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技術 動的流れプロファイルを伴う液体組成物を原位置で混合するための方法

出願人 ザプロクターアンドギャンブルカンパニー
発明者 ング、ブーン・ホカッチァトーレ、ジャスティン・トーマスヴァルガス、セバスティアンカペシ、スコット・ウィリアムグイダ、ヴィンセンツォ
出願日 2017年6月8日 (3年6ヶ月経過) 出願番号 2019-567315
公開日 2020年7月30日 (5ヶ月経過) 公開番号 2020-522379
状態 未査定
技術分野 溶解、混合、フローミキサー 洗浄性組成物
主要キーワード 液体原材料 凹状支 明フレーム ハンドル領域 供給工程中 空気圧弁 加速速度 滴下流量
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2020年7月30日)のものです。
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図面 (4)

課題・解決手段

ランプアップ区分及び/又はランプダウン区分により特徴付けられる動的流れプロファイルを用いることにより、2種以上の異なる液体組成物を原位置で混合するための方法。

概要

背景

液体消費者製品(例えば、液体洗濯用洗剤、液体布地ケア増強剤、液体食器洗浄洗剤、液体硬質表面洗浄剤液体空気清浄剤シャンプーコンディショナーボディーソープ液、液体手洗い石鹸液体洗顔料、液体顔用化粧料保湿剤、等)を形成するための従来の工業規模の方法は、異なる色、密度、粘度、及び溶解度の複数の原材料を(例えば、バッチ混合又は連続インライン混合のいずれかを通して)大量に混合して、最初に均質かつ安定した液体組成物を形成し、次に、個々の容器充填し、続いてこのような容器を包装及び輸送することを伴う。このような従来の方法は、高いスループット及び満足のいく混合により特徴付けられるが、それにもかかわらず、柔軟性の欠如被る。同じ生産ラインを使用して2種以上の異なる液体消費者製品を製造する必要がある場合、製造ラインは、異なる液体消費者製品を製造するために使用される前に、最初に洗浄又はパージされる必要がある。このような洗浄又はパージ工程はまた、いずれの製品においても使用することができない、相当量の「廃棄物」液体を生成してしまう。

概要

ランプアップ区分及び/又はランプダウン区分により特徴付けられる動的流れプロファイルを用いることにより、2種以上の異なる液体組成物を原位置で混合するための方法。

目的

本発明は、即ち、2種以上の液体原材料が、このような製品の出荷及び商品化中、又はこのような製品が販売された後の使用中、完成した液体消費者製品を収容するために指定された容器(例えば、ボトルパウチ等)内で直接混合される、原位置での液体混合方法を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

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請求項1

液体組成物容器充填する方法であって、(A)開口部を有する容器を提供する工程であって、前記容器の総容積が10ml〜10リットルの範囲である、工程と、(B)第1の液体供給組成物及び前記第1の液体供給組成物とは異なる第2の液体供給組成物を提供する工程と、(C)前記容器に、前記容器の前記総容積の0.01%〜50%まで、前記第1の液体供給組成物を部分的に充填する工程と、(D)その後に、前記容器の残りの容積、又はその一部分を、前記第2の液体供給組成物で充填する工程であって、前記第2の液体供給組成物が、1つ以上の液体ノズルにより前記頂部開口部を介して前記容器内へと充填され、前記1つ以上の液体ノズルが、動的流れプロファイルにより特徴付けられる1つ以上の液体流を発生させるように配置され、工程(D)の開始時の流量の増加及び/又は工程(D)の終了時の流量の減少を、工程(D)の中間におけるピーク流量と組み合わせて含む工程と、を含む、方法。

請求項2

前記ピーク流量が、50ml/秒〜10L/秒、好ましくは100ml/秒〜5L/秒、より好ましくは500ml/秒〜1.5L/秒の範囲である、請求項1に記載の方法。

請求項3

工程(D)中の、前記第2の液体供給組成物を充填するための総時間が、0.1秒から5秒の範囲であり、かつ前記ピーク流量が、前記総充填時間の少なくとも50%である持続時間にわたって、好ましくは実質的に一定のままである、請求項1又は2に記載の方法。

請求項4

工程(D)の開始時の流量の増加が、0ml/秒から開始され、かつ0.1秒〜1秒のランプアップ持続時間内で前記ピーク流量の80%以上に達する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の方法。

請求項5

工程(D)の前記終了時の流量の減少が、前記ピーク流量から開始され、かつ0.05秒〜0.5秒のランプダウン持続時間内でその50%以下、好ましくはその10%以下、またより好ましくは0ml/秒に達する、請求項1〜4のいずれか一項に記載の方法。

請求項6

(D)の前記終了時の前記流量の減少が、前記実質的に一定の流量から開始され、かつ0.05秒〜0.5秒のランプダウン持続時間内でその1〜50%、好ましくはその2〜30%、またより好ましくはその5〜10%に達し、また次いで、0.01秒未満、また好ましくは0.001秒未満のシャットダウン持続期間内で0ml/秒へと減少する、請求項5に記載の方法。

請求項7

前記1つ以上の液体ノズルが、前記液体ノズルにより発生する前記1つ以上の液体流の前記流量を制御するための1つ以上の流量制御装置に接続され、前記1つ以上の流量制御装置が、弁、ピストンサーボ駆動ポンプ、及びこれらの組み合わせからなる群から選択され、また好ましくは前記1つ以上の流量制御装置が、1つ以上のサーボ駆動型ポンプを備える、請求項1〜6のいずれか一項に記載の方法。

請求項8

工程(C)中、前記容器が、前記容器の総容積の0.1%〜50%、好ましくは0.1%〜40%、より好ましくは0.1%〜30%、更により好ましくは0.1%〜20%、また最も好ましくは0.1%〜10%まで、前記第1の液体供給組成物で部分的に充填される、請求項1〜7のいずれか一項に記載の方法。

請求項9

工程(D)中、前記容器の総容積の少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、また最も好ましくは少なくとも90%が、前記第2の液体供給組成物で充填される、請求項8に記載の方法。

請求項10

前記第2の液体供給組成物が、5容積%以下のエアレーンョンレベルを有する、請求項1〜9のいずれか一項に記載の方法。

請求項11

前記第1の液体供給組成物が、1種以上の香料着色剤乳白剤真珠光沢助剤酵素増白剤漂白剤漂白活性化剤触媒キレート剤ポリマー、及び/又はこれらの組み合わせを含み、好ましくは、前記第1の液体供給組成物が、雲母二酸化チタン被覆雲母オキシ塩化ビスマス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される真珠光沢助剤を含み、また前記第2の液体供給組成物が、1種以上の界面活性剤溶媒ビルダー構造化剤、及び/又はこれらの組み合わせを含む、請求項1〜10のいずれか一項に記載の方法。

技術分野

0001

本発明は、2種以上の異なる液体組成物を原位置で混合するための方法に関し、特に、容器内に均質かつ安定的な液体組成物を形成する目的のための方法に関する。

背景技術

0002

液体消費者製品(例えば、液体洗濯用洗剤、液体布地ケア増強剤、液体食器洗浄洗剤、液体硬質表面洗浄剤液体空気清浄剤シャンプーコンディショナーボディーソープ液、液体手洗い石鹸液体洗顔料、液体顔用化粧料保湿剤、等)を形成するための従来の工業規模の方法は、異なる色、密度、粘度、及び溶解度の複数の原材料を(例えば、バッチ混合又は連続インライン混合のいずれかを通して)大量に混合して、最初に均質かつ安定した液体組成物を形成し、次に、個々の容器に充填し、続いてこのような容器を包装及び輸送することを伴う。このような従来の方法は、高いスループット及び満足のいく混合により特徴付けられるが、それにもかかわらず、柔軟性の欠如被る。同じ生産ラインを使用して2種以上の異なる液体消費者製品を製造する必要がある場合、製造ラインは、異なる液体消費者製品を製造するために使用される前に、最初に洗浄又はパージされる必要がある。このような洗浄又はパージ工程はまた、いずれの製品においても使用することができない、相当量の「廃棄物」液体を生成してしまう。

発明が解決しようとする課題

0003

したがって、満足のいく均質性及び安定性と良好に混合された液体消費者製品を形成するための、より柔軟性のある工業規模の方法が必要とされている。このような方法は、「廃棄物」液体をほとんど又は全く生成せず、また原材料の最大利用を可能にすることが更に望ましい。

課題を解決するための手段

0004

本発明は、即ち、2種以上の液体原材料が、このような製品の出荷及び商品化中、又はこのような製品が販売された後の使用中、完成した液体消費者製品を収容するために指定された容器(例えば、ボトルパウチ等)内で直接混合される、原位置での液体混合方法を提供する。より具体的には、本発明は、容器を充填するための動的充填プロファイルを採用し、これは、高速充填により引き起こされる容器内部の跳ね跳ね返り、及び関連する負の効果(エアレーションなど)を低減するのに役立ち得る、及び/又は混合の完全さを向上させて、このように形成された完成した液体消費者製品が満足のいく均質性及び安定性を有することを確実にするのに役立ち得る。より重要なことに、制御下での跳ね及び跳ね返りにより、充填速度を更により早くすることができ、それにより、充填時間を著しく短縮し、かつシステムスループットを向上させることが可能である。

0005

一態様では、本発明は、液体組成物を容器に充填する方法に関し、この方法は、
(A)開口部を有する容器を提供する工程であって、前記容器の総容積が約100ml〜約10リットルの範囲である、工程と、
(B)第1の液体供給組成物及び第1の液体供給組成物とは異なる第2の液体供給組成物を提供する工程と、
(C)前記容器に、前記容器の総容積の約0.01%〜約50%まで、第1の液体供給組成物を部分的に充填する工程、及び
(D)その後に、容器の残りの容積、又はその一部分を、第2の液体供給組成物で充填する工程であって、
第2の液体供給組成物が、1つ以上の液体ノズルにより頂部開口部を介して容器内へと充填され、1つ以上の液体ノズルが、動的流れプロファイルにより特徴付けられる1つ以上の液体流を発生させるように配置され、工程(D)の開始時の流量の増加及び/又は工程(D)の終了時の流量の減少を、工程(D)の中間におけるピーク流量と組み合わせて含む工程と、を含む。

0006

好ましくは、動的流れプロファイルは、工程(D)の開始時の流量の増加及び工程(D)の終了時の流量の減少の両方を含む。

0007

好ましくは、ピーク流量は、約50ml/秒〜約10L/秒、より好ましくは約100ml/秒〜約5L/秒、また最も好ましくは約500ml/秒〜約1.5L/秒の範囲である。

0008

工程(D)中の第2の液体供給組成物を充填する総時間は、好ましくは約1秒〜約5秒の範囲である。好ましくは、ピーク流量は、総充填時間の少なくとも50%である持続時間にわたって、実質的に一定のままである。

0009

本発明の特に好ましいが必須ではない実施形態では、工程(D)の開始時の流量の増加は0ml/秒から開始し、また約0.1秒〜約1秒のランプアップ持続時間内で、ピーク流量の約80%以上に達する。

0010

これに加えて、又はこれに代えて、工程(D)の終了時の流量の減少はピーク流量から開始され、また約0.05秒〜約0.5秒のランプダウン持続時間内で、その約50%以下、好ましくはその約10%以下、またより好ましくは0ml/秒に達する。より好ましくは、(D)の終了時の流量の減少がピーク流量から開始され、また約0.05秒〜約0.5秒のランプダウン持続時間内で、その約1〜50%、好ましくはその2〜30%、またより好ましくはその5〜10%に達し、また次いで、約0.01秒未満、また好ましくは約0.001秒未満のシャットダウン持続期間内で0ml/秒へと減少する。

0011

1つ以上の液体ノズルは、好ましくは、このようなノズルからの液体流量を制御するように機能する1つ以上の流量制御装置に接続される。このような1つ以上の流量制御装置は、弁、ピストンサーボ駆動ポンプ、及びこれらの組み合わせからなる群から容易に選択することができる。好ましくは、このような1つ以上の流量制御装置は、1つ以上のサーボ駆動型ポンプを含む。

0012

第1の液体供給組成物は、微量供給物(例えば、1種以上の香料着色剤乳白剤と、雲母二酸化チタン被覆雲母オキシ塩化ビスマス等の真珠光沢助剤酵素増白剤漂白剤漂白活性化剤触媒キレート剤ポリマーなど)として容器内に存在する、即ち、工程(C)中、容器の総容積の0.1〜50%、好ましくは0.1〜40%、より好ましくは0.1〜30%、更により好ましくは0.1〜20%、また最も好ましくは0.1〜10%が第1の液体供給組成物で充填される。なお、第2の液体供給組成物は、主要供給物(例えば、1種以上の界面活性剤溶媒ビルダー構造化剤等を含有する)として容器内に存在する、即ち、工程(D)中、容器の総容積の少なくとも50%、好ましくは少なくとも70%、より好ましくは少なくとも80%、また最も好ましくは少なくとも90%が、第2の液体供給組成物で充填される。

0013

本発明の動的充填プロファイルに関連する誤差許容範囲を最小化するために、少なくとも第2の液体供給組成物におけるエアレーションを、例えば、約5容積%以下、好ましくは約3容積%以下、より好ましくは約2容積%以下、また最も好ましくは約1容積%以下のエアレーションレベルへと制御することが望ましい。好ましくは、第1の液体供給組成物中のエアレーションもまた、同様の方法で制御される。

0014

本発明のこれらの及びその他の態様は、本発明についての以下の詳細な説明を読むことにより、更に明らかになるであろう。

図面の簡単な説明

0015

主要な充填工程の開始時の流量の増加を有するランプアップ動的充填流れプロファイルを採用することにより達成される、(サンプル液体合物と、完全に均質である基準液体混合物との間の相対色差ΔEにより示される)混合の適合度プロットするグラフであり、このように増加する流量は、異なる加速速度により特徴付けられる。
主要な充填工程中に撮影された2つの写真であり、一方は、非ランピング充填流れプロファイルを使用した場合に観察される最大液体跳ね返りを示し、また他方は、主要な充填工程の終了時の流量を減少させたランプダウン動的充填流れプロファイルを使用した場合に観察される最大液体跳ね返りを示す。
主要な充填工程の終了時の流量を減少させたランプダウン動的充填流れプロファイルを採用することにより達成される、混合の適合度(ΔE)をプロットするグラフであり、流量を減少させることは、一定の減速速度ではあるが異なる滴下流量により、特徴付けられる。

0016

本発明で使用する場合、用語「原位置(in situ)」とは、完成した液体消費者製品(例えば、液体洗濯用洗剤、液体布地ケア増強剤、液体食器洗浄洗剤、液体硬質表面洗浄剤、液体空気清浄剤、シャンプー、コンディショナー、液体ボディウォッシュ、液体手洗い石鹸、液体洗顔料、液体顔用化粧剤、保湿剤、等)を、このような製品の出荷及び販売中、あるいはこのような製品が販売された後の使用中に収容するために指定された容器(例えば、ボトル又はパウチ)内に発生する、実時間混合を意味する。本発明のin situ混合は、容器の上流に、好ましくは充填ノズルの上流に配置された1つ以上の液体パイプライン内部で発生するインライン混合とは特に区別される。in situ混合はまた、容器につながる液体パイプラインの上流に配置された1つ以上の混合/貯蔵タンク内で発生するバッチ混合とは、区別される。

0017

本発明で使用する場合、用語「実質的に一定」とは、プラス又はマイナスのいずれかで、約10%未満の変動を有することを意味する。

0018

本明細書にて開示された寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきではない。その代わりに、特に指示がない限り、このような寸法はそれぞれ、列挙された値とその値を囲む機能的に同等な範囲との両方を意味することが、意図されている。例えば、「40mm」と開示された寸法は、「約40mm」を意味するものとする。

0019

本発明による容器は、このような製品の出荷及び商品化中、又はこのような製品が販売された後の使用中に、完成した液体消費者製品を収容するために特定的に指定された容器である。好適な容器としては、パウチ(特に、起立式パウチ)、ボトル、ジャー防水性又は耐水性ボール箱等を挙げることができる。

0020

このような容器は、典型的には、液体(液体原材料又は完成した液体消費者製品のいずれか)がそこを通って充填され、そこから分配され得る開口部を含む。開口部は、異なる形状及び種々の断面形状を有することができる。例えば、開口部は、実質的な高さ及び円形又はほぼ円形の断面を伴う管状又は円筒形である。別の実施例では、開口部は、実質的な高さを有してもよいが、楕円形三角形正方形、又は長方形の断面を有してもよい。更に別の実施例では、開口部は、ごく僅かである最小高さを有してもよく、したがって、その断面形状によってのみ画定される。このような開口部は、中心点又は重心を有する。従来の液体充填プロセスでは、1つ以上の垂直内向き流束を容器内へと発生させるために、このような重心又はその付近(例えば、それより僅かに上方又は下方のいずれか)に、1つ以上の液体充填ノズルが配置される。

0021

容器はまた支持面を有し、支持面は、その支持面の形状又は輪郭にかかわらず、容器が安定して独立して立つことができる3つ以上の点により画定される。このような支持面の存在は、容器が平坦な支持面を有することを必要としない、という点で重要である。例えば、容器は、凹状の支持面を有してもよく、その一方で、このような凹状支持面の外側縁は、容器が安定して独立して立つことができる支持面を画定する。別の実施例では、容器は、複数の突出部を伴う支持面を有してもよく、一方で、3つ以上のこのような突出部は、容器が安定して独立して立つことができる支持面を画定する。

0022

容器はまた、上端部、対向する底端部、及び上端部と底端部との間に延在する1つ以上の側壁を有してよい。上記の開口部は、典型的には、容器の上端部に位置する。上記の支持面は、容器の対向する底端部に位置することができ、したがって、このような容器(例えば、その底端部上に起立する典型的な直立型液体ボトル)の底面により、画定される。あるいは、上記の支持面は、容器の上端部に位置することができ、したがって、このような容器(例えば、その上端部上に起立する反転液体ボトル)の上面により、画定される。

0023

容器はまた、上記の開口部の重心を通って延在し、かつ上記の支持面に垂直である長手方向軸線を有してよい。好ましいが、容器が細長い形状を有する必要はなく、即ち、長手方向軸線は容器の形状により画定されないが、むしろ容器開口部の重心及び容器の支持面の位置により画定される、ということに留意されたい。

0024

このような容器は、上端部と底端部との間に1つ以上の側壁を更に含んでよい。例えば、このような容器は、その上端部及びその底端部を接続する1つの連続した湾曲した側壁を伴う円筒形又はほぼ円筒形のボトルであってもよく、これは、円形又は楕円形の底面を画定する。別の実施例では、容器は、その底端部で交わってアーモンド形状の底面を形成し、同様にその上面で交わって直線開口部/閉鎖部を形成する、2つの平坦な側壁を伴う起立式パウチであってよい。更に、容器は、上端部と底端部とを接続する3つ、4つ、5つ、6つ、又はそれ以上の平面又は湾曲した側壁を有してよい。

0025

本発明の容器は、このような容器の内部で原位置で混合する、2種以上の異なる液体供給組成物で充填される。このような液体供給組成物は、任意の態様、例えば、色、密度、粘度、及び溶解度が異なってよく、結果として得られる混合物中の不均質性又は相分離をもたらす可能性がある。

0026

好ましくは、容器は、第1の液体供給組成物で充填され、第1の液体供給組成物は、微量供給物として容器内に存在し得る、即ち、第1の液体供給組成物は、容器の総容積の約0.1〜50%、好ましくは約0.1〜40%、より好ましくは約1〜30%、更により好ましくは約0.1〜20%、また最も好ましくは約0.1〜10%までのみ充填する。このような微量供給組成物は、例えば、1種以上の香料、着色剤、乳白剤、真珠光沢助剤、酵素、増白剤、漂白剤、漂白活性化剤、触媒、キレート剤、若しくはポリマー、又はこれらの組み合わせを含有してよい。好ましくは、このような微量供給組成物は、雲母、二酸化チタン被覆雲母、オキシ塩化ビスマス、及びこれらの組み合わせからなる群から選択される、少なくとも1種の真珠光沢助剤を含有する。本発明は、単一の微量供給物に限定されるものではなく、またこのような微量供給組成物をこのような2種以上の微量供給材料の混合物として形成するために、容器内へと同時に又は連続的に充填される2種以上の微量供給物を含んでもよいことに、留意されたい。

0027

次に、容器は、好ましくは、容器内に主要供給物として存在し得る第2の液体供給組成物で充填される、即ち、第2の液体供給組成物は、容器の総容積の少なくとも約50%、好ましくは少なくとも約70%、より好ましくは少なくとも約80%、また最も好ましくは少なくとも約90%を充填する。このような主要供給組成物は、例えば、1種以上の界面活性剤、溶媒、ビルダー、若しくは構造化剤、又はこれらの組み合わせを含有してよい。本発明は、単一の主要供給物に限定されるものではなく、またこのような主要供給組成物をこのような2種以上の主要供給材料の混合物として形成するために、容器内へと同時に又は連続的に充填される2種以上の主要供給物を含んでもよいことに、留意されたい。

0028

続いて、容器は、本発明の完成した液体消費者製品を形成するために必要な1種以上の添加剤又は有益剤を含有する1種以上の追加の液体供給組成物で充填することができる。

0029

容器の充填は、1つ以上の液体ノズルにより実行され、この液体ノズルは、容器の開口部又はその付近に配置されて、このような開口部を通じて容器内に1つ以上の液体流入を発生させる。ノズルは、液体内容物ジェット充填に好適な任意のサイズ又は形態を有してよい。

0030

原位置混合により形成された完成した液体消費者製品において良好な均質性及び安定性を達成するために、ジェット混合を用いて、容器(例えば、ボトル又はパウチ)に入る際に十分な量の運動エネルギー液体供給材料に付与する。本発明の発明者らは、特に主要供給段階中に容器を充填するための動的流れプロファイルを用いることが、混合結果における所与の量の運動エネルギーの影響を増加させる、及び/又は容器内部の液体内容物の望ましくない跳ね又は跳ね返りを最小限に抑えるのに有効であり得る、ということを発見した。

0031

具体的には、このような動的流れプロファイルは、好ましくは時間依存性であり、(a)主要充填工程の開始時の液体供給物の流量の増加により定義されるランプアップ区分、即ち、上記の工程(D)、及び/又は(b)主要充填工程の終了時の液体供給物の流量の減少により定義されるランプダウン区分、を含む。ランプアップ区分中の流量の増加は、一定の加速速度を有する必要はないが、これは、種々の加速速度を有してもよく、またベル曲線又は正弦波立ち上がり部分に類似していてもよい。同様に、ランプダウン区分中の流量の減少は、一定の減速速度を有する必要はない。本発明の特定の実施形態では、このような動的流れプロファイルは、ランプアップ区分のみを含むが、ランプダウン区分は含まない。代替的な実施形態では、動的流れプロファイルは、ランプダウン区分のみを含むが、ランプアップ区分は含まない。更に別の代替的な実施形態(最も好ましい)では、動的流れプロファイルは、ランプアップ区分及びランプダウン区分の両方を含む。

0032

動的流れプロファイルのランプアップ区分とランプダウン区分との間は、約50ml/秒〜約10L/秒、より好ましくは約100mlL/秒〜約5L/秒、また最も好ましくは約500ml/秒〜約1.5L/秒の範囲のピーク流量である。ピーク流量は、動的流れプロファイルの単一点として存在してよい。あるいは、例えば、工程(D)中の第2の液体供給組成物の総充填時間の少なくとも50%である有効持続時間に関しては、実質的に一定のままであってよく、それにより、約8%未満、より好ましくは約5%未満、また最も好ましくは約2%未満の流量変動を伴う本発明の動的流れプロファイルに関する、一定流量区分を画定する。更に、本発明の動的流れプロファイルは、常に変化する流量を伴う複数の「ピーク」及び「谷」を含む中間区分を有してもよく、一方で、このような「ピーク」の最大は、全体的なピーク流量を定義する。

0033

工程(D)中の第2の液体供給組成物を充填する総時間は、好ましくは約0.1秒〜約5秒、好ましくは約0.5秒〜約4秒、またより好ましくは約1秒〜約3秒の範囲である。

0034

本発明の動的流れプロファイルのランプアップ区分は、0ml/秒から開始し、かつ約0.1秒〜約1秒のランプアップ持続時間内で上記のピーク流量の約80%以上に達する流量を増加させることにより、特徴付けられる。例えば、流量の増加は、最低では約1秒で0ml/秒〜約50ml/秒、又は最大では約0.1秒で約10L/秒まで上昇し得る。それに対応して、このような流量の増加は、約50ml/秒2〜約100L/秒2、好ましくは約100ml/秒2〜約50L/秒2、より好ましくは約500ml/秒2〜約20L/秒2、また最も好ましくは約5L/秒2〜約15L/秒2(即ち、5,000〜15,000ml/秒2)の範囲の加速速度により、更に定義され得る。液体供給物の流量を増加させたこのようなランプアップ区分は、容器内部での異なる液体のより良好な混合を可能にする。

0035

本発明の動的流れプロファイルのランプダウン区分は、上述のピーク流量から開始し、かつ約0.05秒〜約0.5秒のランプダウン持続時間内で、その約50%以下、好ましくはその約10%以下、またより好ましくは0ml/秒に達する流量を減少させることにより、特徴付けられる。例えば、減少する流量は、最大では0.5秒で約50ml/秒から0ml/秒まで、又は最大では0.05秒で約10L/秒〜0ml/秒までランプダウンしてよい。それに対応して、このような流量の減少は、約100ml/秒2〜約200L/秒2、好ましくは約1L/秒2〜約100L/秒2、より好ましくは約5L/秒2〜約20L/秒2、また最も好ましくは約8L/秒2〜約12L/秒2(即ち、8,000〜12,000ml/秒2)の範囲の減速速度により、更に定義され得る。液体供給物の流量減少を伴うこのようなランプダウン区分は、容器の内壁上への液体供給物の跳ね及び跳ね返りを低減するように、機能する。著しい跳ねはまた、完全な混合を妨げ、かつ局所的で非均質な斑点をもたらす場合がある、ということに留意されたい。

0036

本発明の特に好ましいが必須ではない実施形態では、動的流れプロファイルのランプダウン区分は、最初に2つの連続するサブ区分(即ち、「ドブルブル」サブ区分)を更に含み、減少する流量は、上述のピーク流量から開始され、約0.05秒〜約0.5秒のランプダウン持続時間内でその約1〜50%に達し、また2番目に(即ち、「シャットダウン」サブ区分)では、次いで、約0.01秒未満、また好ましくは約0.001秒未満のシャットダウン持続時間内で、0ml/秒へと減少する。このような連続的なサブ区分は、本発明の方法の全体的な充填精度を向上させるように機能する。ランプアップ区分及びランプダウン区分を伴う動的流れプロファイルは、1つ以上の流量計により実施及び制御される故に、また流量計は非常に低い流量でより不正確になり得るため、「滴下」サブ区分を設けることにより、ランプダウンが、流量計により依然として正確に検出可能である目標低流量に進行することを可能にし、かつ一度目標低流量に到達すると、システムは、過剰な充填を回避するために即座に停止を実行する。好ましくは、滴下サブ区分は、約50ml/秒〜約1000ml/秒、またより好ましくは約500ml/秒〜約900ml/秒、また最も好ましくは約600ml/秒〜約800ml/秒の範囲の滴下流量により画定される。これらの範囲内では、滴下流量が増加するにつれて、向上した混合結果が観察される。

0037

本発明の動的流れプロファイルのランプダウン区分は、逆液流を伴うサブ区分を更に含んでもよい、即ち、若干の空気が充填パイプライン内へと吸い込まれ、それにより充填プロセスの完全な停止をもたらす。このような逆液流は、正の遮断ノズルを排除するのに役立ち得る。また、液体供給流が正確に正しい時間に完全に切断されることを確実にするために、投与精度を向上させることもできる。

0038

第2の液体供給組成物を容器に充填するための1つ以上の液体ノズルは、好ましくは、このようなノズルからの液体流量を制御するように機能する、1つ以上の流量制御装置に接続される。このような1つ以上の流量制御装置は、弁、ピストン、サーボ駆動型ポンプ、及びこれらの組み合わせからなる群から容易に選択することができる。好ましくは、1つ以上の流量制御装置は、例えば、1つ以上のサーボ駆動型Waukesha PDサイズ018ポンプなどの、1つ以上のサーボ駆動型ポンプを含む。このようなサーボ駆動型ポンプを用いることにより、本発明は、液体ノズルを通過する液体流の動的流れプロファイルを正確かつ柔軟に修正及び制御することができ、混合結果への運動エネルギー入力の影響を最大化し、容器の内壁上の不均質な斑点の跳ね及び形成を最小化し、かつ充填動作成功を可能にする。

0039

1つ以上の液体ノズルは、流量計などの1つ以上の流量測定装置に接続されており、流量計は、液体ノズルを通過している液体供給物の動的流量を実時間にて測定し、かつ必要に応じて調節するために、このような情報をサーボ駆動型ポンプに供給し戻すことができる。

0040

本発明の動的充填プロファイルに関連する誤差許容範囲を最小化するために、少なくとも第2の液体供給組成物におけるエアレーションを、例えば、5容積%以下、好ましくは3容積%以下、より好ましくは2容積%以下、また最も好ましくは1容積%以下のエアレーションレベルに制御することが望ましい。好ましくは、第1の液体供給組成物中のエアレーションもまた、類似の方法で制御される。

0041

液体供給組成物を脱気タンク内に長期間にわたって、大気圧下又は真空条件下のいずれかで配置することにより、充填前に制御されたエアレーションを達成することができ、これにより、閉じ込められた気泡をこのような液体供給組成物から放出することができる。組成物中のエアレーションレベルの定量化は、大気圧下でのエアレーションされた組成物とエアレーションされていない組成物との間の比重を評価する。

0042

試験方法
A.混合の良好さを評価するための色差(ΔE)測定
微量供給物(少なくとも染料などの着色剤を含む)及び主要供給物は、本明細書で上記のように、透明容器内に連続的に充填され、原位置で混合される。好ましくは、透明容器は透明プラスチックボトルである。透明プラスチックボトルを剛性及び非透明フレームに嵌合させ、その両方を次に、Canon Rebel DSLRカメラに面する暗室内に配置し、一方、LED光を、このようなプラスチックボトルの背後に配置し、プラスチックボトルを介してカメラ内へと光る照明を提供する。

0043

カメラは、上述の設定(「サンプル画像」)内の、各原位置混合サンプルのデジタル画像捕捉する。更に、カメラは、同じ設定(「参照画像」)において、原位置混合サンプルと同じ微量供給物及び主要供給物により形成される、完全な混合物のデジタル画像を捕捉する。次に、サンプル画像及び参照画像は、サンプル画像とL/a/b色空間内の参照画像との間の全体的な色差スコア(ΔEOverall)を計算するための自動画像解析ソフトウェアプログラム(例えば、MATLABコード)を装備したコンピュータに、入力される。好ましくは、PPボトルは本体及びハンドルを含み、サンプル画像及び参照画像のそれぞれは、別個分析される本体領域及びハンドル領域に分割される。具体的には、サンプル画像と参照画像の本体領域との間の色差スコア(ΔEBody)は、サンプル画像と参照画像のハンドル領域との間の色差スコア(ΔEHandle)とは別々に計算される。次に、全体的な色差スコア(ΔEOverall)は、例えば、50%で、ΔEBodyとΔEHandleとの重量平均として計算される。重量比50%。

0044

具体的には、MATLABコードは、コンピュータをプログラムして、以下の工程を実行する。
1.各デジタル画像(サンプル画像及び参照画像のいずれか)は、RGB色空間からL/a/b色空間に変換され、
2.このようなデジタル画像内の各画素のL、a、b値は、別個の値として記憶され、
3.サンプル画像(「S」)内の各画素と参照画像(「R」)内の対応する画素との間のΔE値は、以下の式により計算される。

0045

4.関心領域(「i」)、例えば、本体領域又はハンドル領域に関して、平均ΔE(「ΔEi」)は、このような領域内の全ての画素のΔE値から計算される。
5.次に、関心領域の総数がnであると仮定して、全体的な重量平均ΔEを以下のように計算する。

0046

0047

典型的には、ΔEOverallが低いほど、サンプル画像と参照画像(完全に混合されたサンプルを表す)との色差が小さいことを意味する故に、混合結果がより良好である。

0048

実施例1:主要供給工程中のランプアップを伴う動的充填流れプロファイル
(1)約2.5グラム青色染料プレミックス(「微量供給物1」)、(2)約29グラムの香料プレミックス(「微量供給物2」)、及び(3)界面活性剤、ビルダー、及び溶媒(「主要供給物」)を含有するバルク液体組成物を、順次に透明プラスチックボトルへと充填し、約1400グラムの総充填重量に到達させる。

0049

「ランプアップ」動的流れプロファイルを使用することにより、即ち、ほぼ0〜約10000ml/秒2の範囲の異なる加速速度の初期増加流量を用いて、主要供給物をボトル内へと充填する。次に、得られた混合サンプルのデジタル画像を捕捉して、参照サンプルと比較し、このような結果として得られた混合サンプルのそれぞれについて、全体的な色差スコア(ΔEOverall)を計算する。図1は、使用される動的流れプロファイルの加速速度に対する、得られた混合サンプルのΔEOverall値をプロットするグラフを示す。このグラフから、加速速度(最大加速速度10000ml/秒2まで)が高くなるほど、ΔEOverall値が低くなる、即ち、混合結果がより良好であることが、明らかである。

0050

実施例2:主要供給工程中のランプダウンを伴う動的充填流れプロファイル
微量供給及び主要供給は、主要供給物が、SMCPneumatics(カリフォルニア州、ヨーバリンダ)から市販されているAS−FS空気圧弁を使用することによりボトル内へと充填されることを除いて、実施例1にて上述したように実施され、これは、(1)即ち、このような空気圧弁がダイアル12にて手動で設定された場合に端部の流量を減少させることのない非ランプダウン流れプロファイル、及び(2)このような空気圧弁がダイアル2にて手動で設定された場合に端部の流量が減少する、同じピーク流量を伴う「ランプダウン」動的流れプロファイル、を提供することが可能である。このような工程中に発生する最大跳ね返りを記録するために、このような主要供給工程中に、写真を撮影する。図2Aは、(1)中に発生する可視的な跳ね返りを示し、一方、図2Bは、(2)中の可視的な跳ね返りが著しく少ないことを示す。

0051

実施例3:主要供給工程中のランプダウン及び滴下を伴う動的充填流れプロファイル
微量供給物及び主要供給物は、主要供給物が、「ランプダウン及び滴下」動的流れプロファイル」を使用することにより、ボトル内へと充填されることを除いて、実施例1にて上述したように実施される、即ち、約1000ml/秒のピーク流量に続いて、約10000ml/秒2の一定の減速速度及び約100ml/秒〜約1000ml/秒の範囲の滴下流量により特徴付けられる流量の減少を伴う。次に、得られた混合サンプルのデジタル画像を捕捉して、参照サンプルと比較し、このような結果として得られた混合サンプルのそれぞれについて、全体的な色差スコア(ΔEOverall)を計算する。図3は、使用される異なる滴下速度に対する、得られた混合サンプルのΔEOverall値をプロットするグラフを示す。このグラフから、滴下速度(最大加速速度約1000ml/秒まで)が高くなるほど、ΔEOverall値が低くなる、即ち、混合結果がより良好であることが、明らかである。

0052

相互参照される又は関連する全ての特許又は特許出願、及び本願が優先権又はその利益を主張する任意の特許出願又は特許を含む、本願に引用される全ての文書は、除外又は限定することを明言しない限りにおいて、その全体が本明細書に参照として組み込まれる。いかなる文献の引用も、本明細書にて開示又は特許請求される任意の発明に対する先行技術であるとはみなされず、あるいはそれを単独で又はその他の任意の参考文献(単数又は複数)と組み合わせたときに、このような発明全てを教示、示唆又は開示するとはみなされない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により本明細書に組み込まれる文書内の同じ用語の意味又は定義と矛盾する場合、本文書におけるその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。

実施例

0053

本発明の特定の実施形態を例示及び説明してきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなくその他の種々の変更及び修正を行うことができる点が、当業者には明白であろう。したがって、本発明の範囲内にあるこのような全ての変更及び修正を添付の特許請求の範囲に網羅することが、意図されている。

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