JP2014506859A - バルク製品用の容器を製造する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、ハウジング（１２）と、該ハウジング内に突出し、充填製品を収容するための充填スペースを有するゴム状の弾性力発生体（２４）を有する、充填製品用の容器（１０）に関する。作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域においてハウジングに対して吊り下げられる。作用力発生体は、充填される際、部分的に充満した状態に到達した時点で第２の縦方向端部から所定の距離でハウジング（１２）の第１の壁部（１６）に当接するように、半径方向及び軸方向に伸張し、第１の壁部がこの伸張を半径方向に跳ね返す。また、作用力発生体は、充填の継続中では、作用力発生体と第１の壁部の当接部分が軸方向に拡大しつつ、第１の縦方向端部がハウジングの第２の壁部（１８）の方に近づくように、半径方向及び軸方向に伸張し、第２の壁部がこの伸張を軸方向に跳ね返す。作用力発生体に充填する前に、第１の壁部の少なくとも１部のハウジング内側、および／または作用力発生体の外面の少なくとも１部に対し、摩擦を低減するのための表面処理を施す。
【選択図】図３

Description

本発明は、充填製品用の容器の製造方法に関する。この容器は、ハウジングと、該ハウジング内に突出し、充填製品を収容するための充填スペースおよび縦軸を有するゴム状の作用力発生体を有する。この作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域においてハウジングに対して吊り下げられる。また、作用力発生体は、充填される際、ハウジング内で縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張する。

このような容器では、作用力発生体の引っ張り応力によって生じ、充填製品を作用力発生体から押し出すことを可能にする分散力を生成するために、作用力発生体の伸縮性が利用されている。充填製品は、例えば、容器によって計量して押し出される液体、ペースト、クリーム状またはゲル状の物質などである。押し出し量を計測するために、容器には使用者によって作動されることができるバルブシステムを設けることができる。

この容器の好ましい構成においては、充填製品に作用する分散力は、全体で、作用力発生体の引っ張り応力のみから得られ、すなわち、ガス噴射や独立したバネ部品の形態の作用力生成手段を追加することなく得ることができる。公知のように、全体で可能となる分散力の大部分は作用力発生体の引っ張り応力から生じるが、このような追加の作用力生成手段は、望まれるのならば、サポート手段として設けても良いと考えられる。

計量して押し出される充填製品を収容する、弾性力で伸張可能な作用力発生体を有する容器を対象とした従来技術に関し、例えば、ＷＯ２００７/００９６５１Ａ２、ＤＥ１０３１００７９Ａ１、ＵＳ３６７２５４３、ＤＥ４３３３６２７Ｃ２、ＤＥ２０１２０１４３Ｕ１、ＤＥ２０１２０１４２Ｕ１、ＤＥ１０２００４００５８８１Ａ１、ＥＰ０３６１０９１Ａ１などが参照される。

また、ＣＨ５９１９０１Ａ５、ＥＰ０２７６０９７Ａ２も参照される。両特許文献には、円筒ボトル状の外部ハウジングに配置され、充填される際にハウジングの軸に対して半径方向および軸方向の両方向に延びる伸張可能な充填袋が開示されている。スイスの特許文献では、上記充填袋は、ハウジングの底部および円筒のジャケットのどちらにも妨害されることなく、最終的に充満した状態で収容されるように構成される。ＥＰの特許文献によれば、上記充填袋は、最終的に充満した状態で、ハウジングの内側のスペースを完全にふさぎ、ハウジングの壁に近接して押圧するように構成される。

これに対し、本発明の出発点は、充填される際に、作用力発生体がハウジング内で縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張し、この伸張の際に、部分的に充満した状態に到達した時点で、作用力発生体が特に第２の縦方向端部から所定の距離で、上記半径方向への伸張を制限するハウジングの第１の壁部に当接し、また、充填の継続中では作用力発生体の第１の壁部への当接部分が軸方向に拡大しつつ、第１の縦方向端部が、上記軸方向への伸張の範囲を定めるハウジングの第２の壁部の方に近づく、というようなハウジングおよび作用力発生体の設計である。

このように作用力発生体が伸張する際に作用力発生体とハウジングとの摩擦が比較的高い場合、作用力発生体が、その伸張の途中で、ハウジングの第１の壁部上で実質的に滑動することなく、その壁部のみと接した状態で広がってしまう可能性がある。このように広がってしまったり、滑りの動作がなかったりすることで、ハウジング内で作用力発生体を吊り下げるために設けられる接続手段に対して、また最終的にはハウジングに対して、作用力発生体によって作用する大きな軸方向の力が生じることが判明した。この軸方向の力は、ある状況下で非常に大きく、作用力発生体とハウジングとが途中で切り離されてしまう可能性がある。

従って、本発明は、作用力発生体が充填される際、過大な軸方向の力によって作用力発生体が切り離されてしまうリスクを低減できる方法を提供することを目的とする。

この目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載の充填製品用の容器の製造方法を提供する。この容器は、ハウジングと、該ハウジング内に突出し、充填製品を収容するための充填スペースおよび縦軸を有するゴム状の作用力発生体を有する。作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域においてハウジングに対して吊り下げられる。作用力発生体は、充填される際、部分的に充満した状態に到達した時点で、特に第２の縦方向端部から所定の距離でハウジングの第１の壁部に当接し、該第１の壁部が半径方向への伸張を制限するようにして、また、充填の継続中では作用力発生体の第１の壁部への当接部分が軸方向に増加しつつ、第１の縦方向端部がハウジングの第２の壁部の方に近づき、該第２の壁部が軸方向への伸張の範囲を定めるようにして、ハウジング内で縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張する。本発明の方法は、作用力発生体に充填する前に、第１の壁部の少なくとも１部のハウジング内側、および／または作用力発生体の少なくとも１部の外側に対し、摩擦を低減するのための表面処理を施すことを特徴とする。この表面処理は、摩擦を低減する物質を第１の壁部および／または作用力発生体に塗布することを含む。或いは、またはこれに追加して、表面処理は、第１の壁部および／または作用力発生体に対するフッ素処理を含んでも良い。

摩擦を低減する物質を塗布する場合、摩擦を低減する物質を少なくともハウジングの第１の壁部に塗布することが好ましい。しかし、少なくともこれに追加して、摩擦を低減する物質を作用力発生体の外表面にも塗布する可能性を排除しない。塗布する物質の層厚は、作用力発生体の伸張が進むにつれて薄くなるので（その物質が連続的に大きくなる表面全体に亘って同じ量で分配されていなければならないので）、（同時にハウジングへその物質を塗布することなく）作用力発生体を摩擦を低減する物質で湿らせるだけというのは、原則的に排除されることはないが、好ましくないと見なされる。

表面処理によって作用力発生体とハウジングの摩擦を低減することで、作用力発生体をハウジングの第１の壁部上でよく滑るようにすることができ、これによって、作用力発生体の軸方向への伸張を容易にし、容器の他の部材に対する作用力発生体の軸方向の力のピークを最小化し、作用力発生体の材料のひずみを均一にする。このようにすることによって、作用力発生体の軸方向の寸法を短くすることができ、これによって、それぞれの作用力発生体の製造に用いる材料を低減でき、表面処理のための追加の支出に関わらず、大量生産の場合において全体で相対的なコスト削減を達成できる。

摩擦を低減する物質として、例えば、水性の潤滑剤、または最も簡単場合、水を用いることができる。水性の潤滑剤の場合は、水に加えて、例えば添加物としてグリセリンを含むことができる。この態様の場合では、摩擦を低減する物質は、時間と共に部分的または完全に蒸発してもよく、作用力発生体を空にするための作用力発生体とハウジングの摩擦はそのため増加するが、通常空にする際の遅さを考慮すると、充填時と比較して、原則的に不利な効果を奏すことはない。

摩擦を低減する物質の塗布は、例えば、噴射、浸漬、遠心器、又はブラシによって処理できる。特に摩擦を生じるペア（すなわち、ハウジングと作用力発生体）が共に低い表面エネルギーを有する場合、低い表面エネルギーは濡れ性を低下させる、すなわち、液体は低い表面エネルギーの表面から小さい水滴となって流れ落ちる傾向にあるので、摩擦を低減する物質を噴射することによって微細に霧化することで、ハウジングおよび／または作用力発生体の所望の表面領域を広範囲に亘って摩擦を低減する物質で湿らせることができることが有利である。摩擦を低減する物質の塗布は、摩擦を生じるペアの表面エネルギーが可能とするのならば、霧化するのではなく、例えば、ローラーやブラシによって、または浸漬させることで行うこともできる。

表面処理は、作用力発生体の伸張が引き起こす、特に軸方向への滑りが実際に起こり得るようなハウジングの壁部に限定しても良い。例えば、作用力発生体の軸方向の伸張を制限し、例えばハウジングの底部に設けられる、ハウジングの第２の壁部が、例え滑りやすい状態にされたとしてもごく僅かの滑動しか起こらない場合には、第２の壁部に摩擦を低減する物質を塗布しないでおくことができる。

材質の選択に関して、シリコーンゴム、好ましくは付加架橋シリコーンゴム（特に液状シリコーンゴム）が作用力発生体用に好ましいが、他のエラストマー（例えば、ポリウレタン）が排除されることはない。特にシリコーン系の作用力発生体の場合、摩擦を低減する物質として、シリコーンおよび鉱油を含まない潤滑剤を用いることが望ましい。

摩擦を低減する物質は、除去されることができ、接着しない潤滑剤とすることができるが、接着性の潤滑剤の少なくともハウジングの内側への塗布が、本発明の範囲内から除外されることはない。

摩擦を低減する表面処理の実施は、特に比較的高い相互摩擦力を有す材料のペアの場合に適切である。例えば、ポリエチレンまたはポリプロピレンから作製されるハウジングの場合には、特に作用力発生体がシリコーンゴムから作製されている場合、作用力発生体との比較的高い摩擦力が認められる。他のプラスチックも、シリコーンゴムの作用力発生体の表面との比較的高い摩擦力を示す。本発明は、ポリエチレン（ＰＥ）またはポリプロピレン（ＰＰ）製のハウジングに限定されることはない。例えば、原則として、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）またはポリエチレンテレフタレート（ＰＴＥ）製のハウジングを用いることも可能であるが、この場合、表面処理は第１の壁部および／または作用力発生体に永続的な摩擦低減層を形成することが好ましい。このような永続的な摩擦低減層は、例えば、ハウジングのＰＭＭＡまたはＰＥＴ材と作用力発生体の材料との間に永続的なバリア層を形成する蒸発しない潤滑剤によって形成されることができる。この背景として、多くの物質は自身による接着性を有すシリコーンと「乾燥接着」し易い（液状のシリコーンゴム製の材料は、例えばこのような自身による接着特性を有する）、ということが挙げられる。この「乾燥接着」は、永続的な結合を生じる、摩擦を生じるペア間の水素結合を形成することにより成される。ＰＭＭＡやＰＥＴなどのプラスチック材料の場合、このような「乾燥接着」が懸念されるので、表面処理によって作用力発生体の材料に対する永続的なバリアを形成する。一方、ポリエチレンおよびポリプロピレンは、それらの分子内に酸素原子を有さず、シリコーンとの水素結合を形成しない。従って、分子内に酸素原子を有さない材料がハウジングに用いられる場合、ハウジングと作用力発生体との間に永続的な摩擦低減バリアを形成しなくても良い。その位置には、代わりに揮発性の潤滑剤で十分である。

ハウジングの形状は、例えば、ボトル状または缶状とすることができる。この場合、例えば、略円筒状とすることができ、または異なる直径を有するもの、例えば略円錐状やより複雑な直径プロファイルを有するものとすることができる。いずれの場合も、ハウジングは、幅広というよりも縦長で、このような状態で、作用力発生体が縦方向への伸張に沿う縦軸を有してハウジング内に配置される。このような、明らかに球状というより長く伸びたハウジングの形状の場合、作用力発生体が、特定の要求される最終充満状態に到達する前にハウジングのジャケット部に対しまず直径方向にはっきりと当接し、この部分において、それ以降、さらに半径方向に伸張しないというように作用力発生体が伸張するのは、有利であることが判明した。例えそうであるとしても、作用力発生体がこの状態でさらに軸方向に伸張する十分なスペースがある。これにより、特に、作用力発生体が、充填される際、軸方向長さのほぼ中心部においてまず半径方向に伸張し始め、この半径方向の伸張が、作用力発生体の軸方向の伸張と同時に、作用力発生体の閉じた端部の方に向かって比較的均一に軸方向に続いていくというように作用力発生体が伸張することを可能とする。このように伸張することは、大量生産の際に安定した充填および伸張状態を再現可能とするために有利である。

好ましい態様において、ハウジングの第１の壁部の、作用力発生体との当接部分のハウジング内壁面に、少なくとも１つの、例えば溝状の凹部を設けることができる。このような凹部は、作用力発生体が第１の壁部上での滑動を所定の方法により防ぐために用いられることができる。この凹部は、作用力発生体が半径方向により大きく伸張することを可能にする直径の局所的な拡大部を表す。従って、作用力発生体は凹部内に伸張でき、言わば凹部内に「嵌め込む」ことができる。作用力発生体が凹部内に伸張することで、例え摩擦低減表面処理がこの凹部の領域にまで成されていたとしても、作用力発生体の滑動を局所的に止める、または少なくとも低減することができる。ハウジングの第１の壁部の１つ以上の凹部を所定位置に位置決めすることによって、連続生産において、作用力発生体の伸張動作に関する限り、バラツキの少ない安定した再現性のある状態を得ることができる。

作用力発生体がハウジングの第１の壁部と半径方向に当接したときの充填量の少なくとも１．５倍、良くて２倍、さらに良くて２．５倍、好ましくは２．８倍以上の充填量に到達する前に、作用力発生体は、ハウジングの第２の壁部と軸方向に当接しないように伸張することが好ましい。

容器に示された名目充填量に対して５０％、良くて４５％、さらに良くて４０％、好ましくは３５％の充填率に到達する前に、作用力発生体は、ハウジングの第１の壁部に半径方向に当接するように伸張することができる。この名目充填量は、例えば、容器の外側に貼付けられ、購入者または使用者向けの充填仕様に対応する。これは、例えば、印刷される、刻印される、または成形されることができる。

ハウジングの空容積、すなわち、（作用力発生体のない）空のハウジングにおける内部容積に関しては、ハウジングの空容積に対して４５％、良くて４０％、さらに良くて３５％、好ましくは３０％の充填率に到達する前に、作用力発生体は、ハウジングの第１の壁部と半径方向に当接するように伸張することができる。

軸方向の伸張に関しては、充填される際、容器に示された名目充填量に対して７５％、良くて８０％、さらに良くて８５％、好ましくは９０％の充填率に到達する前に、作用力発生体は、ハウジングの第２の壁部と軸方向に当接しないように伸張することができる。

或いは、またはこれに加えて、充填される際、ハウジングの空容積に対して６０％、良くて６５％、さらに良くて７０％、好ましくは７５％の充填率に到達する前に、作用力発生体は、ハウジングの第２の壁部と軸方向に当接しないように伸張することができる。

作用力発生体は、ハウジング内で充填により起こる軸方向への伸張が、その閉じた端部がハウジングと軸方向に衝突することがない状態で、充填されていない状態のその軸方向長さの少なくとも１．６倍、良くて１．７倍、さらに良くて１．８倍の長さになることを可能にすることが好ましい、伸張することができる。これにより、容器に指定される名目充填量で充填される場合、作用力発生体は、充填されていない状態のその軸方向長さの少なくとも１．６倍、良くて１．７倍、さらに良くて１．８倍の長さにまで軸方向に伸張することができる。

好ましい構成では、作用力発生体は、その第２の軸方向の端部の領域に開口を有し、容器の組み立ての際に、この領域において、少なくとも容器の他の部材、特に少なくとも１つのハウジングの部材と接続する、比較的硬い環状接続体と接続する。本発明の製造方法において、作用力発生体は、インジェクション成形によって作製されることができ、この接続体上にインジェクション成形されることができる。

本発明の他の態様によれば、充填製品用の容器であって、容器は、ハウジングと、該ハウジング内に突出し、充填製品を収容するための充填スペースおよび縦軸を有するゴム状の作用力発生体を有し、作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域においてハウジングに対して吊り下げされるものであり、作用力発生体は、充填される際、部分的に充満した状態に到達した時点で、特に第２の縦方向端部から所定の距離でハウジングの第１の壁部に当接し、該第１の壁部が半径方向への伸張を制限するようにして、また、充填の継続中では作用力発生体の第１の壁部への当接部分が軸方向に増加しつつ、第１の縦方向端部がハウジングの第２の壁部の方に近づき、該第２の壁部が軸方向への伸張の範囲を定めるようにして、ハウジング内で縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張する充填製品用の容器が提供される。作用力発生体が伸張する際、該作用力発生体の少なくとも一部が第１の壁部上で滑動する。所定の方法で上記滑動に影響を与え、それを任意で防ぐために、第１の壁部は、作用力発生体との当接部分のハウジング内壁面に、１つ以上の、例えば溝状の凹部を有する。第１の壁部は、例えば、ハウジングの周全体に亘ってまたは周の一部のみに周方向に伸びる少なくとも１つの溝状の凹部を有するように構成されることができる。

以下に、本発明について以下の図を用いながらさらに説明する。

本発明に従って消化器として製造された容器を通る軸方向の縦断面図である。 図１の容器のスプレー上部の拡大図である。 作用力発生体の様々な充填段階（ａ〜ｅ）における（バルブアセンブリを除いた）図１の容器を通る軸方向の断面図である。 図１の容器に充填する手順を示した図の一例である。 図１の容器を製造する方法の１工程において、容器のハウジングの内側に潤滑剤が噴射された様子を示す図である。

まず、図１および図２を参照する。図示される容器は符号１０で示され、例として可搬消化器として構成されているが、他の形態、例えば化粧品、食料品、潤滑油などの機械材料などのティスペンサーも同様に可能である。全般的に、容器１０は充填製品を収容し、計量しながら排出する機能を有し、この場合、容器の外観は、例えばボトル状または缶状（例えば円筒や樽形状）とすることができ、或いは他の所望の形状も考えられる。

示される例では、容器１０は、例えばポリエチレンまたはポリプロピレンで作製されるハウジング１２を有し、ハウジングはハウジング軸１４、ハウジング軸１４を取り囲む通常円筒状のジャケット部１６、ジャケット部１６に隣接し、ハウジング１２の軸方向の下面部を閉じる底部１８を有する。ハウジング１２のジャケット部１６は、軸方向の上端の領域において、半径方向に内側に延伸し、ハウジング開口２２を有するハウジング首部２０を形成する。

ハウジング１２の符号２６で示される内部空間内に突出するゴム状の作用力発生体２４がハウジング１２において、より正確には、ハウジング首部２０の領域において吊り下げられている。作用力発生体２４は、未充填の張力の掛かっていない状態では、縦長、言わばコンドーム形状に構成され、縦軸２８を有する。その内部には、噴射されることができ、例えば泡立つ充填製品を収容するための充填スペース３０が形成されている。ここで考えられる例の場合、充填製品は、例えばゲル状または液状の消火剤である。作用力発生体２４は、好ましくはシリコーン材料、特に液状シリコーンゴムから、球状に丸められた閉じた端部３２と、反対側の縦方向端部に形成される開口３４とを有するようにインジェクション成形によって作製される。当然、他のゴム状の材料、例えばポリウレタン系プラスチックも同様に用いることができる。示される例では、作用力発生体２４は１層で構成されているが、内側および／または外側を他の材料から成る永続的な層で比較的薄く被膜しても良い。

作用力発生体２４は、未充填の状態で、その縦軸２８がハウジング軸１４と実質的に平行に、特にハウジング軸１４にほぼ一致して延びるようにして、ハウジング１２内で吊り下げられる。作用力発生体２４は、その開口している縦方向の端部の領域において、比較的硬く、最低限の弾性のある材料から作製され、ハウジング１２と接続する接続リング３６に接続する。示される例では、接続リング３６は、軸方向に延伸する部分３８を有し、この部分によって接続リング３６はハウジング開口２２内に挿入される。この軸方向に延伸する部分３８は、軸方向に延伸する部分３８を超えて半径方向に内側および外側の両側に突出する略円環状部分４０から延伸している。円環状部分４０は、その半径方向に外側の部分でハウジング首部２０を覆い、その半径方向に内側の縁に、軸方向に上向きに突出し、例えばアルミニウム板またはブリキ板から成る蓋部４４を搭載するための延長部４２を有する。全体として、接続リング３６は、その断面が、軸方向部分３８がＴ形状の主脚部を成し、円環状部分４０がＴ形状の横脚部を成すような略Ｔ形状であるものとすることができる。示される例では、接続リング３６のＴ形状は、軸方向に上向きに突出する延長部４２の存在のため僅かながら変更される。

ハウジング１２の接続リング３６を固定するため、例えば、軸方向部分３８および／または円環状部分４０の半径方向に外側の部分と、ハウジング１２との間を接着結合することができる。同様に、接続リング３６を留め金や締め具によって結合したり、またはネジや差し込みピンによる固定することも考えられる。

接続リング３６と作用力発生体２４の間の結合部は、完全に接着される。より正確には、作用力発生体２４は、接続リング３６上にインジェクション成形される。そのために、インジェクション成形時に、予め作製された接続リング３６を作用力発生体２４用のインジェクション成形金型内に配置することができる。作用力発生体２４は、接続リング３６の半径方向に内側の面上のみと接してインジェクション成形されている。半径方向に外側に位置している接続リング３６の領域は、作用力発生体２４の材料から離れている。これは、充満時の圧力状態に有利である。すなわち、作用力発生体２４と接続リング３６の接続領域における引っ張り応力をこの方法で避けることができる。

接続リング３６の作用力発生体２４との接着性を十分なものにするため、接続リング３６は、ポリアミド、ポリブチレン（ＰＢＴ）、またはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）から作製されることが好ましい。

蓋部４４は、その半径方向に外側の領域において、接続リング３６の軸方向延長部４２と圧着接続している。示される例では、蓋部４４と接続リング３６の間の接点で充填スペース３０から充填製品が不必要に漏れ出すことを防止するために、三日月状の断面の封止リング４６が蓋部４４と延長部４２の間の圧着領域に挿入されている。

蓋部４４は、全体として符号４８で示されるバルブアセンブリのキャリアとして機能する。バルブアセンブリは、蓋部４４に、例えば締め具で固定される、接着される、または他の方法で固定されることができる。このバルブは、その本体５０によって、蓋部４４内の中心開口部（これ以上の説明はないが）を通り抜けており、使用者によって軸方向に押下されることができ、噴射される消火剤の導出管５４を形成する作動部５２を有している。導出管５４の形状は、特に消火剤の粘性などの構成に応じて変更されることができる。

示される例では、作用力発生体２４は、接続リング３６の軸方向に下方（すなわち、遠い方）に位置するその全長のうちの大部分に亘って、内周面および外周面共に円断面形状を有する、言わばホース状に構成される。このホース状の領域には、壁厚のばらつきがほとんどなく、とりわけ、壁厚が交互に増加したり減少したりしていない。このホース状の領域は、図１の破線５６で示される軸方向位置付近で始まり、作用力発生体２４の壁が閉じた端部３２の領域で互いに集まり始める位置まで軸方向に延伸している。この位置は、図１の符号５８で示されている。少なくとも位置５６、５８間の軸方向のホース状領域において、（ｉ）作用力発生体２４の壁厚は閉じた端部３２に向かって段々と増加していき、または、（ｉｉ）その壁厚は一定であるが、直径が閉じた端部３２に向かって段々と小さくなっていく（一定の壁厚のため、直径の減少は内直径と外直径とで同等になる）。作用力発生体２４のホース状領域における壁の厚さの直線的な増加と（壁厚が一定の状態の）直径の直線的な減少は、共に、後述するように図３ａから図３ｅに示されるような伸張動作に有利である。厚さが増加する場合、増加は作用力発生体２４のホース状の領域の軸方向下端部を超えて閉じた端部３２まで続いていても良い。

作用力発生体２４は、ホース状の領域において、例えば、縦軸２８に対して閉じた端部３２に向かって円錐状に先細りする内周面６０と、縦軸２８に対して円環状に延伸する外周面６２を有しても良い。円錐状に先細りする内周面と円筒状に延伸する外周面の間の成す角（壁厚が広くなる角度）は、例えば約０．２から０．３°である。例えば約１０ｃｍの軸長で、壁厚の増加は１０分の数ミリメートル（例えば、約０．４から０．５ｍｍ）である。

或いは、作用力発生体２４の外周面と内周面の両方が、円錐状に延伸することもでき、この場合、それらは共に作用力発生体の閉じた端部３２に向かって先細りする。しかし、内周面の先細りは、外周の先細りよりも大きくすることもでき、これが作用力発生体の閉じた端部３２に向かって続く場合、全体的に壁厚の増加となる。上記壁厚が広くなる角度は、１０分の１°のオーダーの値とすることができ、ある状況下においては、外周面が先細りしているため作用力発生体の直径の減少分が壁厚の増加分に付け足されるので、上記よりも小さくすることもできる。

或いは、作用力発生体２４の壁厚を一定としながらその直径のみを、ホース状の領域において、減少させることもできる。この場合、内周面と外周面は、共に円錐状に構成され、同じ先細り角度で閉じた端部３２に向かって先細りすることが好ましい。直径が減少する角度は、上記した壁厚が広くなる角度（１０分の１°の範囲）と同じ値とすることができる。

全般的に、作用力発生体２４の壁厚が連続して増加する領域および／または直径が連続して減少する領域は、作用力発生体２４の軸方向全体の長さの大部分、例えば少なくとも７０％、または７５％に亘って広がっている。

作用力発生体２４は、ホース状の領域の位置５６によって与えられる開始位置より軸方向に上方で、より複雑な壁形状を有することができる。この領域の軸長は、作用力発生体２４の全体長さよりも短い。示される例において、作用力発生体２４は、接続リング３６の軸方向下端部の領域において、壁厚が増加された部分を有し、ここに、軸方向に内側に突出する壁の幅広周部６３が位置する。この壁の幅広周部６３は、接続リング３６の軸方向下端部の領域において作用力発生体２４の材料の応力を低く保つことに寄与する。幅広周部６３は、同時に、作用力発生体２４を作製するために用いられるインジェクション成形金型の中心部に対する脱型補助として機能する。

ここで、図３ａから図３ｅを参照する。図３ａは、作用力発生体２４の未充填状態を示す。図に示すように、作用力発生体２４がハウジング１２の底部１８から所定の軸方向距離に位置している。作用力発生体は、ジャケット部１６から所定の半径方向距離で周回しており、これが、少なくとも、作用力発生体２４が半径方向に伸張でき、接続リング３６によって半径方向に伸張するのを大幅に妨げられない領域まで適応される。

作用力発生体２４が消化剤（または、一般の充填製品）で充填されるとき、作用力発生体２４は伸張し始める。図３ｂ、図３ｃ、図３ｄ、および図３ｅは、最終的に充満した状態になるまで（図３ｅ参照）、異なる充填量で作用力発生体２４が伸張している状態を示している。最終的に充満した状態では、充填量は、容器１０に対して定められた名目充填量に依存し、必ずこの名目充填量よりも多くなる。

容積置換器（これ以上詳細を説明しない）によって、作用力発生体２４の死容積（未充填状態の内部容積）を小さく保つことができる。

作用力発生体２４は、半径方向、軸方向の両方向に伸張する。半径方向の伸張は、最初、作用力発生体２４のおよそ軸中心領域（その軸に対する中心）で最大となる。作用力発生体２４は、十分に充填されたとき、最終的にジャケット部１６に全周周りで当接する（図３ｃ参照）。その結果、作用力発生体２４がジャケット部１６を押圧する当接領域の軸方向に上下で、ハウジング１２と作用力発生体２４の間の２つの空間６４、６６が分離し、それらのスペース容積は、作用力発生体２４が充填され続けるとともに減少していく。作用力発生体２４がジャケット部１６を押圧する当接領域は、軸の両方向、すなわち軸の下方および上方に（軸の下方により大幅に）伸張し続ける。ジャケット部１６は、本発明の趣旨の範囲内で、半径方向への伸張を制限する第１の壁部を形成する。

作用力発生体２４は、最終的に充満する状態で、ハウジング１２の底部１８に少なくとも近接するまで軸方向に伸張し、その場所で、好ましくは略球状の谷底部６８（図３ｄ参照）において、平らになる。この状態で、作用力発生体２４は、ジャケット部１６をジャケット部の軸長の大部分に亘って押圧する。作用力発生体２４は、容器１０の名目充填量に達する少し前に、例えば、少なくとも充填８０％、良くて８５％、さらに良くて９０％後に初めて底部１８に衝突することが好ましい。作用力発生体２４がこのように伸張することで、少なくとも充填された充填製品が凍結せず、体積を増加させない限り、底部１８の領域で作用力発生体が内側に曲がることを避けることができる。底部１８は、本発明の趣旨の範囲内で、軸方向の伸張を制限する第２の壁部を形成する。

作用力発生体２４内に発生する引っ張り応力は、充填された充填製品に作用する力を発生させ、この力によって、この充填製品は、バルブアセンブリ４８が作動されたとき、容器１０から押し出される。示される容器１０には、作用力を発生させる他の手段は存在しない。分散力は、完全に作用力発生体２４のみによって加えられる。

最終的に充満する状態に達するまで充填される充填量（充填容積）は、例えば、容器１０に指定された名目充填量の１０５％から１１５％とすることができる。容器１０への充填中に、合計の充填量が、名目充填量に作用力発生体２４が未充填状態での充填スペース３０内の空気の初期容積と追加量を加えたものに一致するように大量の充填製品が充填されることが好ましい。この追加量は、伸張した作用力発生体２４の収容力の低下および作用力発生体の壁を通じて充填製品が一部漏れる分から生じる損失を補償する役割を果たす。例えば、この追加量は、伸張していない作用力発生体２４の充填スペース３０内の空気の初期容積と少なくとも同等とすることができる。

図４は、一例として、軸方向の伸張量の経過（特性曲線１）、および容器１０に充填する間の直径の増加量（特性曲線２）を示す。作用力発生体２４は、充填量Ｖ_１まで、ハウジング１２に制限されることなく、軸方向および半径方向の両方向に伸張できる。作用力発生体２４は、充填量Ｖ_１に達した時点で、ハウジング１２のジャケット部１６に初めて接触する。これが、図３ｃに示す状態に相当する。図４で用いられる用語「フォースエレメント」は、作用力発生体２４を表し、「壁」はジャケット部１６によって形成されるハウジングの壁部を表す。

充填量Ｖ_１を超えた後、作用力発生体２４がジャケット部１６を押圧する当接領域は、軸方向に伸張するが、作用力発生体２４の直径はこれ以上増加しない。これが、図４における特性曲線２が充填量Ｖ_１の先から水平直線に変わる理由である。上記と同時に、作用力発生体２４の先端（すなわち、閉じた端部３２）が、底部１８に向かってさらに軸方向に変位させられる。これが、図４において、特性曲線１の充填量Ｖ_１の先での継続的な上昇によって表される。

充填量Ｖ_２に達した時点で、作用力発生体２４の軸方向下端部３２がハウジング１２の底部１８に衝突する。これが（その前になければ）、充填の実施を終了するときである。作用力発生体２４が底部１８に衝突する時点以降に、さらに充填されることはない、または少なくともこれ以上かなりの量を充填することはない。充填の実施は、作用力発生体２４が底部１８に衝突する前に任意に終了しても良い。いずれの場合も、充填の実施が終了されるときの充填量Ｖ_２は、容器１０の名目充填量を超えている。数値としての例を示すために、充填量Ｖ_２の合計は、容器に示された名目充填量８００ｃｍ^３に対して、約９００ｃｍ^３とすることができる。

図４は、作用力発生体２４は、最終的な充満状態（充填量Ｖ_２）に到達する前、比較的早くにジャケット部１２と半径方向に初めて当接していることが明確に示している。充填量Ｖ_１は、例えば、充填量Ｖ_２の２０％から５０％、好ましくは２５％から４０％とすることができる。言い換えれば、充填量Ｖ_２は、充填量Ｖ_１の少なくとも２倍、例えば約３倍、またはそれよりも大きい倍数である。容器１０に指定された名目充填量に対し、充填量Ｖ_１は、例えばその名目充填量の約３０％から３５％とすることができる。名目充填量の代わりとして、ハウジング１２の空の状態の容積を参照用に用いることもできると考えられる。これは、作用力発生体２４のないハウジングの内部スペース２６の容積を意味する。このようなハウジング１２の空の状態の容積に対し、充填量Ｖ_１は、例えば２０％から３０％とすることができる。

全般的に、作用力発生体２４がジャケット部１６に衝突するまでの作用力発生体２４の直径の増加は、例えば２００％から３００％とすることができ、充填量Ｖ_２に到達時の軸方向の伸張は、例えば８０％から１５０％とすることができる。

未充填の状態において、作用力発生体２４の軸方向に下方からハウジング１２の底部１８までの自由空間は、作用力発生体２４が容器１０の名目充填量を超える充填量分が充填された後にだけ、すなわち、名目充填量の１００％を超えた後にだけ底部１８と軸方向に当接するような寸法とする。例えば、容器１０の名目充填量の少なくとも１１０％または１２０％の充填量の後でのみ、作用力発生体２４が底部１８に当接するようにすることができる。一方、ハウジング１２の空の状態の容積を参照する場合には、作用力発生体２４の軸方向に下方の自由空間は、ハウジングの空の状態の容積の少なくとも８５％、好ましくは９０％が作用力発生体２４に充填される前に、作用力発生体２４が底部１８と当接しないような寸法とすることができる。

ハウジング１２の内面、特にジャケット部１６の内面と作用力発生体２４の外面の摩擦はかなり大きくなり得る。これは、特に作用力発生体２４がシリコーンゴムから作製される場合に該当する。シリコーン材料は、なめらかに滑ることを可能にするとは言えない表面を有する。また、ハウジング１２がプラスチック、特にポリエチレンまたはポリプロピレンから作製される場合、ハウジング１２と作用力発生体２４の材料の組み合わせが、ほとんどの滑りを妨げる結果となり得る。

しかし、作用力発生体２４の伸張過程において、作用力発生体２４が既にハウジング１２のジャケット部１６を半径方向に押圧している際に、作用力発生体２４がジャケット部１６に沿って軸方向に滑ることは、接続リング３６に過度に大きい軸方向への力がかかるのを防ぐために有利であるということが判明している。この力により、ある状況下では接続リング３６がハウジング１２から外れてしまう可能性がある。従って、図３ａから図３ｅまでの一連の図の中の図３ｃおよび図３ｄに示す状態で、作用力発生体２４は、上記のような力のピークを防止し、作用力発生体２４の材料の応力が適切に釣り合った分布を有することを確実にするために、ハウジング１２のジャケット部１６に沿って軸方向に滑ることができる。このために、容器１０の製造時、より正確には、ハウジング１２内に作用力発生体２４を設ける前に、ハウジング１２の内面の、少なくともジャケット部１６の領域に、図５に示すように、摩擦を低減する物質を噴射する。摩擦を低減する物質は、時間と共に少なくとも部分的に蒸発する水性の潤滑剤（例えば、追加する成分としてグリセリンを含む）が好ましい。一方、シリコーンゴム製の作用力発生体を使用する場合には、潤滑剤が作用力発生体の材料を侵す可能性があるので、シリコーンまたは鉱油系の潤滑剤は使用するべきではない。

図５に示すように、潤滑剤は、例えばハウジング１２内にハウジングの首部２０を通って導入されることができる噴射棒７０によって噴射される。噴射棒７０によって、ジャケット部１６の少なくとも軸長部分全体に噴射されることができ、望ましくはハウジング１２の底部１８の内側にも、潤滑剤を噴射できる。図５に示す噴射制御装置７２が噴射を制御する。

ハウジング１２の内側を滑らかにし、噴射棒７０をハウジング１２から取り除いた後、容器１０の組み立ての際、事前に別に作製された作用力発生体２４が（それに接着している接続リング３６と共に）、ハウジング１２内に挿入され、ハウジングと結合される。これは、図５の矢印７４によって示されている。その後、バルブアセンブリ４８（または他の適切なバルブ手段）が取り付けられた後、最終的に組み立てられた容器は、所望の充填製品で充填されることができる。

潤滑剤の塗布の代わりに、またはそれに加えて、ハウジング１２と作用力発生体２４の摩擦は、摩擦を生じる２つの表面の少なくとも１つをフッ素処理することによって低減できる。フッ素処理によって表面特性を変えることができ、それによって摩擦を低減できる。一般に、シリコーン材料や他のプラスチックは共に十分にフッ素処理されることができる。この方法でフッ素処理によって作用力発生体の表面に生成されたフッ素化合物は、通常、比較的安定しているので、水素結合の形成の結果によりハウジング１２と作用力発生体２４の材料が「乾燥接着」されることが危惧される場合においても、フッ素処理が望ましいと考えられる。フッ素処理の結果、水素結合の形成を防ぐ、または少なくともその数を低減する永続的な分離層を設けることができる。

図１、図３ａから図３ｅにおいて、ハウジング１２のジャケット部１６に構成される複数の半径方向の凹部７６が明確に見られる。ここで、用語「凹部」は、ハウジング内部からジャケット部１６の方を見ている観察者の観察位置から判断される。示される例では、凹部７６は、溝状であり、ジャケット部１６の周方向に延びている。それら凹部は、例えばハウジングの周全体に亘って通っているものとすることができる。或いは、複数の凹部７６が、軸方向の１つの面において、周方向に間隔を持って並んで配置されることもできる。また、示される例では、このような凹部７６は、複数の軸方向の面に重なって設けられている。少なくともいくつかの凹部７６は、作用力発生体２４が当該凹部７６を覆うように伸張する途中で、ジャケット部１６に当接するジャケット部１６の領域に位置し、その場合、作用力発生体２４が凹部７６の領域で僅かながら大きく伸張できる、すなわち凹部内に伸張できる。これにより、作用力発生体２４の当該凹部７６への、いわゆる「ラッチング（ｌａｔｃｈｉｎｇ）」が生じ、作用力発生体のジャケット部１６に対する滑動が制限されることができ、またはその部分で局所的に防止されることができる。図３ｄおよび図３ｅに示すように、作用力発生体２４が充満状態に達するまでに完全に凹部７６’を覆うので、このようなハウジング１２に対する作用力発生体の「ラッチング」は、例えば７６’で示される凹部において起こることができる。

Claims (13)

1. 充填製品用の容器（１０）の製造方法であって、
   前記容器は、ハウジング（１２）と、該ハウジング内に突出し、前記充填製品を収容するための充填スペース（３０）および縦軸（２８）を有するゴム状の作用力発生体（２４）を有し、
   前記作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部（３２）を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域において前記ハウジングに対して吊り下げられるものであり、
   前記作用力発生体は、充填される際、部分的に充満した状態に到達した時点で前記第２の縦方向端部から所定の距離で前記ハウジング（１２）の第１の壁部（１６）に当接し、該第１の壁部が前記半径方向への伸張を制限するようにして、また、充填の継続中では前記作用力発生体の前記第１の壁部への当接部分が継続的に軸方向に増加しつつ、前記第１の縦方向端部（３２）が前記ハウジング（１２）の第２の壁部（１８）の方に近づき、該第２の壁部が前記軸方向への伸張の範囲を定めるようにして、前記ハウジング内で前記縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張し、
   前記製造方法において、前記作用力発生体に充填する前に、前記第１の壁部（１６）の少なくとも１部のハウジング内側、および前記作用力発生体（２４）の少なくとも１部の外側のうち少なくともいずれか一方に対し、摩擦を低減するのための表面処理を施すことを特徴とする製造方法。
2. 前記表面処理は、摩擦を低減する物質を前記第１の壁部（１６）および前記作用力発生体（２４）の少なくともいずれか一方に塗布することを含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
3. 前記摩擦を低減する物質を、噴射、浸漬、遠心器、又はブラシによる処理で塗布することを特徴とする請求項２に記載の製造方法。
4. 前記摩擦を低減する物質として、水性の潤滑剤を用いることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の製造方法。
5. 前記摩擦を低減する物質として、シリコーンまたは鉱油系の成分を含まない潤滑剤を用いることを特徴とする請求項２ないし請求項４のいずれか１項に記載の製造方法。
6. 前記摩擦を低減する物質として、粘着性のない潤滑剤を用いることを特徴とする請求項２ないし請求項５のいずれか１項に記載の製造方法。
7. 前記表面処理は、前記第１の壁部（１６）および前記作用力発生体（２４）の少なくともいずれか一方に対するフッ素処理を含むことを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の製造方法。
8. 前記ハウジング（１２）を、ポリエチレンまたはポリプロピレンによって作製することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の製造方法。
9. 前記ハウジングを、ポリメタクリル酸メチルまたはポリエチレンテレフタレートによって作製し、かつ前記表面処理は、前記第１の壁部（１６）および前記作用力発生体（２４）の少なくともいずれか一方に永続的な摩擦低減コーティングを形成することを特徴とする請求項１ないし請求項７のいずれか１項に記載の製造方法。
10. 前記作用力発生体（２４）を、シリコーンゴムによって作製することを特徴とする請求項１ないし請求項９のいずれか１項に記載の製造方法。
11. 前記第１の壁部（１６）の、前記作用力発生体との当接部分のハウジング内壁面に、少なくとも１つの凹部（例えば溝状の凹部）を設けることを特徴とする請求項１ないし請求項１０のいずれか１項に記載の製造方法。
12. 請求項１ないし請求項１１のいずれか１項に記載の製造方法に従って製造された容器。
13. 充填製品用の容器（１０）であって、
    前記容器は、ハウジング（１２）と、該ハウジング内に突出し、前記充填製品を収容するための充填スペース（３０）および縦軸（２８）を有するゴム状の作用力発生体（２４）を有し、
    前記作用力発生体は、閉じた第１の縦方向端部（３２）を有し、反対側の第２の縦方向端部の領域において前記ハウジングに対して吊り下げられるものであり、
    前記作用力発生体は、充填される際、部分的に充満した状態に到達した時点で前記第２の縦方向端部から所定の距離で前記ハウジング（１２）の第１の壁部（１６）に当接し、該第１の壁部が前記半径方向への伸張を制限するようにして、また、充填の継続中では前記作用力発生体の前記第１の壁部への当接部分が継続的に軸方向に増加しつつ、前記第１の縦方向端部（３２）が前記ハウジング（１２）の第２の壁部（１８）の方に近づき、該第２の壁部が前記軸方向への伸張の範囲を定めるようにして、前記ハウジング内で前記縦軸に対して半径方向及び軸方向に伸張し、
    前記作用力発生体（２４）が伸張する際、該作用力発生体の少なくとも一部が前記第１の壁部（１６）上で滑動し、
    前記第１の壁部（１６）は、前記作用力発生体との当接部分のハウジング内壁面に、１つ以上の凹部（例えば溝状の凹部）を有するものであることを特徴とする充填製品用の容器。
    

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