JP2021534045A - 折り畳みシール可撓性バルブ - Google Patents

Abstract

本開示は、可撓性バルブ（１０）に関し、バルブは、可撓性乃至半剛性容器と組み合わせて可撓性パッケージ内に液体を収容するために、折り畳んでシールすることができる。バルブは、開放展開形態または閉鎖折畳形態とすることができる。本開示の代表的な実施形態は、基層と気泡層との間に形成された気泡（１２）を含む。製品を貯蔵容積部（８０）から排出するためのチャネル（１７）が、気泡層とチャネル層との間に形成される。

Description

本願は、２０１９年８月１６日に提出された米国特許出願第１６／５４２，６２２号及び２０１８年８月２１日に提出された米国仮特許出願第６２／７２０，３２３号の優先権を米国特許法第１１９条（ｅ）の下に主張し、これらの特許出願の内容は、引用することによりその全体があらゆる目的で本明細書の一部をなす。

本開示は、可撓性バルブに関し、バルブは、可撓性乃至半剛性容器と組み合わせて可撓性パッケージ内に液体を収容するために、折り畳んでシールすることができる。バルブは、バルブを折り畳んでシールすると常に閉鎖される、気泡要素とチャネル層との間に構成されたチャネルを有することができる。

食物／飲物産業、パーソナルケア産業及び家庭ケア産業における従来のパッケージングは、主に、剛性ボトル又は半可撓性管と、異なるディスペンサータイプの剛性付属品又はキャップとの組み合わせである。容器の主本体を可撓性パウチへと移行する中で、同様でありながら剛性の付属品の利用が続けられてきた。こうした産業において、完全に可撓性とする解決策をもたらすために、移行を完了する必要が存在する。そのような解決策は、流量制御機構及び再閉鎖機構の双方を提示することによって機能性を改善し、材料削減及び作業能率利得を通じてパッケージングの全体的な持続可能性プロファイル及びコスト削減を向上し、成長中の電子商取引市場における性能期待値を改善した。

当該技術分野において、膨出要素バルブ又は気泡バルブが既知である。膨出要素バルブ又は気泡バルブは、可撓性乃至半剛性の容器とともに頻繁に用いられる。こうしたバルブはその目的用途に対して概ね満足の行くものであるが、更なる改善が求められる。

気泡バルブ又は圧力作動式バルブの代表的な実施形態は、２０１８年６月１４日に提出された「Pouch Flip-Top for Bubble Valve Applications」と題する特許文献１、２０１７年１１月１４日に提出された「Bubble Valve for Flexible Packaging」と題する特許文献２、２０１８年５月８日にSteeleに対して発行された「Package Valve Closure System and Method」と題する特許文献３、２０１３年１２月２４日にSteeleに対して発行された「Packages Having Bubble-Shaped Closures」と題する特許文献４、及び２００７年４月２４日にSteeleに対して発行された「Package Having a Fluid Actuated Closure」と題する特許文献５に開示されている。

国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１８／０３７４６１号 国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／６１５００号 米国特許第９，９６３，２８４号 米国特許第８，６１３，５４７号 米国特許第７，２０７，７１７号

したがって、本開示の目的は、気泡バルブ又は膨出要素バルブを含む、可撓性容器の様々なバルブの閉鎖及びシールの改善をもたらすことである。

バルブは基層を有し、基層と気泡層との間には気泡が構成される。気泡層とチャネル層との間にはチャネルが構成される。バルブを閉鎖して折り畳み形態で固定することができるように、ヒンジ部材又は別個の相互係止組立体が設けられる。すなわち、バルブを折り畳んでシールすることで、流体出口を有するチャネルが閉鎖した。

開示する実施形態は、パッケージが不規則な外部圧力を受ける場合に漏れ得る使用事例（例えば、ハンドバッグ内、バックパック内、又は別様な輸送中）において消費者が望む安全性の増加をもたらすように更に再び閉じる機能を提供する。消費者調査によると、そうした使用事例において、パッケージが本当に閉まっている感触を得るために手動動作を行うことを好むことがわかっている。したがって、このバルブの設計は、流量制御の役割を果たす多層フィルム構築に関して同じ構造及び機能を有する。

本開示の更なる目的及び利点は、以下の記載及び添付の図面から明らかになる。

本開示のバルブの第１の実施形態の開放形態を仮想線で示す斜視図である。 本開示のバルブの第１の実施形態の閉放形態を仮想線で示す斜視図である。 本開示のバルブの一実施形態を含むパッケージの正面図である。 本開示のバルブの第１の実施形態の開放形態の側面図である。 本開示のバルブの第１の実施形態の閉放形態の側面図である。 本開示のバルブの第３の実施形態の開放形態を仮想線で示す斜視図である。 本開示のバルブの第２の実施形態の開放形態の側面図である。 本開示のバルブを作製する製造方法の一実施形態の概略図である。 本開示のバルブの一実施形態の概略図であり、ジッパーの係止部材は、流れ方向に対して横方向を向いている。 折り目が流れ方向にあり、係止部材が流路に隣接する一実施形態の、開放位置にある本開示のバルブの一実施形態の概略図である。 折り目が流れ方向にあり、係止部材が流路に隣接する一実施形態の、閉鎖位置にある本開示のバルブの一実施形態の概略図である。 本開示のバルブの一実施形態の開放形態の側面図であり、噛合要素は、気泡要素の上下で横方向に位置する。 本開示のバルブの一実施形態の開放形態の側面図であり、噛合要素は、気泡要素の上下で横方向に位置する。 図１１Ａのバルブの実施形態の閉鎖形態の側面図である。 パウチ又は容器の壁とともに構成された、図１のバルブの斜視図である。 パウチ又は容器の壁とともに構成された、バルブの更なる実施形態の側面図である。

ここで、いくつかの図面を通して同様の数字が同様の部材を指す図面を詳細に参照すると、図１、４は、展開又は開放形態にあるバルブ１０を開示していることがわかる。バルブ１０は、気泡バルブ補助部品又は突出若しくは気泡要素１２（流体出口１３を有する）を備える。突出又は気泡要素１２は、通常、基層１４と可撓性材料の気泡層２４との間に捕捉されたガス、液体又は流体から構成される。突出又は気泡要素１２の反対側には、ヒンジ部材１６が基層１４に取り付けられる。ヒンジ部材１６は、例えば、限定はしないが、外方に延在する噛合要素を通常備える、プレストゥクローズジッパー又は自己嵌合ジッパーであり、接着剤によって又は従来のフィルムシール方法を介して基層１４（及び気泡バルブ補助部品又は突出若しくは気泡要素１２）に取り付けられる。このヒンジ部材１６の設計は、同様に接着部材とすることもできるし、フックループ閉鎖の形態とすることもできる。

図３に示すように、チャネル層３４と、気泡層１４及び気泡層１２のうちの少なくとも一方との間のチャネルシール１５は、（通常、パッケージ、パウチ、又は同様の容器の）貯蔵容積部８０から、気泡バルブ補助部品又は突出若しくは気泡要素１２へ流体が流れるチャネル１７を形成する。バルブ１０は、ポリマー又は同様の材料の第１のパネル４０と第２のパネル６０との間に形成された貯蔵容積部８０を有するパッケージ又は容器１００において使用されるように意図されている。限定はしないが、底部パネル又はガセット等の、パッケージ、容器又はパウチの他の材料又は機構は、パッケージ１００の一部とすることができる。バルブ１０は、第１のパネル４０と第２のパネル６０との間のパッケージ１００内にシールされる。１つの実施形態では、基層１４は第１のパネル４０にシールされ、チャネル層は第２のパネル６０にシールされる。図１２、１３も参照されたい。

気泡バルブ補助部品１２は、基層１４、気泡層２４、及び、気泡層２４とチャネル層３４との間の流体流れチャネル１７を形成するチャネル層３４を有する。気泡バルブ補助部品１２及びその製造については、２０１７年１１月１４日に提出された「Bubble Valve for Flexible Packaging」と題する国際特許出願ＰＣＴ／ＵＳ２０１７／６１５００号に記載されており、この国際特許出願は、引用することによりその全体が本明細書の一部をなす。

ヒンジ部材１６は、バルブ１０の副次的な閉鎖手段を提供する。通常動作では、貯蔵容積部８０の中身は、使用者が貯蔵容積部８０に圧力を加えたとき、チャネル１７及び流体出口又は排出口１３のみを通過する。然しながら、いくつかの事例では、パッケージ１００の中身が漏れた場合に散乱し得るハンドバッグ又は別の容器内にパッケージ１００を残すとき等、更なる又は副次的な閉鎖が有用である。ヒンジ部材１６は、図２、５に示すように、折り畳み形態又は閉鎖形態にあるときに、そのようなより安定した副次的な閉鎖をもたらす。少なくとも層１４、２４、３４において折り目２０が現れ、適度な圧力が貯蔵容積部８０に加わった場合でも中身がバルブ１０を通過し得ないように、チャネル１７を更に制限する。

図１〜図５の実施形態では、ヒンジ部材１６は、厚さが低減した中心点又は中央領域１８を有する。厚さの低減１８により、図２、５に示すように、規定されたヒンジ線に沿って折り畳むことが可能になり、ヒンジ部材が折り畳まれたときの妨げ又は出っ張りが更に低減される。図４に示すように、いくつかの実施形態では、ヒンジ部材１６は、ヒンジ部材１６の閉鎖を容易にするために、少なくとも１つの傾斜領域１９（例えば、厚さが低減した中央領域１８の各辺に１つ）を更に有する。閉鎖形態における層１４、２４、３４の折り目は、通常、ヒンジ点として機能する、厚さが低減した中央領域１８において現れる。バルブ１０全体を折り畳んで固定位置にスナップ嵌合することができ、ここで、チャネル１７は湾曲され、流れの遮断又は切断がより確実になる。所望する場合、バルブ１０の端部を引っ張ることができ、ヒンジ部材１６は解放され、図１、４に示す展開又は開放形態に戻る。使用者は、以前と同様に再びパウチ８０を圧搾し、パウチ内の貯蔵容積部８０からチャネル１７及び流体出口又は排出口１３を通して製品を排出することができる。

図１〜図５に示した実施形態は、膨出要素１２の中心に平行かつ位置合わせされたヒンジ部材１６を示しているが、他の位置合わせが可能である。例えば、図６は、膨出要素１２に対して垂直なヒンジ部材１６′ａ及び１６′ｂを備えたバルブ１０′の開放形態を示している。図１〜図５に示した実施形態と同様のシール１５及び層１４、２４、３４が使用される。ヒンジ部材１６′ａ及び１６′ｂの双方は、突出又は気泡要素１２の反対で気泡層１４に取り付けられる。第１のヒンジ部材１６′ａは、突出又は気泡要素１２の近位に取り付けられる。第２のヒンジ部材１６′ｂは、チャネル１７の近位に取り付けられる。ヒンジ部材１６′ａ及び１６′ｂが別個の部片である場合、厚さが低減した中央領域１８は不要である。第１のヒンジ部材１６′ａ及び第２のヒンジ部材１６′ｂは、第１のヒンジ部材１６′ａ及び第２のヒンジ部材１６′ｂが、互いに相互係止することで、バルブ１０′を折り畳み閉鎖形態で保持することができるように、噛合要素を備える。バルブ１０′の操作は、バルブ１０の操作と略同様である。バルブ１０′の折り畳み又は閉鎖形態は、図２、５に示したものと同様である。

図７は、展開又は開放形態にあるバルブ１０″の更に別の実施形態を示している。図１〜図５に示した実施形態と同様のシール１５及び層１４、２４、３４が使用される。然しながら、第１のヒンジ部材１６″ａ及び第２のヒンジ部材１６″ｂは分離され、異なる層／パネルに付着される。第１のヒンジ部材１６″ａは、基層１４の気泡バルブ補助部品１２とは反対側に取り付けられる。第２のヒンジ部材１６″ｂは、パッケージ１００の第１のパネル１６に取り付けられる。いくつかの実施形態（例えば、第１のヒンジ部材１６″ａ及び第２のヒンジ部材１６″ｂには、通常、１インチ未満の隔たりがある）では、第１のヒンジ部材１６″ａ及び第２のヒンジ部材１６″ｂの双方は、それぞれ、厚さが低減した中央領域１８″ａ及び１８″ｂを有する。バルブ１０″の操作は、バルブ１０の操作と略同様である。バルブ１０″の折り畳み又は閉鎖形態は、折り畳み又は閉鎖形態が、チャネル１７及び流体出口又は排出口１３を通る流れを制限するか又は無くすという点で、図２、５に示したものと同様である。

図８は、本開示のバルブ１０、１０′、１０″を製造する方法２００を示している。バルブ１０の様々な部品は、通常、ポリマー材料から作製されるが、これに限定されない。まず、気泡バルブ補助部品１２は、基層繰出機２０２から提供されるような基層１４と、第１の気泡層熱成形機２０６による気泡熱成形によって気泡層繰出機２０４から提供されるような気泡層２４とから作製される。気泡層２４は、所定の領域（例えば、基層１４と気泡層２４との間の熱成形が気泡の中央領域に残らないようにするために、縁部）に沿って、気泡基層超音波シーラー２０９によって基層１４にシールされる。チャネル層３４は、第２の気泡層熱成形機２１０による気泡熱成形によって、チャネル層繰出機２０８から提供される。チャネルシール１５は、超音波シーラー２１２又は当該技術分野において既知である他のシール手段によって形成される。熱成形機２０６、２１０、又は当該技術分野において既知である他のポリマー材料形成手段を用いて、気泡バルブ補助部品１２の形状が形成される。その後、ヒンジ部材１６は、ヒンジシーラー２２０によって気泡バルブ補助部品１２に取り付けられ、バルブ１０、１０′、１０″が形成される。限定はしないが、図１〜図５に示したバルブ１０等の１つの実施形態では、ヒンジ部材１６は、縦方向（すなわち、図８において「材料流れ」と示した方向）で補助部品１２に付着及び取り付けされる。限定はしないが、図６に示したバルブ１０′等の別の実施形態では、ヒンジ部材１６′は、横方向で気泡バルブ補助部品１２に付着及び取り付けされる。限定はしないが、図７に示したバルブ１０″等の更に別の実施形態では、ヒンジ部材１６″の一部のみ（すなわち、第１のヒンジ部材１６″ａ）が、気泡バルブ補助部品１２に付着及び取り付けされる。第２のヒンジ部材１６″ｂは、後に（例えば、バルブ１０″が、パッケージ１００に挿入されシールされたとき）第１のパネル４０に付けられる。更に同様の変形が図９〜図１１Ｃに示されており、噛合要素組立体を取り付けるためにヒンジシーラー２２０の変形が必要となる。完成したバルブ１０、１０′、１０″は、完成バルブ巻取機２２２上に巻き付けられる。

図９に示すように、厚さが低減した中央領域１８′を有するヒンジ部材１６′は、基層１４上（すなわち、突出又は気泡要素１２の反対側）で横方向（すなわち、流路に垂直に）方向付けることができる。

図１０Ａ、１０Ｂに示すように、バルブ１０の一実施形態は、膨出要素１２の側方及び関連する流路に配置されるとともに、両者と平行である噛合要素組立体１６″を備える。図１０Ｂに示すように、バルブ１０は、膨出要素１２及び関連する流路に沿って折り畳むことができ、これにより、２つの噛合要素組立体１６″をまとめて互いに相互係止する。

図１１Ａに示すように、噛合要素組立体１６″′は、膨出要素１２の反対側（すなわち、基層１４）に、流路に垂直に、流体出口又は排出口１３に隣接してすぐ下方に配置することができる。噛合要素組立体１６″″は、膨出要素１２と同じ側（すなわち、チャネル層３４）で流路に垂直に膨出要素１２の真下に配置される。同様に、図１１Ｂに示すように、噛合要素組立体１６″′は、膨出要素１２と同じ側（すなわち、チャネル３４）に、流路に垂直に、流体出口又は排出口１３に隣接してすぐ下方に配置することができる。また、図１１Ｂにおいて、噛合要素組立体１６″″は、膨出要素１２と反対側（すなわち、基層１４）で流路に垂直に膨出要素１２の下に配置される。図１１Ｃに示すように、図１１Ａの実施形態は、流体出口又は排出口１３を隠すように巻くことができ、噛合要素組立体１６″′及び１６″″は互いに接合又は相互係止される。図１１Ｂの実施形態は、図１１Ｃの形態に類似の形態を実現するように巻くことができる。

図１２は、パッケージ１００に組み込まれた図１のバルブ１０を示しており、基層１４はパッケージ１００の第１のパネル４０にシールされ、チャネル層３４はパッケージ１００の第２のパネル６０にシールされる。第１のパネル４０は、ヒンジ部材１６が延在する切欠領域４２を有し、これにより、ヒンジ部材１６の噛合要素が露出し、厚さが低減した領域１８に沿って形態を折り畳むことが可能になる。これにより、ヒンジ部材１６の上部及び下部が互いに相互係止することが可能になる。切欠領域４２に隣接した第１のパネル４０の部分は、切欠領域４２の周縁部全体にわたって第１のパネル４０にシールされ、密封性が保持される。

図１３は、図１、１２と同様のバルブ１０を示しているが、ただし、第１のパネル４０は、バルブ１０の基層１４にシールされ、厚さが低減した領域１を有するヒンジ部材１６は、初めは別個の部材として、第１のパネル４０の外面にシールされる又は別様に取り付けられる。図１３に示す実施形態では、（図１２に示した）切欠領域４２は不要である。すなわち、第１のパネル４０の一部は、バルブ１０の一部とヒンジ部材１６との間に位置決め及びシールされる。

このように、いくつかの上述の目的及び利点が、最も効率的に達成される。本明細書において本発明の好ましい実施形態を詳細に開示及び記載してきたが、本発明がこれにより限定されるものでは決してないことが理解されるべきである。

１０ バルブ
１２ 気泡要素
１３ 排出口
１４ 基層
１５ チャネルシール
１６ ヒンジ部材
１７ チャネル
１８ 中央領域
１９ 傾斜領域
２０ 折り目
２４ 気泡層
３４ チャネル層
３４ チャネル
４０ 第１のパネル
４２ 切欠領域
６０ 第２のパネル
８０ 貯蔵容積部
１００ パッケージ
２０２ 基層繰出機
２０４ 気泡層繰出機
２０６ 第１の気泡層熱成形機
２０６ 熱成形機
２０８ チャネル層繰出機
２０９ 気泡基層超音波シーラー
２１０ 第２の気泡層熱成形機
２１２ 超音波シーラー
２２０ ヒンジシーラー
２２２ 完成バルブ巻取機

Claims (20)

1. パッケージのバルブにおいて、
   膨出要素と、
   前記膨出要素との間にチャネルを形成するチャネル層であって、前記チャネルは流体出口を有するチャネル層と、
   該バルブに取り付けられたヒンジ部材であって、該ヒンジ部材は、第１の形態及び第２の形態を有しており、前記第１の形態では、該ヒンジ部材は展開され、流体が前記チャネルを通って前記流体出口へ流れることができ、前記第２の形態では、該ヒンジは折り畳まれ、流体が前記チャネルと通って前記流体出口へ流れることが防止されるヒンジ部材とを具備するバルブ。
2. 前記膨出要素は、基層、気泡層及び前記チャネル層を有する気泡バルブ補助部品である請求項１に記載のバルブ。
3. 前記ヒンジ部材は、前記気泡バルブ補助部品の反対側で前記基層に取り付けられる請求項３に記載のバルブ。
4. 前記ヒンジ部材は、厚さが低減された中央領域を有することで、前記第２の形態において前記ヒンジ部材の折り目がもたらされる請求項１に記載のバルブ。
5. 前記ヒンジ部材は、前記厚さが低減した中央領域の近位に少なくとも１つの傾斜領域を有する請求項４に記載のバルブ。
6. 前記ヒンジ部材はジッパーである請求項１に記載のバルブ。
7. 前記ジッパーは自己嵌合ジッパーである請求項６に記載のバルブ。
8. 前記ヒンジ部材は第１のヒンジ部材及び第２のヒンジ部材を含む請求項１に記載のバルブ。
9. 前記第１のヒンジ部材は前記膨出要素の一部に取り付けられ、前記第２のヒンジ部材は前記パッケージの一部に取り付けられる請求項８に記載のバルブ。
10. 前記第１のヒンジ部材及び前記第２のヒンジ部材は前記膨出要素に対して垂直である請求項９に記載のバルブ。
11. 前記ヒンジ部材は前記膨出要素に平行かつ位置合わせされる請求項１に記載のバルブ。
12. パッケージにおいて、
    第１のパネルと第２のパネルとの間に形成された貯蔵容積部と、
    前記第１のパネルと前記第２のパネルとの間のバルブであって、
    チャネル及び流体出口を有する膨出要素と、
    第１の形態及び第２の形態を有するヒンジ部材であって、前記第１の形態では、該ヒンジ部材は展開されており、流体が前記チャネルを通って前記流体出口へ流れることができ、前記第２の形態では、該ヒンジは折り畳まれており、流体が前記チャネルと通って前記流体出口へ流れることが防止される、ヒンジ部材と、
    を備えたバルブとを具備するパッケージ。
13. 前記ヒンジ部材は、厚さが低減した中央領域を有する請求項１２に記載のパッケージ。
14. 前記ヒンジ部材は前記厚さが低減した中央領域の近位に少なくとも１つの傾斜領域を有する請求項１３に記載のパッケージ。
15. 前記ヒンジ部材はジッパーである請求項１２に記載のパッケージ。
16. 前記ヒンジ部材は前記バルブに取り付けられる請求項１２に記載のパッケージ。
17. 前記ヒンジ部材は前記膨出要素に平行かつ位置合わせされる請求項１６に記載のパッケージ。
18. 前記ヒンジ部材は第１のヒンジ部材及び第２のヒンジ部材を含む請求項１２に記載のパッケージ。
19. 前記第１のヒンジ部材は前記膨出要素に取り付けられ、前記第２のヒンジ部材は前記パッケージの前記第１のパネルに取り付けられる請求項１８に記載のパッケージ。
20. パッケージのバルブにおいて、
    膨出要素と、
    前記膨出要素との間にチャネルを形成するチャネル層であって、前記チャネルは流体出口を有するチャネル層と、
    該バルブに取り付けられた第１の相互係止組立体及び第２の相互係止組立体であって、該第１の相互係止組立体及び該第２の相互係止組立体は、第１の形態及び第２の形態を有し、前記第１の形態では、該第１の相互係止組立体及び該第２の相互係止組立体は互いに分離され、該バルブは展開されており、流体が前記チャネルを通って前記流体出口へ流れることができ、前記第２の形態では、該第１の相互係止組立体及び該第２の相互係止組立体は互いに相互係止され、前記ヒンジは折り畳まれており、流体が前記チャネルと通って前記流体出口へ流れることが防止される第１の相互係止組立体及び第２の相互係止組立体とを具備するバルブ。

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