性を示した。

例１１．焼結構造を有する二酸化炭素捕捉ディスク／要素

例７と同じCa(OH)₂およびシリカゲルを用いた。International Fiber Company社から木質繊維としてSolka-flocを入手した。ポリプロピレンはSunoco CP360H樹脂である。エラストマーとしてKraton G1657をKraton Polymers社から入手した。これらの材料を混合して、次の重量比の材料を作った。Ca(OH)₂／SG／Solka-floc／PP／Kraton 1657＝４８／６／６／３６／４。

上記材料を２軸混練機で２００〜２５０℃の温度で混練し、水中で冷まし、ペレットにした。その後、このペレットを挽いて、比較的小さな粒子サイズの粉にする。すると、活性成分の一部が露出される。この露出が吸収速度を速める。挽かれた活性材料を金型内で熱と圧力をかけて溶解する。その結果、活性表面積が増加した、多孔性の焼結構造ができる。

上記例１〜１１の物質を、本発明において、捕捉剤または吸収剤として用いてよい。水蒸気吸収剤を、シリカゲルおよび分子ふるい材料を用いて、類似の技法で作ることが出来る。

現時点で好ましい実施例に特に言及して、本発明を詳細に述べてきたが、本発明の精神および範囲内で変形および変更が可能であるということが理解されよう。したがって、ここに開示されている実施例は、あらゆる点において描写的なものであり、限定的なものではないと見なされる。本発明の範囲は、添付の請求項によって示され、その意味とその均等の範囲内での変更は、添付の請求項に含まれる。

Claims (35)

1. 貯蔵寿命の長い一回分のパッケージであって、容器を備え、この容器が、
   酸素、水蒸気または二酸化炭素に曝されることで劣化する哺乳類摂取用の物質と、
   二酸化炭素吸収剤と、水蒸気吸収剤と、酸素捕捉剤のうち少なくとも１つから選択される吸収剤とを収容し、
   上記容器が実質的に酸素、二酸化炭素および水蒸気を透過させないことを特徴とするパッケージ。
2. 上記容器が二酸化炭素吸収剤を保持することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
3. 上記二酸化炭素吸収剤が二酸化炭素を吸収する際に水を生成することを特徴とする請求項２に記載のパッケージ。
4. 上記酸素捕捉剤が、上記容器内に存在するとともに鉄である遷移金属を含み、この酸素捕捉剤が水により活性化されることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
5. 上記哺乳類摂取用の物質が、インスタントコーヒー、インスタントティー、ココアおよび粉ミルク製品から成る群から選択された食品を含むことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
6. 上記捕捉剤による酸素吸収速度が、食品の酸素吸収速度の多数倍もの速度であることを特徴とする請求項４に記載のパッケージ。
7. 酸素捕捉剤が上記容器内に存在することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
8. 上記哺乳類が人であることを特徴とする請求項７に記載のパッケージ。
9. 上記酸素捕捉剤が塩化ナトリウムを含有することを特徴とする請求項８に記載のパッケージ。
10. 上記容器がインスタントコーヒー、インスタントティーまたはココアを保持することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
11. 上記容器が酸素不透過性の蓋を備えたことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
12. 上記容器が、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウムを含む二酸化炭素吸収剤を収容することを特徴とする請求項２に記載のパッケージ。
13. 上記容器が酸素捕捉剤を収容し、この酸素捕捉剤が、酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムの粉末とシリカゲルに含有された水を含み、これらが反応して水酸化カルシウムを生成することを特徴とする請求項１２に記載のパッケージ。
14. 上記容器が蓋を有し、酸素捕捉剤が上記容器の上記蓋に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
15. 酸素捕捉剤が上記容器の壁に取り付けられていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
16. 酸素捕捉剤がポリマーのフィルムまた片に含まれていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
17. 上記吸収剤が、ポリマーと共にディスク、タブレットまたはカプセルとして形成されていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
18. 上記容器が、酸素透過性かつ液状水不浸透性の小袋に入った吸収剤を有していることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
19. 上記吸収剤が、上記容器の底部に配置されたワッシャの形状を有することを特徴とする請求項１７に記載のパッケージ。
20. 上記容器が水蒸気吸収剤を保持することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
21. 上記吸収剤が二酸化炭素吸収剤であることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
22. 上記哺乳類摂取用の物質が、インスタントコーヒー、インスタントティー、ココアおよびミルク製品から成る群から選択されることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
23. 上記容器がフィルターを有さないことを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
24. 上記容器が吸収剤のキャリアを有し、このキャリアがパッケージの上から見たとき凹形状を成していることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
25. 上記吸収剤のキャリアが、酸素捕捉性粒子を含むポリマーを備えていることを特徴とする請求項２４に記載のパッケージ。
26. 上記吸収剤がキャリア内にあり、このキャリアが上記パッケージの上から見たとき凸形状を成し、上記容器の底部に載せられていることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
27. 上記二酸化炭素吸収剤が、水酸化カルシウムまたは水酸化マグネシウムを備えていることを特徴とする請求項２に記載のパッケージ。
28. 上記吸収剤が酸素捕捉剤であって、この酸素捕捉剤が、酸化カルシウムまたは酸化マグネシウムの粉末およびシリカゲルに含有された水を含み、これらが反応して水酸化カルシウムを生成することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
29. 上記吸収剤がキャリア内にあり、このキャリアはカップを備え、このカップ内に酸素捕捉剤を有することを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
30. 上記酸素捕捉剤が吸収剤粒子を含み、上記カップは酸素透過性カバーを有することを特徴とする請求項２９に記載のパッケージ。
31. 上記吸収剤が、酸素を透過し液状の水を透過しない小袋に入った酸素捕捉剤であることを特徴とする請求項１に記載のパッケージ。
32. 上記水分吸収剤がシリカゲルまたは分子篩であることを特徴とする請求項２１に記載のパッケージ。
33. 上記キャリアがポリマーと水分吸収剤との混合物を備えたことを特徴とする請求項２６に記載のパッケージ。
34. 上記水分吸収剤が、酸化カルシウム、シリカゲルおよび分子篩の群から選択されることを特徴とする請求項３３に記載のパッケージ。
35. 上記凸型のキャリアが中央の開口部と、孔のある側部を有していることを特徴とする請求項３４に記載のパッケージ。
    

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