JP2007530368A - バッグ付弁のエアゾール・バリア・パックの充填手段およびその方法。 - Google Patents

バッグ付弁のエアゾール・バリア・パックの充填手段およびその方法。 Download PDF

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Abstract

容器内にあるバッグ付弁のエアゾール弁システムである。噴射剤は弁棒まわりを通り棒ガスケット上を外側に進みバッグ外側の容器空間内に圧力充填される。製品は、弁棒を通ってバッグ内に充填される。弁棒は、外側中間部の円錐台形環状面を有し、弁ハウジングは、内側円錐台形環状面を有する。両面は、弁棒が噴射剤圧力充填のための第1の所定位置まで深く押し下げられるとき、環状の密閉接触をしてバッグへの噴射剤のアクセスを阻止する。棒外面くぼみは、径方向付勢ばね荷重式滑り部と相互に作用して、棒を介した製品のバッグ内への充填のためのより浅い第2の押し下げ所定位置に棒を係止する。弁を容器上に取り付けバッグを弁上に取り付けた後、本質的に従来型の圧力充填装置を使用して、噴射剤および製品をどちらの順序でも圧力充填することができる。

Description

本発明は、噴射剤および製品をエアゾール容器内に充填することに関する。より詳細には、本発明は、容器内のバッグが分与されるべき製品を保持するためのものであり、容器の残りの部分が噴射剤を保持するためのものである、バッグ付弁バリア・パック(bag−on−valve barrier pack)式容器の充填に関する。
バリア・パック式エアゾール容器としては、周知のピストン入り缶(piston−in−can)およびバッグ入り缶(bag−in−can)の実施形態がある。本発明が対象とするバッグ入り缶の1つの形において、缶内の可撓性バッグは、エアゾール弁の弁ハウジングに密閉的に連結されている開口端部を有することができる。そうした実施形態は、バッグ付弁システムと呼ばれる。一般的に、エアゾール容器から分与されるべき製品は、容器内の可撓性バッグ内に充填され、液化噴射剤または圧縮ガスは、バッグ外側のエアゾール容器内のバッグ外壁と缶内壁との間に充填される。エアゾール弁が作動されると、噴射剤がバッグ外壁に対して作用して製品がエアゾール弁から缶の外の環境に分与される。もちろん、弁の作動をやめると製品の分与も終わる。
従来、噴射剤のバッグ外側容器への充填は、一般に、取り付けカップの下もしくは容器底部を通って噴射剤を充填することによって、または他の複合方式および構造によって行われてきた。そうした噴射剤充填の形態には、特殊で高価な充填装置が必要であり、一般にバッグ付弁システムを含まないエアゾール容器を充填する従来の圧力充填装置を有する多くの充填業者はそれらを持っていない。そうした噴射剤充填の従来技術の形態はまた、速度が遅いことがある。さらに、従来技術のバッグ付弁システムは、一般に、製品および噴射剤が混じらず製品充填の間、不正確な棒位置決めによって製品充填が遮断さえ得ぬように、弁を容器に取り付けた後、製品および噴射剤の圧力充填を別々に行うことができない。
本発明は、噴射剤をバッグ外側の容器に、および製品(たとえばゲル)を容器内のバッグに、どちらの順序でも圧力充填する、簡単で効果的な手段を提供するものである。両方の作業は、バッグがエアゾール弁のハウジングもしくはハウジング延長部上、またはハウジングもしくはハウジング延長部に取り付けられているくさび形のものなどの取り付け具上に密閉的に取り付けられた後、概ね従来型の圧力充填装置を使用して行われる。本明細書において、バッグのアタッチメントに関連して、弁ハウジングという用語の使用は、そうしたハウジング延長部または取り付け具へのアタッチメントも含むと考えられる。
噴射剤は、充填ヘッドから弁棒の外側まわりを通り、弁棒と弁棒のための取り付けカップ開口との間を通ってエアゾール弁ガスケットの頂部上を進み、弁ハウジング外側と取り付けカップとの間を通り、弁ハウジング上に取り付けられているバッグの外側のエアゾール容器内に充填される。この噴射剤充填作業の間、エアゾール弁ガスケットが屈曲されて噴射剤がガスケット上を流れることができるように、弁棒が押し下げられる。それと同時に、充填ヘッドが弁棒の頂部分与開口を塞ぎ、それによって噴射剤が上記で述べたように弁棒の外側まわりにしか充填されないようになる。
上記で述べたような噴射剤充填作業は、一般に、弁ハウジングにすでに連結された独立した製品バッグがないエアゾール・システムで周知である。そうした連結済み製品バッグの存在は、棒まわりを通る噴射剤が曲がった弁ガスケットと隣接の弁棒との間も通って弁ハウジング内壁と棒外壁との間の弁ハウジング内部に入り得るという、噴射剤充填の深刻な妨害を引き起こす。次いで、この噴射剤は、オープン・アクセス(open access)して製品バッグに入る。このことはもちろん、製品および噴射剤が互いに分離して維持されるべきバッグ付弁バリア・パックでは非常に不利である。
バッグが弁ハウジングにすでに連結され弁が容器に固定されるとき、本発明の第1の態様によって、上記で述べた噴射剤圧力充填をバッグ付弁システムに使用することが可能になる。これは、弁ハウジング上にたとえば円錐台形(frusto−conical)面である環状内面、および弁棒上にたとえば円錐台形面である環状外面を設けることによって達成される。前記2つの面は、噴射剤充填の際接触するように噴射剤充填ヘッドの下方向の係合圧力によって弁棒が最後まで押し下げられるときだけ互いに密閉的に接触する。この充填ヘッドの押し下げ圧力は、弁を作動させ分与する弁使用者による棒上下方向または横方向の通常作動圧力を超える圧力である。したがって、棒およびハウジングの前記それぞれの円錐台形面は、通常弁動作の間、互いに接触せず密閉しない。というのも、動作中のそうした接触および密閉によって、製品が製品バッグから出て弁ハウジングに入り弁から出ることが妨げられてしまうからである。棒およびハウジングの前記それぞれの円錐台形面は、噴射剤充填の間互いに密閉するとき、充填の間中噴射剤が製品バッグに入るのを阻止する。棒およびハウジングの面が噴射剤の製品バッグへの流入を防ぐように互いに効果的に密閉するのであれば、円錐台形以外の棒およびハウジングの面の輪郭を用いてもよい。
本発明の第2の態様において、缶内の製品バッグは、弁ハウジングに密閉的に連結され、上記で述べた噴射剤の充填後(またはその前)に製品で充填されてよい。製品充填は、弁棒が、噴射剤充填の間よりもかなり浅いが弁ガスケットから棒側面孔の密閉を開放するのに十分な距離押し下げられる状態で、弁棒の分与導管を介して実施される。たとえばゲルである製品は、弁棒の中央導管を下方に流れ、棒側面孔を通って弁ハウジング内部に入り、弁ハウジングに連結されているバッグに入る。弁棒は、棒構造および製品充填ヘッド内の新規差込アダプタ構造の組み合わせによって、所定押し下げ位置で保持される。より具体的には、弁棒の面内にある環状くぼみが、充填の間、弁棒の位置を維持するように製品充填ヘッドの差込部内のばね荷重式径方向滑り部と係合するのに用いられる。(そうした棒部くぼみは、以前から用いられてきたが、アクチュエータ・ボタンの固定という無関係の目的であった。)そうした係止相互係合(locking interengagement)がないと、棒の位置は、弁棒に流入する製品の圧力を受けて変動し得る。この変動によって、製品充填の間、棒が上昇されて棒側面孔を部分的または完全に塞ぎ製品充填を妨げる、または上記で述べた円錐台形環状面によってハウジングに対して棒を密閉するまで棒が押し下げられてバッグ内への製品充填を妨げることがある。
第3の態様において、本発明は、噴射剤最高圧力充填および製品最高圧力充填が、どちらの順序でも、それぞれ弁棒まわりおよびそれを通って、製品バッグが弁ハウジングにすでに密閉的に連結され、弁が容器にすでに固定されているバッグ付弁システムに入って実施されるという、上記で述べた新規の方法を開示する。弁棒は、噴射剤圧力充填のとき第1の所定押し下げ位置にあり、製品圧力充填のとき第2の所定押し下げ位置にある。
本発明の他の特徴および利点は、以下に続く説明、図面および特許請求の範囲から明らかとなろう。
図1を参照すると、エアゾール弁システム10は、エアゾール取り付けカップ13が中に取り付けられている頂部円形開口12がある(その頂部部分だけしか図示されていない)従来の密閉容器または缶11を含む。取り付けカップ13内の中央には、弁棒15および弁ハウジング16からなるエアゾール弁14が配置されている。弁ハウジング16の下側端部の延長部16aには、密閉的に連結されるやり方でそこに取り付けられている可撓性の製品バッグ17がある。可撓性バッグ17は、ポリエチレンおよび/または(貼り合わせフォームを含む)他の材料から構成されてよく、周知の構造のものである。バッグ17は、エアゾール容器から分与されるべき製品を収容し、弁ハウジング内部18にしか開口しないそのバッグの頂部を除いて全体にわたって密閉構造をしている。バッグ17は、その頂部開口まわりすべてが弁ハウジングの下側延長部16aの外側に溶着されている。あるいは、バッグ17は、下側延長部16aの端部にあるくさび形のものまたは他の取り付け具に溶着されてもよい。バッグ17は、部分的にしか図示されていないが、既知のやり方で容器内をその底部付近まで下に延びている。
エアゾール弁棒15は、中央分与流路(central dispensing channel)19および側面孔20を含む。側面孔20は、エアゾール弁14が中央開口を有する環状ガスケット21によって閉められるとき、ガスケット21によって密閉される。ばね22は、弁ハウジング16の内部18内にあり、弁14が作動していないとき、図1に示すように弁棒15を閉位置に付勢する。
噴射剤をエアゾール容器11内のバッグ17外側の空間23内に充填し、製品をバッグ17の内部24内に充填すると、エアゾール弁システムは使える状態になる。弁棒15を押し下げる(または傾斜弁(tilt valve)の場合、横方向に動かす)と、ガスケット21は棒側面孔20の密閉を開放する。バッグ17外側の噴射剤の圧力によって可撓性のバッグ17が内側に押され、バッグ17内の製品が弁ハウジング16の内部18を通り側面孔20から出て棒部分与流路19まで上昇し、外部環境に放出される。既知のように、分与のために弁棒15を作動するのに(図示していないが様々な形の)アクチュエータを使用することができる。棒15がそれ以上作動されなくなるとき、弁棒15は、ばね22によって、ガスケット21が再び側面孔20を密閉する位置まで戻されて、さらなる分与が防がれる。
次に、本発明の第1の態様に移り、図2を参照する。噴射剤充填ヘッド30は、充填位置に図示されており、周知の従来装置である。弁棒15は、充填ヘッドによって押し下げられている。栓部材31は、充填のとき棒部分与導管19の頂部を塞いで噴射剤が導管を下方に通過しないようにする。栓部材31は、環状部材であり、図2の矢印で示されているように噴射剤がそれを通って充填されるための複数の径方向外側の穴部32を有する。噴射剤は、既知のやり方で、充填ヘッド導管33を下り穴部32から出て棒15の外面に沿って下り、棒15がそこを貫通する取り付けカップ13頂部内の円形開口13aを通り弁密閉ガスケット21の頂部上を外方に進み、弁ハウジング16の外面に沿って下り、最後にバッグ17外側の容器空間23内に充填される。この充填方法は周知であり、たとえばともに1997年4月5日発行の(Meureschの)米国特許第4015752号および(Meureschの)米国特許第4015757号に示されている。それらを参照により本明細書に組み込む。
上述の噴射剤充填は、製品バッグ17がそれまでに容器11内に位置決めされ弁ハウジングの延長部16aに溶着されているときに行われることに留意されよう。本発明のバリア・パック・システムにおいて、噴射剤充填の間、分与されるべき製品の収容のためだけのものであるバッグ17に噴射剤が入らないということが重要である。普通の弁棒15および弁ハウジング16の場合、図2を参照すると、ガスケット21頂部の上を通って充填されるべき噴射剤が、ガスケット21と、図2に示されている下に曲がったガスケット21の弁棒15との接点21aの環状領域のところの弁棒15側部との間に無理やり入り込むこともあるという望ましくない流入が起こり得る。普通のエアゾール弁において、噴射剤充填の間、弁棒15は弁ハウジング16の内面と密閉接触しない。したがって、曲がったガスケット21と弁棒15側部との間に入り込む噴射剤が、弁ハウジング16の内部18を下方に通過してバッグ17に入ってしまう。本発明において、これは、弁棒の中間部分まわりに延びる円錐台形面34(図1、3も参照)および弁ハウジング16まわりに延びる円錐台形面35(図1も参照)を設けることによって回避される。面34の角度は、垂直面に対してたとえば20度、面35も垂直面に対して同じ角度であってよい。エアゾール弁の閉位置(図1参照)において、面34、35は互いに離れている。同様に、通常の分与動作中、エアゾール弁が作動されるとき、弁棒15はばね22の力に逆らって作用する通常の作動圧力によって面34、35が密閉接触されるほど十分に押し下げられない。しかし、噴射剤充填の間、弁棒15に対する噴射剤ヘッドの力によって、円錐台形面34、35が環状プラスチック同士の密閉接触するように弁棒15が十分に押し下げられる。したがって、面34、35が噴射剤流入からバッグを密閉するので、充填される噴射剤が下方に進み弁ハウジング延長部16aに入ってバッグ17に流入することはありえない。その結果、容器11内に製品バッグ17があるにもかかわらず、従来の噴射剤充填ヘッド30を使用することができるようになる。充填ヘッド30はまた、周知のように、スペーサ・シリンダ36および環状ガスケット37も含む。
本発明の製品充填の第2の態様に移り、図3、4、5を参照する。製品充填は、図2の噴射剤充填作業の後またはその前に行うことができると理解されたい。図4にはエアゾール弁システム上に位置決めされる前の製品充填ヘッド40が、図5には缶11内のバッグ17への製品充填のために所定の位置についた後の製品充填ヘッド40が示されている。充填ヘッド40は、外側環状壁41、製品導管43を含む内側環状製品充填部材42、スペーサ・シリンダ44および製品充填位置決め差込部材(product filling registration insert member)45を含む。部材45は、U字形の滑り案内およびその案内内部のたとえば180度離れた位置にある径方向滑り部材47、48(図6、7も参照)からなる。滑り部材47、48は、それらを径方向内側に付勢し開口46に若干入れるばね49、50によってばね荷重がかけられる。各ばね49、50の一方の端部は製品充填部材42に当接し、各ばねの他方の端部はそれぞれ滑り部材47、48の開口47a、48aに嵌合している。製品充填ヘッド40がエアゾール弁システム上に位置決めされるとき、棒15の頂部外側部分15aが開口46に嵌合し、滑り部47、48をばね49、50に逆らって径方向外側に付勢する。図3、4、5を参照すると、棒15にはまた、その円周に環状くぼみ60がある。したがって、棒15の頂部外側部分15aが開口46を通って上方に進むと、ばね49、50の力を受けて径方向滑り部47、48が棒部くぼみ60にスナップ止めされる。このとき、滑り部材47、48の曲面51、52(図6,7参照)は、棒15を取り囲む。この位置では、図5に示すように、弁棒15は押し下げられた位置にあり、したがって棒側面孔20はもはやガスケット21によって密閉されていない。棒15は、棒部くぼみ60に係止されている滑り部47、48によってその正確な押し下げ位置に係止される。その押し下げ位置とは、棒部孔20の密閉を開放するのに十分であるが、棒部円錐台形面34およびハウジング部円錐台形面35を密閉的に係合するほどの位置ではない。
次に、バッグ17への製品の充填を実行するため、製品を導管43、棒部分与導管19、棒側面孔20、弁ハウジング16の内部空間18を通って弁ハウジング延長部16aを下方に通過してバッグ17内に充填する。製品充填が完了したら製品充填ヘッド40を取り除く。弁棒15の正確な位置決めが径方向滑り部47、48および棒部くぼみ60によって可能になることにより、棒15がさらに押し下げられて面34、35が密閉されバッグへの製品充填が妨げられることがなくなるだけでなく、棒15が充填背圧(filling back pressure)により上昇して側面孔20が密閉され、製品充填の間、弁ハウジング16への製品の流入が妨げられることもなくなる。
したがって、本発明の第3の態様において、バッグがすでに缶内にあり弁が容器に固定されているバッグ付弁システムは、噴射剤および製品、どちらの順序でも両方により充填された、最高圧になり得ることが、上記の説明からわかるであろう。それぞれの充填作業の間、棒の押し下げおよび棒の密閉の度合いを制御することにより、また前記作業の間、第1および第2の所定の棒押し下げ位置を与えることにより、噴射剤だけがバッグ外側の缶空間内に充填され、製品だけがバッグ内に充填される。その結果、従来の圧力充填装置を使用する、簡単で速く効率のよい充填システムとなる。
本発明の精神および範囲を逸脱することなく、変形および/または修正を本発明に加えることができると当業者には理解されよう。したがって、本実施形態は、例示的なものであり制限的なものではないと考えられる。単なる一例として、ディップ・チューブ(dip tube)が弁ハウジングから下に製品バッグ内まで延びて分与中のバッグ「ポケッティング(pocketing)」を防いでもよい。本明細書で使用している位置を表す用語は、図に示されている通常の位置決めに関して使用しそれを表すものであり、他に制限するものではないことも理解されたい。
エアゾール弁が閉位置にある、本発明のバリア・パック、バッグ付弁、エアゾール弁システムの、軸方向部分断面図である。 噴射剤が噴射剤充填ヘッドによりバッグ外側のエアゾール容器内に充填される、図1に対応する本発明のバッグ付弁のエアゾール弁システムの軸方向部分断面図である。 本発明のエアゾール弁棒の軸方向断面図である。 図1のバッグ付弁のエアゾール弁システム上に位置決めされているがそれとはまだ係合していない、本発明の製品充填ヘッドの軸方向部分断面図である。 製品充填ヘッドが弁棒と係合し製品が図1のバッグ付弁のエアゾール弁システム内に充填される、図4に対応する軸方向部分断面図である。 図5の製品充填ヘッドの滑り部材構成要素の拡大軸方向断面図である。 図6の滑り部材構成要素の底部の拡大平面図である。
符号の説明
10 エアゾール弁システム
11 容器
12 開口
13 取り付けカップ
14 エアゾール弁
15 弁棒
15 弁棒頂部
16 弁ハウジング
16a 弁ハウジング延長部
17 バッグ
18 弁ハウジング内部
19 中央分与流路
20 孔
21、37 ガスケット
22 ばね
23 噴射剤
24 製品
30 噴射剤充填ヘッド
31 栓
32 穴
33 充填ヘッド導管
34、35 円錐台形面
36、44 スペーサ・シリンダ
40 製品充填ヘッド
41 外側環状壁
42 製品充填部材
43 製品充填導管
45 位置決め差込部材
46 開口
47、48 滑り部材
49、50 ばね
51、52 曲面
60 くぼみ

Claims (12)

  1. バッグ外側の内側容器空間内に充填されるべき噴射剤を、容器を有するバッグ付弁のエアゾール弁システムに噴射剤を圧力充填するのを助ける装置であって、弁棒、弁ハウジングおよび前記弁ハウジング上に取り付けられているバッグを有するエアゾール弁を備え、前記弁棒が円錐台形の環状外面がある中間部分を有し、前記弁ハウジングが円錐台形の環状内面を有し、前記棒が噴射剤圧力充填のために深く押し下げられるとき前記それぞれの円錐台形の環状面が互いに環状の密閉接触をし、それによって前記バッグへの噴射剤のアクセスが防がれる、装置。
  2. バッグ外側の内側容器空間内に充填されるべき噴射剤を、容器内にバッグを有するバッグ付弁のエアゾール弁システムに噴射剤を圧力充填するのを助ける装置であって、弁棒、弁ハウジングおよび取り付けカップ内に取り付けられているガスケットを有するエアゾール弁を備え、前記ガスケットが前記弁棒を囲繞し前記弁が閉じられるとき前記取り付けカップの底面に当接する頂面を有し、前記バッグが前記弁ハウジングに密閉的に取り付けられ、前記弁棒が環状外面がある部分を有し、前記弁ハウジングが環状内面を有し、前記それぞれの環状面が、前記ガスケット頂面と前記取り付けカップ底面との間および前記ガスケットの外部まわりにおいて、前記棒が噴射剤圧力充填のために深く押し下げられるとき互いに環状の密閉接触をし、それによって前記バッグへの噴射剤のアクセスが防がれる、装置。
  3. 前記棒環状外面および前記ハウジング環状内面がともに円錐台形である、請求項2に記載の装置。
  4. 前記棒環状外面が前記棒の中間部分に配置されている、請求項3に記載の装置。
  5. くぼみがその外面にある弁棒を有する弁に密閉的に取り付けられているバッグ内に充填されるべき製品を、バッグ付エアゾール弁システム内に圧力充填するための装置であって、少なくとも1つのばね荷重式滑り部を有する製品充填ヘッド差込部材を備え、前記ばね荷重式滑り部が、前記差込部材への前記棒の挿入のとき製品充填のための正確な棒押し下げ度合いを確立するように前記棒くぼみの方に伸縮可能である、装置。
  6. 互いにある角距離間隔を置いて配置されている少なくとも2つのばね荷重式滑り部を備える、請求項5に記載の装置。
  7. 前記ばね荷重式滑り部が、妨害関係(interference relation)で前記弁棒の差込可能位置の方に向かって径方向内側に付勢され、前記棒が前記差込部材に最初に挿入されるとき径方向外側に移動可能であり、前記棒が前記差込部材にさらに挿入されるとき、ばねの付勢を受けて前記棒くぼみ内に内側に移動可能である、請求項6に記載の装置。
  8. 前記棒くぼみが環状であり、前記ばね荷重滑り部が前記環状棒くぼみ内へと延びるように曲線状の内面を有する、請求項6に記載の装置。
  9. 前記エアゾール弁が弁ハウジングを有し、前記弁棒が環状外面がある部分を有し、前記弁ハウジングが環状内面を有し、前記それぞれの環状面が、バッグ付弁のエアゾール弁システムの噴射剤圧力充填の間は互いに環状の密閉接触をするが、前記バッグへの製品圧力充填の間は互いに環状の密閉接触をしない、請求項5または6に記載の装置。
  10. 噴射剤および製品を、バッグが弁に密閉的に取り付けられ、前記弁が充填前に容器に固定され、前記弁が弁棒、密閉ガスケットおよび弁ハウジングを含む、容器内にあるバッグ付弁のエアゾール弁システム内に圧力充填する方法であって、前記弁棒を第1の所定位置まで押し下げそこで維持して噴射剤圧力充填の間、前記弁ハウジングを介した前記バッグへのアクセスを阻止すること、噴射剤を前記棒に沿って前記ガスケットの上を通って前記バッグ外側の内側容器空間内に噴射剤を圧力充填すること、前記弁棒を押し下げ製品充填のための第2の所定位置で維持すること、および製品を前記弁ハウジングを通って前記バッグ内に圧力充填することを含み、前記第1の棒所定位置がより深い棒の押し下げの結果もたらされ、前記第2の棒所定位置がより浅い棒の押し下げの結果もたらされる、方法。
  11. 噴射剤が、製品が充填される前に前記エアゾール弁システム内に充填される、請求項10に記載の方法。
  12. 製品が、噴射剤が充填される前に前記エアゾール弁システム内に充填される、請求項10に記載の方法。
JP2006518899A 2003-07-10 2004-07-09 バッグ付弁のエアゾール・バリア・パックの充填手段およびその方法。 Expired - Fee Related JP4594933B2 (ja)

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