JP6720084B2 - 容器の追加混合閉鎖装置 - Google Patents

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Description

本発明は容器の閉鎖装置、特に飲料ボトルの閉鎖装置に関し、閉鎖装置は、容器を閉じるためのカバー要素と、カバー要素上に配置されたチャンバと、内側ハウジングとを備える。チャンバは、閉鎖手段を用いて閉じることができる排出口を有するチャンバエンドピースを備え、内側ハウジングは、排出口を開放するための開放手段を備え、チャンバが内側ハウジングに対して閉鎖位置から排出位置に移動することができる。チャンバと容器の間の排出路は、チャンバ内に収容された媒体が容器内に排出され得るように、排出位置で開放される。
このようなタイプの閉鎖装置は従来から知られている。それらの閉鎖装置−ならびに容器−は通常、ポリエチレン（PE）またはポリプロピレン（PP）で形成されている。このような閉鎖装置は、例えば飲料用ボトル等の容器を閉じるために、そして同時に分離して収容されていたお茶エッセンスなどの液体や粉末状の成分を、チャンバ内に供給するために用いられる。閉鎖装置が容器から取り除かれる時点まではこれらの成分は容器内に導入されないようにされており、それによりその中の例えば水と接触しかつ／または混合される。これは典型的には、ユーザーが容器内の飲料を消費したい時点である。
例えば、特許文献１は閉鎖装置に関する。カバー要素は、容器内に突出して媒体を収容するチャンバを限定する壁を備える。このチャンバの壁は、チャンバの端部を取り囲むチャンバエンドピースと、プラグイン型接続で接続されている。チャンバエンドピースは、内側ハウジング上に配置された閉鎖要素が配置された排出口を備える。カバー要素が螺子を緩められて容器から外されると、カバー要素と、その上に配置されたチャンバは、同時に内側ハウジングから離れる。チャンバエンドピースの排出口内の閉鎖手段はそれによって変位し、排出路が開放され、チャンバ内に収容されていた媒体は容器内に排出されることができる。
この公知の閉鎖装置では、チャンバとカバー要素が一体的に形成されているため、チャンバの壁がカバー要素と同様にＰＰ又はＰＥで作られているという問題があった。しかしながら、これらのプラスチックは酸素や二酸化炭素等の気体に対して十分な障壁とならない。さらに、公知のカバー要素の製造には比較的時間がかかり、高価であるという問題もあった。
特許文献２は、カバー要素とその上に配置されたチャンバを備えた閉鎖装置に関する。カバー要素の材料は、チャンバの周囲に射出成形される。この射出成形の工程は、要求される気密性、すなわち、例えば酸素や二酸化炭素などの気体に対して障壁特性を確保するために、カバー要素の材料はチャンバエンドピースまでチャンバの周囲に射出成形されなければならないので、材料と時間がかかる。
国際公開第2007/129116 号明細書 国際公開第2012/175934 号明細書
したがって、本発明の目的は、チャンバとチャンバエンドピースを迅速かつ低コストに、液密かつ気密の様式で相互に接続させることができる閉鎖装置を開発することである。
この効果を得るために、本発明では、請求項１前段に記載の閉鎖装置を提案する。チャンバとチャンバエンドピースは、チャンバ及びチャンバエンドピース上に射出成形されたプラスチックシールにより液密かつ気密の様式で相互に接続しており、チャンバとチャンバエンドピースとプラスチックシールは同一のプラスチックからなる。
本発明によれば、チャンバとチャンバエンドピースとプラスチックシールは、カバー要素と独立したユニットとして製造することができる。これは、カバー要素の材料とは異なるプラスチック、特により高い密度を有し、及び／又は、例えば酸素や二酸化炭素に対する適切な障壁となるプラスチックを、チャンバとチャンバエンドピースとプラスチックシールの材料として選択することができるという、さらなる利点がある。それらの上に射出成形されるプラスチックシールがあるため、チャンバとチャンバエンドピースが液密かつ気密の材料から直接製造できることにより、、例えばカバー要素と共に大面積の射出成形をするなどの追加のシールや追加の補強が必要ない。このことはまた、充填されたチャンバが周囲に比べて好適に圧力がかかっている場合には、特に利点がある。この過剰な圧力は、ガスクッションを用いて適切に得られる。
チャンバは、好適には、先行する製造工程でカバー要素上に取り付けるために、完全に準備することができる。チャンバは特に、チャンバエンドピースや、必要であれば他のシール要素と共に最初に準備することができる。例えばチャンバとチャンバエンドピースとの間に配置された、及び／又は、チャンバエンドピースと排出口すなわち閉鎖手段との間に配置されたさらなるシール要素（ゴムシール）もまた、特に、あらかじめ取り付けることができる。それに続く、チャンバとチャンバエンドピースの上の本発明のプラスチックシールの射出成形によって、これらの２つの部品が液密かつ気密の様式で相互に接続し、他の製造工程でカバー要素に接続することができる一体的なチャンバユニットを形成する。チャンバとチャンバエンドピースの上の本発明のプラスチックシールの射出成形によって、これらの２つの部品が少なくとも部分的に軟化することにより、チャンバとプラスチックシールとチャンバエンドピースの間での液密かつ気密の様式での接続が形成される。
本発明によれば、チャンバとチャンバエンドピースとプラスチックシールは、同一のプラスチック、好ましくは熱可塑性ポリマーから作られる。１．１ｇ／ｃｍ３〜１．５ｇ／ｃｍ３の密度、好適には１．２０ｇ／ｃｍ３〜１．４５ｇ／ｃｍ３の密度のプラスチックを特に提案する。プラスチックは、特に、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であってもよい。あるいは、これに替えてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を使用してもよい。チャンバとチャンバエンドピースは、プラスチックシールと同様に、同一のプラスチックで作られるので、これらの部品は、チャンバとチャンバエンドピース上に単にプラスチックシールを射出成形することで容易に相互に接続させることができる。射出成形の工程もまた、少なくともチャンバとチャンバエンドピースを部分的に軟化させるので、それに続くプラスチックの冷却により液密かつ気密に溶接される。プラスチックは、従来技術のチャンバの材料として典型的に使用されているポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）からなるもの選択するのが有利である。この材料は、酸素及び二酸化炭素などの気体に対して要求される障壁効果を確実にするために特に使用される。チャンバエンドピースもまた、気体や液体の漏れがないように、ＰＢＴから作ることができる。さらに、射出成形されたプラスチックシールは、プラグ型の接続に加え、さらに気密性を高め、同時にチャンバとチャンバエンドピースの間の機械的接続を補強する。
チャンバは円筒状であり、チャンバエンドピース及びプラスチックシールは略環状であることをさらに提案する。この幾何学的なデザインは、本発明の閉鎖装置を、例えば飲料用ボトルのような円筒状の容器に、特に容易に適合させることができる。この場合、チャンバエンドピースは環状であり、中央の排出口を形成する。プラスチックシールは、チャンバエンドピースとチャンバに嵌合様式で取り付けることができるように、同様に環状である。
チャンバエンドピースはチャンバの端部に嵌合様式で挿入され、プラスチックシールを配置するためのギャップがチャンバとチャンバエンドピースの間に形成されることを最後に提案する。この場合、チャンバエンドピースだけでなくチャンバの壁も、対向する面同士が完全に接触しないように、むしろ例えば互いの間のギャップを形成する特別な形状とした端部領域を備えるように形成してもよい。プラスチックシールを形成するための材料は、プラスチックシールとチャンバとの間及び、プラスチックシールとチャンバエンドピースとの間の接触面がそれぞれ増加するように、このギャップに注入することができる。このようにして、チャンバとチャンバエンドピースの間の接続の機械的安定性及び気密性がさらに高まる。
上記閉鎖装置に加え、本発明はさらに、閉鎖手段により閉じることができる排出口を有するチャンバエンドピースを備えるチャンバであって、チャンバとチャンバエンドピースは、チャンバ及びチャンバエンドピース上に射出成形されたプラスチックシールにより液密かつ気密の様式で相互に接続しており、チャンバとチャンバエンドピースとプラスチックシールは同一のプラスチックで作られていることを特徴とするチャンバを提案する。提案するチャンバは、上記の閉鎖装置のために特に意図されている。本発明のチャンバは、閉鎖装置の残りの部品、特にカバー要素に接続することができるような、あらかじめ組み立てられた一体のユニットを形成する。チャンバは円筒状であるのが有利であり、チャンバエンドピースとプラスチックシールは略環状である。本発明は最後に、チャンバエンドピースが嵌合様式でチャンバに挿入されており、プラスチックシールを配置するためのギャップがチャンバとチャンバエンドピースとの間に形成されているチャンバを提案する。
上述の物に加え、本発明は、以下の工程を含む、閉鎖装置又はチャンバを作成する方法を提案する。その方法は、以下の各工程を含む。
チャンバを供給し、
チャンバと同一のプラスチックからなるチャンバエンドピースを供給し、
チャンバの端部にチャンバエンドピースを嵌合様式で挿入し、
チャンバ及びチャンバエンドピース上に、チャンバとチャンバエンドピースを液密かつ気密の様式で相互に接続するために、チャンバ及びチャンバエンドピースと同一のプラスチックからなるプラスチックシールを射出成形する。
プラスチックシールはチャンバとチャンバエンドピースとの間のギャップに注入されることをさらに提案する。
本発明は、例示的な実施形態を参照して以下に詳細に記載されている。
図１は、閉鎖位置における、チャンバ及びチャンバエンドピース上に射出成形されたプラスチックを有する本発明の閉鎖装置を示す。 図２は、排出位置における図１の閉鎖装置を示す。 図３は、完全に容器から分離された位置にある図１の閉鎖装置を示す。
図１に示す閉鎖装置１は、あらかじめ容器２の上にねじ込まれている。容器２は、例えば、従来のプラスチック飲料ボトルである。
閉鎖装置１は、カバー要素３と、カバー要素３上に配置されたチャンバ５と、容器２上に配置された内側ハウジング４とを備える。容器２は、第１ねじ対１４によって内側ハウジング４に接続されている。内側ハウジング４は、第２ねじ対１５によってカバー要素３に同様に接続されている。チャンバ５は、カバー要素３上に、例えばクランプ接続により配置されている。カバー要素３の材料は、チャンバ５の全長の一部にのみ延びている。本例では、カバー要素の材料は、チャンバ５の側壁の全長の約５分の１を覆っている。
開放手段８及び閉鎖手段６は、内側ハウジング４上に配置され、開放手段８及び閉鎖手段６は、本実施形態では、一体型のプラグ要素の形式である。このプラグ要素は、チャンバ５の排出口７に突出している。本実施形態によれば、開放手段８は内部ハウジング４に接続されており、内側ハウジング４の材料は、開放手段８の端部に部分的に射出成形されている。
チャンバ５は、環状に形成されかつカバー要素３とは反対側の端部に排出口７を有するチャンバエンドピース９を備えている。例えば、ゴムシールや、ゴム様の性質をもつポリマーのシール、特にニトリルのような、さらなるシール要素１２が、チャンバエンドピース９と、排出口７に突出するプラグ要素の閉鎖手段６との間に配置され、シール要素は、閉鎖手段６の位置に依拠して、閉鎖手段６と連係して排出口７を封止するか開放するかする。図示の閉鎖位置では、液密かつ気密の様式で排出口７を閉鎖している閉鎖手段６の突出部は、排出口７の最も狭い横断面に配置されている。
図示の閉鎖装置１の製造に関して、最初に、チャンバ５、チャンバエンドピース９、プラスチックシール１０及び、好ましくはシール要素１２からなるあらかじめ組み立てられたユニットを製造することが有利である。このために、チャンバエンドピースは、プラグ型の接続様式でチャンバ５の開口端部に挿入される。チャンバエンドピース９は、好ましくは、シール要素１２とも接続し、このシール要素は一方でチャンバ５との接触部位を、もう一方で閉鎖手段６との接触部位を嵌合様式で封止する。ギャップ１１は、チャンバ５の端部領域とチャンバエンドピース９の形状によって形成され、この間隙内にプラスチック材料が注入され、プラスチックシール１０が形成される。特にチャンバ５とチャンバエンドピース９とプラスチックシール１０が同じ材料で作られ、よって同じ融点をもつため、チャンバ５とチャンバエンドピース９は、プラスチックシール１０が射出成形される際の高温のために少なくとも部分的に融解する。プラスチックが冷却された後、チャンバ５と、チャンバエンドピース９と、プラスチックシール１０と、シール要素１２とからなるユニットが得られる。このユニットは、例えば、クランプ接続によってカバー要素３に接続することができる。
続いて、カバー要素３と内側ハウジング４が、第２ねじ対１５によって相互に接続される。このように完成した閉鎖装置１は、次に容器２に接続される。このために、閉鎖装置１の内側ハウジング４が、第１ねじ対１４によって容器２にねじ止めされる。
図２は、排出位置、すなわち閉鎖装置１の作動後における閉鎖装置１を示す。（第２ねじ対１５に沿った）容器２に対する閉鎖装置１の開放の動きは、カバー要素３と、カバー要素３上に配置されたチャンバ５の、内側ハウジング４からの、すなわち図１における上方への離脱を引き起こす。それにより、チャンバ５の排出口７内での閉鎖手段６の位置が変化する。この場合、閉鎖手段６は、好ましくは固定され、容器２が閉鎖手段６に対し移動する。それにより開放手段８内の排出路１３が開放されることによって、チャンバ５内に収納されていた液体が容器２内に排出され得る。カバー要素３のさらに容器２からねじを緩める動きの間に、カバー要素３と内側ハウジング４との間に形成されたねじ山は端部位置に到達し、その位置ではカバー要素３と内側ハウジング４はもはや互いに回動不能である。その結果、内側ハウジング４と容器２との間に形成された第１ねじ山１４によって回動が継続されるため、閉鎖装置１は、最終的に容器２から完全に螺子を緩められて外れる。
図３は、容器２から完全に分離した後の閉鎖装置１を示す。この場合、排出口７内部の閉鎖手段６は端部位置にあり、排出口７は対応する形状の閉鎖手段６の端部領域によって閉鎖されるため、チャンバ５からの液だれが防止される。
１ 閉鎖装置
２ 容器
３ カバー要素
４ 内側ハウジング
５ チャンバ
６ 閉鎖手段
７ 排出口
８ 開放手段
９ チャンバエンドピース
１０ プラスチックシール
１１ ギャップ
１２ シール要素
１３ 排出路
１４ 第１ねじ対
１５ 第２ねじ対

Claims (14)

  1. 容器（2）のための閉鎖装置（1）であって、
    前記閉鎖装置（1）は、容器（2）を閉鎖するためのカバー要素（3）と、前記カバー要素（3）とは別の部材であり該カバー要素（3）上に閉鎖端部が配置されたチャンバ（5）と、チャンバエンドピース（9）と、内側ハウジング（4）と、を備え、
    前記チャンバエンドピース（9）は、前記チャンバ(5)の開口端部上に配置されかつ閉鎖手段（6）により閉じることができる排出口（7）を有し、
    前記内側ハウジング（4）は、前記排出口（7）を開放するための開放手段（8）を備え、
    前記チャンバ（5）は、前記内側ハウジング（4）に対して閉鎖位置から排出位置に移動可能であり、排出位置にて該チャンバ（5）と前記容器（2）の間の排出路（13）が開放され、それにより該チャンバ（5）内に収容されている媒体が容器（2）内に排出される、前記閉鎖装置において、
    前記チャンバ（5）及び前記チャンバエンドピース（9）は、該チャンバ（5）及び該チャンバエンドピース（9）上に射出成形されたプラスチックシール（10）により液密かつ気密の様式で相互に接続しており、該チャンバ（5）、該チャンバエンドピース（9）、及び該プラスチックシールは同一のプラスチックで作られていることを特徴とする
    閉鎖装置。
  2. 前記チャンバ（5）、前記チャンバエンドピース（9）及び前記プラスチックシール（10）は、熱可塑性ポリマーからなり、プラスチックの密度は１．１ｇ／ｃｍ３から１．５ｇ／ｃｍ３の間であることを特徴とする
    請求項１に記載の閉鎖装置。
  3. 前記プラスチックの密度は１．２０ｇ／ｃｍ３から１．４５ｇ／ｃｍ３の間であることを特徴とする
    請求項２に記載の閉鎖装置。
  4. 前記プラスチックはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であることを特徴とする
    請求項１〜３のいずれかに記載の閉鎖装置。
  5. 前記チャンバ（5）は円筒状であり、前記チャンバエンドピース（9）及び前記プラスチックシール（10）は略環状であることを特徴とする
    請求項１〜４のいずれか１項に記載の閉鎖装置。
  6. 前記チャンバエンドピース（9）は、嵌合様式で前記チャンバ（5）内に挿入されており、前記プラスチックシール（10）を配置するためのギャップ（11）は、該チャンバ（5）と該チャンバエンドピース（9）の間に形成されることを特徴とする
    請求項１〜５のいずれか１項に記載の閉鎖装置。
  7. 前記容器（2）が、飲料ボトルであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の閉鎖装置。
  8. 請求項１〜７のいずれかに記載の閉鎖装置（1）における、チャンバ（5）と、閉鎖手段（6）により閉じることができる排出口（7）を有するチャンバエンドピース（9）と、を備えるチャンバユニットにおいて、
    前記チャンバユニットは、プラスチックシール（10）をさらに備え、前記チャンバ（5）及び前記チャンバエンドピース（9）は、該チャンバ（5）及び該チャンバエンドピース（9）上に射出成形された該プラスチックシール（10）により液密かつ気密の様式で相互に接続しており、該チャンバ（5）、該チャンバエンドピース（9）、及び該プラスチックシール（10）は同一のプラスチックで作られていることを特徴とする、
    チャンバユニット。
  9. 前記プラスチックはポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）であることを特徴とする
    請求項８に記載のチャンバユニット。
  10. 前記チャンバ（5）は円筒状であり、前記チャンバエンドピース（9）及び前記プラスチックシール（10）は略環状であることを特徴とする
    請求項８に記載のチャンバユニット。
  11. 前記チャンバエンドピース（9）は、嵌合様式で前記チャンバ（5）内に挿入されており、前記プラスチックシールを配置するためのギャップ（11）は、該チャンバ（5）と該チャンバエンドピース（9）の間に形成されることを特徴とする
    請求項８〜１０のいずれかに記載のチャンバユニット。
  12. 請求項１〜７のいずれかに記載の閉鎖装置（1）の製造方法であって、
    a. チャンバ（5）を供給し、
    b. 前記チャンバ（5）と同一のプラスチックからなるチャンバエンドピース（9）を供給し、
    c. 前記チャンバ（5）の端部に前記チャンバエンドピース（9）を嵌合様式で挿入し、
    d. 前記チャンバ（5）及び前記チャンバエンドピース（9）上に、該チャンバ（5）と該チャンバエンドピース（9）を液密かつ気密の様式で相互に接続するために、該チャンバ（5）及び該チャンバエンドピース（9）と同一のプラスチックからなるプラスチックシール（10）を射出成形する各工程を含むことを特徴とする製造方法。
  13. 請求項８〜１１のいずれかに記載のチャンバユニットの製造方法であって、
    a. チャンバ（5）を供給し、
    b. 前記チャンバ（5）と同一のプラスチックからなるチャンバエンドピース（9）を供給し、
    c. 前記チャンバ（5）の端部に前記チャンバエンドピース（9）を嵌合様式で挿入し、
    d. 前記チャンバ（5）及び前記チャンバエンドピース（9）上に、該チャンバ（5）と該チャンバエンドピース（9）を液密かつ気密の様式で相互に接続するために、該チャンバ（5）及び該チャンバエンドピース（9）と同一のプラスチックからなるプラスチックシール（10）を射出成形する各工程を含むことを特徴とする製造方法。
  14. 前記プラスチックシール（10）は、前記チャンバ（5）と前記チャンバエンドピース（9）との間に形成されるギャップ（11）に注入されることを特徴とする
    請求項１２又は１３に記載の製造方法。
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