JP5992929B2 - プラスチック製エアゾール容器 - Google Patents

Description

本発明は、大まかには、高い圧力を印加された、例えばエアゾール混合物のような内容物を保持する容器の分野に関し、詳細には、高い内部圧力による変形やストレス亀裂に最大限耐えうるように構成された口部を有する、ブロー成形されたプラスチック製エアゾール容器に関する。

従来、エアゾール容器は金属で製作され、上端および下端を閉鎖した円筒状に製造されていた。下端閉鎖部は典型的には凹面状のドーム形であり、上端閉鎖部は典型的には、容器の内容物である加圧されたエアゾールを放出するための、人が操作できるバルブを含む。

金属容器には本質的に不利な点がある。すなわち、時間の経過とともに腐食したり、接触する可能性がある表面にひっかき傷ができたりしやすいことである。

プラスチック製のエアゾール容器の開発にもこれまで尽力がなされてきたが、困難に直面してきた。困難とは、主に、エアゾール容器内で必要となる極めて大きな内部圧力のせいでプラスチック材料が変形してしまうのを、阻止しなければならないことである。エアゾール容器は通常、５０〜３００ｐｓｉの大きさの内部圧力を必要とするが、そのような内部圧力は、プラスチック材料を用いる他の包装用途、例えば炭酸飲料の包装のような用途で典型的に使われる圧力よりもはるかに大きい。したがって、プラスチック製エアゾール容器のデザインを検討することは、プラスチック製飲料容器のような、より低い圧力の包装用途のためのデザインの検討とは全く異なるのである。

一般的なタイプのプラスチック容器は、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）のような材料から製作され、再加熱延伸ブロー成形プロセスにより、ねじ山付きの口部を持つ射出成形母材から製造される。そのような容器は、エアゾール用途に耐えることをある程度期待できるのだが、加圧時において口部にストレス亀裂が生じやすい。加えて、そのような容器の口部は、容器が加圧されたときに変形しやすく、場合によっては容器とエアゾール放出口付き閉鎖部との間の完全な封止が失われることにもなりかねない。

従来のブロー成形プラスチック容器と比べて、口部領域におけるストレス亀裂や変形が起こりにくいような、改良されたブロー成形プラスチック製エアゾール容器が求められている。

したがって、本発明は、従来のブロー成形プラスチック容器と比べて、口部領域におけるストレス亀裂や変形が起こりにくいような、改良されたブロー成形プラスチック製エアゾール容器を提供することを目的とする。

本発明の上述のおよびその他の目的を達成するために、本発明の第１の側面によるプラスチック製エアゾール容器は、約５０〜３００ｐｓｉｇの範囲内のエアゾール加圧に耐えうるよう構成された本体部を有する。当該プラスチック製エアゾール容器は、さらに、本体部と一体である口部も有する。口部は、側壁、上部封止面、および、支え縁を有する。当該プラスチック製エアゾール容器は、さらに、加圧によって口部が変形しないように補強するための、支え縁の下に位置する補強構造体を有する。

本発明の第２の側面による、側壁、上部封止面、および、支え縁が設けられた口部を有するプラスチック製容器を具備するタイプのエアゾール容器を安定化させる方法は、加圧により前記口部が変形しないように補強するために、前記支え縁の下に補強構造体を形成するステップと、前記口部にエアゾール放出口付き閉鎖部を取り付けるステップと、約５０〜３００ｐｓｉｇの範囲内で加圧されたエアゾール混合物で前記容器を加圧するステップと、を有する。

本発明を特徴づける、これらの、およびその他の様々な利点や新規な要素は、とりわけ、本書に添付されて本書の一部をなす特許請求の範囲の中で記述されている。しかしながら、本発明、その利点、および、その利用によって得られるものをより良く理解するためには、本書のさらなる一部をなす図面、および、本発明の好ましい実施形態が図示され記載されている添付の記述事項を参照されたい。

図２の線１−１に沿った部分断面図である。 本発明の好ましい実施形態により構成されたエアゾール容器アセンブリの上面図である。 図２に示されたエアゾール容器アセンブリの底面図である。 図２に示されたエアゾール容器アセンブリの口部の側部立面図である。 図３の線５−５に沿った断面図である。 図３の線６−６に沿った断面図である。 本発明の代替的な実施形態によるエアゾール容器の製造工程を示す概略図である。 本発明の好ましい実施形態によるエアゾール閉鎖部アセンブリを示す概略図である。 本発明の好ましい実施形態により構成された母材の部分断面図である。 本発明の好ましい実施形態による方法を示すフローチャートである。 本発明の好ましい実施形態による別の方法を示すフローチャートである。 本発明の代替的な実施形態により構成されたエアゾール容器アセンブリの部分断面図である。

参照番号が相当する構造を示している図面を参照し、とりわけ図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態により構成されたエアゾール容器アセンブリ１０に含まれるプラスチック製エアゾール容器は、約５０ｐｓｉｇから約３００ｐｓｉｇまでの範囲内のエアゾール加圧に耐えうるように構成された本体部１２を有している。より好ましくは、本体部１２は、約９０ｐｓｉｇから約１８０ｐｓｉｇまでの範囲内のエアゾール加圧に耐えうるように構成される。

プラスチック製エアゾール容器１０は、好ましくは、ポリエチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレン・ナフタレート（ＰＥＮ）、アクリロニトリル（ＡＮ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリアミド（ナイロン）、あるいは、それらの組み合わせを含む混合物などのプラスチック材料から製作され、再加熱延伸ブロー成形プロセスのような従来のブロー成形プロセスを用いてプラスチック母材から製造される。

好ましい実施形態では、容器１０は、本来的に高い粘性を持つポリエチレン・テレフタレート材料から製作され、最も好ましくは、実質的に約０．７６から約０．９５の範囲内の本来的な粘性を有する。

容器１０は、好ましくは、壁の厚さの平均が約０．０１８インチから約０．０２２インチの範囲内である本体部１２を有しており、エアゾールの圧力に耐えることができる。

さらに、エアゾール容器１０は、好ましくは、本体部１２と一体の、ねじ山付きの口部１４を有しており、そのねじ山付きの口部には、エアゾール放出口付き閉鎖部アセンブリ、すなわち、エアゾール設備を受容するようにデザインされた閉鎖部を受け入れるための、少なくとも一つのらせん状ねじ山１６が設けられている。さらに、口部１４のらせん状ねじ山１６の下には、製造および充填工程において容器１０を運ぶときに用いる支え縁１８が設けられている。支え縁１８は、図１に最もよく表されているように、第１最大外径Ｄ_Lを有している。

支え縁１８は、好ましくは、上面を見たときに実質的に円形の外周を有するように構成される。好ましい実施形態では、支え縁１８の外周には、キャップ締め工程において容器１０の口部に閉鎖設備を合わせるための、一対の小さな凹部２４がある。

ねじ山付きの口部１４はさらに、エアゾール容器１０の内部の加圧によって口部１４が変形しないように補強するために、支え縁の下に位置する補強構造体を有する。好ましい実施形態では、補強構造体は、ねじ山付きの口部１４に設けられた支え縁１８の下に位置する少なくとも一つの補助縁２０を有する。補助縁２０は、好ましくは外周の少なくとも１か所が非円形であるように構成されており、キャップ締め工程の間かみ合うことにより、キャップ締め工程において容器１０が回転するのを防ぐことができる。補助縁２０は好ましくは口部１４の側壁と一体である。

補助縁２０は、好ましい実施形態においては、図９に示すプラスチック母材５０の残りとともに射出成形プロセスを用いて製作される。プラスチック母材５０はボディ部５２を含む。

本発明の図７に示す代替的な実施形態では、ブロー成形エアゾール容器３０は、支え縁３４と補助縁３６が設けられた、ねじ山付きの口部３２を有する。この実施形態では、補強構造体は、型３８を用いたブロー成形プロセスによって本体部１２の上部に製作される補助縁３６の形をとっており、容器３０の製造に用いる母材の部分ではない。

本発明の代替的な他の実施形態では、回転防止要素は、補助縁を設けることなく、口部の支え縁に作られる。例えば、支え縁の下面に二つ以上の平面、溝、あるいはノッチが設けられてもいいし、支え縁の上面に一つ以上のつまみやノッチが設けられてもいい。

補助縁２０は、好ましくは、支え縁１８の第１最大外径Ｄ_Lより実質的に大きくない第２最大外径Ｄ_sを有するように構成される。好ましくは、補助縁２０の第２最大外径Ｄ_sは、支え縁１８の第１最大外径Ｄ_Lと実質的に同じである。

好ましくは、補助縁２０には、キャップ締め工程においてキャップ締め機に対して容器１０が相対的に回転しないようにするための、キャップ締め機と噛み合うことのできる少なくとも一つの実質的平坦部が設けられる。図３に最もよく表れているように、補助縁２０には、好ましくは、補助縁２０の外周まわりに均等に離間した４つの平坦部２２が設けられている。

図１が示すように、支え縁１８と補助縁２０との間には環状空間２８が作られる。環状空間２８は、好ましくは少なくとも約１ｍｍ、より好ましくは少なくとも約１．５ｍｍの最小垂直寸法Ｈ_sを有する。

図８に概略的に示されるように、エアゾール容器アセンブリはさらに、エアゾール放出口付き閉鎖部４０を有する。エアゾール放出口付き閉鎖部４０は好ましくは、ねじ山付きの口部１４を封止できるようにねじ山を付けられた、エプロン、すなわち、襟４２を有している。好ましくは、消費者がエアゾール放出口付き閉鎖部４０を回して容器１０から取り外すことを防止するために、固定構造が設けられる。好ましい実施形態では、固定構造は、エアゾール閉鎖部４０のエプロン４２と口部１４とに塗布された接着材料である。

エアゾール放出口付き閉鎖部４０は好ましくは、エアゾール放出バルブ４６が位置する中央開口が設けられた金属挿入物４４を有する。

本発明の好ましい実施形態によるエアゾール容器アセンブリの組み立て方法が、概略的に図１０に示されている。当該組み立て方法は、ねじ山付きの口部１４、ねじ山付きの口部の下に位置する支え縁１８、および、支え縁１８の下に位置する補助縁２０を有する上述の容器１０を用意する工程を有する。補助縁２０は好ましくは、少なくとも一つの非円形部を有する。

その後、エアゾール放出口付き閉鎖部４０の襟４２が、好ましくは市販のキャップ締め機を用いて、ねじ山付きの口部１４にねじ締めされて取り付けられる。キャップ締めプロセス中に、キャップ締め機の一部が補助縁２０の非円形部と噛み合うことにより、容器１０はキャップ締め機に対して相対的に回転しないように固定される。エアゾール放出口付き閉鎖部４０の襟４２は、好ましくは、実質的に約１５ｉｎ−ｌｂｓから約５０ｉｎ−ｌｂｓの範囲内のトルクで、ねじ山付きの口部に対してねじ締めされる。それから、容器１０は製品を充填され、その後、エアゾール放出口付き閉鎖部アセンブリ４０の金属挿入物４４が襟に取り付けられ、容器は、公知のエアゾール加圧プロセスおよび装置を用いて、実質的に約５０ｐｓｉｇから約３００ｐｓｉｇの間、より好ましくは、実質的に約９０ｐｓｉｇから１８０ｐｓｉｇの間の加圧範囲のエアゾール混合物で加圧される。

エアゾール混合物は好ましくは推進剤を含む。推進剤は、液化ガスの推進剤であってもよいし、圧縮された、あるいは溶解可能なガスの推進剤であってもよい。液化ガスの推進剤として使用できるものには、プロパン、イソブテン、通常のブタン、イソペンタン、通常のペンタン、ジメチルエーテルなどの炭化水素の推進剤、および、ジフルオロエタン（ＨＦＣ−１５２a）、テトラフルオロエタン（ＨＦＣ−１３４ａ）などのハイドロフルオロカーボンの推進剤がある。圧縮され、溶解可能なガスの推進剤として使用できるものには、二酸化炭素（ＣＯ２）、亜酸化窒素（Ｎ２Ｏ）、窒素（Ｎ２）、および、圧縮空気がある。

本発明の好ましい実施形態によるエアゾール容器の安定化方法は、図１１に概略を示したとおり、上述のように構成された、加圧によって口部１４が変形しないように補強するための、支え縁１８の下に形成された補強構造体を有するエアゾール容器１０を製作する工程を含む。その後、エアゾール放出口付き閉鎖部４０は、上述された好ましいトルクで、ねじ山付きの口部１４にねじ締めされて取り付けられる。その後、プラスチック製エアゾール容器１０は、好ましくは約５０〜３００ｐｓｉｇの加圧範囲内のエアゾール混合物で加圧される。加圧されるとき、補強構造体が口部１４、とりわけ、エアゾール放出口付き閉鎖部４０の下面を支える口部１４の上部封止面、の変形を防ぐ。これにより、エアゾール容器アセンブリの圧力もれを防ぐことができ、エアゾール容器アセンブリの潜在的な貯蔵寿命を延ばすことができる。

図１２に、本発明の代替的な実施形態によるエアゾール放出容器６０を示す。エアゾール放出容器６０は、ねじ山を設けられていない口部６２を有しており、そこに支え縁１８と補助縁２０が設けられ、好ましくはそのそれぞれが、前の実施形態に関して上述したのと同一の構成となっている。ねじ山を設けられていない口部６２は、さらに、容器６０の上側のへりを規定する上部縁６４と、口部６２の外表面上のくびれ６６とを有している。エアゾールバルブアセンブリ６８は、上部縁６４とくびれ６６のまわりに縁部７０の外周縁を押し付けることによって、口部６２に取り付けられるようにデザインされた縁部７０を有している。

しかしながら、これまで本発明の多くの特性や利点を、本発明の構造や機能の詳細とともに説明してきたが、開示内容が例証するのは、特に、添付した特許請求の範囲が表現している用語の広い一般的な意味によって表される最大限の程度までの、本発明の原理の範囲内の形状、大きさ、部品配置についてのことにすぎず、様々な変更が加えられうることは理解されねばならない。

Claims (17)

1. 約５０〜３００ｐｓｉｇの範囲内のエアゾール加圧に耐えうるよう構成された本体部と、
   前記本体部と一体であり、側壁、上部封止面、前記側壁から外方に突出する固定手段、および、当該固定手段とは別にその下方に設けられた支え縁を有する、口部と、
   加圧によって前記口部が変形しないように補強するために、前記支え縁とは別にその下方に設けられた、補強構造体と、
   を有する、プラスチック製エアゾール容器。
2. 前記補強構造体は前記口部に位置する、請求項１に記載のエアゾール容器。
3. 前記補強構造体は、前記口部の前記側壁と一体である補助縁を有する、請求項２に記載のエアゾール容器。
4. 前記補助縁は、その外周の少なくとも１か所が非円形である、請求項３に記載のエアゾール容器。
5. 前記固定手段は、前記口部に形成された少なくとも１つのらせん状ねじ山を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のエアゾール容器。
6. 前記口部に取り付けられたエアゾール放出口付き閉鎖部をさらに有する、請求項１に記載のエアゾール容器。
7. 前記支え縁は、位置合わせ用の凹部を備えている、請求項１〜６のいずれかに記載のエアゾール容器。
8. ねじ山付きの前記口部と前記本体部は、ポリエチレン・テレフタレートを含む材料から製作される、請求項１に記載のエアゾール容器。
9. 前記支え縁と前記補助縁によってそれらの間に空間が作られ、前記空間は少なくとも約１ｍｍである最小垂直寸法を有する、請求項３に記載のエアゾール容器。
10. 前記最小垂直寸法は少なくとも約１．５ｍｍである、請求項９に記載のエアゾール容器。
11. 本体部と、側壁および上部封止面が設けられた口部とを有するプラスチック製容器を含むタイプのエアゾール容器を安定化させる方法であって、
    前記口部に、前記側壁から外方に突出する固定手段、および、当該固定手段とは別にその下方に支え縁を形成するとともに、加圧により前記口部が変形しないように補強するために、前記支え縁とは別にその下方に補強構造体を形成するステップと、
    前記口部にエアゾール放出口付き閉鎖部を取り付けるステップと、
    約５０〜３００ｐｓｉｇの範囲内で加圧されたエアゾール混合物で前記容器を加圧するステップと、
    を有する、方法。
12. 前記補強構造体を形成する前記ステップは、前記口部に前記補強構造体を形成することにより行われる、請求項１１に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。
13. 前記補強構造体は、前記口部の前記側壁と一体となった補助縁を含む、請求項１２に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。
14. 前記補助縁は射出成形によって製作される、請求項１３に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。
15. 前記補強構造体はブロー成形によって製作される、請求項１１に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。
16. 固定構造を用いて前記口部に前記エアゾール放出口付き閉鎖部を固定するステップをさらに有する、請求項１５に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。
17. 前記口部と前記本体部は、ポリエチレン・テレフタレートを含む材料から製作される、請求項１１に記載のエアゾール容器を安定化させる方法。

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