JP2012506793A - 材料分配システム及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

材料分配システム、及びそのようなシステムを製造する方法が説明される。材料分配システムは、少なくとも部分的に弾性的に変形可能なバンド（１４）に取り囲まれた潰れうる容器（１８）を用いる容器が流動性のある組成物で充填されるにつれて、バンドが伸び、それによって位置エネルギーが生じ、位置エネルギーは次に、噴射剤及び／又は圧力容器の代わりに、組成物を分配するために使用することができる。

Description

本発明は、材料分配システム及びそれを製造する方法を対象とする。説明する方法及び／又は最終的な材料分配システムの両方において、所望により使用することができる独自の弁も開示される。本発明は、本明細書で説明する材料分配システムを用いる包装体及びパーソナルケア製品を更に対象とする。

エアゾール送達システムは、例えば、パーソナルケア品目、ペンキ、食品、及びホームケア製品を含む様々な消費財の送達用に、数十年間広く使用されてきた。これらのシステムは、エアゾール容器から製品を押し出すために揮発性噴射剤を利用する。エアゾール技術は、有効かつ比較的安価であるため支持されてきた。しかしながら、その技術は関連した不利点がないわけではない。従来より使用されてきたフルオロカーボン及び炭化水素の種類の噴射剤の大気中への放出は、１つの関連した欠点である。別の不利点は、エアゾール容器が、製造中に、追加の安全装置及び処置を必要とし得る圧力容器とみなされることである。貯蔵、使用、又は処分中に問題が起こる場合、加圧容器は人への危害の懸念をも生じさせ得る。そして、多くのエアゾール製品に伴う高い内部圧力は、容器の材料及び形状の選択肢をも限定させてきた。

ポンプシステムは、エアゾールの代替品の１つである。ポンプシステムは概して、計量した量の製品を分配する。しかしながら、消費者は異なる要件を持っている可能性があり、したがって、全てのユーザーを満足させる、適切な計量した量を供給することにおいて問題が起こる。例えば、１人の消費者は、所望する量の製品を分配するために、分配装置を２回ポンプ運動させる必要がある可能性があり、別の消費者は、同じ分配装置を１回のみポンプ運動させる可能性がある。そして所望の量がポンプ運動の中間である場合、消費者は、ポンプ式分配装置を使用しようとするのを挫折してしまう可能性がある。

エアゾール容器と類似するが、それに関連した多くの欠点なしで、制御された分配を提供するためのアプローチが開発されている。このアプローチは、エラストマーバンドに取り囲まれた潰れうる容器を含む。常時閉弁及びアクチュエータ組立体が容器に固着される。容器が製品で初期に充填されるとき、その容器は取り囲むエラストマーバンドと共に伸張する。エラストマーバンドが伸張するにつれて、位置エネルギーが生成される。アクチュエータが弁を開くように作動するとき、位置エネルギーが運動エネルギーに変換されて、アクチュエータが解除されるまで製品を容器から分配する。そのような分配システムの例は、米国特許第４，９６４，５４０号、及び同第５，２３２，１２６号に開示されている。これらのシステムのエラストマーバンドの主な伸張及び収縮は半径方向である。

米国特許第４，９６４，５４０号 米国特許第５，２３２，１２６号

結果として、特に容器及びバンドに材料特性の相違がある場合、並びに例えばゲル等の粘着性の製品が含まれる場合、容器の閉鎖端でかなりの量の製品が貯留し得る。したがって、技術を改良する余地がある。

本発明は、材料分配システムを製造する方法を対象とする。例示的な一実施形態では、（ａ）ポリマープリフォーム、及びポリマープリフォームの少なくとも一部分を取り囲む弾性的に変形可能なバンドを含む容器プリフォームを提供する工程、（ｂ）ポリマープリフォームを加熱する工程、（ｃ）容器プリフォームを成形型キャビティ内に位置決めする工程、及び（ｄ）容器を画成するために、容器プリフォームを成形型キャビティの壁に向かって外方に伸張させるのに十分な圧力をポリマープリフォームの内部に加え、その間、弾性的に変形可能なバンドが伸ばされ、伸ばされた弾性的に変形可能なバンドと関連して位置エネルギーが生成され、加えられた内部圧力が除去されると、伸ばされた前記弾性的に変形可能なバンドが容器を少なくとも部分的に潰す工程を含む方法が今回提供される。

本発明は、包装体を製造する方法を更に対象とする。例示的な一実施形態では、（ａ）ポリマー内側容器プリフォーム、ポリマー外側容器プリフォーム、及びポリマー内側容器プリフォームとポリマー外側容器プリフォームとの中間に配置された弾性的に変形可能な部材を含む包装体プリフォームを提供する工程、（ｂ）包装体プリフォームの少なくとも一部分を加熱する工程、（ｃ）包装体プリフォームを成形型キャビティ内に位置決めする工程、及び（ｄ）内側容器及び外側容器を画成するために、包装体プリフォームを成形型キャビティの壁に向かって外方に伸張させるのに十分な圧力を内側容器プリフォームの内部に加え、その間、弾性的に変形可能な部材が伸ばされ、弾性的に変形可能な部材と関連して位置エネルギーが生成され、加えられた内部圧力が除去されると、弾性的に変形可能な部材が内側容器を少なくとも部分的に潰す工程を含む方法が今回提供される。

本発明は、材料分配システムを更に対象とする。材料分配システムは、潰れうる袋、及びその袋の少なくとも一部分を取り囲むバンドを一般に含み得る。例示的な一実施形態では、袋はバンドより少なくとも約５０％長い長さを有する。例示的な別の実施形態では、バンドは、不可視光波を、バンドの壁を通過させうる材料で構成され、これによってバンドが、袋プリフォームの周りに配置されるとき、不可視光線が、バンドを通過して、プリフォームが最終の袋の形体に吹いて膨らまされる前に加熱されることを可能にする。更に別の例示的な実施形態では、袋は、壁厚が約１０１．６マイクロメートル（４ミル）未満、又は約５０．８マイクロメートル（２ミル）未満、更には約２５．４マイクロメートル（１ミル）までも薄い少なくとも１つの区分（側壁等）を含む。更なる一実施形態では、袋は、約０．５〜約１．０、又は０．５８の固有粘度値を有する射出成型等級のポリエステルから製造される。好ましい一実施形態では、バンドは、例えば、化学的手段によって、又は単なる摩擦以上の機械的な手段を介して、袋に固着される。バンドを袋に固着する好適な方法の非限定的な例としては、収縮スリーブを使用する、又は複合材料で製造された止め輪／バンドをオーバーモールドして、弾性的に変形可能なバンドをプリフォームに固定させることが挙げられる。材料分配システムは、複数のチャンバを備える袋によって多数の製品を分配するように適合されてもよい。

非充填の及び充填された包装体も本発明によって提供される。包装体は外側容器を含むことができ、そこに材料分配システムが配置される。外側容器は様々な特徴を用いることができる。一実施形態では、外側容器は、ブロー成形されたプラスチック容器、射出成型容器、ガラス容器、可撓性包装、紙若しくはセルロースの包装、ゴム容器、又はそれらの組み合わせ若しくは組み合わせからなる群から選択される。例えば、外側容器は、エアゾール製品で従来用いられていない様々な形及び形状を取ってもよい。容器は、例えば縮径区分を有してもよいし、テーパーした区分を有してもよいし、楕円形又は正方形でもよい。外側容器は、いつ取替用製品を購入すべきなのかが分かるように、（材料分配システムの外観が変わることで）どれだけの製品が包装体に残っているかがユーザーに見えるように透明、半透明であってもよく、又は窓を用いてもよい。材料分配システムの少なくとも一部分が見える実施形態では、収容された製品の様相を伝えるために、材料分配システムは、色及び／又はしるしを用いてもよい。いくつかの実施形態では、外側容器は材料分配システムを完全に封入しなくてもよい。即ち、外側容器は、美感及び／又は機能的な特徴のために、例えば材料分配システム用の基部若しくはレッグ部、又は材料分配システム用のハンドル等の、外部被覆の一部だけを形成してもよい。外側容器は、剛性であっても可撓性であってもよく、又は異なる物理的特性を有する部分を有してもよい。包装体は、例えば、剃毛組成物、ヘアケア組成物、制汗剤／脱臭剤組成物、スキンケア製剤、及び口腔ケア組成物（歯磨き及び義歯接着剤を含む（例えば米国特許第５，０７３，６０４号及び同第６，０２５，４１１号を参照））が挙げられるがそれらに限定されないパーソナルケア組成物などの、多数の異なる流動性の組成物で充填されることができる。他の流動性の製品もまた、本発明から分配されてよい。単なる例として、布地／空気ケア組成物、ペットケア組成物、及び食品もまた本発明のシステムから分配されてよい。

本発明のこれら及び他の態様は、以下で更に詳しく説明される。

本明細書は、本発明を形成すると見なされる主題を特に指摘し、明確に請求している請求項により結論とするが、本発明の例示的な実施形態は、添付図面と共に示す以下の説明によってよりよく理解できるであろうと考えられる。
作製中の材料分配システムの例示的な実施形態を示す断面図。ブロー成形金型内に配置された容器プリフォームの実施形態。 作製中の材料分配システムの例示的な実施形態を示す断面図。ブロー成形プロセス中のプリフォーム。 作製中の材料分配システムの例示的な実施形態を示す断面図。伸ばされたゴムバンドに取り囲まれた吹いて膨らまされた容器／袋。 弾性的に変形可能なバンドに部分的に取り囲まれたポリマープリフォームを含む例示的な容器プリフォームの側面図。 図２に示される容器プリフォームの断面図。 例示的なポリマープリフォームの斜視図。 図４に示されるポリマープリフォームの側面図。 プリフォームが容器に形成されるとき保持される、分離した別個のチャンバを収容する、ポリマープリフォームの別の実施形態の断面図。 容器プリフォームの別の実施形態の断面図。 プリフォームの開口部に挿入された弁部材を含む、容器プリフォームの実施形態の部分的断面図。 流動性の組成物で充填されている、本発明による包装体の部分的断面図。 使用前の充填された包装体の断面図。 使用中の充填された包装体の断面図。 本発明の材料分配システムを受容することができる缶の斜視図。 容器プリフォームが容器／材料分配システムに転移した後に起こり得る例示的な寸法変化。 容器プリフォームが容器／材料分配システムに転移した後に起こり得る例示的な寸法変化。 本発明による包装された消費者向け製品の断面図。 本発明による包装された消費者向け製品の側面図。 本発明の少なくとも１つの実施形態による異なる管の例示的な側面図。 本発明の少なくとも１つの実施形態による異なる管の例示的な側面図。

本発明は、以下の実例的及び好ましい実施形態に関する発明を実施するための形態を参照することにより更に容易に理解され得る。特許請求の範囲は、本明細書に記載されている具体的な構成要素、方法、条件、装置、又はパラメータに限定されず、また本明細書で使用される用語は、特許請求される本発明を限定することを意図するものではないということを理解すべきである。また、添付の特許請求の範囲を包含する本明細書において使用されるとき、単数形「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」は複数形を含み、特定の数値への参照は、その文脈により特に明確に指示されていない限り、少なくともその特定の数値を含む。値の範囲が述べられている場合、別の実施形態は、その一方の特定の値から及び／又は他方の特定の値までを含む。同様に、値が先行する「約」を用いることにより近似値として述べられている場合、その特定の値は別の実施形態を形成するものと理解される。全ての範囲は、包括的であり結合可能である。

本発明の１つの態様により、材料分配システムを製造する方法が提供される。図１Ａ〜１Ｃを参照して、例示的な方法が説明される。図１Ａに、ブロー成形金型３０の頂点部に挿入された例示的な容器プリフォーム１０が示される。容器プリフォーム１０は、ポリマープリフォーム１２、弾性的に変形可能なバンド１４、及び弁部材１６を含む。一実施形態では、ポリマープリフォームは、Ｅａｓｔｍａｎ製のＥａｓｔａｒ Ｃｏｐｏｌｙｅｓｔｅｒ ＥＮ０５８の商標名の射出成型等級のＰＥＴ、広範囲の分子量及び４．０のメルトフローインデックスを有するポリマー材料、Ｌｙｏｎｄｅｌｌｂａｓｅｌｌ製のＭ５０４０の商標名の高密度ポリエチレン（polyethelene）、及びＬｙｏｎｄｅｌｌｂａｓｅｌｌ製のＣｌａｒｉｆｙ ＰＰ １９０３等の他の材料から製造される。

一実施形態では、弾性的に変形可能なバンドは、ラテックス等の天然ゴム材料を含む。好適な天然ゴムとしては、最低約３５００の引張り強度（ｐｓｉ）を有するものが挙げられる。更なる好適な天然ゴムは、少なくとも約７５０％の極限伸びを有してもよい。更に、天然ゴムは、約３５＋／−５の硬さ（ショアＡ）及び１２５までの１００％弾性率（ｐｓｉ）を有してもよい。好適な天然ゴムは、約０．９７までの比重を更に有してもよい。一実施形態では、弾性的に変形可能なバンドは、ゴムの木（例えば、グアユールゴムの木、又はパラゴムノキ属の木）から作ることができる天然ゴムを含む。一実施形態では、弾性的に変形可能なバンドは、バンドを通過するＩＲ光の透過を過度に妨害又は干渉するカーボンブラック又は任意の他の成分を含まないか又は実質的に含まない。理論に拘束されるつもりはないが、ＩＲ光波の全て、又は少なくとも大半が弾性的に変形可能なバンドを通過できる弾性的に変形可能なバンドを選択することが好ましいと考えられる。そうすることで、ＩＲ光がプリフォームに達してプリフォームを加熱することができる。

プリフォーム１２は、容器／袋を伸ばす、及び／又は吹いて膨らませる前に加熱される。加熱の工程は、光波をバンド１４を通してプリフォーム１２に透過させることで行うことができる。一実施形態では、プリフォームの少なくとも一部分（好ましくはプリフォーム全体）は、約−１５〜約〜１．１℃（約５〜約３０°Ｆ）、又は約１０〜約−６．７℃（約１０〜約２０°Ｆ）の範囲のプリフォームのガラス転移温度（Ｔｇ）を上回る温度まで加熱される。別の実施形態では、バンドもほぼ同じ温度まで加熱される。光波は不可視光波が好ましく、例として、例えば約１．５マイクロメートルの波長域の赤外線が挙げられるプリフォーム１２を塑性的に伸張させ、バンド１４を弾性的に伸張させるように、圧力がプリフォーム１２の内部に加えられる。この圧力は、加圧ガス（例えば空気）、駆動ロッド若しくは他の物理的部材、又は両方の組み合わせによって供給することができる。一実施形態では、加えられる圧力は、約２０６．８ｋＰａ（３０ｐｓｉｇ）〜約８９６．３ｋＰａ（１３０ｐｓｉｇ）、あるいは約４８２．６ｋＰａ（７０ｐｓｉｇ）である。理論に拘束されるつもりはないが、プリフォームへの望ましくない損傷の可能性を低くして、プリフォームを素早く均一に伸張させる（expending）ために、加えられる圧力は、４８２．６ｋＰａ（７０ｐｓｉｇ）の約±１０３．４又は６８．９ｋＰａ（１５又は１０ｐｓｉｇ）以内が望ましいと考えられる。物理的圧力が用いられる場合、弁部材１６はプリフォームの首部に配置されなくてもよい。好ましい実施形態では、プリフォームに入るガスの速度、及び形成された容器から排気されるガスの速度が制御できるように、弁部材１６はプリフォームに含まれる。

図１Ｂに示されるように、プリフォーム１２及びバンド１４は、軸（長手方向）方向、及び半径方向の両方に伸張している。この伸張中にプリフォーム１２は塑性的に変形され、その間、バンド１４と関連して位置エネルギーが生じるように、バンド１４は弾性的に変形されるか、又は伸ばされる。一実施形態では、生成された位置エネルギーは、静水圧のおよそ２４１．３ｋＰａ（３５ｐｓｉｇ）以下、又は約２０６．８ｋＰａ（３０ｐｓｉｇ）、又は約１３７．９ｋＰａ（２０ｐｓｉｇ）である。一実施形態では、バンドの少なくとも一部分が、約１５２．４マイクロメートル（６ミル）〜約２５４マイクロメートル（１０ミル）、好ましくは、約１７７．８〜約２０３．２マイクロメートル（約７〜約８ミル）、好ましくは、約２０８．３〜約２１３．４マイクロメートル（約８．２〜約８．４ミル）の範囲の壁厚を有するように、バンドが伸ばされる。一実施形態では、ポリマープリフォームの少なくとも一部分は、伸ばされる前に約０．１６ｃｍ（１／１６インチ）〜約０．９５ｃｍ（０３／８インチ）、あるいは約０．３２ｃｍ（１／８インチ）の壁厚を有する。図１Ｃは、外方にかつ金型３０の壁に隣接して伸張されて、容器又は袋１８を画成するプリフォーム１２を示す。内部圧力が容器１８から解除されると、バンド１４に関連した位置エネルギーが容器１８に作用して、容器が少なくとも部分的に、やはり軸方向及び半径方向の両方に潰れる。

本明細書の背景技術の項で参照される公知の材料分配システムは、潰れうる袋、及びそれを取り囲むエラストマーバンドを含む。これらの従来のシステムは、図１Ａ〜１Ｃに関連して示され説明される方法論とは非常に異なる方法で通常製造される。従来の袋は、プリフォームが射出成型されてから、ブロー金型の中で伸ばされ吹いて膨らまされる、射出延伸ブロー成形プロセスを使用して一般に製造される。本発明の例示的な方法とは異なり、エラストマーバンドはブロー成形プロセス前及びプロセス中に、プリフォームの周りに配置されない。その代わりに、プリフォームはまず袋に吹いて膨らまされて硬化される。袋は金型から取り外され、半径方向に潰してから、別個のプロセスによってバンドに挿入される。

一実施形態では、潰れうる袋は、「伸張可能な袋」を製造するための米国特許第４，９６４，５４０号に開示される任意の材料で製造することができ、袋を製造するために使用することができる材料の非限定的な例としては、可撓性があり、所望により弾性的な、任意の材料が挙げられる。一実施形態では、材料は、味又は臭いが全く中身に移らないように比較的不活性である実質的に非弾力的な材料である。しかしながら、ポリエチレンテレフタレート等の他の材料も使用することができる。例えば、袋は、ナイロン、ポリプロピレン、ポリエステル、又はＳＡＲＡＮＥＸ等のプラスチック材料で製造されてもよい。

別の実施形態では、潰れうる袋は、米国特許第５，２３２，１２６号に示され説明されるようなライナーである。潰れうる袋として使用に適したライナーを製造することができる材料の非限定的な例としては、エラストマーであっても非エラストマーであってもよいが好ましくは非エラストマーである、任意の可撓性プラスチック材料が挙げられる。好ましい材料は高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）であり、他の好適な材料としては、ポリアミド、及びＢｒｉｔｉｓｈ Ｐｅｔｒｏｌｅｕｍから入手可能なアクリロニトリルである「Ｂａｒｅｘ」２１８が挙げられる。ライナーは、必要に応じて、共押出ブロー成形によって２つ以上の材料から製造することができる。一旦金型から解放されると、ライナー上に任意の追加層を形成することは必要ではない、又は望ましくない。弁の中につながるライナーの首部で典型的にかなり剛性であることを除いて、ライナーは、全長にわたって可撓性であるが全長にわたって自己支持型であるのに十分剛性であるのが好ましい。

ライナーは任意の好適な厚さであってよい。一実施形態は、ライナーが、所望により弁につながる首部を除く実質的に全長にわたって、約０．０２５ｃｍ〜０．０５１ｃｍ（１０〜２０ミル（０．０１０〜０．０２０インチ））、好ましくは約０．０３０ｃｍ〜０．０４６ｃｍ（０．０１２〜０．０１８インチ）の平均側壁厚を有することを可能にし、首部を形成するライナーの部分は、完全に伸張した状態で弁の２．５４ｃｍ（１インチ）以内であり得るが、多少それより厚くてもよい。回旋状部分の任意の水平横断面での厚さの小さいばらつきは、許容できる。

更に別の実施形態では、潰れうる袋は、米国特許第４，９６４，５４０号、及び同第５，２３２，１２６号に示され説明されるように、頂部及び谷部を備えたひだ状になっている。加圧容器で使用するのに適している他の既知の潰れうる袋又は可撓性の袋も使用することができる。

図２及び３を参照して、例示的な容器プリフォーム１０の態様及びその構成要素が以下に説明される。容器プリフォーム１０が図２に示されており、これはポリマープリフォーム１２、弾性的に変形可能なバンド１４、弁部材１６、及び弁部材１６とプリフォーム１２の首部領域との間に配置された所望によるアダプタ／挿入部１９を含む。

プリフォーム１２の斜視図及び側面図が、それぞれ図４及び５に示される。プリフォーム１２は、開口端２０（実際の開口部は図示せず）及び対向する閉鎖端２２を有する。好ましい実施形態では、図に示されているように、フランジ２４は開口端２０に近接して画成される。フランジ２４は、プリフォームをブロー金型に保持する際に役立ち得る。フランジ２４は、最終的に形成された袋を外側容器及び／又は弁の部分若しくはアクチュエータ組立体と接合させるのに使用することができる。開口端２０に近接して配置された第１のフランジ２５、及び閉鎖端２２に近接して配置された第２のフランジ２６の、２つの更なるフランジが、例示的なプリフォーム１２に用いられる。１対の溝２７及び２８もプリフォーム１２に含まれる。追加のフランジ及び溝は、バンド１４の位置決め及び保持に役立ち得る任意の機能である。好ましい実施形態では、バンド１４をプリフォーム１２に固着させるために、接着剤が溝２７及び２８に塗布される。本発明による使用可能な好適な接着剤の非限定的な例としては、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）４３０６（商標）及び４３０７（商標）等の光硬化接着剤、Ｌｏｃｔｉｔｅ（登録商標）４０６（商標）及び４５０１（商標）等の非光活性化接着剤、並びにそれらの混合物が挙げられる。プリフォーム１２は、例えば、ポリエステル、ナイロン、ポリオレフィンを含む様々な熱可塑性材料から形成することができ、射出成型等の任意の公知技術を使用して形成することができる。例示的な一実施形態では、ポリマープリフォームは、約０．５〜約１．０の固有粘度値を有する射出成型等級のポリエステル材料から製造される。

本発明に適したポリマープリフォームは、添付図面に示される形状に限定されるものではなく、図示され説明されたものと類似の又は相違する特徴が用いられてもよい。本発明の少なくとも１つの実施形態による代替のプリフォーム３０の断面図が、図６に図示される。プリフォーム３０は、第１のチャンバ３２及び第２の別個のチャンバ３４を有する。伸ばす及び／又は吹いて膨らませる処理中に、分離したチャンバが維持され、その結果、形成される袋も、異なる組成物又は組成上の構成成分を保持するための少なくとも２つ、例えば３つの別個のチャンバを有する。２つより多い分離したチャンバを用いることもできることが、当業者には容易に認識されるであろう。（別個のチャンバを分離し得る任意の部分を含む）プリフォーム材料はそれ自体が、Ｇｒａｈａｍ ＰａｃｋａｇｉｎｇのＳｕｒＳｈｏｔ（商標）多層射出技術（例えば欧州特許第１１４７８７２号、米国特許第６７８７０９４号を参照）等による多層射出成型のプロセスで形成される場合のような多層構造であり得る。一実施形態では、プリフォームは、障壁特性が改善されるように、ＰＥＴプリフォーム材料の間に挟まれたナイロン層及びエチレンビニルアルコール（ＥＶＯＨ）層を含む。

図２及び３を再び参照すると、バンド１４は、弾性的に変形する（つまり、実質的に非永久的に変形する）ことができる材料又は材料のブレンドから製造され、変形中に位置エネルギーが生じる。バンド１４は、例えば、ゴム材料、又は熱可塑性エラストマー（ＴＰＥ）等のエラストマー材料から好ましくは製造される。ゴム材料は、天然ゴム、合成ゴム、又はそれらの混合物であってよい。例示的な一実施形態では、弾性的に変形可能なバンドは、非不透明で、７５０％プラスの弾性を有する天然ゴムから製造される。より低い弾性を有するゴム材料も用いられてもよいことが当業者に認識されるべきである。上述したように、ポリマープリフォームは、容器／袋に伸張される前に加熱される。取り囲むバンドは、プリフォームが加熱される前、間、又は後にプリフォームに被せて設置され得る。加熱される前にバンドがプリフォームの周りに配置されるのであれば、プリフォームがプリフォーム／バンド組立体の外部に位置する熱源により十分に加熱されることができるように、光波を通過させうるバンド材料を用いることが好ましい。赤外光が通過し得るバンド材料は、１つの好ましい材料級である。理論に拘束されるつもりはないが、弾性的に変形可能なバンドを通してポリマープリフォームを加熱するとき、不透明なゴム材料は問題を引き起こす可能性があると考えられる。したがって、弾性的に変形可能なバンドは、所望の弾性を有し、なおバンドを通してポリマープリフォームの加熱を可能にすることが好ましい。

プリフォームの開口端２０及び閉鎖端２２に近接した箇所で、バンド１４は、プリフォーム１２に永久的に又は取り外し可能に固着させることができる。一実施形態において、バンドの一部分はプリフォームに永久的に固着される。任意の溝２７及び２８は、接着剤を受容するように適切に構成されるが、接着剤は、任意の溝２７及び２８等の任意の特定の受容機構がないプリフォームの外部に単に堆積させることもできることに注目すべきである。好適な接着剤としては、エポキシ樹脂類（expoxies）、ウレタン類、アクリレート類を挙げることができ、ゴム又は他の弾性的に変形可能な材料を、プラスチック材料と接合することができる他の接着剤を使用することができる。シアノアクリレートは１つの好ましい接着性材料である。接着剤は通常、空気で硬化される、光（可視／非可視）で硬化される、及び／又は化学的架橋によって硬化される。例示的な一実施形態では、ポリマープリフォーム壁が、バンド１４によって束縛されることなく、可能な限り有効かつ効率的にブロー金型の境界に流れ伸張することができるように、バンド１４は、端部２０及び閉鎖端２２と著しく離間した箇所ではプリフォーム１２に固着されない。機械的な手段も、バンド１４をプリフォーム１２に固着させるために用いられてよい。バンドは、バンドの遠位部分をプリフォームに固着する必要がないように構成されてもよい。例えば、図７に示されるように、バンド１１４は、ポリマープリフォーム１１２の閉鎖端１２２に被せて閉じる遠位端部１１５を有することができ、それによってプリフォームがブロー成形中に長手方向に伸張するとき、バンド１１４はそれに対応して長手方向に伸びることができる。閉じた遠位端部は、例えば、内壁部分を互いに接着的に付着させることによって製造することができる。遠位端部を閉じて保持するために、拘束部材（例えばクランプ）を遠位端部の外部の周りに配置することもできる。遠位端部１１５は完全に閉じて示されているが、プリフォーム及びプリフォームから吹いて膨らませた袋が、バンドの遠位端部から押し出されないように、部分的に閉められる、又は反対側より小さい開口部を有するように製造されることも可能である。

上述したように、プリフォームが最終の袋へとブロー成形／伸ばされている間に、弁部材１６がプリフォームに好ましくは含まれる。しかしながら、この好ましい配置は、本明細書に提供される製造方法において弁の不在を除外するわけではない。弁は、空気圧を調節するのに役立つ、及び／又はプリフォームを入る際の空気圧の急激な上昇を緩和させる制動効果を与えることができる。この空気の流れを制御する考えは、きわめて重要な輪郭領域で壁厚が１０１．６マイクロメートル（４ミル）、又はそれ以下（約２５．４〜約５０．８マイクロメートル（約１〜約２ミル）までも薄い）のボトル／袋の形成を達成するために、従来のブロー成形プロセスに再適用することができる。この空気の流れを制御する発案は、プリフォームへの予備ブロー、及び／又は最終ブローの空気の流速をプログラムすることよって、あるいはブロー成形の給気ノズルと同様の機能をする弁を装着することで実行することができる。弁は、吹いて膨らませた容器から空気が流れ出るのを完全に止めることもでき、及び／又は、一旦袋がプリフォームから吹いて膨らませられると、内部圧力の排気速度を低減するのにも役立つ。袋が形成中にかなりの量の位置エネルギーがバンドで生成されると、内部圧力の排気の調節がない場合、形成されたばかりの袋は非常に速く潰れ得る。内部空気圧の迅速な排気は、外側のバンドの収縮につながり、ブロー成形プロセスの直後に、又は袋の材料が十分に硬化若しくは冷却する前に、内側袋が急速に潰れることになり、袋に欠陥が生じる可能性、又は外側バンドと袋との間で接着剤が固定されるプリフォーム上の固定箇所が存在する場合、弱まる可能性があることを本出願者は発見した。袋／バンド組立体に付随しない、弁を含む製造周辺装置もまた、内部圧力の排気、及び袋の潰れる速度の調節を助けるために用いることができる。分配可能な製品を用いて成形と充填との間に漏洩試験を行うことができるように、挿入した弁もまた、袋の成形後に内部の空気圧を維持することができる。ブロー成形プロセス中にプリフォームに挿入される弁は、最終の製品に使用されるものと同じ、又は異なるものであってよい。単一弁が使用される場合、それは分配可能な製品で袋を充填するために、及びエンドユーザーによって分配を制御するために、成形プロセス中に役立つように用いることができる。

弁部材１６は、本発明の製品、システム、及び方法で用いることができる例示的な一実施形態を表わす。図８を参照すると、例示的な弁部材１６は、挿入物１９と協働する弾性的に変形可能な本体４０を含む。挿入物／アダプタは必要な構成要素ではなく、プリフォームの内壁又は最終の袋の首部が、例示的な弁の動作で挿入物１９と同じ機能を果たすことができる。挿入物１９（あるいは吹いて膨らませた袋／容器の首部の領域）は、弁１６を常時閉じた位置に密閉するためのスリーブとして機能する。弾性的に変形可能な本体は、例えばゴム材料等のエラストマー材料から製造することができる。当業者に公知の他の材料も用いることができる。弁本体４０は、開口端４２、対向する閉鎖端４３、及び開口端４２に近接して配置されたフランジ４４を含む。めくら穴４５は、開口端４２から延び、めくら穴底面４６で終端する。めくら穴４５は、弁本体の側壁４７を画成する。貫通穴４８は側壁４７を通って延び、めくら穴の開口端４２と底面４６との間に位置決めされる。皆無又はそれに近い応力が弁本体４０に加えられたとき、本体外部及び貫通穴４８の両方、又は貫通穴４８より下方の本体外部のみが、挿入物／アダプタ（例えば挿入物１９）、プリフォーム／袋の首部の領域、又は他の構成要素若しくはその一部によって画成することができる外部スリーブに接して密閉される。したがって、外部スリーブは、例えば、プラスチック、金属、硬質エラストマー、ガラス、及び厚紙等の剛性材料、又は他のセルロース系物質から通常製造される。軸方向に十分なレベルの応力を加えることで、弾性的に変形可能な本体４０が軸方向に伸びて、本体４０の直径が縮小する。本体４０が伸び縮径すると、流体流路が本体４０の外面と取り囲むスリーブとの間に作り出される。流路は一旦作り出されると、プリフォーム又は袋の内部、貫通穴４８、めくら穴４５及びその開口端４２と流体連通する。したがって、流路は、流動性の材料を、プリフォームの内部、又はプリフォームから作製された袋／容器に進入及びそこから進出させる。ブロー成形プロセス中に、軸方向応力は、めくら穴４５に向けられた加圧空気からくる。軸方向応力は、充填プロセス中に、加圧製品を形成された袋の内部に装填することによっても生じ得る（例えば図９を参照）。また、軸方向応力は、弁及びアクチュエータシステムの一部を構築するめくら穴４５に挿入された管が下方に移動することによって生じ得る（例えば図１０Ａ及び１０Ｂを参照）。

図１Ａ〜１Ｃを再度参照すると、ポリマープリフォーム及び弾性的に変形可能なバンドは、加熱されブロー金型に入れられ、そこでプリフォームは、潰れうる容器／袋に塑性的に伸張され、バンドは、ブロー成形プロセス中に生成された内部圧力により弾性的に伸張される。バンドが弾性的に伸張している間に、位置エネルギーが生じる。そして内部圧力が排気されるにつれて、この位置エネルギーは潰れうる袋を潰すことができる。潰れた袋及び取り囲むバンドは、次に、図１１に示すように例示的な缶１００の頂部開口部９０、又はびん若しくは他の外装容器に挿入されるようなサイズにされ、そのように構成される。袋の頂部は、外装容器との付着を容易にする特徴を用いることができる。流動性のある製品は、潰れた袋に装填され得る。そのような充填プロセス中に、袋は半径方向及び軸方向に伸張して、その結果として、弾性的に変形可能なバンドが相応して半径方向及び軸方向に伸張する。弾性的に変形可能なバンドが拡張するにつれて、位置エネルギーが再度生じる。常時閉弁は、充填した袋及びバンド組立体と流体接続される。閉弁は、バンドの位置エネルギーが充填した袋に作用して中身が弁を通ってしまうのを防ぐ。弁は、例えば、アクチュエータを作動させることで開くことができる。

潰れうる袋及び弾性バンドのシステムを利用する公知の材料分配システムは、潰れうる袋を最終の長さにし、次に、潰れた状態の袋を弾性バンドに挿入する。伸びていない状態の弾性バンドは、通常、袋の最終長さの大部分を覆う長さを有するので、結果としてバンドの伸張及び収縮の大部分が半径方向になる。このアプローチでは、使用中に袋が収縮すると、製品のかなりの量が袋の底部分に貯留してしまう可能性がある。対照的に、本発明は、かなりの量が半径方向及び軸（又は長手）方向の両方に、拡張及び収縮するシステムを提供する。したがって、一部の好ましい実施形態では、バンドは、軸方向又は長手方向に、伸びていない当初の長さの少なくとも約５０％、１００％、１５０％、又は２００％伸びる。例として、図１２及び１３は、伸びた状態と比較した、緩んだ／伸びていない状態のバンド１４の寸法の差を示す。同様に、バンドは使用中に、最初の使用の初期の分配から最後の完了した分配まで、軸方向に少なくとも約５０％、１００％、１５０％、又は２００％縮む又は収縮し、常時閉弁が開かれると、材料分配システムから更に製品が流出することはない。そしてこの軸方向のかなりの伸張及び収縮のため、潰れうる袋の長さは、緩んだ／伸びていない状態のエネルギーバンドの長さより著しく長くなり得る。例えば、潰れうる袋は、関連する緩んだエネルギーバンドの長さの少なくとも約１００％、１５０％、２００％、又は３００％であり得る。

エネルギーバンドの著しい軸方向の伸張及び収縮をもたらす１つの方法は、図１Ａ〜１Ｃに関して説明し示されているように、潰れうる袋及びエネルギーバンドの組立体を製造することによる。即ち、射出成型されたプリフォームの周りにエネルギーバンドを置き、ブロー成形プロセスを用いて袋を形成し、ここで袋が形成される際、エネルギーバンドは著しく長手方向に拡張し、伸びる。軸方向の伸張（充填中）及び収縮（製品の分配時）の増大を提供するために使用可能な別の製造技法としては、予備形成された袋を完全に伸ばした長さより短い長さに処理し、次に、その処理した袋を、完全に伸ばした長さより少なくとも約５０％又は１００％短いエネルギーバンドに挿入することが挙げられる。袋が充填中に伸張するにつれて、エネルギーバンドが長手方向に伸びるように、バンドは、袋の底部分に固着させるか、又は袋が単にバンドの一端から延出するのを防ぐように構成することができる。このようにして、一実施形態では、本発明の材料分配システムを製造する方法は、軸方向に伸ばした長さより短い長さを呈するように、ポリマープリフォームの底部分を弾性的に変形可能なバンドの下端部に固着させること、ポリマープリフォームが弾性的に変形可能なバンドの少なくとも部分的に密閉された端部を超えて延びないように、弾性的に変形可能なバンドの下端部を少なくとも部分的に密閉すること、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される、ポリマープリフォームを処理する工程を更に含む。様々な方法で袋を処理することができ、例えば、袋の閉鎖端を袋の開口端の方に折ることによる、又は袋の閉鎖端を反転させることによるなどが挙げられる。

図１Ａ〜１Ｃは、材料分配システムを製造するための例示的な方法を図示する。出来上がったシステムは、上述の要約で説明したような別個に製造された外側容器に入れることができ、好適な外側容器の非限定的例としては、びん又は缶が挙げられる。しかしながら、外側容器は、本発明によって提供される別の例示的な方法によって材料分配システムと同時に製造されることができる。この方法では、内側容器プリフォーム、外側容器プリフォーム、及び２つのプリフォーム間に配置された弾性的に変形可能な部材を有する包装体プリフォームがブロー成形プロセスで使用される。加圧空気及び／又はプッシュロッドを使用して、３つの構造体を全て成形型キャビティの壁まで伸張させる。一実施形態では、プッシュロッドが射出応力ブロー成形（ＩＳＢＭ）プロセスで使用される場合、弁はＩＳＢＭプロセス後に装着される。ＩＳＢＭ方法の後で弁を装着することによって、プッシュロッドがプリフォームの開口端２０から押し出されることができる。内部圧力が排気されると、弾性的に変形可能な部材が収縮し、それぞれのプリフォームから形成された内側容器が潰れるが、一方で、それぞれのプリフォームから形成された外側容器は、外側容器と弾性的に変形可能な部材との間の開口部又は隙間を活用して負圧を遮断して、ブロー成形型キャビティによって画成された形状を実質的に維持する。内側及び外側容器のプリフォームは、同一のポリマー材料、又は異なる材料（例えば、溶融温度又はガラス転移温度等の異なる熱転移温度を有する）から製造されてもよい。

例示的なパーソナルケア製品２００が、図１４及び１５に示される。製品は、成形容器２１２によって画成された外側包装体２１０、及びオーバーキャップ２１４を含む。材料分配システム２１６は、流動性の組成物２１９で充填された袋２１８、及び袋２１８を取り囲む伸びたバンド２２０を含む容器２１２内に配置される。アクチュエータ２２２は容器２１２の上に配置され、部分的に管２２６によって画成された流路２２４を含む。管２２６は、弾性的に変形可能な弁部材２２８に接続される。組成物が管２２６及び流路２２４を上方に継続して進んで包装体２１０から出るように、組成物２１９のある量を、管２２６の貫通穴又は開口端スロット（図１６Ａは管２２６の貫通穴６６を示し、図１６Ｂは別の管２２６の開口端スロット２６６を示す）と整列された弁部材の貫通穴２２９に進入させるのに十分なだけ、管２２６の下方移動によって弁部材２２８が引き延ばされる。例示的な一実施形態では、１つの位置では管の貫通穴が貫通穴２２９と整列しており、別の位置では整列しないように、管２２６は、弁部材２２８内で回転可能である。アクチュエータが不注意にぶつけられる又は押された場合に、組成物２１９の放出を防ぐ又は限定するように、この特徴はロックの態様を提供する。

本明細書に開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳しく制限されるものとして理解されるべきでない。それよりむしろ、特に指定されない限り、こうした各寸法は、列挙された値とその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味することを意図する。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものとする。

「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に参照により組み込まれるが、いずれの文献の引用も、それが本発明に関して先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいては、本書において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。

本発明の特定の実施形態について説明し記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び修正が可能であることが当業者には自明である。したがって、本発明の範囲内にあるそのような全ての変更及び修正を、添付の特許請求の範囲で扱うものとする。

Claims (14)

1. 材料分配システムを製造する方法において、
   （ａ）ポリマープリフォーム、及び前記ポリマープリフォームの少なくとも一部分を取り囲む弾性的に変形可能なバンドを含む容器プリフォームを提供する工程、
   （ｂ）前記ポリマープリフォームを加熱する工程、
   （ｃ）前記容器プリフォームを成形型キャビティ内に位置決めする工程、及び
   （ｄ）潰れうる袋を形成するために、前記容器プリフォームを前記成形型キャビティの壁に向かって外方に伸張させるのに十分な圧力を前記ポリマープリフォームの内部に加え、その間、前記弾性的に変形可能なバンドが伸ばされ、伸ばされた前記弾性的に変形可能なバンドと関連して位置エネルギーが生成され、前記加えられた内部圧力が除去されると、伸ばされた前記弾性的に変形可能なバンドが前記容器を少なくとも部分的に潰す工程
   を含む、方法。
2. 工程（ｂ）が、およそ１．５マイクロメートルの波長域の赤外線を所望により有する不可視光波及び／又は赤外光波を、前記弾性的に変形可能なバンドを通して前記ポリマープリフォームに透過させること含む、請求項１に記載の方法。
3. 前記弾性的に変形可能なバンドが、工程（ｄ）を行う前に前記ポリマープリフォームに永久的には固着されない、請求項１又は２に記載の方法。
4. 前記弾性的に変形可能なバンドが、前記ポリマープリフォームの長さに沿って非連続的な態様で前記ポリマープリフォームに固着される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
5. 前記弾性的に変形可能なバンドが、接着剤、所望により光硬化性接着剤で、前記ポリマープリフォームに固着される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
6. 前記軸方向に伸ばした長さより短い長さを呈するように、前記ポリマープリフォームの底部分を前記弾性的に変形可能なバンドの前記下端部に固着させること、前記ポリマープリフォームが前記弾性的に変形可能なバンドの前記少なくとも部分的に密閉された端部を超えて延びないように、前記弾性的に変形可能なバンドの前記下端部を少なくとも部分的に密閉すること、及びそれらの組み合わせ、からなる群から選択される前記ポリマープリフォームを処理する工程を更に含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
7. 材料分配システムにおいて、
   （ａ）潰れうる袋、及び
   （ｂ）前記潰れうる袋の少なくとも一部分を取り囲む弾性的に変形可能なバンド
   を含み、
   前記弾性的に変形可能なバンドが、不可視光波及び／又は赤外光波を、前記弾性的に変形可能なバンドの壁に通過させうる、好ましくはゴム材料の、弾性的に変形可能な材料で構成される、システム。
8. 前記潰れうる袋が、１０１．６マイクロメートル（４ミル）未満の壁厚を有する少なくとも１つの区分を含む、請求項７に記載の材料分配システム。
9. 前記潰れうる袋が、０．５〜１．０の固有粘度値を有する射出成型等級のポリエステルを含む、請求項７又は８に記載の材料分配システム。
10. 前記潰れうる袋が、開口端、及び前記開口端に対向する閉鎖端を有し、前記弾性的に変形可能なバンドが、前記袋の開口端に近接する第１の端部、及び前記袋の閉鎖端に近接する前記袋に固着された第２の端部を含む、請求項７〜９のいずれか一項に記載の材料分配システム。
11. 前記弾性的に変形可能なバンドが、化学的接着剤、単なる摩擦以上の機械的手段、又はそれらの組み合わせのうちの少なくとも１つによって前記潰れうる袋に固着される、請求項７〜１０のいずれか一項に記載の材料分配システム。
12. 外側容器を更に含む材料分配システムであって、前記材料分配システムが、前記外側容器の中に配置され、前記外側容器が、開口端、対向する閉鎖端、及び前記開口端と前記閉鎖端との間に配置された縮径領域を含む、請求項７〜１１のいずれか一項に記載の材料分配システム。
13. 前記外側容器が、ブロー成形されたプラスチック容器、射出成形容器、ガラス容器、可撓性包装、紙若しくはセルロースの包装、ゴム容器、又はそれらの組み合わせ若しくは混合物からなる群から所望により選択されるポリマー材料を含む、請求項７〜１２のいずれか一項に記載の材料分配システム。
14. パーソナルケア製品において、
    （ａ）外側容器、
    （ａ）前記外側容器に配置された材料分配システムであって、
    ｉ）袋の開口端及び袋の閉鎖端を含む潰れうる袋、
    ｉｉ）前記袋の開口端に配置された弁、並びに
    ｉｉｉ）伸びていない形体で５．１ｃｍ（２インチ）未満の長さを有する弾性部材であって、前記袋の少なくとも一部分を取り囲み、化学的手段又は単なる摩擦以上の機械的手段のどちらかで、前記袋の閉鎖端に固着される、弾性部材
    を含む、材料分配システム、並びに
    （ｂ）前記弾性部材が軸方向及び半径方向の両方に伸ばされ、伸ばされることに関連して位置エネルギーを含むように、前記袋の内に配置されるパーソナルケア組成物
    を含み、
    前記弁が開くと、前記袋に付与される前記弾性部材からの前記位置エネルギーによって、前記パーソナルケア組成物が前記袋から流出することが許容され、前記位置エネルギーが減勢するにつれて、前記弾性部材が、伸びていない形体に向かって軸方向及び半径方向の両方に縮む、パーソナルケア製品。

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