JP4246920B2 - 再使用可能なカートリッジ内で使用される薄膜壁パッケージ - Google Patents

再使用可能なカートリッジ内で使用される薄膜壁パッケージ Download PDF

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Description

【０００１】
（従来の技術）
従来、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ポリ硫化物樹脂およびポリエステル樹脂などによる２成分系の反応性化学成分の保持、計量および混合を行うことを目的とした、２成分配合カートリッジシステムを使用することが知られている。さらに、環境対策を目的として、上記従来のものに替えたカートリッジシステムとして、上記化学成分の充填にプラスチック／フォイルラミネート製の薄膜壁を有するソーセージ形パッケージを使用することが知られている。充填物を配合する際にこれらのパッケージはカートリッジ状構造体に挿入されて支持される。使い古しのパッケージは廃棄されるが、カートリッジ支持構造体の全体または大部分は再使用される。
【０００２】
上記のソーセージ形パッケージを使用した場合、たとえば、米国特許第５３３２１２２号または第５５０１３６８号の流動性物質用コンテナでは一定の問題が発生する。これらのものでは、パッケージの管形状を形成するため折り曲げられた後に部分的に重ね合わせて溶接された軟質のプラスチックフォイル／ラミネートシートから作製する必要があり、溶接方向に沿って二層に継ぎ目部分は他の部分のパッケージより厚くなり、柔軟性が劣ると共に溶接不良による漏出の可能性がある。この管形状コンテナの作製は、第１段階として複雑な連続作業、充填および閉塞処理作業を要し、第２段階として、管形状コンテナの初期閉塞とその後の化学成分の即時充填作業が続く。第３段階には、充填済みの管形状コンテナを内容物に応じて分割、閉塞して容積を制御することも含まれる。この分割により、充填済みの管形状コンテナの直径が管の軸線まで縮められる結果、クリンプリングで閉塞する前に管形状コンテナの側壁に相当にしわが生じる。このようなクリンプリングによる閉塞では、膜自体やしわの重なり部分の圧縮性が不良であることにより、確実な密封を行うことができない場合が多く、加圧時にリーク孔ができ易い。同じ理由から、しわが生じた管形状コンテナの側壁と前方出口部との間に必要なシール部分も問題が発生するおそれがある。さらに、パッケージを、使用前の再使用可能なカートリッジ支持構造体内に挿入した後に、パッケージ出口端部を開放する必要があるが、これは、パッケージのクリンプリング閉塞部の後方を切断することによって行われる。パッケージ出口端部をこのように開放することによって、パッケージが確実に挿入され、その外部形状が支持構造体の内径形状に適合されるが、その際に空気がパッケージ内に混入してしまう。これは、特に比較的低粘度の化学成分を用いる際に起きる。このような計量機能付パッケージ内への空気の混入により、充填物の液圧が失われ圧縮され易くなってしまうことが知られており、このため、流量調節されたはずの両液流が、それぞれの開始点および終了点において同期しなくなってしまい、その結果、スタティックミキサーで処理される時に「所定外比率」の混合物ができてしまう。さらに、後退工程の終了時に、薄膜が外側の支持構造体の側壁から外れ折り曲がったまま潰れてリング形状となるので完全な充填ができず、許容範囲外の量の化学成分の残渣が潰れたパッケージの中央に滞留することになる。
【０００３】
ところで、軸方向に継ぎ目を有する成膜コンテナをパッケージとして用いる場合、特にパッケージの出口で問題が生じる。そこで、米国特許第５６４７５１０号では、出口端部に出口部材を設けて、それに膜付きコンテナの側壁の直線端部を接着することを提案しているが、そのような接着では、漏出を防止して信頼性の高いものを得ることは難しい。
（発明が解決しようとする課題及び課題を解決するための手段）
上記従来技術の問題点に鑑み、本発明では、特に出口端部を適切に密封及び閉塞を行う薄膜付きのパッケージを提供することを課題としている。上記課題は、独立請求項１に記載のパッケージで解決される。
【０００４】
また、本発明は、軸方向の継ぎ目と後方端部の閉塞部とを有する加工ソーセージ形パッケージに生じる不具合点を回避することを課題としている。この課題は、独立請求項２に記載のパッケージで解決される。そこに定義されているパッケージアセンブリを、一体成形された均一のシームレスの軟質の薄膜壁付コンテナで構成して、継ぎ目または後方端部の閉塞部の不具合点を解消することができる。
【０００５】
さらに、本発明は、簡便に、取り扱えて組み立てることができ、特にダイナミックミキサーの取り付けが改善されたパッケージを提供することを課題としている。この課題は、独立請求項１９に記載のパッケージアセンブリで解決される。
【０００６】
特に、高度に複雑な工程や、加工工程や充填工程の組み合せを要するため、相当の初期投資を伴う結果、長時間の生産稼動の場合にのみ経済性に合致することが可能であるものや、毎回の生産稼働の際に「準備」費用を伴うものとは異なり、既存の従来型カートリッジの充填方法を用いて充填可能であると同時に、液状化学成分への空気の混入を防止できるという主要な利点を有する、環境対策上有用なパッケージを提供できる。
【０００７】
次に、添付の図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳細に説明する。
（発明の実施の形態）
図１は、一体成形されたシームレス形状で軟質の薄壁２を有するボトル形状のパッケージアセンブリ１の軸方向断面を示し、前方出口部５のチューブ４の内側から開口するように開口部３が設けられ、また、チューブ４の前方部側の外径部を形成するように薄壁２が折り返して設けられている。カートリッジ出口部の閉塞のため、リップ部７、８を有するシールリング６が、チューブ４の薄壁２で形成される内側部と外側部とに嵌合され、また、該シールリング６は、取外し可能な密封用プラグ９を取り付けられるように形成されている。
【０００８】
さらに、支持フレームへのパッケージの挿入前に、該支持フレームの内側形状に合致させておくことを主目的として、パッケージをボトル形状に成形することにより、パッケージの外側形状を支持フレームの形状に合致させるのに要する調整作業を最小限度に抑えることができる。このようにしないと、配合工程前に支持フレームに挿入したパッケージに空気を封入するなどの調整作業を要することになる。さらに、２つの閉塞端部を有する従来のパッケージと比べ、本発明の態様のパッケージアセンブリは、閉塞可能な開口部を１つだけ設けたものであり、また、パッケージ全体はそのままで、小径にした開口部を使用するのでのパッケージ全体の側壁を変形させる等の不具合がない。
【０００９】
図２は、本発明の別の態様であり、加工ソーセージ形のパッケージを示す。このものでは、閉塞端部の側壁を変形させて伸縮可能なプラグ、ロッドまたはキノコ形状部などを用いて、クリンプリングなどの閉塞手段で伸縮状態を保持させて、これら伸縮可能なもの自体が、膨張用および自動形状調整用のシール栓として機能するようにしている。
【００１０】
図２の軸方向断面は、２つの開口端部を備え、該開口端部の一方を、中心上の伸縮可能なキノコ形状部１４をクリンプリング１３により閉塞させた、軟質の薄壁１２を有する加工ソーセージ形のパッケージアセンブリ１１のものである。パッケージアセンブリ１１の前方部には、開口部１５が前方出口部５のチューブ４の内側から開口し、また、開口部１５はチューブ４の前方部側が折り返して形成され、図１で示したのと同様にシールリングが係合されている。
【００１１】
コンテナの薄膜壁の材料は、コンテナに充填される化学成分の性質に応じて、単一または複数の材料で、一層または多層に形成される。
【００１２】
図３は、図１に示すのと同様のボトル形パッケージアセンブリ１の軸方向断面を示しており、軟質の薄膜壁２の後方部がプランジャ１７によって前方部５の内部へ「外側を内にして」折り畳んで裏返す。このように折り畳まれたボトル形パッケージは剛性の支持体６０内に挿入できるようにされており、この場合、挿入前にパッケージ内の空気は、真空状態にして排気しておく必要がある。
【００１３】
図４は、図３で示したパッケージアセンブリ１に、化学成分１６を充填して密栓したものの軸方向断面を示す。
【００１４】
図５は、化学成分１６Ａ、１６Ｂを充填したパッケージアセンブリ１Ａ、１Ｂをシリンダ２０Ａ、２０Ｂ内に挿入して保持させたものの軸方向断面を示し、パッケージアセンブリ１Ａ、１Ｂはリップ７、８を有するシーリング部材６Ａ、６Ｂによりカートリッジ出口部２１に対して閉塞されている。パッケージアセンブリ１Ａは、その後方部に駆動ピストン２２Ａとがリップ２３Ａとが取り付けられ、駆動ロッド２５Ａ付きの駆動プランジャ２４Ａにより前進運動ができるようにされている。パッケージアセンブリ１Ｂは駆動ピストン２２Ｂとリップ２３Ｂとにより部分的に配合した状態で示されており、ここでパッケージアセンブリ１Ｂは、駆動プランジャ２４Ｂと駆動ロッド２５Ｂとによってシリンダ２０Ｂ内へ圧縮されて、その結果、パッケージアセンブリ１Ｂが「外側を内にして」折り畳んで裏返される一方で、化学成分１６Ｂがカートリッジ出口部２１から排出される。
【００１５】
図６の軸方向断面は、パッケージアセンブリの閉塞手段を変更した形態を、パッケージアセンブリのシーリングリング６として示し、このものでは、薄膜の密封及び固定手段として、チューブ４の外径部分に設けた溝３６にＯリング２６を取り付けている。保持リング６には、さらに単一のシーリングリップ８が設けられ、密封用プラグ９によって密封できる。
【００１６】
図７は、図６と同様のパッケージアセンブリの閉塞手段であるが、シールリング２８の内部３９に破砕可能な隔壁３３が取り付けられている点が異なる。密封及び固定用のＯリングは、他の適当なシール部材で代替しても良い。
【００１７】
図８は、図６のパッケージアセンブリの閉塞手段をさらに変更した形態を示し、シールリング３４にスプリング弁４１を設け、真空状態でのパッケージへの充填が容易になるようにしている。なお、スプリング弁４１は、カートリッジ出口部に取り付けられたピン３５により開放される。
【００１８】
図９は、図５のカートリッジアセンブリ１８と同様のものの、一方のアセンブリのみの軸方向断面を示す。このものでは、化学成分１６Ａを充填したパッケージアセンブリ１Ａがシリンダ２０Ａ内に挿入して保持されている点では図５と同様であるが、薄膜２Ａの開口部が、外側溝３１に取り付けられたＯリング２６により前方出口部５Ａのチューブ４の外側から密封固定されている点で異なる。このものでは、Ｏリング２６がカートリッジ出口部材２１により圧接されて、リングシール手段として、カートリッジ出口２１と薄膜２Ａとの間を密封している点で異なっている。また、チューブ４の内側には、図７で示す隔壁３３を有する閉塞部材が設けられている。
【００１９】
図１０は、化学成分１６Ａを充填したパッケージアセンブリ４２Ａをカートリッジシリンダ４３Ａ内に挿入して保持させたカートリッジアセンブリ５８の一方の軸方向断面を示す。このものでは、コンテナの薄膜４４の外径形状の出口側端部４４Ｅが、Ｏリング４５と前方部出口４７の外周４９上のＯリング溝４６との間に密封固定されており、この固定用Ｏリング４５は、前方部出口４７を出口４７の外周から保持する保持リング４８によって同時に保持されている。また、作動時には、膜４４の薄膜４４Ｅは、圧接リップ５９によってさらに密封される。リップ５９は、カートリッジシリンダの側壁４３Ａの出口端部や、それに続いた保持リング４８の側壁を圧接できるようにしている。
【００２０】
前方部出口４７のチューブ５１は、溝５４に嵌合したＯリング５３を介してシールリング５２によって密封されており、シールリング５２の内部５６の端部５５に破砕可能な隔壁３３が取り付けられている。パッケージアセンブリ４２Ａは、リップ７Ａ、８Ａ付きのシールリング５２を介してカートリッジ出口５７からは密閉されている。
【００２１】
図５、図９および図１０の実施形態ではすべて、カートリッジ出口２１または５７を一体成形により形成され、それぞれ前方部出口５、５Ａ、特に４７を取り付けている。これによって、そのようなパッケージの取扱いおよび組立が相当に改善される一方、操作性、特にダイナミックミキサーの取付けが容易になる。
【００２２】
本実施の形態では、スプリング弁を取り付けたシールリングにより、コンテナを真空状態にする際に容易に圧縮させることができ、真空充填の際に真空状態を維持したり、リークすることなく充填状態を維持したり、作動前に行うカートリッジ支持構造体への確実な挿入を維持したり、カートリッジ出口への連結を維持したりすることが容易になる。
【００２３】
（発明の効果）
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、軟質の薄膜壁がシームレスであるか否かに関係なく、また、コンテナの形状がボトル形であるか否かに関係なく、出口部を密閉して閉塞することができる。本発明方法及びその閉塞手段により、空気を混入させることなくコンテナの充填をも行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態の軸方向断面図
【図２】本発明の第２の実施形態の軸方向断面図
【図３】図１の充填前のパッケージの軸方向断面図
【図４】図３の充填後のパッケージの軸方向断面図
【図５】図４のパッケージを２個備えたカートリッジアセンブリの軸方向面図で、各パッケージにおいて異なった配合状態を示すもの
【図６】〜
【図８】パッケージアセンブリの閉塞部の各態様の軸方向断面図
【図９】図５で示すカートリッジアセンブリを変更した実施形態の軸方向断面図
【図１０】本発明をさらに変更した実施形態の軸方向断面図

Claims (22)

  1. 少なくとも一種類の成分を配合するための再使用可能なカートリッジアセンブリであって、
    硬質性の側壁と、出口チューブを備えたカートリッジ出口部と、パッケージアセンブリとを有する少なくとも１つのカートリッジシリンダを有し、
    前記パッケージアセンブリは、開口端部と、軟質性薄膜壁の開口端部が固定される出口チューブを有する前方出口部と、を備えた少なくとも１つのコンテナを有し、
    前記軟質性薄膜壁の開口端部は、リング形状のシーリング要素により前記出口チューブに固定され、
    前記薄膜コンテナの閉塞後方端部の略中央に伸縮可能なプラグを設け、前記閉塞後方端部の外径部分に閉塞要素を設けたことを特徴とする再利用可能なカートリッジアセンブリ。
  2. 少なくとも一種類の成分を配合するための再使用可能なカートリッジアセンブリであって、
    硬質性の側壁と、出口チューブを備えたカートリッジ出口部と、パッケージアセンブリとを有する少なくとも１つのカートリッジシリンダを有し、
    前記パッケージアセンブリは、開口端部と、軟質性薄膜壁の開口端部がリング形状のシーリング要素により固定される出口チューブを有する前方出口部と、を備えた少なくとも１つのコンテナを有し、
    前記リング形状のシーリング要素は、保持手段により保持され、
    薄膜コンテナの閉塞後方端部の略中央に伸縮可能なプラグを設け、前記閉塞後方端部の外径部分に閉塞要素を設けたことを特徴とする再利用可能なカートリッジアセンブリ。
  3. 前記伸縮可能なプラグの両端部の少なくとも一方の直径が比較的に大きくなるようにしたことを特徴とする請求項１又は２に記載のカートリッジアセンブリ。
  4. 開口端部を設けた軟質性薄膜壁を有し、再使用可能なカートリッジ内で少なくとも一種類の成分を配合するパッケージアセンブリにおいて、コンテナの軟質性薄膜壁がシームレス形状で一体成形されることを特徴とするカートリッジアセンブリ。
  5. 該前方出口部に軟質性薄膜壁の開口端部を、リング形状のシーリング要素、または、保持手段により保持されたリング形状のシーリング要素を用いて固定することを特徴とする請求項４に記載のカートリッジアセンブリ。
  6. 前記一体成形された薄膜壁付きコンテナが、少なくとも一層の薄膜層をさらに有することを特徴とする請求項４に記載のカートリッジアセンブリ。
  7. 前記薄膜壁のコンテナが、開口端部を備え、該開口端部の外側形状が支持構造体の内側形状と合致するようにしたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  8. 前記薄膜壁のコンテナを、ボトル形状に成形し、閉塞要素を設けることを特徴とする請求項７に記載のカートリッジアセンブリ。
  9. 前記パッケージの前方出口部にチューブを設け、該チューブの出口端部に、リング形状のシーリング要素としてシールリングを嵌合させて、前記パッケージの前方出口部に開口端部を取り付け、密封することを特徴とする請求項７または８に記載のカートリッジアセンブリ。
  10. 前記薄膜壁の前記開口端部が、前記前方出口部のチューブの外径部分に設けた溝内で、前記シールリング、または、カートリッジ出口部の内孔によって固定されたリング形シール要素により、固定されることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  11. 前記薄膜壁の端部が、前記前方出口部の外周に設けた溝内で、前記保持リングにより保持されたシール要素によって固定されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  12. 前記前方出口部が、前記薄膜壁を、カートリッジ壁、または、前記シールリングに圧接するシールリップを有することを特徴とする請求項１１に記載のカートリッ ジアセンブリ。
  13. 前記前方出口部は、チューブと、該チューブに嵌合する、閉塞部材付きのシールリングとを有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  14. 前記シールリングの外径部分に少なくとも１つのシールリップを設けることを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  15. 前記前方出口部のチューブに、破砕可能な隔壁を有する閉塞部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  16. 前記前方出口部のチューブが、密封用プラグにより閉塞されることを特徴とする請求項１乃至１５のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  17. 前記前方出口部のチューブが、自動閉止弁によって閉塞されることを特徴とする請求項１乃至１６のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  18. 前記前方出口部がそれぞれ取り付けられるように、前記カートリッジ出口部を一体成形したことを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  19. 前記薄膜壁の前記開口端部が、前記前方出口部のチューブの外径部分に設けた溝内で、前記シールリング、または、カートリッジ出口部の内孔によって固定されたリング形シール要素により、固定されることを特徴とする請求項１乃至１８のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  20. 前記カートリッジアセンブリは、さらに、駆動ピストンを有し、該ピストンの作動によって前記薄膜付きコンテナが「外側を内にして」に折り返して裏返せるように、該ピストンと前記カートリッジシリンダ側壁の該ピストン側の端部とを構成することを特徴とする請求項１乃至１９のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  21. 前記カートリッジ出口部が、自動閉止弁を開放するためのピンを有することを特徴とする請求項１乃至２０のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリ。
  22. 充填工程前に、前方開口端部を有する前記薄膜付きコンテナを「外側を内にして」折り返して裏返し、次に、真空状態にするために前記出口端部を排気し、さらに、真空状態のまま薄膜付きコンテナパッケージに化学成分を充填すると共に、該コンテナパッケージを出口閉塞要素により閉塞することを特徴とする請求項１乃至２１のいずれか１項に記載のカートリッジアセンブリを充填する方法。
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