JP5681295B2 - 吹込成形容器 - Google Patents

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Description

本発明は、クロージャを、容器の開口又はネックに取り付けるための保持機構と、2つ以上のアンダーカットを作り出す物理的ジオメトリを有する容器本体の一部分と、を備える吹込成形容器に関する。
調剤用のパッケージ又は容器を包含する様々なパッケージが、家庭用品、パーソナルケア製品、及び他の製品のために開発されてきた。消費者に感じのよい審美的外観を与える容器は、その容器のデザインと十分に一体化するクロージャデザインを有する。このことによって、2つの構成要素の一体化が十分に考慮されたというメッセージが伝達される。このことは、消費者がクロージャ機能を直観的に認識できるようにするのに重要である。十分に一体化された容器/クロージャシステムの一例は、容器のジオメトリがクロージャを包み込んでショルダーを作り出すものである。このジオメトリは、凹形ネックを備えた容器と称されることもある。この凹所ジオメトリは、様々な目的、例えば、容器及びクロージャに対する総合的な外観、逆方向における容器の安定性を果たして、消費者がクロージャの機能をより直観的に認識できるようにする。
今日の従来的な吹込成形技術で、この容器ジオメトリを吹き込むことは可能でない。なぜなら、容器は、ショルダーの凹部にアンダーカットを有するからである。これは、成形用キャビティツールが開放されようとするとき、凹部分を作り出す鋼が捕捉されるからである。吹込ピンヘッドツールを用いて、上部を成形することになる場合、容器のショルダーに近接しているスナップビード機構の下のアンダーカットに遭遇するであろう。これは、形成されたビード機構の下からスナップビードを作り出す吹込ピンツーリングを引っ張ることができないからである。
市場に出ている容器であって、凹所ジオメトリデザイン(recess geometry design)を使用する容器を考慮する場合、それら容器は通常、直線的ショルダー対凹面のデザインを有することに気づかされる。その凹所を形成するには、いかなる進歩性をも必要としない。なぜなら、成形型が、容器のジオメトリの内部に捕捉されるいかなる成形型材料の方へも動くことなく、直線的引張り運動で開くことのできる少なくとも1つの方向が存在するからである。更に、吹込成形における直線的引張りによって変形されないことが可能である凹所ジオメトリは、デザインが大幅に制限され、クロージャと吹込成形容器との一体化が限定され、したがって、上述のあらゆる利点が限定される。
現在市場に出ている他の容器であって、様々なショルダージオメトリを有する容器は存在するものの、これらの容器は、本発明で見出だされたネックと異なるネックを使用する。これらの容器は、クロージャ取付け機構であって、クロージャが、調剤用開口部の内側から容器の上に素早く動く機構を使用する。本発明において記述される方法によって製造される容器の非限定的例は、容器のネックの外側上でスナップ式である、スナップオン・クロージャ機構を有する呼ばれることがある。本発明の発見によって、本発明のデザインは、漏洩に対するより大きい信頼性を提供する。なぜなら、ネックの外側部分が調整されて、容器の内側部分に比べて、より厳しい許容範囲を提供するからである。容器の内側は、あまり調整されず、容器とクロージャとの間の嵌め合い不良の可能性が増大し、したがって潜在的漏洩が引き起こされる。これは、押出吹込成形方法によって吹き込まれた部品が、通常、部品の内側に比べて、外側においてより良く制御されたジオメトリを有するからである。なぜなら、材料の肉厚は、部品のアスペクト比に起因して変動し、結果として半径方向と軸方向との両方で異なるパリソン延伸比となることがあるからである。加えて、クロージャがネックの内側から容器の上に付着する容器は、二次的操作として、ネックのトリミング及びリーマー仕上げを必要とする。余分な材料を切り取る操作は、本来、費用効果がある訳ではなく、回避されるべきである。更に、いかなる切削加工作業も、切り取られようとする部品に対して連続的アクセスが必要であり、利用可能な凹所ジオメトリを制限し、かつ、クロージャと吹込容器との一体化を限定し、したがって、上述のあらゆる利点を限定する。クロージャがネックの内側から密封し、かつ、ネックの外側から容器の上にスナップするクロージャ取付け機構と一緒に、従来の受座(striker plate)と吹込ピンツールとのデザインを用いることができる。この場合、吹込ピンは、パリソンが受座と接触するとき、パリソンを切断して、調整されたネックを作り出し、したがって、トリミング及びリーマー仕上げの二次作業の必要性を排除する。
これまでのところ、大抵のクロージャは容器のジオメトリを完成し、そうすることによって、クロージャの寸法は容器のジオメトリに釣り合う必要がある。本発明において、クロージャの寸法は最小限に抑えられ、それによって、幾つかの利点を提供する。それら利点の1つは、クロージャの重量を、所要のクロージャ機能性を可能にするのに必要とされる最小量の樹脂まで低減することである。このことは、これまでのところ、業界が十分に確立されたポリプロピレンのリサイクル流れを有していない環境にとって利益となる。全体のパッケージから重量が低減されるクロージャを有することによって、容器が改善されたリサイクル性を有することが可能となる。また、そのことによって、樹脂、加工処理、ツーリング、射出成形(IM)プレスの選択、及びその他に関連するコストを含むクロージャの全コストが低減する。クロージャ寸法を最小限に抑えることのもう1つの利点は、クロージャが、デザインにおいてより小さな焦点となり、1つのブランド内で様々な容器デザインのために同一のクロージャを用いることをより誘導的にし、様々なブランド/成形ファミリーの全体にわたって、同一クロージャを使用することさえ可能にすることである。このことは、最適化及び効率性を促進し、かつ、見返りにコストを更に低減する。このことは更に、形状の輪郭が、追加的特徴部、例えば、ステップ、より大きい半径、又は他の幾何学的改変及び角度等を用いて、クロージャを調整することなく、比例的に縮尺で設計されるのを可能にする。
クロージャ寸法を最小限に抑えることのもう1つの利点は、それは容器の形状において一体化されることが可能であることである。容器がそれの逆方向になっているとき、一体化されたデザインは、容器の頂面を使用することが、より大きいクロージャを必要とするのに対して、安定性を付与するのを可能にする。また、(シャンプー及びコンディショナー等の)形態の間に差別化を作り出すのに役立ち、消費者が探している製品を彼らが識別するのに役立つ。このことによって、容器のデザインのスケールと開発とが促進され、その結果、利点が促進される。更なる利点は、凹所クロージャを有することは、凹所クロージャが凹所ジオメトリによって保護されることに起因して、損傷からのより高いレベルの保護を提供することである。容器がクロージャの周りを包む凹形ネックを有することのもう1つの利点は、そのことが、様々な寸法の全域で同一クロージャを使用することを可能にし、容器とクロージャとの間に一体化された外観を依然として有することである。本発明の更なる利点は、様々な成形技術によって製造された容器の全体にわたって、同一クロージャを使用することのできる可能性である。成形技術の非制限的例には、押出吹込成形(EBM)、射出吹込成形(IBM)、及び射出延伸吹込成形(ISBM)が包含される。このことによって、スケールは促進され、かつ、コストは更に低減される。
吹込容器のジオメトリに凹所を有する容器を記述することが、本発明の目的である。そのような凹所は、クロージャが吹込成形容器と連結されるとき、それがその吹込成形容器の最外表面の頂点と実質的に同じ高さになるような具合に、クロージャと容器との一体化を可能にする。
本発明は、2つ以上のアンダーカット、好ましくは凹所を作り出す物理的ジオメトリと、上記容器の開口又はネックに取り付けるためのクロージャ保持機構と、を具備する容器を目的とする。
凹形ネックと、スナップビード・クロージャ機構とを備えた最終容器形状の等角図。 ミニチュア・クロージャの非限定的例の等角図。 凹形ネックと、ミニチュア・クロージャとを備えた容器であって、直立方向及び逆さま方向に組立てられて立っている容器。 モールド機能の方向と成形分割線とを説明する容器の平面図。 凹形ネックとミニチュア・クロージャとが取り付けられた容器の平面図。
本発明の目的のために、適切な凹所は、クロージャが物品と連結されるとき、この物品の一部分がクロージャの少なくとも一部を包み込むのを可能にするものである。そのような凹所は、クロージャが物品に連結されるとき、クロージャが、依然として物品の最外表面の頂点と実質的に同じ高さのままになるのを可能にすることができる。本明細書において、「クロージャの少なくとも一部」は、クロージャが物品に連結されるとき、一部分が、クロージャの周囲に広がって、x−y平面においてクロージャの中心から測定されて、少なくとも45°、好ましくは少なくとも60°、より好ましくは60°〜360°の間の角度を形成することを意図する。
本明細書で用いられる用語「一体化された」は、(i)上記クロージャの少なくとも一部が、物品の少なくとも1つの表面、好ましくはショルダーの外面と実質的に同じ高さのままであること、及び(ii)物品の少なくとも1つのショルダーが、クロージャの少なくとも一部を包み込み、好ましくは少なくとも1つの窪んだ面を形成することを意図する。そのような形態の利点は、消費者の所望する輪郭である。
本明細書で用いられる用語「アンダーカット」は、物理的ジオメトリの少なくとも一部分と交差する直線方向に成形型が開放されるとき、成形型から物品が取り出されるのを妨げる物理的ジオメトリを意味する。
本明細書で用いられる用語「損傷することなく」は、物品が、成形プロセスの終わりに作り出される最終の物理的ジオメトリを保持することを意味する。
本明細書で用いられる用語「スケール」とは、デザイン及び開発の時間と資源とを低減することによって得られる経済的利益だけでなく、需要者承認、デザインの美的価値観等にマイナス要素を与えることなく、直接的再適用によって得られる資本投資をもいう。
吹込成形は、容器、燃料タンク、ハンドル等のプラスチック物品を製造するための周知の製造方法である。吹込成形方法は、プラスチックを溶融し、それをパリソン又は予備成形品に形成することから始まる。パリソンは、次いで、成形型の中に固定され、次いで、加圧媒体(通常は空気)がその中に吹き込まれるか、又は供給される。空気圧力によって、プラスチックは成形型の周辺ジオメトリとぴったり合うようになる。ひとたびプラスチックが冷却されて硬化すると、成形型は開放されて、部品は取り出される。
主な3種類の吹込成形用プラットフォーム、すなわち、押出吹込成形(EBM)、射出吹込成形(IBM)及び延伸吹込成形(SBM)が存在する。用途によっては、形成すべき物品の特性及び複雑さによるが、上記の吹込成形用プラットフォームの組合せ、例えば射出延伸吹込成形(ISBM)がより適切であることもある。
本発明において使用されるプラスチック樹脂材料は、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)のようなポリオレフィン、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ乳酸(PLA)又はポリエチレンテレフタレート(PET)であってもよい。
本明細書において用いられる「ポリエチレン」は、特に明記されない限り、高密度ポリエチレン(HDPE)、低密度ポリエチレン(LDPE)、線形低密度ポリエチレン(LLDPE)、及び超低密度ポリエチレン(ULDPE)を包含する。本明細書において用いられる「ポリプロピレン」は特に明記されない限り、ホモポリマーポリプロピレン、ランダム共重合ポリプロピレン、及びブロック共重合ポリプロピレンを包含する。
したがって、凹形ネック(102)とクロージャ保持機構(103)とを有する新たな容器のデザインの必要性が存在する。容器(101)は、前述の様々な吹込成形法のいずれによっても製造することができる。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、クロージャ(106)を、容器(101)の開口又はネック(102)に取り付けるためのクロージャ保持機構(103)であって、ビード、スレッド、バイオネット、及びそれらの混合物からなる非限定的群から選択されることが可能な保持機構を有する。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)はまた、従来的に2つ以上のアンダーカット(107)を作り出すものと考えられ、したがって成形後に、モールドから容器を取り出すとき、容器の形状を一時的に又は永久的に部分的変更も変形も行わないことは難しいジオメトリ形状を有する。これは、容器の形状を作り出すのに用いられるモールドの材料が、容器のジオメトリ内部に捕捉され、図1Dに示されるように、モールドの直線的引張り開放作用を斟酌しないからである。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、クロージャ(106)と容器のネックの周囲の容器のジオメトリとの間のインターフェイス(105)が、凹形、凸形、線形、非線形、又はそれらの混合からなる非限定的群から選択されることが可能であるジオメトリを有する。インタフェースのジオメトリ(105)の具体的形状は、クロージャ(106)の形状と嵌合するように範囲を規定されることが可能であり、その結果、クロージャ(106)と容器(101)との間に一体化された外観を作り出すことができる。
本発明の更なる実施形態において、容器(101)は、容器のネックと容器のクロージャ・インタフェースとの周囲に非線形ジオメトリを有する。インターフェイス(105)の湾曲は、クロージャ(106)の周りに容器の覆いを有することを可能にし、完全に一体化された所望のデザインが審美的になるのを可能にする。クロージャ(106)の周りを包む容器(101)の一部分は、容器のショルダー(104)と称されることがある。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、ショルダー(104)のジオメトリであって、クロージャ(106)とのインターフェイス(105)を有するショルダー壁の側面が、10°未満の凸の抜け勾配を有するジオメトリを有する。また、更なる実施形態において、抜け勾配は8°未満まで更に減少することもあり、好ましくは、抜け勾配は5°以下まで更に減少することもある。このショルダーの表面は、ひとたびクロージャ(106)が組み立てられれば、容器(101)とクロージャ(106)との間にインターフェイス(105)を作る。10°未満の凸の抜け勾配を有することは、二つの主な理由で重要である。
1)需要者承認−抜け勾配が小さければ小さいほど、クロージャ(106)が組み立てられた後、クロージャ(106)と容器(101)との間に存在するであろう空間、すなわちギャップ(108)は小さくなる。大きいギャップは典型的には、水又は生成物が蓄積して全体の組立品が雑然としているように感じさせる領域として、需要者に認められる。加えて、大きいギャップは、クロージャと容器とが完全には一体化されておらず、全体のパッケージを粗末なデザインと思わせる認識を需要者に与えるかもしれない。そのようなギャップ(108)は、ショルダーの表面(104)からクロージャ(106)までの距離が7.4mmを超えるとき、需要者はまた、生成物流れに対する内部バリヤを認める。
2)複数の容器サイズの全体にわたる、クロージャ(106)の潜在的再適用−容器の垂直なショルダー・インタフェース(105)壁上に小さい抜け勾配を有することは、平角又は低い鉛直角でクロージャ(106)を使用することを可能にする。クロージャ(106)が、低い鉛直抜け勾配を有する場合、クロージャ(106)は、クロージャのこの側面を覆うショルダー(104)を有する容器だけでなく、異なるショルダーのデザインを有する容器も一緒に、又はショルダーを全く有さない容器であって、クロージャの周辺が部分的に若しくは完全に露出されている容器さえも一緒に使用されることが可能である。様々な容器のデザインの全体にわたって同一クロージャを使用するように柔軟性を持つことによって、典型的には、コストとロジスティック複雑性とを低減するスケールが作り出される。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、ショルダー(104)ジオメトリであって、ショルダーの形状を一部変更して、様々な容積サイズの容器を成形することができ、しかも、依然としてそれらを同一クロージャ(106)と連結することができるジオメトリを有する。ショルダー(104)の形状を一部変更して同一クロージャ(106)と嵌合させることによって、典型的にはコストを低減し、しかも、全てのアセンブリがそれの完全に一体化された審美的外観を維持するのを可能にするスケールが作り出される。
本発明の更なる実施形態において、容器本体の一部分は、少なくとも1つの非線形アンダーカット又は2つ以上の線形アンダーカットを作り出す物理的ジオメトリを有することができる。1つの実施形態において、線形アンダーカットは、表面が同一平面内に存在するような具合に、表面ジオメトリの一部分を有することができる。本発明の1つの実施形態において、非線形アンダーカットは、表面が複数の平面で存在するような具合に、表面ジオメトリの一部分によって範囲を限定されることが可能である。
本発明の1つの態様において、容器(101)は、押出吹込成形(EBM)、射出吹込成形(IBM)、射出延伸吹込成形(ISBM)、又はそれらの混合からなる非限定的群から選択される方法によって製造される。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、ショルダー(104)ジオメトリであって、クロージャ(106)と一体化されるジオメトリを有し、好ましくは、このショルダー(104)ジオメトリとこのクロージャ(106)と一体化によって、容器の輪郭が完成される。
本発明の1つの実施形態において、容器(100)は、容器のネックが、容器本体の一部分によって少なくとも部分的に包み込まれることが可能である。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、クロージャ保持機構(103)であって、容器の保持機構(103)が、容器の外部ネック仕上げによって突出しているので、容器の保持機構(103)は「オス型部材」と称されることがあるクロージャ保持機構を有する。一方、クロージャ(106)は、「メス型部材」を有する。なぜなら、クロージャ(106)は、容器(101)がひとたび組み立てられれば嵌合する凹所領域を有するからである。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、容器の保持機構(103)がビードの先端からネックの外径又はベース径まで約1.5mm未満の深さを有するクロージャ保持機構(103)を有する。この深さを有することは重要である。なぜなら、クロージャ(106)と容器(101)との間に十分な嵌合が確実に存在して、クロージャが容器から意図的でなく分離するのを防止するからである。本発明の別の実施形態において、容器は、容器の保持機構が「メス型部材」と称されることがあるクロージャ保持機構を有する。なぜなら、それは、容器の外部ネック仕上げによる窪みを有するからである。クロージャ保持機構は、「オス型部材」と称されることがある。なぜなら、それは、クロージャの仕上がりから突出して、ひとたび組み立てられた容器に嵌め込まれるからである。本発明の1つの実施形態において、容器は、容器の保持機構がネックの外径からメス型保持機構のベースまで約1.5mm未満の深さを有するクロージャ保持機構を有する。この深さを有することは重要である。なぜなら、クロージャと容器との間に十分な嵌合が確実に存在して、クロージャが容器から意図的でなく分離するのを防止するからである。
本発明の別の実施形態において、容器(101)は、ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ乳酸(PLA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又はそれらの混合物からなる非限定的群から選択される材料で構成されている。これらは、吹込成形容器を製造するのに使用される典型的な樹脂である。1つの態様において、プラスチック樹脂材料は、ポリオレフィン高密度ポリエチレン(HDPE)である。それらプラスチック材料は、石油化学源モノマー又は生物源モノマーで作られることが可能である。
本発明の更なる実施形態において、容器(101)は、容器ジオメトリに2つの固定表面(109)を有する。このジオメトリを有して、成形物品は、直立方向又は逆方向等の複数の方向で置かれることが可能である。このジオメトリは、更に、成形品のための非突出クロージャ(106)に対応できる。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、成形容器機構を永久的にも一時的にも変形させることなく、成形キャビティから取り出される。このことは重要である。なぜなら、あらゆるタイプの変形は、永久的又は一時的であり、結局、機構の保全性に影響を及ぼすことになるからである。
本発明の1つの実施形態において、容器(101)は、生分解性ポリマー又は複数種類の生分解性ポリマーの混合物で構成される。
本発明の更なる実施形態において、容器(101)は、ポリ乳酸(PLA)、ポリグリコール酸(PGA)、ポリブチレンコハク酸エステル(PBS)、テレフタル酸に基づく脂肪族−芳香族コポリエステル、高テレフタル酸含量を有する芳香族コポリエステル、ポリヒドロキシアルカノエート(PHA)、熱可塑性デンプン(TPS)、セルロース、又はそれらの混合物からなる非限定的群から選択される生分解性ポリマー材料で構成される。
本明細書に開示した寸法及び値は、記載された正確な数値に厳密に限定されるものとして理解されるべきでない。むしろ、特に断らない限り、そのような寸法はそれぞれ、記載された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「40mm」として開示された寸法は、「約40mm」を意味するものとする。
本発明の「発明を実施するための形態」で引用した全ての文献は、関連部分において本明細書に援用するが、いずれの文献の引用もそうした文献が本発明に対する先行技術であることを容認するものとして解釈されるべきではない。本書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献における同一の用語の任意の意味又は定義と相反する限りにおいては、本書においてその用語に与えられた意味又は定義が適用されるものとする。
以上、本発明の特定の実施形態を例示、記載したが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく他の様々な変更及び改変を行いうる点は、当業者には明らかであろう。したがって、本発明の範囲に含まれるそのような全ての変更及び改変を添付の特許請求の範囲において網羅するものとする。

Claims (15)

  1. a)クロージャを、容器の開口又はネックに取り付けるための保持機構と、
    b)2つ以上のアンダーカットを作り出す物理的ジオメトリを有する容器本体の一部分と、
    を具備し、
    前記容器の前記一部分では、前記容器から突出することで前記容器上に凹所を形成するショルダーが、前記容器と一体成形され、
    前記クロージャと前記容器の開口又はネックの周囲の容器ジオメトリとの間のインタフェースが、前記クロージャの周りに前記ショルダーの覆いを形成するように、前記クロージャの形状に合う形状を有する容器。
  2. 前記容器の前記一部分は、前記容器のネックと前記容器のクロージャ・インタフェースとの周囲のジオメトリであって、凹形、凸形、線形、非線形、線形と非線形との混合、又はそれらの混合からなる群から選択される、ジオメトリを有する、請求項1に記載の容器。
  3. 前記容器の前記一部分は、前記容器のネックと前記容器のクロージャ・インタフェースとの周囲に非線形ジオメトリを有する、請求項1または2に記載の容器。
  4. 前記クロージャとのインタフェースを有する前記ショルダーの垂直側は、10°未満の凸の抜け勾配を有する、請求項1〜3のいずれか一項に記載の容器。
  5. 前記容器の前記ネックは、前記容器本体の前記一部分によって、少なくとも部分的に取り囲まれている、請求項1〜4のいずれか一項に記載の容器。
  6. 前記ショルダーのジオメトリは、一部変更され、成形されて、様々な容積大きさの容器の全体にわたって、同一クロージャを使用することができる、請求項1〜5のいずれか一項に記載の容器。
  7. 押出吹込成形法、射出吹込成形法、射出延伸吹込成形法及びそれらの混合からなる群から選択される方法によって製造される、請求項1〜6のいずれか一項に記載の容器。
  8. 前記ショルダーのジオメトリは、前記クロージャと一体化されている、請求項1〜7のいずれか一項に記載の容器。
  9. 前記保持機構は、前記クロージャのインタフェース又は接続機構におけるオス型部材である、請求項1〜8のいずれか一項に記載の容器。
  10. 前記保持機構は、ビードの先端から前記ネックのベース直径又は外径まで約1.5mm未満の深さを有している、請求項1〜9のいずれか一項に記載の容器。
  11. 前記保持機構は、前記クロージャのインタフェース又は接続機構におけるメス型部材である、請求項1〜10のいずれか一項に記載の容器。
  12. 前記保持機構は、前記ネックの外径から前記メス型保持機構のベースまで約1.5mm未満の深さを有している、請求項1〜11のいずれか一項に記載の容器。
  13. ポリエチレン(PE)及びポリプロピレン(PP)等のポリオレフィン、ポリスチレン(PS)、ポリ塩化ビニル(PVC)、ポリ乳酸(PLA)、ポリエチレンテレフタレート(PET)、又はそれらの混合物からなる群から選択される材料で構成されている、請求項1〜12のいずれか一項に記載の容器。
  14. 前記容器は、容器のジオメトリの中に前記容器を立たせることが可能な2つの固定表面を有する、請求項1〜13のいずれか一項に記載の容器。
  15. 前記容器の機構は、前記成形キャビティからの取り出しの間、一時的にも永久的にも変形されない、請求項1〜14のいずれか一項に記載の容器。
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