JP2014076858A - 一体化されたフィルターを有するオイルレス圧力逃がし弁及びウェット圧力逃がし弁 - Google Patents
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Abstract
【課題】本発明の目的は、弁の詰まりを防止するとともに改良された動作に寄与する一方向圧力逃がし弁を提供することである。
【解決手段】一方向圧力逃がし弁は一体化されたフィルターを有する。一方向圧力逃がし弁を製品パッケージに適用してガスをパッケージから排気することができる。一体化されたフィルターは、パッケージ内の材料が圧力逃がし弁の閉鎖又は動作を妨げないようにする。或る特定の圧力逃がし弁の実施形態は湿潤剤を必要とすることなく最適な弁動作をするように構成することができる一方で、他の圧力逃がし弁の実施形態は湿潤剤を用いて最適に動作する。
【選択図】図5
【解決手段】一方向圧力逃がし弁は一体化されたフィルターを有する。一方向圧力逃がし弁を製品パッケージに適用してガスをパッケージから排気することができる。一体化されたフィルターは、パッケージ内の材料が圧力逃がし弁の閉鎖又は動作を妨げないようにする。或る特定の圧力逃がし弁の実施形態は湿潤剤を必要とすることなく最適な弁動作をするように構成することができる一方で、他の圧力逃がし弁の実施形態は湿潤剤を用いて最適に動作する。
【選択図】図5
Description
本発明は、包括的には、コーヒー等の製品のパッケージに適用される一方向圧力逃がし弁に関し、より詳細には、湿潤剤の有無にかかわらず使用することができる、一体化されたフィルターを有する改良された圧力逃がし弁に関する。
特許文献1(Engel他)は、製品パッケージから加圧ガスを抜くための、そのパッケージに取り付け可能な一方向圧力逃がし弁を開示している。加えて、大気ガスを入れぬよう封止しながらパッケージから不要なガスを抜くことを可能にするPLITEK PLI−VALV PV−28圧力逃がし弁等の一方向圧力逃がし弁が、コーヒー等の製品のパッケージに適用される。そのような弁は、パッケージング用途に応じて材料及び構成が様々であり得る。弁は、例えばプラスチック又は箔から作ることができ、引き裂き耐性のあるポリエステル又は紙のライナー(liner)に設けられる、概して粘着性の薄型設計である。
これらの弁は概して、熱シール接着剤又は感圧接着剤を用いて製品パッケージに取り付けられる。最初に、弁の後面に付着した接着剤によって弁をライナーに装着することができる。弁をライナーから剥離して、上記接着剤を用いて弁をパッケージに取り付ける。
弁は動作時、目標圧力において開放し、次いで、パッケージの内側の圧力が低下した後でより低い目標圧力において閉鎖し、これらの圧力の値はパッケージング用途に応じて決まるものである。弁は、剛性のパッケージ若しくは他の筐体又は可撓性のパッケージ若しくは他の筐体から不要なガスを抜いて大気ガスを入れぬよう封止する。そのような弁の1つの利点は、それらの弁によって、コーヒー等の製品を焙煎して挽いた直後にパッケージングして製品の鮮度を保つことができることである。そのような一方向圧力逃がし弁は、パッケージング及び出荷中にコーヒー等の製品の酸化を低減しながら製品から脱ガスすることを可能にする。そのような弁の使用によって詰め込み前の製品の大規模な脱ガスプロセスを省くことが可能になる。これは、プロセス全体を速めて時間、経費、及びスペースを削減するだけでなく、製品が酸化に晒されることも低減させる。したがって、コーヒー等の製品は、より高いレベルの鮮度及び品質で消費者に提供される。
シリコーン含浸油又はグラファイト含浸油等のシーリング潤滑剤(湿潤剤としても知られる)を弁の膜層間に付加して、関連の弁表面を湿潤させて弁の閉鎖を促進することができる。シーリング潤滑剤を付加して関連の弁表面を湿潤させることは、通常、弁をパッケージに適用する直前に行われる。そのような従来技術の弁のドライストラップ(dry strap)膜は、弁の動作時、用途によって決められた開放圧力に達するとパッケージ内の不要なガスを抜くために開口部から離れるように撓むことが可能になる。圧力が、用途によって決められた閉鎖圧力まで低下すると、ドライストラップはそのドライストラップを湿潤させるシーリング潤滑剤と協働して、開口部に向かって撓みを戻して、弁を閉鎖するとともに大気ガスがパッケージに流入するのを防止する。
湿潤剤を含む一方向圧力逃がし弁は、それら自体の使用目的に関して優れている。しかしながら、湿潤剤を用いて弁を潤滑するステップは、時間及びコストを増大させ、また弁を適用するプロセスにおいて制御される別の要素である。湿潤弁はパッケージの外側に取り付けられることが多いが、製品を含むパッケージの内側に弁を設置することが望ましい例が存在する場合があり、湿潤剤の含有は、湿潤剤が製品と接触する可能性があるため不可とされる場合がある。したがって、潤滑剤の付加を必要としない一方向圧力逃がし弁に対する必要性が存在する。
概して、取り付けられるパッケージ内の粒子等の微粒子状物質によって詰まることを防ぐ一方向圧力逃がし弁を用いることの必要性もまた存在する。一方向圧力逃がし弁の詰まりは、弁の動作を妨げる可能性があり、また弁が完全に閉鎖することを妨げてしまう可能性がある。不完全な弁閉鎖によって、空気がパッケージ内に流入してパッケージ内の製品を損ねる可能性がある。したがって、弁の詰まりを防止するとともに一方向圧力逃がし弁の改良された動作に寄与する一方向圧力逃がし弁に対する必要性が存在する。
本発明の或る特定の実施形態は、圧力逃がし弁の封止部分を湿潤させるシーリング潤滑剤の付加を必要とすることなく、製品パッケージに適用する一方向圧力逃がし弁を提供することに関する。他の一方向圧力逃がし弁の実施形態は、最適な動作をするようにそのようなシーリング及び湿潤潤滑剤を含むことができる。圧力逃がし弁と一体化されたフィルターによって、粒子が圧力逃がし弁に流入することを防止し、改良された弁動作を提供する。
実施形態では、一方向圧力逃がし弁が、ガス不透過性の基膜層であって、頂部と、底部と、頂部から底部まで該基膜層を貫通する開口部とを有する、ガス不透過性の基膜層を含むことができる。可撓性シールが基膜層と協働して圧力逃がし弁を開閉する。可撓性シールは、基膜層の上方かつ基膜層の開口部の周囲にあるガス不透過性の接着剤状材料層を含むことができる。さらに、ガス不透過性シリコーン又は他の材料による離型(release)フィルムコーティングされた膜が、接着剤状材料と接触した離型フィルムによって基膜層の開口部を覆い、離型フィルムと接着剤状材料との間に表面引力が生じて圧力逃がし弁を閉鎖する。パッケージの内側の圧力が目標圧力を超えると、接着剤状材料層及び離型フィルムコーティングされた膜が分離して、ガスが、接着剤状材料層と離型フィルムコーティングされた膜との間を流れてガス流路を通じて圧力逃がし弁から流出することが可能になる。
基膜層を貫通する開口部を覆う離型フィルムコーティングされた膜は、一方向の寸法において接着剤状材料層の縁部まで伸張しなくてもよく、また、一方向の寸法において基膜層の縁部まで伸張しなくてもよい。
基膜の底部側に位置する、或る厚さを有するガス不透過性の接着剤層を、基膜をパッケージに取り付けるために設けることができる。接着剤層は、基膜層を貫通する開口部と概ね整合する接着剤層を貫通する開口部を有することが好ましい。
可撓性シールは、ガス不透過性のカバー層と、カバー層とシリコーン又は他の材料によるコーティングされた膜との間のガス不透過性の接着剤層とを、シリコーン又は他の離型フィルムの側とは反対側に更に含むことができる。
一方向圧力逃がし弁は、接着剤状材料層と基膜との間にある、頂部及び底部を有するガス不透過性の中間層であって、該中間層を頂部から底部まで貫通するとともに基膜の開口部及び接着剤状材料層の開口部と概ね整合する開口部を有する、中間層を有することもできる。一方向圧力逃がし弁は、中間層の開口部と基膜の開口部との間のフィルター材料層と、中間層とフィルター材料層との間のガス不透過性の接着剤層と、中間層とフィルター材料層との間の接着剤層を貫通する開口部と、を更に有することができる。接着剤層を貫通する開口部は、接着剤状材料層の開口部、中間層の開口部、及び基膜の開口部と概ね整合することができる。
基膜の開口部は、中間層の開口部、及び中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の開口部よりも大きいものとすることができる。フィルター材料層はその周縁を、中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の一部によって固定することができ、フィルター材料層は、基膜の開口部内に嵌め込むことができる。
中間層の開口部及び基膜の開口部内への製品(product)の通過を防止する或るサイズの複数の開口部を、フィルター材料層において有することができる。
開口部が貫通しているガス不透過性の接着剤層を、フィルター材料層と基膜との間に含めることができる。この接着剤の層の開口部は、接着剤状材料層の開口部、中間層の開口部、中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の開口部、及び基膜の開口部と概ね整合することができる。
フィルター材料層は、弁の封止部分及び作動部分に向かって中間層の開口部内への製品の通過を防止する或るサイズの複数の開口部を、接着剤状材料層、中間層、及び中間層とフィルター材料層との間の接着剤層を貫通する、概ね整合された複数の開口部のエリアに有することができる。
フィルター材料層は、ガスの流出を可能にしながら液体の通過を防止することができ、発泡ポリテトラフルオロエチレン材料、通気性防水布(liquid proof breathable fabric)、疎水性材料、又は撥油性材料とすることができる。
別の実施形態では、本発明は、製品パッケージに適用する更なる圧力逃がし弁に関する。そのような実施形態は、ガス不透過性の基膜層であって、頂部と、底部と、該基膜層を頂部から底部まで貫通する開口部とを有する、基膜層を有する。ガス不透過層が、基膜層の上方で基膜層を貫通する開口部の周囲に設けられる。基膜層の上方の層と基膜との間に頂部及び底部とを有するガス不透過性の中間層が設けられていて、該中間層は、該中間層を頂部から底部まで貫通するとともに基膜の開口部及び基膜層の上の層の開口部と概ね整合する開口部を有する。フィルター材料層が、中間層と基膜との間で、中間層の開口部及び基膜の開口部と整合されて設けられる。フィルター材料層は、ガス不透過性接着剤によって中間層と基膜との間に固定される。
基膜の開口部は、中間層の開口部、及び中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の開口部よりも大きいものとすることができる。フィルター材料層はその周縁を、中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の一部によって固定することができ、フィルター材料層は、基膜の開口部内に嵌め込むことができる。
中間層の開口部、並びに弁の封止部分及び作動部分内への製品(product)の通過を防止する或るサイズの複数の開口部を、フィルター材料層において有することができる。
ガス不透過性の接着剤層を、フィルター材料層と基膜との間に含めることができ、フィルター材料層と基膜との間の接着剤層を貫通していて、基膜の上の層の開口部、中間層の開口部、中間層とフィルター材料層との間の接着剤層の開口部、及び基膜の開口部と概ね整合する、開口部を該接着剤層が有する。
フィルター材料層は、中間層の開口部内、並びに弁の封止部分及び作動部分内への製品(product)の通過を防止する或るサイズの複数の開口部を含むことができる。
フィルター材料層は、ガスの流出を可能にしながら液体の通過を防止することができる。
他の実施形態では、粒子フィルターを有する一方向圧力逃がし弁が提供される。この圧力逃がし弁は、密閉したパッケージの外面上の通気口を覆って取り付けるものである。好ましくは、この圧力逃がし弁は、フィルター層と、フィルター層に選択的に接合される可撓性シールとを備える。好ましいフィルター層は、周縁と、間に本体を規定する第1の面及び第2の面とを有する。フィルター層は、本体を通る粒子状物質の通過を遮断しながら、本体を通るガスの通過をもたらすフィルターエレメントを有することが好ましい。好ましい可撓性シールは、可撓性シールの非接合領域とフィルターエレメントからフィルター層の周縁までのフィルター層の部分とに沿った、可撓性シールとフィルター層の前記第1の面との間のガス流路を形成する。可撓性シールは、非接合領域が、フィルター層の本体を通るガスフローを遮断するようにフィルターエレメントを封止する第1の位置と、非接合領域が、ガス流路を通る一方向のガス流出を可能にするようにフィルターエレメントを通じて加えられるガス圧力によって少なくとも部分的にフィルターエレメントから離間している更なる位置とを有する。この実施形態では、圧力逃がし弁は、密閉したパッケージの内側のガス圧力が減少した際に、粒子状物質がフィルターエレメントの封止を妨げるのを阻止しつつ、パッケージの内部からフィルターエレメント及びガス流路を通る一方向の加圧ガス流出を可能にする。
好ましいフィルターエレメントは開口及び障壁部分を規定し、該開口部分は、フィルター層の本体を通るガスの通過をもたらし、該障壁部分は粒子状物質の遮断をもたらす。フィルターエレメントによって規定される該開口部分は、円形、スリット、山形、矩形、及びそれらの組合せからなる群から選択される形状を含む、任意の適したタイプの1つ又は複数の形状を有することができる。フィルターエレメントによって規定される該開口部分は、1つ又は複数の群として配置することができる。好ましくは、フィルターエレメントは、約30メッシュ〜200メッシュの間のメッシュサイズを有する。
実施形態を、湿潤流体を用いない動作のために構成することができる。そのような実施形態では、表面引力を有する第1のガス不透過層を、開口部分を通るガスフローを可能にするフィルター層の上に設けることができる。可撓性カバーがフィルター層を覆うことが好ましい。可撓性カバーによって支持される第2のガス不透過層が、第1の位置において開口部分を覆う。好ましくは、第2のガス不透過層は、第1のガス不透過層とともにシールを形成して第1のガス不透過層と第2のガス不透過層との間でのガスの通過を遮断するように、第1のガス不透過層に引き付けられる表面親和性を有する。これらの実施形態では、更なる位置への可撓性シールの移動は、第1のガス不透過層及び第2のガス不透過層を分離して、ガスが第1のガス不透過層と第2のガス不透過層との間のガス流路に沿って流れることを可能にする。
他の実施形態を、弁表面上の湿潤流体との最適な動作をするように構成することができる。そのような実施形態では、フィルター層とともに用いられる可撓性シールは、フィルターエレメントに接合されずかつ開口部分を覆う閉鎖具を備えることが好ましい。カバー層が、第1の位置にあるときに閉鎖具をフィルターエレメントに当接させて保持する第2の面を有する。好ましいカバー層は、側方向に離間しているとともにフィルター層の第1の面に面する、第1の肩部領域及び第2の肩部領域すなわち、第1の外側領域及び第2の外側領域を有する。第1の肩部領域及び第2の肩部領域は、閉鎖具及びガス流路が該第1の肩部領域と該第2の肩部領域との間にある状態でフィルター層に接合される。ガス圧力による更なる位置へのカバー層の移動は、閉鎖具を開口部分から分離して、ガスがガス流路に沿って圧力逃し弁から流出することを可能にする。
他の特徴及び他の実施形態は、図面において、また以下に続く詳細な説明において記載される。
一体化された粒子フィルターを有する例示的な圧力逃がし弁は、同様の符号が異なる図面を通して同様の部材を示す添付の図面とともに考慮される以下の記載を参照することによって理解することができる。便宜上及び簡潔さのため、複数の実施形態間で同様の参照符号は同様の部材に用いられる。図面は必ずしも一定の縮尺ではなく、代わりに、本発明の原理を例示することが強調される。
図1〜図14に示されているように、本発明は、製品パッケージ11(図9)へ適用するように改良された一方向圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410に関し、この場合、パッケージ11からガスを抜く必要があり、大気ガスが圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410を通じてパッケージ11内に戻るように流入することを防止する必要がある。便宜上及び簡潔さのために、例示的な圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410は、図9に示されているタイプの例示的なパッケージ11とともに使用するように記載されており、そのような圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410を本明細書に記載されているパッケージのような任意の適したパッケージとともに用いることができることが理解される。
図1〜図5に示されているいくつかの例示的な圧力逃がし弁10、110、210、及び310は、弁を湿潤させて封止する潤滑剤を必要としない。図9〜図14に示されている例示的な圧力逃がし弁410は、或る特定の弁表面が潤滑剤又は他の湿潤剤によって湿潤しているときに最適に機能するように設計される。
いくつかの例示的な圧力逃がし弁110、210、310、及び410は一体化されたフィルターを含む。本明細書において用いられる場合、「一体化されたフィルター」は、圧力逃がし弁110、210、310、及び410の構成部であるフィルターを意味する、すなわち指す。
例示的な圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410は、密閉した容器すなわちパッケージ11から周囲環境への一方向の加圧ガス流出を提供する。「密閉した」パッケージ11は、材料13(図11及び図12)を収容するか又は収容することができるとともに密閉したあらゆるものを意味し、そのようなものを指すものである。製造プロセスすなわちパッケージングプロセスにより、又はパッケージ11がパッケージ11からの材料13の取出し後に密閉し直す場合に、パッケージ11を密閉することができる。例えば、コーヒー豆又は粉コーヒーを収容するパッケージ11は、パッケージ11内からコーヒー豆又はコーヒー粉の一部の取出し後に密閉し直すことができる。
パッケージ11から排気されるガスは、図9、図11、及び図12に示されているパッケージ11の内部部分15内に収容されている。ガスは、パッケージ11のパッケージング及び密閉後に、例えば、密閉したパッケージ11内のコーヒー、有機材料又は、他の種類の材料13によるガス排出によってパッケージ11の内部に発生する場合がある。更なる例として、閉じ込められているガスは、パッケージングプロセス後にパッケージ内に残ったガスとすることができる。例えば、グラウト又は肥料(図示されない)のサックタイプ(sack-type)又はバッグタイプのパッケージは、パッケージング後のヘッドスペース内にガスを収容する場合があり、そのようなガスは、パッケージの容量サイズを拡大させて、パッケージをあまりコンパクトにすることができず、パッケージの保管により多くのスペースを要する場合がある。圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410は、パッケージの容量サイズを低減するようにガスを排気するのに用いることができる。
本明細書において記載されているタイプの一体化された粒子フィルターは、圧力逃がし弁110、210、310、及び410が、加圧ガスがパッケージ11から排気された後で、小さな粒子状材料13が圧力逃がし弁110、210、310、及び410の閉鎖を妨げることを防止することによって適切に動作することを確実にする。圧力逃がし弁110、210、310、及び410の不完全な閉鎖は、望ましくない大気がパッケージ11に流入することを可能にする場合があり、パッケージ11内に収容されている材料13を損なう、すなわち傷める可能性がある。
圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410は、任意のタイプのパッケージとともに用いることができ、この場合、そのようなパッケージからガスを排気することが望ましく、図9に示されているパッケージ11は、圧力逃がし弁10、110、210、310、及び410とともに用いることができるパッケージの一例でしかない。パッケージ11の典型的な例は、可撓性の缶、パック、バッグ、及びパウチ並びに剛性の缶、パック、バッグ、及びパウチを含み、これらの全ては当業者に既知である。
圧力逃がし弁110、210、310、及び410は、パッケージ11を貫通する通気口19を覆ってパッケージ11の外面17に取着させるのが好ましく、通気口19はパッケージ11から周囲環境へガスの通過を可能にする。圧力逃がし弁110、210、310、及び410は、例えば、パッケージ11の頂部、底部、前部、後部、側部、蓋、カバー、及びキャップを含む、通気口19を有するパッケージ11の任意の適した外面17に取着させることができる。湿潤剤又は潤滑剤を含まない圧力逃がし弁110、210、及び310は、パッケージ11の内面に使用することができる。
ここで図1を参照すると、図9のパッケージ11等のパッケージに対して剥離及び取り付ける、本発明を具現化する例示的な一連の4つの圧力逃がし弁10が、一片のライナー12に装着されて図1に示されている。米国特許第7,472,524号(Hoffman他)に記載されているような、弁をパッケージに取り付けるプロセス中、圧力逃がし弁10が剥離されるまで、ライナー12が弁10を担持する。しかしながら、図1に示されている弁10は、弁10の開口部内へ吹き付けられた、又は好ましくは噴霧された潤滑剤の散逸をもたらすのに、弁10の層を分離する真空の印加等による潤滑剤の射出のステップを必要としない。弁10は、パッケージング用途に基づいて適宜サイズ決めすることができる。図1に示されているように、弁10は、ライナー12に沿って規則的な間隔で、例えば、中心間が1インチ(25.4mm)間隔で離間しているのが好都合であるが、一定の離間間隔(repeat spacing)もパッケージング用途に応じて決まる。
コーヒー等の製品のパッケージングにおける使用の場合、0.4psig以下での開放圧力及び0.008psig以上での閉鎖圧力は、弁にとって望ましいものとすることができる。換言すれば、弁10は、パッケージ11の内の圧力がパッケージ11の外部の圧力を超えて0.4psigぐらいまでの場合に開放するように、また、弁10は、パッケージ11の内の圧力がパッケージ11の外部の圧力を超えて0.008psigぐらいまでの場合に閉鎖するように設計することができる。
図2の分解斜視図に示されているように、圧力逃がし弁10は、厚さがほぼ0.25ミル(mil)〜50ミルのポリエチレンテレフタレート(PET)、又は他の適したプラスチックのガス不透過性の最下層すなわち基膜16を有する。弁10の全体的な材料の選択及び構造は、パッケージングされる製品に応じて決まるだけでなく、パッケージ自体の性質、詳細にはその可撓性又は剛性に応じても決まる。基膜16の材料、及び詳細には厚さは、パッケージの屈曲力を克服するように当業者によって決定される。図2に最もよく見てとれる孔すなわち開口部18が、基膜16の外周内の概ね中心に配置され、基膜16を貫通している。
基膜16をライナー12に装着してその後ライナーから剥離してパッケージに取り付けるように、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルの接着剤20が塗布される。同様にガス不透過性である接着剤の層20にも、好都合には基膜16の開口部18と整合された孔すなわち開口部22が設けられている。接着剤層20に適した接着剤は、感圧接着剤及び熱活性化接着剤を含むことができる。ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、及びアクリル接着剤を接着剤層20に用いることができる。
ライナー12を貫通する対応する孔すなわち開口部は、本発明の弁10(及び圧力逃がし弁110、210、310、及び410)にとって必要ではないが、弁10の製造プロセスから形成することができる。
可撓性シール318が、基膜16と協働して弁110を閉鎖し、また、開放する。可撓性シール318は、層26と、層32を有する膜36と、接着剤層40と、カバー44とを含む。可撓性シール318は、層26を除いて、ガスの差圧の増大に応じて撓んでガスが弁10から流出することを可能にし、差圧が減少するとその可撓性シールはその元の位置まで撓みを戻して弁10を閉鎖する。
次いで、図2を参照すると、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルのノータック性(非粘着性)接着剤、超低タック性(超低粘着性)接着剤、クリングフィルム(ラップ)、自己湿潤性接着剤、再生剥離性接着剤、又は粘着性基材と一般に称される接着剤状材料のガス不透過層26が、基膜16の上で開口部18の周りに位置決めされる。図2に示されているように、接着剤状材料層26を貫通する孔すなわち開口部28も、開口部18及び22と概ね整合させるのが好都合である。ガス不透過性シリコーン又は他の材料の乾燥性離型フィルム層32は、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルのPET又は他のプラスチックのガス不透過膜36をコーティングする。離型フィルム層32として実現することができるシリコーン材料の例は、ポリジメチルシロキサンである。離型フィルム層32を含む膜36は開口部28、22、及び18を覆い、この場合、離型フィルム層32が接着剤状材料層26と接触してフィルム層32と接着剤状材料層26との間に表面引力が生じる。ほんの一例として、離型フィルム層32及び接着剤状材料層26の親和性は、ASTM F−88による引張り試験機によって測定される場合に0.25グラム/インチ〜10グラム/インチの範囲の結合強度として数量的に記載することができる。図2に最もよく示されているように、層26、32、及び36のそれぞれが、弁10の長さ(L)で伸張しており、また、弁10の幅(W)よりも幅狭である。
厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルであるガス不透過性の感圧接着剤層40が、膜36の頂部及び基膜16の頂面の側縁を覆っている。厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルの、ガス不透過性PET又は他のプラスチックの最も上にある膜すなわちカバー膜44が、感圧接着剤層40を覆う。接着剤層40は好都合には、圧力逃がし弁10とライナー12との間の接着力が圧力逃がし弁10の部分又は層間の接着力よりも弱くなるように、接着剤20よりも高い接着強度を有し、そのため、圧力逃がし弁10は、弁10を分離させることなくライナー12から剥離することができる。接着剤層40に適した接着剤は、感圧接着剤及び熱活性化接着剤を含むことができる。ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、及びアクリル接着剤を接着剤層40に用いることができる。
図2に示されているように、構成要素26、32、36、40、及び44の全ては、一方向に概ね同一の広がりを有するが、横断方向には概ね同一の広がりを有していない。より詳細には、接着剤状材料層26、離型フィルム層32、及び膜36は、基膜16、感圧接着剤層40、及びカバー膜44のように横断方向(幅方向)に幅広ではなく、基膜16、感圧接着剤層40、及びカバー膜44の縁まで延びていない。この結果、図2において明らかに見てとれるように、接着剤層40及びカバー膜44それぞれの縁に沿った下がり(lowered)肩部46及び48が形成される。肩部48は、弁10の適切な機能を害することとなるパッケージ11内への空気の横漏れを防止する。パッケージ内に空気を流入してしまう接着剤状材料層26の下から離れるような撓み(そりたわみ)を防止すべく、パッケージ11に適合させるのに適した厚さ及び可撓性を有する材料が、基膜16及び接着剤層20に用いられる。
接着剤状材料層26及び離型フィルム層32は、同じサイズとすることができる、すなわち、図2に示されている外形寸法と同じ外形寸法を有する。しかしながら、更なる実施形態では、離型フィルム層32のサイズを小さくすることができ、その結果、剥離層32を接着剤状材料層26よりも幅狭にすることによって、弁10のより低いターゲット開放圧力及びより迅速な閉鎖をもたらすことができる。そのようなサイズ決めは、接触している接着剤状材料層26及び離型フィルム層32の表面積を低減し、それによって、接着剤状材料層26及び離型フィルム層32を分離するのに必要なエネルギーが減少し、それによって弁10がより低い圧力で開放することとなる。
開口部18、22及び28は、この実施形態では円形として示されている。しかしながら、開口部18、22、及び28は、楕円形構成等の異なる構成を有することができる。開口部18、22及び28、特に基膜16の開口部18の幾何学形状は、開放圧力に対して直接的な相関関係を有する。開口部18、22及び28の外周を大きくすればするほど、開放圧力を低くすることができる。
基膜16及び可撓性シール318は動作時、以下のように動作する。離型フィルム32でコーティングされた膜36は、パッケージ11等のパッケージの内側のターゲット開放圧力の構築により接着剤状材料層26から分離され、大気内への不要なガスの通気が可能になる。この圧力の構築は、パッケージ11の内側の圧力とそのようなパッケージ11の外側の大気との間の差圧を表す。可撓性シール318の膜36、感圧接着剤層40、及びカバー膜44は全て、ターゲット開放圧力による力によってともに上方に撓み、ガスがパッケージ11から流出することを可能にする。上方向の撓み動作は、肩部46及び48に対して概ね平行であり、肩部46及び48を横断しない。ガスは、弁10から、基膜層16の開口部18と、接着剤40によってカバー膜44に接着される離型コーティングされた膜36と、基膜層16と、接着剤40によって基膜16に接着される膜44の肩部48とによって範囲が定められたガス流路21に沿って流出する。そのような差圧が減少すると、カバー膜44が離型コーティングされた膜36に印加する力によって、膜36が接着剤状材料層上に着座し、圧力逃がし弁10が閉鎖する。
ガスが抜かれて、パッケージ11の内側の圧力がターゲット閉鎖圧力まで降下すると、超低タック性接着剤状材料層26に対する離型フィルム層32の引力によって、弁10が再び封止されて一方向機能性がもたらされ、また、弁10を通じたパッケージ11内への酸素及び他の大気ガスの流入が防止される。
次に、図3を参照すると、本発明のフィルター付き圧力逃がし弁110の実施形態が示されている。すなわち、圧力逃がし弁110は、一体化されたフィルター140を有する。製品パッケージ11に対して剥離し、また取り付ける、フィルター付き圧力逃がし弁110も、弁10に関して図1に示されているようなライナー12に装着することができる。弁10の部材と同じである弁110の部材は、同じ参照符号によって示されている。
したがって、図3の分解斜視図に示されているように、圧力逃がし弁110は、最下層すなわち基膜16を有し、最下層すなわち基膜16には、基膜16をライナー12に装着してその後ライナー12から剥離して、パッケージ11等のパッケージに取り付けるように、接着剤20が塗布される。図3に示されているような孔すなわち開口部118は、円形であり、基膜16の外周内の概ね中心に配置される。開口部118は基膜16を貫通する。接着剤層20には、好都合には基膜16の開口部118と位置合わせされる円形の孔すなわち開口部122も設けられている。開口部118及び122の双方は、その直径が弁10の開口部18及び22よりも大きい。
弁110は、同様に厚さがほぼ0.25ミル〜50ミルのPET又は他の適したプラスチックからなることができる基膜16と同様の、ガス不透過性の中間層すなわち中間膜126を有する。図3に示されているような孔すなわち開口部128が、中間膜126の外周内の概ね中心に配置され、中間膜126を貫通する。
中間膜126を基膜16に取着させるために、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルの接着剤層132が塗布される。接着剤層132にも孔すなわち開口部134が設けられている。図3において円形開口部として示されている開口部128及び134の双方は、互いに対して概ね位置合わせされるのが好都合であり、基膜16の開口部118及び接着剤層20の開口部122と概ね同心円状であるのが好都合である。開口部128及び134の直径は、開口部118及び122の直径よりも小さい。
概ね円形のフィルター膜140が基膜16と接着剤層132との間に装着される。フィルター140は、開口部128及び134の直径よりも大きいが、開口部118及び122の直径よりも小さい直径を有する。したがって、フィルター140はその周縁が、中間膜126の下にある接着剤層132の裏側によって固定され、基膜16の開口部118に嵌まり込む。
フィルター膜140は、ガスフロー及び粒子の制限に関して、パッケージング用途に適したフィルター材料から作ることができる。例えば、幾つかのコーヒー製品の場合、10gsmのフィルター材料を使用することができる。フィルター材料は、合成繊維、より詳細には、ナイロン織布(woven nylon material)とすることができる。適した材料の一例は、Cerex Advanced Fabrics LP社(フロリダ州カントンメント所在)によって作られているセレックス(Cerex)ナイロン織布であり、これは特に耐久性があり丈夫な材料である。この材料は、化学的作用(chemical attack)に対する高い耐性を有し、虫及び細菌による作用に対する耐性があり、防カビ性がある。フィルター膜140のそのようなフィルター材料は、細挽きコーヒー等の微粒子物質の流入が圧力逃がし弁110に更に生じるとともに圧力逃がし弁110の適切な機能を妨げることを防止する。
可撓性シール318は、中間膜126と協働して弁110を閉鎖し、また、開放する。可撓性シール318は、層26と、層32を有する膜36と、接着剤層40と、カバー44とを含む。弁10と同様に、可撓性シール318は、層26を除いて、ガスの差圧の増大に応じて撓んでガスが弁10から流出することを可能にし、差圧が減少するとその可撓性シールはその元の位置まで撓みを戻して弁10を閉鎖する。
次に、図3を参照すると、接着剤状材料層26が中間膜126の上にかつ開口部128の周りに位置決めされている。図3に示されているように、接着剤状材料層26を貫通する孔すなわち開口部28も、開口部128及び134と概ね同じ直径の円形であり、開口部128及び134と概ね位置合わせされるのが好都合である。膜36上をコーティングする離型フィルム層32が接着剤状材料層26の層の上にある。膜36は、PET、又は他のプラスチックからなるものとすることができ、圧力逃がし弁10に関して記載したようにほぼ0.25ミル〜15ミルの厚さを有することができる。離型コーティングされた膜36は、離型フィルム層32が接着剤状材料26との間の表面引力に起因して接着剤状材料層26と接触した状態で、開口部28、128、134、118、及び122を覆う。特にパッケージ内への空気の横漏れは一切存在すべきではない。接着剤状材料層26の下にある層はいずれも上方に撓んで空気がパッケージ11に入り込むことを可能にすべきではない。これは、パッケージング用途に適合させるように、複数の層のそれぞれの適切な材料及び厚さの選択によって達成される。
弁10と同様に、また図3に示されているように、層26、32、及び36のそれぞれは、概ね弁110の長さ(L)で伸張するが、弁110の幅(W)よりも幅狭とされており、離型コーティングされた膜36及び接着剤状材料層26は、図3に示されているように中間層126よりも幅狭であることが好ましい。肩部46を有する感圧接着剤層40が、膜36の頂部及び中間膜126の頂面の側縁を覆っており、感圧接着剤層40は、PET又は他のプラスチックのカバー膜44を、感圧接着剤層40を覆った状態で肩部48により固定する。カバー膜44は、圧力逃がし弁10に関して記載したようにほぼ0.25ミル〜15ミルの厚さを有することができる。
開口部28、118、122、128及び134は、この実施形態では円形として記載され示されている。しかしながら、開口部28、118、122、128及び134は、楕円形構成等の異なる構成を有することができる。
弁110は、弁10と同じように動作するが、粉コーヒー等の製品の小さな粒子が基膜16を越えて弁110内へ通過することを遮断するという更なる機能を有する。弁10と同様に、パッケージ11内の差圧の増大によって、可撓性シール318をして中間膜126上の接着剤状層26から膜36を分離するように移動させる。接着剤状層26からの膜36の分離によって弁110が開放し、ガスが指示矢印の方向にガス流路21を通って弁110から流出することが可能になる。
フィルター膜140による粒子の遮断は、そのような粒子が膜36と中間膜126上の接着剤状層26との間で堆積していくことを防止する。粒子の堆積は、接着剤状層26上の膜36の完全な面対面(surface-to-surface)着座を妨げ、膜36と接着剤状層26との間に通路を残す可能性がある場合があり、それにより空気が圧力逃がし弁110を通じてパッケージ11に流入する可能性がある。
次に、図4を参照すると、本発明の更なる実施形態が示されている。弁10に関して図1に示したように製品パッケージ11に対して剥離及び取り付ける、この実施形態の圧力逃がし弁210も、ライナー12に装着することができる。弁10の部分と同じである弁210の部材は、同じ参照符号によって示される。
したがって、図4の分解斜視図に示されているように、圧力逃がし弁210は、基膜16の外周内の概ね中心に配置されるとともに基膜16の厚さを貫通する孔すなわち開口部18を有する、最下層すなわち基膜16を有する。基膜16をライナー12に装着してその後ライナーから剥離してパッケージに取り付けるために、接着剤20が塗布される。接着剤層20にも、基膜16の開口部18と好都合には位置合わせされる孔すなわち開口部22が設けられている。
弁210は、基膜16と同様のガス不透過性の中間層すなわち中間膜226を有し、ガス不透過性の中間膜226は、例として、同様に厚さがほぼ0.25ミル〜50ミルのPET又は他の適したプラスチックからなるものとすることができる。図に示されているような孔すなわち開口部228が、中間膜226の外周内の概ね中心に配置されるとともに、中間膜226を貫通する。厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルの、2つの離間したガス不透過性の接着剤層232が中間膜226と基膜16との間にある。各接着剤層232には孔すなわち開口部234が設けられている。図4に示されているように、開口部18、22、28、228、及び234は、円形であり、互いに対して概ね位置合わせされるのが好都合である。
基膜16、中間膜226、及び接着剤層232と同一の広がりを有することができるフィルター膜240が、基膜16と中間膜226との間、より詳細には2つの接着剤層232間に装着されている。1つの変形形態では、フィルター膜240は、ガスフロー及び粒子の制限に関して、パッケージング用途に適した数及びサイズの開口部234、228、28、18、及び22のエリアに複数のレーザードリル加工又はパンチングされた孔242が設けられた、ポリエチレン、ポリエステル、又はポリプロピレン等の材料から作ることができる。
別の変形形態では、孔242を有しないフィルター膜240は、不要なガスがパッケージから流出することを可能にしながら液体に対しては不浸透性とすることができる。そのようなフィルター材料は、発泡ポリテトラフルオロエチレン(ePTFE)、通気性防水布、又は、パッケージ11内外への望ましくない液体の通過を防止し、したがって圧力逃がし弁210の適切な機能を妨げるのを防止する他の何らかの疎水性材料又は撥油性材料とすることができる。
可撓性シール318は、中間膜226と協働して弁210を閉鎖し、また、開放する。弁210の可撓性シール318は、層26と、層32を有する膜36と、接着剤層40と、カバー44とを含む。弁10、110と同様に、可撓性シール318は、層26を除いて、ガスの差圧の増大に応じて撓んでガスが弁210から流出することを可能にし、差圧が減少するとその可撓性シールはその元の位置まで撓みを戻して弁210を閉鎖する。
接着剤状材料層26が、中間膜226上の開口部228の周りに位置決めされており、圧力逃がし弁10及び110に関して記載したように、孔すなわち開口部28が接着剤状材料層26を貫通した状態である。圧力逃がし弁10及び110に関して記載したように、離型フィルム層32を有する膜36が接着剤状材料層26の層の上にある。膜36は、PET又は他のプラスチック材料から作ることができる。離型フィルム層32として実現することができるシリコーン材料の例は、ポリジメチルシロキサンである。離型コーティングされた膜36は、離型フィルム層32と接着剤状材料層26との間の表面引力によって開口部28、228、234、18、及び22を覆う。弁10における場合のように、また図4に示されているように、層26、32、及び36のそれぞれは、弁110の長さ(L)に概ね沿って延在するが、弁210の幅(W)よりも幅狭であり、離型コーティングされた膜36及び接着剤状材料層26は、中間層226よりも幅狭であることが好ましい。
感圧接着剤層40が、離型コーティングされた膜36の頂部及び中間膜226の上面の側縁を覆っており、感圧接着剤層40は、PET又は他のプラスチックのカバー膜44を、感圧接着剤層40を覆った状態で肩部48により固定する。開口部18、22、28、228、及び234は、この実施形態では円形として記載され示されている。しかしながら、開口部18、22、28、228、及び234は、楕円形構成等の異なる構成を有することができる。
圧力逃がし弁210は動作において圧力逃がし弁10と同様であるが、フィルター膜240の材料に応じて粒子又は液体の通過を遮断するという更なる機能を有する。弁10及び弁110と同様に、パッケージ11内の差圧の増大によって、可撓性シール318をして、膜36を中間膜226上の接着剤状層26から分離するように移動させる。接着剤状層26からの膜36の分離によって弁210が開放し、ガスが指示矢印の方向にガス流路21を通って弁210から流出することが可能になる。圧力逃がし弁210はまた、動作において、詳細にはフィルター膜240による粒子の遮断に関して圧力逃がし弁110と同様である。
ここで、一体化されたフィルターを有する一方向圧力逃がし弁310、410の更なる実施形態を示す図5〜図14を参照する。図5に示されている圧力逃がし弁310は、圧力逃がし弁310の完全な閉鎖を促進するのにシリコーン含浸油又はグラファイト含浸油等の湿潤剤の使用を必要としないオイルレス弁である。図9〜図14に示されている圧力逃がし弁410は、圧力逃がし弁410の完全な閉鎖を促進するように、関連の弁表面を湿潤させる湿潤剤を用いることが好ましい。
以下でより詳細に論考するように、圧力逃がし弁310、410は、一体化されたフィルターが、(1)圧力逃がし弁310、410の支持基膜及びパッケージ取付け箇所を提供し、かつ(2)圧力逃がし弁310、410を通る一方向ガスフローを調節する弁構造体の一部を提供するように実現される。そのような構造の重要な利点は、圧力逃がし弁310、410がよりコンパクトになり、新規の構成を有しない弁よりも薄型に設けることができることである。これは、圧力逃がし弁310、410が目立たないものでありかつパッケージ11の設計要素を損なわない、すなわち妨げないことを求めるパッケージング用途において非常に重要である。さらに、圧力逃がし弁310、410の実施形態は、本明細書において記載されている原理をオイルレス弁及びウェット弁の双方に適用して、消費者の需要をより良く満たすように製品選択肢の範囲を製造業者に提供することができることを示す。
圧力逃がし弁310、410は、圧力逃がし弁10、110、及び210と同じ構成要素の多くを共有する。便宜上及び簡潔さのために、複数の図を通して、また異なる実施形態の本文記述において、同様の参照符号を用いて同様の構成要素を示す。
再び図5を参照すると、図5に示されているオイルレス圧力逃がし弁310は、可撓性シール318と組み合わせられる基膜フィルター層316を備える、一体化された粒子フィルター構成要素を含む。基膜フィルター層316及び可撓性シール318は合わせて、圧力逃がし弁310を通る一方向ガスフローを調節する。フィルター層316は、この実施形態では、圧力逃がし弁310が構成されるとともにパッケージ11に直接取り付けられるプラットフォームを提供するため、或る種の基膜層である。
図5を更に参照すると、フィルター層316は、周縁320と、第1の面322と、第2の面324とを含む。圧力逃がし弁310を含む部分に対して、第1の面322を内面と見なすことができ、第2の面324を外面と見なすことができる。第1の面322及び第2の面324は、面322、324間に本体326を規定する。この例では、フィルター層316は、概ね平坦すなわち平面であり、ストリップ状材料から作ることができる。フィルター層316の製造における使用に適した典型的な材料は、ポリエチレン、ポリプロピレン、PET、又は他の適したプラスチック材料を含むことができる。フィルター層316は、用途に応じて約0.25ミル〜50ミルの範囲の厚さを有することが好ましい。
環境に優しい材料が求められる、或る特定の「グリーン(green)」用途では、生分解性材料、すなわち、埋立地にて分解される材料から構成される圧力逃がし弁310が望ましい場合がある。生分解性が望ましい場合、圧力逃がし弁310のフィルター層316及び他の構成要素(例えば、カバー膜44及び膜36)は、ポリ乳酸、酢酸セルロース、又は他の堆肥化可能な(compostable)材料から作ることができる。
図5、図6、及び図6Aを参照すると、例示的なフィルター層316は、フィルターエレメント328を含む。フィルターエレメント328は、本体326を経るガスの通過をもたらす。フィルターエレメント328は、ガスが本体326を通過するのを可能にする一方で、パッケージ11内の小さな粒子状物質が本体326を通過することを妨げもする。例示的なフィルター層316は、開口部分330及び障壁部分332を規定する。この例では、障壁部分332は、フィルター層316の開口部分330ではない全ての部分である。障壁部分332は、フィルター層316の第2の面324の連続したガス不透過性部分であることが好ましく、障壁部分332は本体326を経るあらゆる物質の移動に対する障壁としての役割を果たす。
図6及び図6Aを参照すると、フィルター層316の開口部分330は、フィルター層316の本体326を貫通する開口部であるのが好ましく、開口部分330は、本体326を貫通するガスの通過をもたらす。開口部分330は、複数の小さな開口部からなるのが好ましい。図面を不明瞭にするのを避けるため、そのような小さな開口部のうちの幾つかのみを図6Aでは参照符号330によって示している。開口部分330は、ガスフロー及び粒子濾過に関するパッケージング用途の所与の要件に適切な数及びサイズの、複数のレーザードリル加工又はパンチングされた孔を含むことができる。この実施形態では、フィルターエレメント328は、本体326を通るガス移動は選択的に可能にするが、小さな粒子状物質の通過をブロックして、その粒子状物質がフィルター層316の第2の面324に沿って圧力逃がし弁310から締め出されている状態を保つ、或る種の「ふるい」としての機能を果たす。
好ましくは、フィルターエレメントの開口部分330は、約30メッシュ〜約200メッシュ間のメッシュサイズを有する。既知のように、30メッシュサイズは、約595μm超の粒径を有する粒子をブロックし、200メッシュサイズは、約74μm超の粒径を有する粒子を遮断する。図5、図6、及び図6Aに示されているように、開口部分330は、例えばこれらの図面にて真上又は真下から見ると、概ね丸い形状とすることができる。ほんの一例として、粉コーヒーパッケージ11上での使用に適した圧力逃がし弁310において使用することができる丸型の開口330は、約0.010インチの直径、又はほぼ50番メッシュを有することができる。同様に既知のように、50番メッシュは、粉コーヒーパッケージ11において見出される小さな粒子状物質に典型的なサイズである約297μmの粒子を遮断する。
図7、図7A、図8、及び図8Aに示されているように、フィルター層316の多くの変形形態が本発明の範囲内で想定される。例えば、フィルターエレメント316によって規定される開口部分330は、真上又は真下から見ると(すなわち平面図)、フィルターエレメントの実施形態316a(図7及び図7A)では山形330aからなる形状、又はフィルターエレメントの実施形態316b(図8及び図8A)ではx字型スリット330bからなる形状を有する小さな開口部を含むことができる。開口部分330は、矩形等の他の形状を有することができる。これらの開口部分330の形状の全ての組合せを用いることができる。
図5〜図8Aに示されているように、フィルターエレメント328によって規定される開口部分330、330a、330bは、1つ又は複数のクラスター333に分けて配置することができる。クラスター333への開口部分330の組織化は、通気口19及び圧力逃がし弁310を通る環境へのガス流出の量を最大限にするように、通気口19を覆うように開口部分330を位置決めすることが有用である。クラスター333は、図5及び図10に示されている幅寸法(W)及び長さ寸法(L)を有することができる。図5〜図8Aの例では、クラスター333の幅寸法(W)は、クラスターの長さ寸法(L)とほぼ同じであり、これにより、フィルター層316を通るガスフローのコンパクトな経路が提供される。
開口部分330のサイズ決め、及び/又はクラスター333の大きさ及び配置を変更して、所与の用途に関して所望のように、圧力逃がし弁310を通るガス流量を増減することができる。
更なる実施形態では、フィルター層316は、液体不透過性膜とすることができる。そのようなフィルター層316の実施形態は、液体に対しては不透過性であるが、ガスの通過を可能にすることができる。開口部分330は、そのようなフィルター層316に存在する場合もあるし、存在しない場合もある。そのような液体不透過性のフィルター層316を構成するのに用いられる材料は、圧力逃がし弁240(図4)のフィルター層240と関連して上述された材料を含むことができる。
再び図5を参照すると、接着剤層20は、フィルター層316を離型ライナー12に剥離可能に装着するように、かつフィルター層316及び圧力逃がし弁310をパッケージ11に永久的に取り付けるようにフィルター層316の第2の面324に設けられている。この例では、接着剤層20は、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルとすることができる。接着剤層20は、フィルター層316とパッケージ11の外面17と間でのガス漏れを防止するようにガスフローに対して不透過性であるべきである。接着剤層20に適した接着剤は、感圧接着剤及び加熱活性化接着剤を含むことができる。ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、及びアクリル接着剤を接着剤層20において用いることができる。
更に図5を参照すると、接着剤層20には、接着剤層20をフィルターエレメント328の開口部分330から離間するように開口部22が設けられている。開口部分330からの接着剤層20の離間によって、開口部分330の遮断を防止することができ、これは幾つかの用途では望ましい場合がある。
図10に関連して以下で記載するような他の実施形態では、接着剤層20をフィルター層316の第2の面324の全体にわたって堆積させることができ、開口部分330は、接着剤層20の開口22aと同時に形成することができる。そのような一実施形態では、フィルター層316における多くの開口部分330のレーザードリル加工又はパンチングは、図10の圧力逃がし弁410に関して示されるように開口部分330と位置合わせされた接着剤層20を貫通する、多くの対応する開口22aを同時に形成する。ガスは、そのようなガスが圧力逃がし弁410を通って流れる際に開口22a及び開口部分330を通過する。開口部分330に近接した開口22aを有するそのような接着剤層20は、接着剤層20に粒子を接着させて捕捉する働きをし、そのような粒子がフィルターエレメント328に達するのを防止することができる。
再び図5を参照すると、圧力逃がし弁10、110、及び210と同様に、可撓性シール318を構成する構成要素は、圧力逃がし弁10、110、210、及び310を閉鎖状態に、また、開放状態にすることを可能にする、或る種の「ゲート」又は「閉鎖具」を提供する。閉鎖状態では、可撓性シール318は第1の位置にあり、圧力逃がし弁10、110、210、及び310は封止されて、圧力逃がし弁10、110、210、及び310並びにパッケージ11内への空気の流入がブロックされる。開放状態では、可撓性シール318は更なる位置にあり、この位置では、圧力逃がし弁10、110、210、及び310は、一方向ガスフローがパッケージ11から、ガス流路21に沿って圧力逃がし弁10、110、210、及び310を通って環境へ出ることを可能にする。図11〜図14は、圧力逃がし弁410の閉鎖状態(図11)及び開放状態(図12〜図14)を示し、これらの状態は概して、例示的な圧力逃がし弁10、110、210、及び310の動作を表す。
圧力逃がし弁10、110、及び210と同様に、圧力逃がし弁310は、パッケージ11の内側の圧力とパッケージ11の外側の圧力との間の差圧に基づいて開閉する。圧力逃がし弁310は、任意の所望のターゲット差圧によって開放するように設計することができる。ほんの一例として、圧力逃がし弁は、パッケージ11の内側の圧力がパッケージ11の外側の圧力を超えて0.4psigぐらいまでの場合にターゲット開放圧力を有するように設計することができる。また、圧力逃がし弁310は、パッケージ11の内側の圧力がパッケージ11の外側の圧力を超えて0.008psigぐらいまでの場合に閉鎖するように設計することができる。他のターゲット開放圧力及びターゲット閉鎖圧力を用いることができ、前述の記載は、非限定的な例にすぎないものである。
図5に示されているように、可撓性シール318は、接着剤状材料層26と、離型フィルム層32が適用された膜36と、カバー膜44と、可撓性カバー膜44すなわち可撓性カバー層44を膜36に接合するとともにカバー膜44の肩部48(すなわち、この例では、カバー膜44の外側領域)をフィルター層316の取付け領域334、336に選択的に接合する接着剤層40と、を備える。本明細書において用いられる場合、「選択的接合」は、フィルター層316の取付け領域334、336に対してのみカバー膜44を接合し、フィルター層316の取付け領域334、336間の部分に対しては接合しないことを意味する、すなわち指すものである。カバー膜44はフィルター層316の取付け領域334、336間の部分に接合されないため、カバー膜44は、開放状態にあるとき、圧力逃がし弁からのガス流出を可能にするように、非接合領域に沿って撓んでフィルター層316から離れることが可能である(例えば、図12を参照のこと)。したがって、この例のカバー膜44は、或る種の可撓性カバー膜44である。
図5の矢印によって示されているガス流路21は、開口部分330を貫通し、(この例では接着剤40によってカバー膜44に接着される)離型コーティングされた膜36によって範囲が定められ、フィルター層316及びカバー膜44の肩部48は、接着剤40によって取付け領域334、336に沿ってフィルター膜316に選択的に接合される。ガス流路21は、ガスが圧力逃がし弁310を通って移動することを可能にする。
再び図5を参照すると、圧力逃がし弁10、110、及び210に関して記載した接着剤状材料層と同じタイプのガス不透過性の接着剤状材料層26が、フィルター層316の上にかつフィルターエレメント328の全体にわたって位置決めされている。そのような接着剤状材料層26は、ノータック性接着剤、超低タック性接着剤、食品包装用フィルム、自己湿潤性接着剤、再剥離性接着剤、又は粘着性基材と一般に称される。
接着剤状材料層26は、ほぼ0.25ミル〜15ミルの厚さを有することが好ましい。接着剤状材料層26は、フィルターエレメント328の周りに延びるとともにフィルターエレメント328及び開口部330並びに開口部22と位置合わせされる開口部28を更に含むことができる。
この例では、PET又は他のプラスチック材料から作られるガス不透過膜36は、ガス不透過性シリコーン又は他の材料による乾燥性離型フィルム層32によってコーティングされている。離型フィルム層32として実現することができるシリコーン材料の例は、ポリジメチルシロキサンである。膜36は、ほぼ0.25ミル〜15ミルの厚さを有することが好ましい。膜36は、接着剤状材料層26の開口部28を覆い、また、接着剤状材料層26と接触した離型フィルム層32によってフィルターエレメント328を覆い、フィルム層32と接着剤状材料層26との間に表面引力をもたらすとともに接着剤状材料層26に密着状態で膜を着座させて、フィルターエレメント328を通るガス移動を遮断する。離型フィルム層32及び接着剤状材料層26は、互いに対して密着して着座して圧力逃がし弁310を閉鎖するが、接合されてはいない。この理由は、離型フィルム層32及び接着剤状材料層26は、パッケージ11内の差圧がターゲット圧力を超えて、かつ可撓性シール318が、接着剤状材料層26を除いて圧力逃がし弁310を開放するように更なる位置まで移動すると、互いから分離可能であるためである。
接着剤状材料層26は、離型フィルム層32に対する親和性を有する材料を含むことが好ましい。ほんの一例として、離型フィルム層32に対する接着剤状材料層26の親和性は、ASTM F−88による引張り試験機によって測定される場合に0.25グラム/インチ〜10グラム/インチの範囲内の結合強度として数量的に記載することができる。接着剤状材料26及び離型フィルム層32の材料の適切な選択及び内在する表面エネルギーによって、制御された結合強度のシールを形成する機能が確立される。離型フィルム層32に対する接着剤状材料層26の親和性は、膜36をフィルターエレメント328に当接させて適所に維持するとともに、弁310が一方向圧力逃がし弁として機能することを可能にするガス密シールを達成する手段を提供する。
図5に示されているように、層26、32、及び36のそれぞれは、圧力逃がし弁310の長さ(L)に概ねわたって延びるが、圧力逃がし弁310の幅(W)よりも概ね幅狭である。膜36及び接着剤状材料層26は、この例では2つの肩部48の間に位置しており、これによって、カバー膜44の2つの肩部48の間の部分が接着剤40によってフィルター層316に接合されることが防止される。これによって更に、カバー膜44が撓んで圧力逃がし弁310を開放することが可能になる。
厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルとすることができるガス不透過性の感圧接着剤層40が、膜36、及びフィルター層316の第1の面322の取付け領域334、336を覆っている。接着剤層40は、接着剤層20に用いる接着剤と同じ接着剤からなるものとすることができる。
カバー膜44は、既に記載したように接着剤層40によってフィルター層316の取付け領域334、336に選択的に接合される。カバー膜44は、接着剤層40以外の手段によってフィルター層316に選択的に接合することができる。例えば、カバー膜44は、超音波溶接によってフィルター層316に選択的に接合することができる。カバー膜44は、ガス不透過性PET又は他の可撓性プラスチック材料からなるものとすることができる。カバー膜44は、ほぼ0.25ミル〜50ミルの厚さを有することができる。
接着剤状材料層26及び離型フィルム層32は、同じ長さ寸法及び幅寸法を有することができる。他の弁の実施形態と同様に、離型フィルム層32は、離型フィルム層32を接着剤状材料層26よりも幅狭にすることによって弁10のより低いターゲット開放圧力及びより迅速な閉鎖をもたらすようにサイズ決めすることができる。そのようなサイズ決めによって、接着剤状材料層26及び離型フィルム層32の接触表面積が低減し、それによって、接着剤状材料26層及び離型フィルム層32を分離させるのに必要とされるエネルギーが低減し、圧力逃がし弁310がより低い圧力において開放することができる。
図5は、開口部22及び28が円形であることを示している。しかしながら、開口部22及び28は、楕円形構成等の異なる構成を有することができる。開口部22及び28の幾何学形状は、目標とされる開放圧力に対して直接的な相関関係を有する。各開口部22及び28の面積が大きくなればなるほど、圧力逃がし弁310を開放状態にするのに必要とされる目標圧力は低くなる。
圧力逃がし弁310の動作において、最初は、圧力逃がし弁410に関して図11に示されている閉鎖状態と同様の閉鎖状態にある。離型フィルム32によってコーティングされた膜36は、接着剤状材料層26に当接して着座し、好ましくは、離型フィルム32によってコーティングされた膜36を構成する材料及び接着剤状材料層26を構成する材料間の表面親和性によって適所に保持される。その表面親和性は、圧力逃がし弁を閉鎖状態に保つのに十分であるため、膜36と接着剤状材料層26との間の完全なガス不透過シールを形成するのに湿潤剤は必要とされない。膜36は、フィルターエレメント328を通るガスの移動をブロックし、パッケージ11の内側のガスが大気へと流出するのを防止するとともに、空気がパッケージ11に流入するのを防止して、パッケージ11の内側の材料13の鮮度が保たれる。
パッケージ11の内側の圧力が圧力逃がし弁310を開放するのに必要とされるターゲット圧力を超えると、カバー膜44、及び接着剤層40によってカバー膜44に固定される可撓性シール318の膜36は双方とも、圧力逃がし弁410に関して図12〜図14において示されている撓みと同様にターゲット開放圧力による力によってともに外方に撓む。
カバー膜44及び膜36の撓みにより、膜36が接着剤状材料層26から離間する。カバー膜44の撓みは、バネによる付勢と同様にカバー膜44を付勢する。カバー膜44の撓みにより、図5の矢印によって示されているガス流路21を開放し、それによって、ガスがパッケージ11から流出することを可能にし、圧力逃がし弁310を開放状態にする。
パッケージ11内のコーヒーのガス排出又はパッケージ11に対して外側に印加される力を含む種々の手段によって、圧力逃がし弁310を開放するのに必要とされる差圧を生むことができる。例えば、グラウト又は肥料等の製品を収容するパッケージは、パレット上に積まれているか又は保管されている間に隣接のパッケージによって押圧される場合がある。圧力逃がし弁310がパッケージに組み込まれる場合、印加される力によってパッケージ内に差圧が生じ、パッケージの内側のガスが圧力逃がし弁310から流出して、有利にはパッケージの容量サイズが低減され、パッケージを保管又は輸送するのがより簡単かつより効率的になる。
差圧が減少しターゲット圧力を下まわると、可撓性シール318のカバー膜44は、負荷が軽減されその元の位置まで戻るように力を印加する。この力によって、膜36が接着剤状材料26上に再び着座し、フィルターエレメント328を閉鎖するとともに圧力逃がし弁310を閉鎖状態に戻す。圧力逃がし弁310を開放するプロセスは、パッケージ11の内側の差圧がターゲット開放圧力を再び超えると、繰り返される。
圧力逃がし弁310の動作は、一体化されたフィルター層316によって高められる。フィルター層316及びフィルターエレメント328は、パッケージ11内の小さな粒子状物質が、圧力逃がし弁310に流入して膜36と接着剤状材料層26との間で堆積するのを遮断することが有利である。粒子状物質のそのような堆積は、膜36と接着剤状材料層26との間に望ましくない経路を形成する可能性があり、この経路によって、空気が圧力逃がし弁310を通じてパッケージ11に流入することが可能になる可能性がある。したがって、フィルターエレメント328は、閉鎖状態にあるときの圧力逃がし弁310の完全な閉鎖を確実にし、パッケージ11の中身を損なう可能性がある、パッケージ11内への空気の流入を防止する。
フィルター層316とのフィルターエレメント328の一体化、及びフィルター層316へのカバー膜44の例示的な選択的接合は、よりコンパクトで薄型の圧力逃がし弁310を構成する便益をもたらす。よりコンパクトで薄型の圧力逃がし弁は、圧力逃がし弁310をパッケージ11に取着する際により目立たないものにする便益をもたらす。これは、圧力逃がし弁をパッケージ11の外面17に取着する場合に特に重要である。
ここで図9〜図14を参照すると、図9〜図14に示されている圧力逃がし弁410は、圧力逃がし弁410の完全な閉鎖を促進するように、フィルター層316の表面及び可撓性シール318の表面を湿潤させる湿潤剤338を用いることが好ましい。圧力逃がし弁310と同様に、圧力逃がし弁410は、コンパクトであるように、また非常に薄型であるように構成することができることが有利である。これらの利点は、この例では、一体化されたフィルター層316がパッケージ11への取り付け及び圧力逃がし弁410に対する支持の双方を提供し、それによって、圧力逃がし弁410が更なる材料層を含むという要件を排除するため得られるものである。
図10〜図12を参照すると、図10〜図12に示されている圧力逃がし弁410は、可撓性シール318と組み合わせられる基膜フィルター層316を備える。圧力逃がし弁310(及び弁10、110、及び210)と同様に、フィルター層316及び可撓性シール318は、圧力逃がし弁410を通る一方向ガスフローを調節する。フィルター層316は、圧力逃がし弁410が構成されるとともに接着剤層20によってパッケージ11に直接取り付けられるプラットフォームを提供する。
図10〜図12を更に参照すると、フィルター層316は、周縁320と、第1の面322及び第2の面324と、面322、324間の本体326とを含む。フィルター層316は、概ね平坦すなわち平面であり、ポリエチレン、ポリプロピレン、PET、生分解性ポリ乳酸及び酢酸セルロース、又は任意の他の適した1つ若しくは複数の材料から作ることができる。フィルター層316は、用途に応じて約0.25ミル〜50ミルの範囲の厚さを有することが好ましい。
例示的なフィルター層316は、開口部分330を通って本体326を貫通するガスの通過をもたらすように、開口部分330と障壁部分332とを有するフィルターエレメント328を含み、障壁部分332は、圧力逃がし弁310に関して記載したように、パッケージ11内の小さな粒子状物質及び他の物体が本体326を通過して圧力逃がし弁410の動作を妨げないようにし、圧力逃がし弁310のフィルター層316の上記した記載は、圧力逃がし弁410に対しても援用される。障壁部分332は、本体326を通るあらゆる物質の移動に対する障壁としての機能を果たす、フィルター層316の第2の面324の連続したガス不透過性部分であることが好ましい。
フィルターエレメント328の開口部分330は、レーザードリル加工、パンチング、又は任意の適した方法によってフィルター層316に形成することができる複数の小さな開口部からなることが好ましく、ガスフロー要件及び粒子濾過要件に基づいてサイズ決め及び配置することができる。圧力逃がし弁310と同様に、フィルターエレメント328は、約30メッシュ〜約200メッシュ間のメッシュサイズを有することができる或る種の「ふるい」のように機能する。開口部分330は、同じ形状及びサイズを有することができ、圧力逃がし弁310に関して記載したように、また図6、図6A、図7、図7A、図8、及び図8Aに示されているように1つ又は複数のクラスター333にして配置することができ、そのような開口部分330及びクラスター333に関する上記した記載は、圧力逃がし弁410に対して援用される。開口部分330のサイズ決め及び/又はクラスター333の大きさ及び配置を変更して、所与の用途に応じて所望のように圧力逃がし弁410を通るガス流量を増減することができる。
同様に、圧力逃がし弁310に関して上記に記載したように、フィルター層316は、ガスの通過を可能にしながら液体に対しては不透過性である、液体不透過性膜とすることができる。
再び図10〜図12を参照すると、接着剤層20は、フィルター層316を離型ライナー12に剥離可能に装着してフィルター層316及び圧力逃がし弁310をパッケージ11に永久的に取り付けるように、フィルター層316の第2の面324上に設けられる。この例では、接着剤層20は、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルとすることができる。接着剤層20は、フィルター層316とパッケージ11の外面17との間のガス漏れを防止するようにガスフローに対して不透過性とすべきである。接着剤層20に適した接着剤は、感圧接着剤及び加熱活性化接着剤を含むことができる。ゴム系接着剤、シリコーン接着剤、及びアクリル接着剤を接着剤層20に用いることができる。
図10〜図12を更に参照すると、接着剤層20をフィルター層316の第2の面324の全体にわたって堆積させることができ、開口部分330は、レーザードリル加工、パンチング、又は他の適切な手段によって形成される際、接着剤層20の開口22aと同時に形成することができる。開口部分330に近接したそのような接着剤層20は、接着剤層20に粒子を例えば開口22a内に接着させて捕捉する働きをし、そのような粒子がフィルターエレメント328に達するのを防止することができる。
ここで図10〜図14を参照すると、圧力逃がし弁410の可撓性シール318を構成する構成要素は、圧力逃がし弁10、110、210、及び310に関して記載したように、圧力逃がし弁410を閉鎖状態に、また、開放状態にすることを可能にする或る種の「ゲート」又は「閉鎖具」を提供する。閉鎖状態では、可撓性シール318は第1の位置にあり、圧力逃がし弁410は封止されて、圧力逃がし弁410及びパッケージ11内への空気の流入がブロックされる。開放状態では、可撓性シール318は更なる位置にあり、この位置では、圧力逃がし弁410は、一方向ガスフローがパッケージ11からガス流路21を通って環境へと流れ出ることを可能にする。図11〜図14は、圧力逃がし弁410の閉鎖状態(図11)及び開放状態(図12〜図14)を示している。
圧力逃がし弁410は、パッケージ11の内側の圧力とパッケージ11の外側の圧力との間の差圧に基づいて開閉する。圧力逃がし弁410は、任意の所望の目標差圧によって開放するように設計することができる。目標開放差圧は、パッケージ11の内側の圧力がパッケージ11の外側の圧力を超えて0.4psigまでとすることができ、また、圧力逃がし弁410は、パッケージ11の内側の圧力がパッケージ11の外側の圧力を超えて0.008psigぐらいの場合に閉鎖するように設計することができる。圧力逃がし弁10、110、210、及び310と同様に、他のターゲット開放圧力及びターゲット閉鎖圧力を用いることができ、前述の記載は、非限定的な例にすぎないものである。
図10の分解図を参照すると、可撓性シール318は、ストラップすなわち閉鎖具340とフィルター層316との間の最適な接着を得るように湿潤流体338によって湿潤させることができる構造を有する。この例では、可撓性シール318は、(業界では「ドライストラップ」又は単純に「ストラップ」とも称される)閉鎖具340と、可撓性カバー膜44と、カバー膜44すなわちカバー層を閉鎖具340に接合するとともにカバー膜44の肩部48(この例では、カバー膜44の外側領域)をフィルター層316の取付け領域334、336に選択的に接合する接着剤層40と、を備える。既に記載したように、「選択的接合」は、フィルター層316の取付け領域334、336に対してのみカバー膜44を接合し、フィルター層316の取付け領域334、336間の部分に対しては接合しないことを意味する。カバー膜44は、フィルター層316の取付け領域334、336間の、閉鎖具340がカバー膜44に固定される部分には接合されないため、カバー膜44は、開放状態にあるとき、圧力逃がし弁からのガス流出を可能にするように、非接合領域に沿って図12〜図14に示されているように撓んでフィルター層316から離れることが可能である。カバー膜44の非接合部分がフィルター層316から離れると、閉鎖具340も少なくとも部分的にフィルター層316から離れる。したがって、この例のカバー膜44は、或る種の可撓性カバー膜44すなわち可撓性カバー層である。
この例では、ガス流路21は、(この例では、接着剤40によってカバー膜44に接着される)閉鎖具340と、フィルター層316と、接着剤40によって取付け領域334、336に沿ってフィルター膜316に選択的に接合されるカバー膜44の肩部48と、によって範囲が定められる。例示的なガス流路21は、本明細書に記載したように、ガスが圧力逃がし弁310を通過することを可能にする。
図10に示されているように、閉鎖具340は、圧力逃がし弁410の長さ(L)に概ねわたって延びるが、圧力逃がし弁410の幅(W)よりも概ね幅狭である。閉鎖具340は、この例では2つの肩部48間に位置しており、これによって、2つの肩部48間のカバー膜44が接着剤40によってフィルター層316に接合されることが防止される。これによって更に、カバー膜44が撓んで圧力逃がし弁を開放することが可能になる。
閉鎖具340は、接着剤層40によってカバー膜44に固定される。閉鎖具340によって、接着剤40が、フィルター層316の取付け領域334、336間の、カバー膜と接合しない部分と接触することが防止される。接着剤層40は、カバー膜44をフィルター層316の取付け領域334、336に接合する。接着剤層40は、厚さがほぼ0.25ミル〜15ミルとすることができるガス不透過性の感圧接着剤層40である。接着剤層40は、接着剤層20に対して用いられる接着剤と同じ接着剤からなることができる。
カバー膜44は、接着剤層40以外の手段によってフィルター層316に選択的に接合することができる。例えば、カバー膜44は、超音波溶接によってフィルター層316に選択的に接合することができる。カバー膜44は、ガス不透過性PET又は他の可撓性プラスチック材料からなることができる。カバー膜44は、ほぼ0.25ミル〜50ミルの厚さを有することができる。
図10〜図14を参照すると、オプションとしてのレール342、344を、接着剤346によってカバー膜44に接合することができる。レール342、344が設けられることにより、カバー膜44の非接合部分と任意の隣接物体との間の分離をもたらすのに有用であり、フィルター層316から自由に離れて移動でき圧力逃がし弁410は適切に機能することができる。接着剤346は、接着剤20及び40と同じ材料からなることができる。
圧力逃がし弁410は、動作時、最初は閉鎖状態にある。閉鎖具340は、開口部分330及び障壁部分332にわたってフィルター層316に当接して着座し、開口部分330を閉鎖するとともにガスフローの通過を防止して、パッケージ11の内側の材料13の鮮度を保つ。
湿潤剤338が、フィルター層316と閉鎖具340との間に設けられることが好ましい。湿潤剤338は、例えば、シリコーン含浸潤滑油又はグラファイト含浸潤滑油を含むことができる。湿潤剤338は、圧力逃し弁の製造中又はパッケージ11への適用中に開口部分330内へ吹き付ける、又は好ましくは噴霧することができる。湿潤剤338は、フィルター層316の第1の面322と閉鎖具340との間の面接着度を高め、圧力逃がし弁410が閉鎖状態にあるときにガス密シールの形成を向上させる。
図12〜図14を参照すると、パッケージ11の内側の圧力が、圧力逃がし弁410を開放するのに必要とされるターゲット圧力を超えると、カバー膜44、及び接着剤層40によってカバー膜44に固定される閉鎖具340は双方とも、ターゲット開放圧力による力によってともに外方に撓む。
更に図12〜図14を参照すると、カバー膜44及び閉鎖具340の撓みは、閉鎖具340をフィルター層316及びフィルターエレメント328から離間させる。カバー膜44の撓みは、バネが付勢されるのとほぼ同様にカバー膜44が付勢される。カバー膜44の撓みは、矢印21によって示されているガス流路21を開放し、それによって、ガスがパッケージ11から流出することを可能にし、圧力逃がし弁410を開放状態にする。
圧力逃がし弁310に関して記載したように、パッケージ11内のコーヒー又は他の材料13のガス排出、又はパッケージ11に対して外側に印加される力を含む種々の手段によって、圧力逃がし弁410を開放するのに必要とされる差圧を生むことができる。圧力逃がし弁410は、パッケージ11からのガスの一方向流出をもたらしてそのようなガスを排気する、すなわちパッケージ11の体積サイズを低減して、パッケージの保管又は輸送を容易にする。
差圧がターゲット圧力を下回って減少すると、可撓性シール318のカバー膜44は、付勢が解かれその元の位置まで戻るように力を印加する。この力によって、閉鎖具340がフィルター層上でフィルターエレメント並びに開口部分330及び障壁部分332を覆って再び着座し、圧力逃がし弁410を閉鎖状態に戻す。パッケージ11の内側の差圧がターゲット開放圧力を再び超えると、圧力逃がし弁410を開放するプロセスが繰り返される。
圧力逃がし弁310、並びに圧力逃がし弁110及び210と同様に、圧力逃がし弁410の動作は、一体化されたフィルター層316によって向上する。フィルター層316及びフィルターエレメント328は、パッケージ11内の小さな粒子状物質13が、圧力逃がし弁410に流入してフィルター層316と閉鎖具340との間で堆積するのを遮断することが有利である。粒子状物質13のそのような堆積は、フィルター層316と閉鎖具340との間に望ましくない経路を形成する可能性があり、この経路は空気が圧力逃がし弁410を通ってパッケージ11に流入することを可能にする可能性がある。したがって、フィルターエレメント316は、閉鎖状態にあるときの圧力逃がし弁410の完全な閉鎖を確実にし、パッケージ11の中身を損なう可能性がある、パッケージ11内への空気の侵入を防止する。
フィルター層316とのフィルターエレメント328の一体化、及びフィルター層316への可撓性シール318の例示的な選択的接合は、よりコンパクトな圧力逃がし弁410を構成する便益をもたらす。よりコンパクトな圧力逃がし弁410は、その圧力逃がし弁410をパッケージ11に取着する際により目立たないものにする便益をもたらす。これは、多くのパッケージング用途において非常に望ましいものとすることができる。
図面は特定の構成の圧力逃がし弁を示し、特定の材料は例示目的で記載されている。本発明は、これらの特定の構成若しくは材料、又は任意の他の構成若しくは材料に限定されない。例えば、本発明の圧力逃がし弁は、円形とすることができるか、又は消費者による必要に応じて他の幾何学形状を有することができる。圧力逃がし弁は、プラスチックの代わりに金属箔の部材を有することができ、レール342、344又はリブ等の更なる構造体をオプションで備えることができる。
本発明は、単に例としてコーヒーパッケージの関連で主に説明したが、他の食品及び非消耗製品のパッキングに容易に使用することができる。本発明の特定の実施形態を図示及び記載したが、他の代替、変形、及び変更は当業者には明らかであろう。本発明の真の趣旨及び範囲内に入る全ての代替、変形、及び変更を包含することが、添付の特許請求の範囲において意図される。
Claims (25)
- パッケージに適用する一方向圧力逃がし弁であって、
頂部及び底部を有するガス不透過性の基膜層と、
前記基膜層を貫通する開口部と、
前記基膜層の上方でかつ前記基膜層の前記開口部の周囲の領域に表面引力を有する第1のガス不透過層と、
前記基膜層を覆う可撓性カバーと、
前記基膜層の前記開口部の全体にわたって前記可撓性カバーによって支持される第2のガス不透過層であって、該第2のガス不透過層は、前記第1のガス不透過層とともにシールを形成して前記第1のガス不透過層と該第2のガス不透過層との間でのガスの通過を遮断するように、前記第1のガス不透過層に引き付けられる表面親和性を有する、第2のガス不透過層と、
前記基膜層の前記開口部に整合して、前記第2のガス不透過層と前記基膜層との間の一体化されたフィルターであって、該一体化されたフィルターは、該一体化されたフィルターを通過する粒子の移動を遮断しつつ、前記第1のガス不透過層及び前記第2のガス不透過層に向かうガスフローを可能にする、一体化されたフィルターと、
を備え、前記パッケージ内部からの圧力により、前記第1のガス不透過層及び前記第2のガス不透過層を分離して前記第1のガス不透過層と前記第2のガス不透過層との間で該圧力逃がし弁からのガス流出を可能にする、一方向圧力逃がし弁。 - ガス発生製品を収容する密閉したパッケージの外面上の通気口を覆って取り付ける、粒子フィルターを有する一方向圧力逃がし弁であって、該圧力逃がし弁は、
周縁と、本体を規定する第1の面及び第2の面とを有するストリップ状材料のフィルター層であって、該フィルター層は、前記本体を通るガスの通過及び粒子状物質の遮断をもたらすフィルターエレメントを前記ストリップ状材料内に有する、フィルター層と、
前記フィルター層の前記第2の面に付着した接着剤であって、該圧力逃がし弁を前記密閉したパッケージの前記外面に接着させる、接着剤と、
前記フィルター層の前記第1の面に選択的に接合される可撓性シールであって、該可撓性シールの非接合領域と前記フィルター層とに沿って前記フィルターエレメントから前記フィルター層の前記周縁に向けて該可撓性シールと前記フィルター層の前記第1の面との間にガス流路を形成し、該可撓性シールは、前記非接合領域が、前記本体を通るガスフローを遮断するように前記フィルターエレメントを封止する第1の位置と、前記非接合領域が、前記ガス流路を通る一方向のガス流出を可能にするように前記フィルターエレメントを通して作用するガス圧力によって前記フィルター層の前記第1の面及び前記フィルターエレメントから少なくとも部分的に離間している更なる位置とを有する、可撓性シールと、
を備え、該圧力逃がし弁は、前記密閉したパッケージの内側のガス圧力が減少した際に、粒子状物質が前記フィルターエレメントの封止を妨げることがないようにしながら、前記パッケージの内部から前記フィルターエレメント及び前記ガス流路を通る一方向の加圧ガス流出を可能する、圧力逃がし弁。 - 前記フィルターエレメントは、開口部分及び障壁部分を規定し、該開口部分は、前記本体を通る前記ガスの前記通過をもたらし、前記障壁部分は前記粒子状物質の前記遮断をもたらす、請求項2に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルターエレメントによって規定される前記開口の形状は、円形、スリット、山形、及びそれらの組合せからなる群から選択される、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルターエレメントによって規定される前記開口は、一群状に配置される、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルターエレメントによって規定される前記開口は、所定の寸法の長さ及び幅を有する一群状に配置される、請求項5に記載の圧力逃がし弁。
- 前記クラスターの幅寸法は、前記クラスターの長さ寸法とほぼ同じである、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルターエレメントは、約30メッシュ〜200メッシュの間のメッシュサイズを有する、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性シールを前記フィルター層に選択的に接合して前記ガス流路を形成する接着剤を更に備える、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性シールの前記非接合領域は、前記第1の位置にあるとき、前記フィルターエレメントの前記開口部分及び前記障壁部分と密封状態にある、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性シールの前記非接合領域と障壁部分との間に湿潤流体を更に備える、請求項10に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性シールは、
前記フィルターエレメントに接合されることなく前記開口部分を覆う閉鎖具と、
前記第1の位置にあるときに前記閉鎖具を前記フィルターエレメントに当接させて保持する、第2の面を有するカバー層であって、該カバー層は、前記フィルター層の前記第1の面に面していて側方向に互いに離間している第1及び第2の外側領域を有し、該第1の外側領域及び該第2の外側領域は、前記閉鎖具及び前記ガス流路が該第1の外側領域と該第2の外側領域との間にある状態で前記フィルター層に接合される、請求項11に記載の圧力逃がし弁。 - 前記可撓性シールの前記非接合領域は、
前記フィルター層の上方でかつ前記開口部分の周りに表面引力を有する第1のガス不透過層と、
前記フィルター層を覆う可撓性カバーと、
前記第1の位置において前記フィルター層の前記開口部分を覆う前記可撓性カバーによって支持される第2のガス不透過層であって、該第2のガス不透過層は、前記第1のガス不透過層とともにシールを形成して前記第1のガス不透過層と該第2のガス不透過層との間でのガスの通過を遮断するように、前記第1のガス不透過層に引き付けられる表面親和性を有する、第2のガス不透過層と、
を備え、前記更なる位置への前記可撓性シールの移動は、前記第1のガス不透過層及び前記第2のガス不透過層を分離して、ガスが前記第1のガス不透過層と前記第2のガス不透過層との間の前記ガス流路に沿って流れることを可能にする、請求項3に記載の圧力逃がし弁。 - 前記接着剤は、前記第2の面に選択的に塗布され、前記フィルターエレメントから離間している、請求項3に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルター層の前記第2の面に付着した前記接着剤に対して剥離可能に取り付けられる離型ライナーを更に備える、請求項14に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性シールは、前記フィルターエレメントとは面していない第1の面を有し、前記圧力逃がし弁は、前記第1の面に取り付けられるとともに前記第1の面から離れるように延びる少なくとも1つのレールを更に備える、請求項1に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルター層及び前記可撓性シールは生分解性である、請求項1に記載の圧力逃がし弁。
- 前記フィルター層及び前記可撓性シールは、ポリ乳酸、酢酸セルロース、及びそれらの組合せからなる群から選択される生分解性材料からなる、請求項17に記載の圧力逃がし弁。
- 請求項1に記載の圧力逃がし弁であって、該圧力逃がし弁が取り付けられる密閉したパッケージを更に備える、請求項1に記載の圧力逃がし弁。
- ガス発生製品を収容する密閉したパッケージの外面上の通気口を覆って取り付ける粒子フィルターを有する一方向圧力逃がし弁であって、該圧力逃がし弁は、
周縁と、本体を規定する第1の面及び第2の面とを有するストリップ状材料のフィルター層であって、該フィルター層は、前記本体を通るガスの通過及び粒子状物質の遮断をもたらすフィルターエレメントを前記ストリップ状材料内に有する、フィルター層と、
該圧力逃がし弁を前記密閉したパッケージの前記外面に固定する、前記フィルター層の前記第2の面上の接着剤と、
前記フィルター層の前記第1の面に沿って前記フィルターエレメントを覆う、閉鎖具と、
前記フィルターエレメントから前記フィルター層の前記周縁に向けて前記閉鎖具と前記フィルター層の前記第1の面との間にガス流路を形成するように、前記閉鎖具を覆い前記フィルター層の前記第1の面に選択的に接合される可撓性カバー層とを備え、該可撓性カバー層は、前記フィルターエレメントを封止して前記本体を通るガスフローを遮断するように、前記閉鎖具を前記フィルターエレメントに当接させて保持する第1の位置と、前記ガス流路を通る一方向のガス流出を可能にするように前記フィルターエレメントを通して作用するガス圧力によって、前記閉鎖具が、前記フィルター層の前記第1の面及び前記フィルターエレメントから少なくとも部分的に離間している更なる位置との間で可動であり、
前記密閉したパッケージの内側のガス圧力が減少した際に、粒子状物質が前記フィルターエレメントの封止を妨げることなく、前記パッケージの内部から該圧力逃がし弁を通る一方向の加圧ガス流出を可能にする、一方向圧力逃がし弁。 - パッケージに適用する一方向圧力逃がし弁であって、
ガス不透過性の基膜層であって、第1の面及び第2の面と該基膜層を貫通する開口部とを有し、該開口部を通じて該圧力逃がし弁にガスが流入するようにされており、前記パッケージの外面に該圧力逃がし弁を固定するための前記第2の面に接着剤を有する、ガス不透過性の基膜層と、
前記基膜層の上方で前記基膜層の前記開口部の周囲にある第1のガス不透過層と、
前記基膜層の上方にある可撓性カバーと、
前記基膜層の前記開口部の全体にわたって前記可撓性カバーによって支持される第2のガス不透過層と、
内部にフィルターエレメントを有するフィルター層とを備え、
前記第1のガス不透過層及び該第2のガス不透過層は引力を有し、該引力により前記基膜層の前記開口部から前記第1のガス不透過層と該第2のガス不透過層との間でのガスの通過を遮断するシールを形成するように前記第1のガス不透過層及び該第2のガス不透過層とが互いに保持され、
前記フィルター層は前記基膜層と前記第1のガス不透過層との間にあり、前記フィルターエレメントは、前記基膜層の前記開口部の上方で前記基膜層の前記開口部と整合しており、前記フィルターエレメントは、前記フィルター層を通過する粒子の移動を阻止しつつ、前記フィルター層を通って前記第1のガス不透過層及び前記第2のガス不透過層に向かうガスフローを可能にし、
前記引力を克服する力を作用させる前記パッケージ内部からの圧力は、前記第1のガス不透過層及び前記第2のガス不透過層を少なくとも部分的に分離し、前記第1のガス不透過層と前記第2のガス不透過層との間での該圧力逃がし弁からのガスフローを可能にする、一方向圧力逃がし弁。 - 前記第1のガス不透過層は表面引力を有し、
前記第2のガス不透過層は、前記第1のガス不透過層に引き付けられる表面親和性を有する、請求項21に記載の圧力逃がし弁。 - 前記フィルター層は第1の面及び第2の面を有し、前記フィルター層の前記第2の面は前記基膜層の前記第1の面に固定される、請求項21に記載の圧力逃がし弁。
- ガス不透過性の中間層を更に備え、該中間層は第1の面及び第2の面と該中間層を貫通する開口部とを有し、該中間層の前記開口部が前記基膜層の前記開口部及び前記フィルターエレメントの上方で前記基膜層の前記開口部及び前記フィルターエレメントと整合する状態で、該中間層の前記第2の面が該フィルター層の前記第1の面に固定され、前記第1のガス不透過層は、前記中間層の前記第1の面に固定される、請求項23に記載の圧力逃がし弁。
- 前記可撓性カバー、前記基膜層、前記フィルター層、及び前記中間層はそれぞれがストリップ状材料からなる、請求項24に記載の圧力逃がし弁。
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