KR20000005234A - 분산 배플을 갖춘 밸브-조절식 분배 마개 - Google Patents

분산 배플을 갖춘 밸브-조절식 분배 마개 Download PDF

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KR20000005234A
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리차드 에이. 그로쓰
브루스 엠. 뮐러
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스티븐 제이. 해그
아프타그룹, 인크.
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Abstract

마개(40)가 개구(39)가 있는 용기(42)에 구비된다. 마개(40)는 용기(42)의 개구(30) 주위에서 장착되는 기부(50)를 포함한다. 분배 밸브(46)가 기부(50)를 가로질러 설치되며 용기(42) 내의 압력 증가에 반응하여 이를 통해 유동하도록 개방되고 증가된 압력이 제거되었을 때 이를 통한 유동을 차단하도록 폐쇄되는 오리피스(98)를 형성한다. 분산 배플(41)이 밸브(46)의 외측으로 기부(50) 상에 포함된다. 배플(41)은 복수의 분배 구멍(124)을 형성한다.

Description

분산 배플을 갖춘 밸브-조절식 분배 마개
미세 분말(예를 들어, 바디 파우더 또는 화장용 분말)은 일반적으로 복수의 분배 구멍 또는 개구를 형성하는 용기 뚜껑을 포함하는 분배 마개를 갖는 용기 내에 포장된다. 용기가 사용 중이 아닐 때는 분배 개구를 폐색하도록 통상적으로 고체 캡 또는 뚜껑이 커버에 해제 가능하게 고정되어 마련된다. 이는 용기가 떨어지거나 엎어진 경우에도 쏟아지지 않게 한다. 또한 캡은 내용물을 신선하게 유지하고 오염물의 유입을 저하시킬 수 있다.
본 발명의 발명자들은 제품, 특히 분말을 분배하기 위한 개량된 시스템을 제공하는 것이 유용할 것임을 깨달았다. 특히, 용기가 우연하게 엎어진 경우에 쏟아짐을 막기 위한 재밀폐 가능한 뚜껑을 사용할 필요가 없는 분말 분배 시스템을 제공하는 것이 바람직하다. 또한, 뚜껑이 용기 상에 위치되지 않은 경우에도 오염물의 유입을 방지하거나 최소화할 수 있도록 개량된 분배 시스템을 마련하는 것이 바람직하다.
분배 용기를 포함하여 액상의 개인 손질 제품(예를 들어, 샴푸, 로션 등)용 포장 용기가 다양하게 개발되어 왔다. 이러한 종류의 용기에 사용되는 마개의 한 유형에는 용기 개구 상에 장착되는 가요성 자체 밀폐식 슬릿형 분배 밸브가 포함된다. 밸브는, 정상적으로는 폐쇄되어 있다가 용기가 압착되었을 때 용기 내에 증가된 압력에 반응하여 유체가 유출될 수 있게 개방되는 오리피스를 형성하는 하나 이상의 슬릿을 갖는다. 증가된 압력이 제거되면 자동적으로 폐쇄되어 이를 통한 유체 유동을 차단한다.
이와 같은 밸브를 이용하는 마개의 형상이 미국 특허 제5,271,531호에 도시되었다. 통상, 마개는 밸브를 수납하는 시트를 형성하는 용기 목부 상에 장착되는 기부를 포함하며 밸브를 기부 내의 시트 상에 보유하기 위한 보유 링 또는 수납 구조를 포함한다.
운송 중에 또는 용기가 이송을 위해 포장된 경우에(또는 용기가 사용 중이 아닌 경우에) 밸브를 덮는 힌지식 뚜껑이 마개에 구비될 수도 있다. 예를 들면, 미국 특허 제5,271,531호의 도31 내지 도34를 참조한다. 뚜껑은 밸브를 청결하게 유지 및/또는 밸브가 손상되는 것을 막을 수 있다.
그러나, 분배 밸브에 보다 편리하게 사용될 수 있으며 적절한 장치에서는 외부 뚜껑을 반드시 사용해야 할 필요가 없는 개량된 마개 시스템을 제공하는 것이 바람직하다.
본 발명의 발명자들은 이와 같은 밸브를 사용하여 유체 및 비유체 재료(예를 들어, 분말)를 분배하는 것이 임의의 장치에서 유용하리라는 것을 알게 되었다. 그러나, 발명자들은 또 임의의 재료(예를 들어, 분말)를 마개 내의 밸브를 통해 분배하는 것이 바람직한 분포 패턴 특성 및/또는 바람직한 질량체 유동 특성이 결여된 배출을 초래할 수 있음을 알게 되었다. 그러므로, 바람직한 분포 패턴과 배출량이 쉽게 얻어질 수 있는, 재료 특히 분말 재료용 밸브 분배 시스템을 제공하는 것이 유용하다.
또한, 마개 요소에, 마개의 제조 시에 요소의 조립체를 용이하게 수용할 수 있는 개량된 시스템이 구비되는 것도 유용하다.
또한, 이와 같은 개량된 마개에, 불량품률이 저하된, 효과적이며, 고품질의, 대량 제조 기술이 가능한 형태가 구비될 수 있다면 바람직하다.
또, 상기의 개량된 마개가, 기존의 나사식 또는 스냅 체결식 부착 형태와 같은 여러 가지 종래의 용기 목부를 갖는 다양한 종래 용기에 사용될 수 있는 것이 바람직하다.
본 발명은 전술한 이점 및 특징을 갖는 형태를 갖는 개량된 마개를 제공한다.
본 발명은 용기 마개에 관한 것이다. 본 발명은 특히 용기가 압착되었을 때 용기로부터 제품을 분배하도록 개방되고 압착 압력이 제거되었을 때는 자동적으로 폐쇄되는 밸브를 갖는 압착식 용기에 사용되는 분배 마개에 관한 것이다.
첨부된 도면은 명세서의 일부를 형성하며, 도면의 동일한 참조 번호는 동일한 부분을 지시하도록 사용되었다.
도1은 용기 상에 위치된 상태로 도시된 본 발명의 마개의 제1 실시예의 부분 사시도.
도2는 도1에 도시된 마개로부터 분리된 슬릿 밸브의 사시도.
도3은 도2에 도시된 밸브의 평면도.
도4는 도2에 도시된 밸브의 측면도.
도5는 밸브의 개방 상태, 즉 분배 위치는 실선으로, 그리고 밸브의 폐쇄 상태, 즉 비분배 위치는 점선으로 도시되어 있는, 도1의 평면 5-5를 따라 취한 부분 단면도.
도6은 본 발명의 마개에 사용될 수 있는 다른 형태의 슬릿 밸브의 사시도.
도7은 도6의 평면 7-7을 따라 취한 단면도.
도8은 도6 및 도7에 도시된 밸브의 변형된 형태를 사용하는 본 발명에 따른 마개의 제2 실시예를 도시한 도면으로서, 도5와 유사한 부분 단면도.
도9는 도2 내지 도4에 도시된 형태의 밸브와 힌지된 뚜껑을 사용하는 본 발명의 마개의 제3 실시예를 도시한 도면으로서, 도8과 유사한 부분 단면도.
도10은 도2 내지 도4에 도시된 밸브를 사용하는 마개의 제4 실시예를 도시한 도면으로서, 도9와 유사한 부분 단면도.
도11은 도2 내지 도4에 도시된 형태의 밸브를 포함하는 카트리지 조립체를 사용하는 마개의 제5 실시예를 도시한 도면으로서, 도10과 유사한 부분 단면도.
도12는 도11에 도시된 제5 실시예에 사용되는 카트리지의 평면도.
도13은 도12에 도시된 평면 13-13을 따라 취한 부분 단면 측면도.
도14는 밸브와 조립되어 카트리지를 폐쇄하기 전 개방된 상태의 카트리지를 도시한 도면으로서, 도12 및 도13에 도시된 카트리지의 사시도.
도15는 도14에 도시된 카트리지의 평면도.
도16은 도15에 도시된 평면 16-16을 따라 취한 단면도.
본 발명에 따르면, 개량된 분배 마개는 용기 내부와 통한 개구에 구비된다. 마개는 분배 밸브를 채택한다. 용도에 따라, 마개는 뚜껑도 포함할 수 있다.
분배 마개는 특히 미세 분말(예를 들어, 바디 파우더 또는 화장용 분말)을 분배하는 데 사용하기에 적절하다. 마개는 바람직한 분배 패턴 및 바람직한 질량체 유속 또는 배출량으로 분말을 분배할 수 있다.
마개는 용기의 개구 주위에 장착되는 기부를 포함한다. 분배 밸브는 기부를 가로질러 설치된다. 분배 밸브는, 용기 내의 압력이 증가하는 것에 반응하여 이를 통한 유동을 허용하도록 개방되고 증가 압력이 제거되었을 때 이를 통한 압력을 차단하도록 폐쇄되는 오리피스를 형성한다. 분배 특성을 제어하기 위해 분산 배플이 밸브의 외측으로 기부 상에 마련된다. 배플은 복수의 분배 구멍을 형성한다.
바람직한 실시예에서, 마개는 배플을 덮는 폐쇄 위치와 배플이 노출되는 개방 위치 사이에 이동하도록 힌지된 뚜껑을 포함한다.
본 발명의 여러 가지 다른 이점 및 특징들은 다음의 본 발명의 상세한 설명, 청구 범위 및 첨부된 도면으로부터 분명해질 것이다.
본 발명이 많은 다양한 형태의 실시예로도 가능하지만, 본 명세서와 첨부된 도면은 구체적인 형상을 갖는 본 발명의 예만을 개시한다. 본 발명은 설명된 실시예들로만 국한되지 않으며, 본 발명의 범위는 첨부된 청구의 범위에 기술되어 있다.
설명을 쉽게 하기 위해, 본 발명의 마개는 다양한 위치로 설명되었으며, 용어 상부, 하부, 수평 등은 이와 같은 위치들을 지칭하기 위해 사용되었다. 그러나, 마개 요소들은 본 명세서에 설명되지 않은 다른 방향(orientation)으로도 제조 및 보관될 수 있음을 알 수 있다.
도면을 참조하면, 본 발명의 마개의 제1 실시예가 도1 내지 도5에 도시되었으며 도1과 도5에서 일반적으로 참조 번호 40으로 표시되었다. 마개(40)는, 목부(43)(도5)에 의해 형성된 기존의 입구나 개구(39) 또는 다른 적절한 구조를 갖는 용기(42)(도1과 도5)와 같은 용기에 설치되도록 되어 있다. 목부(43)는 통상적으로 (그러나 필수적이지는 않은) 원형 단면 형태를 가지며, 용기(42)의 본체는 예를 들어 타원형과 같은 다른 단면 형상을 가질 수 있다. 마개(40)는 용기의 내용물과 반응하지 않는 열가소성 재료 또는 다른 재료로 제조될 수 있다.
용기(42)는 마개(40)가 용기(42)의 상부에 위치한 도1에 도시된 방향으로 보관 또는 사용될 수 있다. 또, 용기는 일반적으로 역전된 위치로도 보관될 수 있다. 역전된 위치로 보관되는 경우에, 용기(42)는 마개(40)를 지지 기부로서 사용한다.
용기(42)는 (이하 상세히 설명된 바와 같이) 용기 내의 내압을 증가시켜서 마개를 통해 용기로부터 제품을 짜낼 수 있도록 사용자에 의해 파지되어 압착될 수 있는 가요성 벽(들)을 갖는 압착 가능한 용기이다. 통상적으로 용기 벽은 충분한 고유의 탄성을 갖고 있어서 압착력이 제거되면 용기는 원래의 정상적인 압착되지 않은 형상으로 복귀한다.
마개(40)는 기부(50)와, 분산 배플(41) 및 밸브(46)를 포함한다. 도1과 도5에 도시된 제1 실시예에 있어서, 본체(50)는, 용기(42)에 마개 기부(50)를 고정시키기 위한 용기 목부(43)(도5) 상의 나사부(55)와 같은 적절한 연동 수단과 결합하기 위한 종래의 나사부(54) 또는 다른 적절한 수단[예를 들어, 종래의 스냅 체결식 비드(도시되지 않음)]을 갖는 환형 내벽(52)을 포함한다.
환형 내벽(52)의 상부 근방에, 마개 기부(50)는 용기 목부(43)의 상측 말단부를 가로질러 연장하는 횡단 데크(56)를 갖는다. 마개 본체 데크(56)와 용기 목부(43) 사이가 방수 밀봉되도록 데크(56)는 용기 목부(43)의 내측 단부에 대하여 수납되는 하방 연장 환형 가요성 씰(58)을 갖는다.
도5에 도시된 바와 같이, 마개 본체 목부(56)는 용기 목부 개구(39) 상에 배출 구멍(60)을 형성한다. 칼라부(62)는 마개 본체 목부(56)로부터 배출 구멍(60) 둘레에서 상향 돌출된다. 직경이 보다 큰 환형 슬리브(64)가 칼라부(62)의 외측에 설치되고 본체 데크(56)로부터 상향 돌출된다. 슬리브(64)는 내측으로 개방된 환형 홈(66)을 형성한다.
도시된 바람직한 형상의 밸브(46)에 있어서, 제품을 분배하도록 개방될 수 있는 밸브(46)는 가요성 탄성 재료를 사용하는 공지의 형태로 이루어진다. 밸브(46)는 실리콘, 천연 고무 등과 같은 열경화성 탄성 중합체 재료로 제조되는 것이 바람직하다. 또한, 밸브(46)는 열가소성 프로필렌, 에틸렌, 우레탄, 스티렌과 같은 재료 계통의 탄성 중합체와 그 할로겐화 대응물로부터 제조될 수도 있다. 밸브(46)와 유사하며 기능상 비슷한 밸브가 미국 특허 제5,439,143호에 개시되어 있다. 그러나, 밸브(46)는 미국 특허 제5,439,143호에 도시된 밸브의 플랜지 구조와는 상이한 외주연 플랜지 구조(이하 상세히 설명됨)를 갖는다. 미국 특허 제5,439,143호에 개시된 밸브에 대한 설명은 본 발명에 관련되며 상반되지 않는 범위 내에서 참고로 기재하였다.
도2 내지 도5에 도시된 바와 같이, 밸브(46)는 외측으로 오목한 형태를 가지며 중심벽(96)을 통해 연장되는 적어도 하나의, 바람직하게는 2개의 분배 슬릿(98)을 형성하는 가요성 중심벽(96)을 포함한다. 바람직한 형상의 밸브(46)는 2개의 상호 수직하게 교차하는 동일한 길이의 슬릿(98)을 갖는다. 교차하는 슬릿(98)은 오목한 중심벽(96) 내에 4개의, 일반적으로 부채꼴 형상의 플랩 또는 판을 형성한다. 도5에 도시된 바와 같이, 플랩들은, 미국 특허 제5,439,143호에 기재된 주지의 방식으로 충분한 크기로 증가된 압력에 반응하여 슬릿(98)의 교차 지점으로부터 외측으로 개방된다.
밸브(46)는 밸브 중심벽(96)으로부터 외측으로 연장된 스커트(100)를 포함한다(도2 및 도5). 스커트(100)의 외측(상측) 단부에는 스커트(100)로부터 아래로 각을 이룬 방향으로 외주연을 따라 연장되는 얇은 환형 플랜지(102)가 있다(도2, 도3 및 도5). 얇은 플랜지(102)는, 횡단면이 도브테일(dovetail) 형상으로 확대된, 훨씬 두꺼운, 외주연 플랜지(104)로 이어진다.
밸브(46)가 마개(40)에 안착되기 위해서, 배플(41)의 하부면은, 밸브 플랜지(104)의 상부와 결합하기 위한 환형의 하방 경사진 클램핑면을 형성한다. 밸브 플랜지(104)의 하부는, 상방 경사진 환형 안착면(108)을 형성하는 기부 데크(56) 내의 환형 견부에 결합된다.
데크 클램핑면(106)과 데크 안착면(108) 사이의 간격은 밸브(46)의 중심으로부터 반경 방향 거리가 증가되면서 증가한다. 이와 같은 형태는 밸브 플랜지(104)의 단면 형상과 대체로 일치하는 도브테일 형상의 횡단면을 갖는 환형 공동을 형성한다.
상기 클램핑 장치는 밸브 원통형 스커트(100)의 내부면에 인접한 특별한 내부 지지 구조 또는 지지 부재를 필요로 하지 않고도 밸브(46)를 마개(40)에 확고히 보유한다. 이는 밸브 스커트(100)의 인접 지역이 밸브 스커트(100)의 이동을 수용할 수 있도록 대체로 개방되면서, 자유롭고, 비어 있게 한다.
밸브(46)가 도5에 점선으로 도시된 바와 같이 마개(40) 내에 폐쇄 상태로 적절히 장착되면, 밸브(46)는 기부(50)의 상부에 비해 오목하다. 그러나, 용기(42)가 밸브(46)를 통해 내용물을 분배시키기 위해 압착되면(미국 특허 제5,439,143호에 상세히 기재된 바와 같이), 밸브 중심벽(96)은 도5에 실선으로 도시된 바와 같은 오목한 상태로부터 강제로 외측으로 향하게 된다.
배플(41)이 밸브(46) 상에 연장된다. 배플(41)은 도5에 도시된 바와 같이 기부 내측 칼라부(62)와 기부 외측 슬리브(64) 사이에 수용되는 외주연 장착 플랜지(114)를 포함한다. 배플 플랜지(114)는 기부 슬리브(64)에 형성된 환형 홈(66) 내에 수용되는 외향 돌출된 환형 비드(116)를 포함한다. 바람직하게는, 배플 비드(116)와 기부 홈(66)이, 배플(41)을 밸브(46) 상의 기부(50) 내의 위치에 보유하기 위한 종래의 스냅 체결식 결합을 형성한다. 기부(50)와 배플(41) 사이의 스냅 체결식 결합은, 도5에 도시된 바와 같이 밸브 플랜지(104)를 기부(50)와 배플(41) 사이에 방수 클램핑 결합 상태로 유지한다.
도1과 도5에 도시된 제1 실시예에 있어서, 배플(41)은 배플 장착 플랜지(114)로부터 내측으로 연장되는 환형 하위 데크(118)를 포함한다. 배플(41)은 밸브(46)가 수축된 폐쇄 상태(도5에 점선으로 도시됨)로부터 팽창된 개방 상태(도5에 실선으로 도시됨)로 이동할 수 있기 위한 내부 공간을 제공하기 위해 데크(118)로부터 상방으로 연장되는 환형 벽(120)을 더 포함한다.
배플 환형 벽(120)은 그 상단부가 횡단 벽 또는 외측 배플 판(122)으로 이어진다. 외측 배플 판(122)은, 도시된 바람직한 배열에서, 외측 배플 판(122)의 고체 중앙부 둘레의 원형 지점 상에 위치되는 복수의 분배 개구 또는 구멍(124)을 형성한다.
바람직하게는, 기부(50)와, 밸브(46) 및 배플(41)은 각기 대체로 원형 형태를 가지며 도1과 도5에 도시된 바와 같이 공통의 종축을 따라 정렬된다. 밸브 슬릿의 교차점(98)은 배플 구멍(124)의 원형 지점의 중심과 일치하는 종축 상에 놓인다. 원형으로 배열된 구멍(124) 내측의 구멍이 형성되지 않은 배플 판(122)의 중앙부는 각 밸브 슬릿(98)의 길이보다 긴 직경을 갖는다.
사용 시에는, 용기(42) 내의 압력을 대기압 이상으로 높이기 위해 용기(42)가 압착된다. 이는 용기(42) 내의 제품을 밸브(46) 쪽으로 밀게 되고, 밸브(46)가 오목한 또는 수축 위치(도5에 점선으로 도시된)로부터 팽창된 개방 위치(도5에 실선으로 도시된)로 이동하게 한다.
밸브를 개방시키기 위해 증가된 용기 압력이 밸브(46)에 가해지면, 밸브 중심벽(96)[슬릿(98)이 있는]은 여전히 대체로 오목한 형태를 유지하면서 외측으로 변위된다. 오목한 중심 벽(96)의 외측 변위는 상대적으로 얇은 가요성 스커트(100)에 의해 수용된다. 스커트(100)는 폐쇄된 안착 위치로부터 스커트가 외측 배플 판(122) 쪽으로 외부로 돌출하는 가압 위치로 이동한다.
밸브(46)는, 밸브 중심 벽(96)이 대체로 완전히 팽창된 위치로 이동하기 전까지는 개방되지 않는다(즉, 슬릿이 개방되지 않는다). 실제로, 밸브 중심 벽(96)이 외측으로 이동할 때, 밸브 중심 벽(96)에는 슬릿(98)의 개방에 더욱 대항하는 경향이 있는 방사상 내향 압축력이 가해진다. 또한, 밸브 중심벽이 전방으로 이동하여 완전히 팽창된 위치에 도달한 후에도 밸브 중심 벽(96)은 대체로 외측으로 오목한 형태를 보유한다. 그러나, 내압이 충분히 크면, 밸브(46)의 슬릿(96)은 개방되어 도5에 도시된 바와 같이 제품을 분배하기 시작한다.
제품이 개방된 슬릿(98)을 통해 방출 또는 배출된다. 액상 또는 분말 제품은 외측 배플 판(122)의 내면에 대해서 뿐만 아니라 구멍(124)을 통해 강제된다. 초기에 외측 배플 판(122)의 내면에 부딪히는 일부 배출 제품은 방사상 외측으로 강제되어 구멍(124)을 통과하게 된다.
배출 제품이 미세한 분말인 경우에도, 밸브(46)와 배플(42)의 조합은 바람직한 배출 패턴 및 배출량을 제공한다. 바람직한 미세 분말 분산 패턴이 달성된다.
한편, 마개에 배플(41)이 없으면, 몇 종류의 미세 분말은 밸브(46)를 통해 바람직하지 못하게 배출될 수도 있음을 알게 되었다. 특히, 고운 분말은 상당히 고속으로 이동하는 흐름으로 배출되어 바람직한 패턴으로 확산되지 않는 경향이 있다. 이러한 배출 입자 흐름의 충격(예를 들어, 사용자의 손 위에 가해지는)은 바람직하지 못하게 크고, 너무 많은 양의 제품의 양이 배출될 수 있다.
배플(41)과 밸브(46)를 조합시키면 질량체 유속을 낮추게 되어 바람직한 배출 패턴을 제공함을 알게 되었다. 구멍(124)의 크기, 형상, 개수 및 패턴은 분배 제품의 특성, 밸브(46)의 분배 특성 및 소정 제품 질량체 유속에 따라 바람직하게 변경될 수 있다. 밸브(46)로부터 배출되는 제품의 초기 속도 및 부피는 일반적으로 밸브의 설계 특성에 의해 조절되며, 압착력의 크기 및 용기(52)에 가해지는 압착력의 인가 정도에 의해 조절됨은 물론이다.
본 발명의 마개의 제2 실시예는 도8에 도시되었으며 도8에 참조 번호 40A로 표시되었다. 마개(40A)는 용기(42A) 상에 설치되며, 용기(42A)는 도1 및 도5에 도시되고 이상 상세히 설명한 가요성 용기(42)와 동일할 수 있다.
도1 내지 도5에 도시된 제1 실시예에서와 같이, 제2 실시예의 마개 및 용기는 마개(40A)가 용기의 상부에 있는 방향으로 보관 및 사용될 수 있다. 또한 용기(42A)는 일반적으로 역전된 위치(도시되지 않음)로 보관될 수 있다. 역전된 위치로 보관된 경우에, 용기는 마개(40A)를 지지 기부로 사용한다.
마개(40A)는 배플(41A)과, 밸브(46A) 및 기부(50A)를 포함한다. 마개 기부(50A)는 도1 내지 도5에 도시된 마개(40)의 제1 실시예를 참조로 이상 설명한 기부(50)와 대체로 동일할 수 있다.
밸브(46A)는 도6과 도7에 각기 도시되었다. 밸브(46A)는 미국 특허 제5,271,531호의 도1 내지 도5에 도시된 밸브(70)와 대체로 유사하다. 미국 특허 제5,271,531호에 개시된 밸브에 대한 설명은 본 발명과 관련되며 상반되지 않는 범위 내에서 본 명세서에 참고로 기재하였다.
밸브(46A)는, 외측으로 오목한 형태를 가지며 중심 벽(96A)을 통해 연장되는 적어도 하나의, 바람직하게는 2개의 분배 슬릿(98A)을 형성하는 가요성 중심 벽(96A)을 포함한다. 밸브(46A)는 벽(96A)으로부터 하방 연장되는 스커트(100A)를 포함한다. 스커트(100A)의 바닥에는 대략 도브테일 형상의 횡단면을 갖는 외주연 플랜지(104A)가 있다.
밸브(46A)는 도5에 도시된 마개의 제1 실시예에 장착된 밸브(46)와 비교해서 대체로 반대 방향으로 마개(40A)에 장착된다. 즉, 도8을 참조하면, 밸브(46A)는, 밸브(46A)가 대체로 기부(50A)의 상단부에 위치되는 정상적인 폐쇄 상태를 갖는다. 밸브(46A)는 도5에 점선으로 도시된 제1 실시예의 오목한 상태에 해당하는 오목한 또는 수축된 상태를 갖지 않는다. 그러나, 밸브(46A)는, 제1 실시예의 밸브(46)가 도5를 참조로 이상 설명한 바와 같이 마개(50) 내에 클램프되었던 것과 대체로 동일한 방식으로 마개에 클램프된다.
마개 배플(41A)은 도1 내지 도5에 도시된 마개(40)를 참조하여 이상에서 설명한 제1 실시예의 배플(41)과 대체로 유사하다. 즉, 배플(41A)은 제1 실시예의 배플(41)의 높이만큼 용기 위로 상방 돌출되지 않는다. 개방 시에(도8에 도시된 바와 같이) 밸브(46A)는 개방된 밸브(46)만큼 멀리 상측으로 돌출되지 않으므로, 배플(41A)은 보다 짧을 수 있다. 배플(41A)은 스냅 체결식 결합으로 기부(50A)에 보유되며, 배플(41A)은 외측 배플 판(122A) 내에 복수의 배출 구멍(12A)을 형성한다.
밸브(46A)와 배플(41A)은 협동하여 도1 내지 도5에 도시된 마개(40)의 제1 실시예를 참조로 이상에서 설명한 바와 대체로 동일한 방식으로 액상 또는 분말 상태의 제품에 바람직한 분배 특성을 부여하도록 기능한다.
밸브(46과 46A)와 유사하거나 상이한 다른 유형의 밸브도 본 발명의 마개에 사용될 수 있다. 그러나, 이상 설명한 가요성 슬릿형 밸브(46과 46A)가 제품 특히 미세 분말 제품을 분배하는 데 특히 양호하게 배플(41 또는 42A)과 함께 기능하는 것을 알게 되었다.
본 발명의 마개의 제3 실시예가 도9에 도시되었으며 도9에 참조 번호 40B로 표시되었다. 마개(40B)는, 용기(42B)에 장착되고 배플(41B)에 의해 클램핑 결합 상태로 밸브(46B)를 지지하기 위한 기부(50B)를 포함한다.
도9에 도시된 제3 실시예에 있어서, 용기(42B), 기부(50B), 배플(41B) 및 밸브(46B)는 각기 도1 내지 도5에 도시된 제1 실시예를 참조로 이상에서 설명한 대응 구조(42, 50, 41 및 46)와 대체로 동일한 구조를 갖는다. 마개(40B)의 제3 실시예는 캡 또는 뚜껑(128B)이 추가된 것에만 차이가 있다.
뚜껑(128B)은 기부(50B)의 일부로 일체 성형되며 가요성 힌지 스트랩(130B)에 의해 힌지식으로 연결되어 있다. 뚜껑(128B)은, 배플 분배 구멍(124B)의 외측으로 배플(41B)의 외표면에 결합되는 내향 돌출된 씰 비드(134B)가 갖춰진 내측 환형 씰 벽(132B)을 포함한다. 따라서, 가요성 밸브(46B)를 개방시키기에 충분한 힘으로 용기(42B)가 우연하게 압착되거나 충돌된 경우에도, 제품은 뚜껑(128B) 내에 보유되어 있다.
용기(42B)로부터 제품을 분배하고자 하는 경우에는, 뚜껑(128B)을 상방으로 상승하여 개방 위치로 힌지(130B)를 중심으로 선회한다. 필요하면, 마개는 자체 유지하는 안정한 개방 위치를 갖는 적절한 스냅 작용식 쌍안정한(bistable) 힌지를 사용할 수 있다. 어떤 장치에서는, 뚜껑(128B)이 마개 기부(50B)의 일부로 직접 부착되지 않은 별개의 가동 요소로서 제공되는 것이 바람직하다.
본 발명의 마개의 제4 실시예가 도10에 도시되었으며 도10에 참조 번호 40C로 표시되었다. 마개(40C)는, 용기(42C)에 장착되며 분배 구멍(124C)을 갖는 배플(41C)에 의해 클램핑 결합 상태로 밸브(46C)의 지지 플랜지(104C)를 지지하는 기부(50C)를 포함한다. 밸브(46C)는 도1 내지 도5를 참조로 이상에서 설명한 제1 실시예의 밸브(46)와 동일하며 동일한 방식으로 기능한다.
도10에 도시된 제4 실시예에 있어서, 배플(41C)은 마개 기부(50C)의 일부로 성형된다. 배플(41C)이 기부(50C)와 일체이기 때문에, 별개의 배플을 마개 기부 상에 보유하는 데는 스냅 체결 결합을 필요로 하지 않는다. 특히, 도10에 도시된 바와 같이, 마개 기부(50C)는 배플(41C)의 하부를 형성하는 환형 데크(118C)와 일체로 연결된 상방 연장된 벽(64C)을 포함한다. 데크(118C)로부터 상방 연장하는 배플(41C)의 일부는 도1 내지 도5를 참조하여 이상에서 설명한 제1 실시예의 배플(41)의 대응하는 상부와 대체로 동일하다.
배플(41C)이 마개 기부(50C)와 일체로 형성되었기 때문에, 조립체 요소를 수용하기 위한, 특히 밸브(46C)를 위치시키기 위한 수단이 구비되어야 한다. 이를 위해, 밸브(46C)는 이 밸브(46C)를 배플(41C)에 대해서 고정시키는 별도의 본체(140C)에 의해 제위치에 유지된다. 특히, 본체(140C)는 제1 내지 도5에 도시된 제1 실시예의 마개를 참조하여 이상에서 설명한 씰(58)과 대체로 유사한 하방 연장되는 환형 가요성 씰(58C)을 형성한다. 씰(58C)은 방수 밀봉을 제공하기 위해 용기(42C)의 상단 내측 단부에 대하여 수납된다.
또한 마개 본체(140C)는 용기 개구 상에 배출 구멍(60C)을 형성하는 데크(56C)를 갖는다. 데크(56C)의 상부면은, 밸브(46C)의 외주연 플랜지(104C)와 결합되어 배플(41C)에 의해 형성되는 환형의 하방 경사진 클램핑면(106C)에 대하여 밀폐식으로 플랜지(104)를 클램프 고정시키기 위한 상방 경사진 환형 안착면(108C)을 형성한다.
본체(104C)는 기부 상부 벽(64C)의 내부면 상에 형성된 환형 리세스(146C) 내에 수납되는 방사상 외측으로 돌출된 테두리(144C)를 갖는 상향 연장된 환형 벽(62C)을 포함한다. 테두리(144C)는 리세스(146C) 아래에서 기부 벽(64C)으로부터 내측으로 돌출된 환형 비드(148C)와 결합한다. 본체(140C)를 밸브(46C)와 클램프 결합된 상태로 제위치에 확고히 보유하기 위해 본체 테두리(144C)와 기부 비드(148C) 사이에 스냅 체결식 결합이 이루어진다.
면(50C)의 상단부에 일체로 형성되었으나, 배플(41C)은 도1 및 도5에 도시된 제1 실시예의 배플 구멍(124)에 대하여 위에서 설명한 것과 대체로 동일한 방식으로 기능하는 복수의 분배 구멍(124C)을 형성한다.
본 발명에 따른 마개의 제5 실시예가 도11 내지 도16에 도시되었으며 도11에 참조 번호 40D로 표시되었다. 마개(40D)는 용기(42D)에 장착되며, 밸브(46D)와, 밸브 지지 본체(140D) 및 배플(41D)을 지지하기 위한 기부(50D)를 포함한다.
도11에 도시된 제5 실시예에 있어서, 용기(42D)와, 기부(50D)와, 배플(41D) 및 밸브(46D)는 각기 도1 내지 도5에 도시된 제1 실시예를 참조하여 이상에서 설명한 대응하는 구조(42, 50, 41 및 46)와 대체로 유사한 구조를 갖는다. 마개(40D)의 제5 실시예는, 밸브(46D)의 내측 지지부가 배플(41D) 및 밸브(46D)와 함께 카트리지를 형성하는 본체(140D) 형상으로 기부(50D)와는 별개로 마련되어 있는 점에서 주된 차이점이 있다.
기부(50D)는 내측으로 개방된 환형 홈(66D)을 형성하는 상부 환형 벽(64D)을 갖는다. 환형 플랜지(60D)는 홈(66D)의 하부 및 용기(42D)의 상단부 상부에서 환형 벽(64D)으로부터 내측으로 연장된다. 플랜지(60D)의 내측 단부는 환형 비드(61D)를 형성한다. 전술한 기부(50D)의 상부 구조는 본체(140D)와 배플(41D) 사이에 클램프되는 밸브 지지 본체(140D)와, 배플(41D) 및 밸브(46D)를 수납하여 보유하도록 되어 있다.
본체(140D)와, 밸브(46D) 및 배플(41D)은 표준형 카트리지를 형성한다. 도14 내지 도16에 도시된 바와 같이, 카트리지의 본체(140D)와 배플(41D)은 초기에, 본체(140D)와 배플(41D)이 일체형 구조로 성형된 "개방" 상태로 제조된다. 도시된 바람직한 실시예에서, 본체(140D와 41D)는 힌지(130D)(도15와 도16)가 본체(140D)와 배플(41D) 사이로 연장되어 연결하는 상태의 일체형 구조로 적절한 열가소성 재료로 함께 성형된다. 배플(41D)은 원형 지점에 복수의 분배 구멍(124D)을 갖는 중앙 상부 배플 판(122)과 함께 성형된다.
또한 카트리지는, 카트리지가 폐쇄된 상태(도11과 도13)에 있을 때 배플(41D)에 의해 본체(140D) 내에 장착되어 그 내부에 보유되는 가요성, 탄성, 슬릿형 분배 밸브(46D)를 포함한다.
밸브(46D)는 도1 내지 도5를 참조하여 이상에서 설명한 제1 실시예의 밸브(46)와 동일하다. 밸브(46D)는 스커트(100D)와, 대략 도브테일 형상의 횡단면을 갖는 외주연 플랜지(104D)를 포함한다.
밸브(46D)는 카트리지 본체(140D) 내에 설치되며, 밸브(46D)의 상부에 폐쇄되는 배플(41D)에 의해 카트리지 본체에 클램프되어 도11 내지 도13에 도시된 바와 같은 완전 조립된 카트리지를 형성한다.
카트리지 내에 밸브(46D)가 안착되게 하기 위해, 카트리지 배플(41D)의 하부면은 밸브 플랜지(104D)의 상부와 결합하기 위한 환형의 하방 경사진 클램핑면(106D)(도11과 도16)을 형성한다.
밸브 플랜지(104D)의 하부는 상방 경사진 안착면(108D)을 형성하는 본체(140D) 내의 환형 견부에 결합된다(도11과 도16).
클램핑면(106D)과 안착면(108D) 사이의 간격은 각기 중심으로부터 반경 방향 거리가 증가하면서 증가한다. 이와 같은 형태는, 밸브 플랜지(104D)의 형상과 대략 일치하는 도브테일 형상의 횡단면을 갖는 공동을 형성한다.
이러한 클램핑 장치는, 특별한 내부 지지 구조 또는 스커트(100D)와 인접한 지지 부재를 필요로 하지 않고도 밸브(46D)를 카트리지 본체(140D) 내에 확고히 보유한다. 이는 밸브 스커트(100D)의 인접 지역이 밸브 스커트(100D)를 수용할 수 있도록 대체로 개방되고, 자유롭고, 비어 있게 한다.
밸브(46D)가 도15에 도시된 바와 같이 본체(140D) 내에 적당히 장착되면, 밸브(46D)는 카트리지 배플(41D)의 상부에 대해서 오목하다. 이는 밸브(46D)가 개방된 분배 위치[도5의 밸브(46)의 개방 위치와 유사한]로 상향 이동하기에 충분한 공간을 제공한다. 도1 내지 도5에 도시된 마개(40)의 제1 실시예에 관하여 이상 설명한 바와 같이, 제품이 밸브(46D)를 통해 분배되면, 밸브는 오목한 위치로부터 외측으로 변위된다.
카트리지 본체(140D)와 배플(41D)은 배플과 본체가 폐쇄된 형태로 함께 보유될 수 있게 하는 외부 형태를 갖는다(도11 내지 도13). 특히, 본체(140D)는 [비드(144D)가 단절된 힌지(130D) 지점을 제외한] 본체의 상단부의 외주연 둘레로 연장하는 환형 비드(144D)(도18)를 갖는다. 배플(41D)은, 설치된 밸브(46D) 상에 배플(41D)이 폐쇄되는 경우에 본체 비드(144D)를 스냅 체결식 결합 상태로 수납하기 위한 환형 홈(146D)과 비드(148D)(도11, 도13 및 도16)를 형성한다.
폐쇄된 카트리지[본체(140D)와, 배플(41D) 및 밸브(46D)로 이루어진]는 마개 기부(50D)에 결합되도록 되어 있다. 이를 위해, 배플(41D)은 스냅 작용 결합되어 기부 홈(66D)(도11)에 수납되는 외향 돌출된 환형 비드(116D)(도11 내지 도15)를 갖는다.
본체(140D)는 용기(42D)의 내측 단부에 대하여 밀폐되는 환형 씰 벽(58D)을 포함한다.
제품을 밸브(46D)를 통해 강제로 통과시키기에 충분할 만큼 용기를 압착시킴으로써 용기(42D) 내의 제품은 용기(42D)로부터 분배될 수 있다. 우선, 용기(42D)를 역전시키거나 기울여서 밸브(46D)가 하방으로 배출되도록 향하게 함으로써 이루어진다. 일반적으로, 용기 내의 제품은 중력 하에서 하방으로 이동하여 용기의 목부 지역을 채운다. 제품은 밸브(46D)의 내부면을 향해 유동한다. 밸브(46D)는 제품의 무게가 정상적인 정적 조건 하에서 밸브를 편향시키지 않도록 설계되는 것이 바람직하다.
그러나, 용기를 압착시킴으로써 용기 내의 내압이 충분히 높아지면, 증가된 압력(용기가 역전된 경우에는 용기 내의 액체의 무게도 포함하게 되는)은 밸브 중심벽을 외측으로 편향시켜서 밸브를 개방시키게 된다.
다양한 치수 및 형상의 용기에 표준형 카트리지를 갖는 마개(40D)가 용이하게 구비될 수 있다. 밸브(46D)를 포함한 카트리지는 표준 형상과 표준 치수를 갖는 하나의 보편적인 형태로 제공될 수 있다. 마개 기부(50D)의 내부에는 표준형 카트리지를 위한 표준 형상 및 치수의 수납 지역이 구비될 수 있다. 따라서, 특정 치수 및 형상을 갖는 용기의 목부를 수용하는 데 필요한 만큼만 기부(50D)의 스커트를 변형하면 된다. [(본체(140D)와, 밸브(46D) 및 배플(41D)을 포함하는) 표준형 소직경 카트리지가 다양한 용기의 직경이 보다 큰 목부에 체결될 수 있도록 씰 벽(58D)이 소정 장치에서는 생략될 수 있다.]
또, 표준형 카트리지를 표준형 밸브와 사용하는 것은 밸브를 단일 제조 공정으로 카트리지에 조립할 수 있게 한다. 카트리지는 카트리지를 마개 기부(50D) 내에 설치하는 자동 기계에 의해 고속으로 용이하게 처리될 수 있다. 보다 큰 마개 기부(50D) 내에 설치할 때 작은 가요성 밸브를 직접 다룰 필요가 없게 된다.
일체형 카트리지(일체형 본체, 힌지 및 배플과 별도의 밸브를 포함하는)를 사용하는 것은 취급해야 할 각 부품수를 최소화한다. 또한, 카트리지 배플(41D)을 카트리지 본체(140D)에 스냅 결합하는 것은 밸브(46D)를 포획하는 조립 공정을 비교적 신속하고 효과적이게 한다. 결과적으로, 카트리지를 마개 기부(50D) 내에 스냅 체결 결합하는 것은 최소의 불량품율로 비교적 고속 제조를 가능하게 한다.
또한, 카트리지를 사용하는 것은 다색 마개의 창출을 용이하게 한다. 카트리지는 단색으로 제조되지만, 마개 하우징은 다른 색상으로 성형될 수 있다.
필요하면, 카트리지 배플(41D) 또는 기부(50D)에는 도9에 도시된 뚜껑(128B)과 유사한 힌지식 뚜껑 또는 캡(도시되지 않음)이 구비될 수 있다. 이와는 달리, 분리되는, 완전히 제거될 수 있는 뚜껑이 구비될 수도 있다.
이상의 본 발명의 상세한 설명 및 도면으로부터 본 발명의 신규한 개념 또는 원리의 기술 사상 및 범위로부터 벗어나지 않으면서 여러 가지 다른 변형 및 수정이 이루어질 수 있음을 알 수 있다.

Claims (13)

  1. 개구를 갖는 용기용 마개에 있어서,
    용기의 개구 주위에서 장착되는 기부와,
    기부를 가로질러 설치되고 용기 내에 증가된 압력에 반응하여 유체가 유출될 수 있게 개방되고 증가된 압력이 제거되었을 때는 이를 통한 유동을 차단하도록 폐쇄되는 오리피스를 형성하는 분배 밸브와,
    복수의 분배 구멍을 형성하고 밸브의 외측으로 기부 상에 마련되는 분산 배플을 포함하는 것을 특징으로 하는 마개.
  2. 제1항에 있어서,
    기부, 밸브 및 배플은 개별 구조물이며,
    배플이 기부에 스냅 체결 결합되어 밸브를 배플과 기부 사이에 클램프 고정시키는 것을 특징으로 하는 마개.
  3. 제1항에 있어서, 마개가, 배플을 덮는 폐쇄 위치와 배플이 노출되는 개방 위치로 사이에서 이동할 수 있도록 기부에 힌지된 뚜껑을 포함하는 것을 특징으로 하는 마개.
  4. 제1항에 있어서, 배플이 본체의 일체형 연장부인 것을 특징으로 하는 마개.
  5. 제1항에 있어서, 마개가 밸브를 본체와 배플 사이에 클램프 고정시키기 위해 배플과 스냅 체결 결합되는 본체를 더 포함하고,
    본체, 배플 및 밸브는 협동하여 카트리지를 형성하고,
    카트리지는 용기 개구를 가로질러 설치되는 기부와 스냅 체결 결합되는 것을 특징으로 하는 마개.
  6. 제5항에 있어서, 배플이 본체에 힌지된 것을 특징으로 하는 마개.
  7. 제5항에 있어서, 배플이 기부와 스냅 체결 결합되고, 본체는 기부에 결합되는 것을 특징으로 하는 마개.
  8. 제5항에 있어서, 본체가 기부와 스냅 체결 결합되는 것을 특징으로 하는 마개.
  9. 제1항에 있어서, 분산 배플 내의 분배 구멍이 고체 중심부 둘레의 원형 지점 상에 배열된 것을 특징으로 하는 마개.
  10. 제1항에 있어서,
    밸브가 환형 플랜지를 포함하고,
    마개가 밸브 플랜지를 클램프 고정시키기 위한 한 쌍의 대향한 제1 및 제2 클램핑면을 포함하는 것을 특징으로 하는 마개.
  11. 제10항에 있어서, 제1 및 제2 클램핑면이 각기 기부와 분산 배플에 의해 형성된 것을 특징으로 하는 마개.
  12. 제10항에 있어서, 마개가, 밸브를 배플과 본체 사이에 클램프 고정시키기 위해 분산 배플과 스냅 체결 결합되는 본체를 더 포함하고,
    본체가 제1 클램핑면을 형성하고 분산 배플이 제2 클램핑면을 형성하며,
    본체 밸브 및 배플이 협동하여 카트리지를 형성하고,
    카트리지가 기부에 스냅 체결 결합되는 것을 특징으로 하는 마개.
  13. 제1항에 있어서, 배플이 기부의 일체형 연장부이고, 마개는 밸브를 배플에 클램프 고정시키기 위해 기부와 스냅 체결 결합된 본체를 포함하는 것을 특징으로 하는 마개.
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