JP2008508150A - 交換自在な容器及びカートリッジ並びに容器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】可撓性材料からなる壁部を有する小袋容器を提供する。
【解決手段】壁部は不透過性のシール部を形成するように接合されて前記小袋容器１内に空洞を画定する。前記シール部を貫通すると共に内側及び外側端を有した導管２は、前記内側端が前記空洞内にあり、前記外側端が小袋容器１の外側にあって空洞を導管を介して小袋容器の外部と流体流通するように配置される。前記空洞は使用に当たっては一定量の液体を収容すると共に、前記導管２は、前記小袋容器１の向きにかかわらず、刺激を補足的に付与しなければ空洞から前記液体が流出するのを防止するようにされている。
【選択図】図１

Description

本発明は、可撓性小袋容器に関する。このタイプの小袋容器は供給する液体を蓄えるのに使用するのが典型的であり、該液体が供給された後で処分される。本発明は、また、前記小袋容器の製造方法に関する。

流体を供給する際に、容器の内外差圧をなくして該容器の内外圧を同等とする可撓性壁を備えた容器は既に幅広く使用されている。斯かる容器の主たる利点は、供給中に容積が大きく減少して処分が簡単になると共に、流体を供給した後に空気が入れ替わって入ることがないため、一部使用済み容器中の内容物は、空気に晒されることがなく、長期に亙って「新鮮」な状態を維持できることである。以下に、まず非常に一般的な例を使用して折り畳み可能な流体容器に関する従来技術を説明すると共に、引き続き、より具体的な一段と複雑な構成の貯蔵供給装置を説明する。

使い捨て小袋容器は、通常、破って開けてその内容物を利用するものであり、可撓性の壁を備えた容器の最も簡単な実施形態の１つである。一回きりの供給を行うように構成されて、可撓性材料からなる２つの対向するシートの周囲を完全にシールして形成されるパウチの一部は、意図的に引き千切ってその内容物を露出させるようになっている。斯かる容器からの内容物の流出に関しては、流出方向及び流量の双方ともコントロールされることはなく、また、小袋容器が一旦引き千切られた後で該小袋容器を効果的に再度シールするようにはされていない。斯かる実施形態は、所望の流体が適切な計測量でパウチに内包されている場合に一般的に利用される。壁材の形状及びシール場所を修正することで出口通路を画定して限定することが可能であるが、そのような注ぎ口的な特徴では流量をコントロールすることはほとんど出来ないし、斯かる出口通路自体が潰れる傾向が内在しており、流路断面積が一定とならない。

その他の使い捨ての適用例では、剛性の導管がシールされたパウチ内の流路に圧力嵌めで嵌合して、一旦、引き千切り用細片を引き千切って前記導管の一端を露出すると、内容物を搾り出すようにしてよりコントロールをしながらパウチから流出させるようになっている。この一例が米国特許第２００３／０１６３１１０号に示されており、また、ＷＯ０２／２２０４４号として公開されている（特許文献１参照）。それらに記載された一体型の導管を露出した後で長期かつ信頼性をもって再シールすることはほとんど記載されていない。一時的ではあるが再シールがなされる一例がＷＯ０２／３６３４１号に記載されており、そこでは、製造時に可撓性のストローがフラップ式の閉鎖体の形態をとる追加のシール装置と一体にパウチ内にシールされており、該閉鎖体がストローを囲繞、折り曲げ且つ圧縮して導管内の流れを所望に応じて断つようにさている（特許文献２参照）。

別の方法では、パウチの壁材に導管を貫通させることにより該壁材を破ってシールしたパウチ内の内容物を最終的に利用する。この方法を利用したものとしてカプリサン（Ｃａｐｒｉ−Ｓｕｎ）（登録商標）飲料パウチが良く知られている。一端を鋭利にした取り外し可能なストローをパウチの外側に設け、該ストローを利用して容器の所定部位を注意して貫通させる。斯かる所定の部位では、事前に多層容器をダイカットしてアルミ薄片とその下側の内部プラスチック層を露出させておく。斯かる所定の部位以外の部位で容器に孔を開けようとすると、プラスチック製の外側層が堅いため通常孔は開けられない。しかしながら、導管とパウチの壁材間にはシールが形成されておらず、また、導管またはパウチを再シールするものも設けられていない。従って、斯かる装置は、短期間使用して使い捨てとなる他はなく、また、残す液体は常に所定の貫通部位のレベルより下となる。

米国特許第４０７８６９９号に記載されているように、壁材と貫通部を注意して構成するようにすればより良い使い捨てシールを得ることができる（特許文献３参照）。この場合、挿入した導管の周りの流体圧を利用して導管の外側面と貫通部位におけるパウチ材の二つ折り部分との間でシールを閉じるようにする。しかしながら、このシール方法は、表面張力が低い流体では効果はあまりなく、また、二つ折りシールでは、シールを効果的に維持するために導管とパウチ材の二つ折り部分の双方を圧縮するのに相当の差圧が必要となる。

その他の装置においては、挿入した導管の回りで再使用可能なシールが提供されて、前記導管をその後取り外した後でも容器のシールが維持される。この方法の一例としては工業用印刷機の高容量（約１リットル）のインクリフィルを見るとこのインクリフィルに適用されており、斯かる例においては、インクを補充するカートリッジに取り付けられた導管を受け入れ且つその回りをシールするための特別に考案された付属物とされている。これらの付属物は、信頼性のあるシールを保障すると共に、バルブ装置を内蔵して隔壁から導管を取り外した後に容器を再シールすることを可能にしている。

剛性の付属物から成り且つ容器の壁または端部と一体にされた導管では、米国特許第６０００８４８号に記載されているものと同様に、プラグまたは螺子キャップを使用して最初のシール及びそれ以降の再シールをすることができる（特許文献４参照）。より精巧な解決策がワイン箱に使用されており、ダンボール箱内にワインを入れてシールされた容器が収容されている。該容器の内容物は手動のバルブ付属体を介して利用され、斯かるバルブ付属体は容器の製造時に容器の壁に一体的にシールされる。しかしながら、これらの装置は、大容量（１００ｍｌを超える）の実質的に水をベースにした製品（当該製品においては、高表面張力によりシールが容易にされ、また、一般的にはケミカルアタックを受ける恐れは低い）にはよく機能するが、小容量の場合や、強烈な化学内容物に対する耐性を有する材料から形成される必要のある容器であって、より厚いまたはより剛体の材料を必要とする容器の場合には、容器が完全に潰れず、更にポンピングをしないと内容物の大部分を利用できない。

更に高度な技術がある種のインクジェットプリンター用カートリッジ内で使用される折り畳み容器装置に明らかに見て取れる。斯かる容器装置では、一旦装着されると、自由に漏れが可能となり、要望時に容器内の内容物が手動作業を介在させずにプリンターへ供給される。容器内容物と印刷ヘッドとの間の流体連絡は、カートリッジとシール自在に連結されるプリンターの導管または一体型（使い捨て）の印刷ヘッドを含んだリフィルにより達成され、斯かる導管またはリフィルは常時容器内の内容物と直接連絡した状態にある。斯かる装置では、しばしば、対向する２つの壁を強制的に分離して容器内に部分真空を創生して印刷ヘッドがプリンターにより起動される時以外の時には印刷ヘッドを通してインクが流出するのを防止する方法が必要となる。しかしながら、香水、薬及びその他の液体では、相互汚染及びその影響、例えば、不要な化学反応及び意図した効果の低下が重大な問題を提起する。この理由から、噴霧されている流体と接触したスプレー装置の全ての部品を交換するのが効果的であり、スプレー装置の液体容器自体からノズル先端の排出部に至る部品が含まれる。
国際公開第０２／２２０４４号パンフレット 国際公開第０２／３６３４１号パンフレット 米国特許第４０７８６９９号明細書 米国特許第６０００８４８号明細書

可撓性壁及び供給導管を備えた容器は公知であるが、表面張力が低い流体が関与した例及び／又は容器から流体を抜き出す際に関与する力が非常に小さい例に適用する場合には、これらの容器には固有の欠点がある。これらの欠点では追加のバルブがないと漏れを生じるか、または、流体供給時に抵抗が生じて内容物（または、内容物の大部分）の抜き出しがなされない結果となる。印刷カートリッジ技術では、継続使用時及びスタンバイ時の双方において流体が自動的に且つコントロールされて供給されるが、それは、水ベースの流体の高表面張力（香料油の表面張力の約４倍）及び導管のサイズが２０ミクロン程度（静電スプレーノズルの導管のサイズの約２０分の１）の印刷ヘッドとともに作動する典型的な商業用電源駆動プリンターによりもたらされる抜き出し力を利用できることによるものである。静電スプレー手段に関係した力の約２倍を超える大きさの力の可能性及び利用の可能性は、当該技術で移転されるのもではなく、これは、表面張力や導管の径の相違は適用する対象が異なれば異なるものであるからであり、例えば、電気流体力学ノズルの径は量産性と閉塞防止に関連するものである。また、印刷カートリッジ、特に、容器内圧が部分真空圧である印刷カートリッジは、容器内の液レベルが低下するに連れて流体流出抵抗が上昇して、ベンチュリ管または静電送出装置を使用した装置の極限流量に著しい影響を及ぼす。この問題は、プリンターは能動排出ポンプ装置を利用できることから、プリンターについては生じない。更に、プリンターカートリッジに関連した複雑さにより製造コストの低減が困難となり、このため、小容量かつ短期使用に適用する使い捨て装置の商業ベースに見合った供給の可能性がなくなる。

より具体的には、従来技術の装置が使い捨てのものであって且つ香水、薬、殺虫剤等を貯蔵して少ない力を利用してそれらを供給するのに使用するのに妥当であると考えられる場合、当該装置の有する欠点、即ち、初期のシールや再シールが不十分であったり、流量が一定でなかったり、完全に空に出来なかったり、一体にされた導管の位置精度に信頼性が置けない（一般的に回転時の位置が画定できない）といったことで最終的には利用が困難になる。特に、完全に空に出来ないことが問題であり、完全に平坦化されない壁材の折皺に５ｍｌ（二重皺の「スタンドアップ」デザインでは５ｍｌを更に超える）の流体が残留すると共に、更に約５ｍｌが付属体の直近に残留するとき、つまり、該付属体の厚さにより該付属体が当接する対向する壁部を物理的に分離して潰されていない容積を残すと共に壁材を変形させて「くもの巣状のしわ」となって、付属体から壁材が平坦化するのが妨げられることとなる。このような利用できない量の流体は、初期の容量が大きくて、それら未利用分が使用可能な液体の１０％未満であるような場合には問題ではないが、初期の容量が小さい場合には重大な欠点となり、特に、容器装置に比べて収容液体が高価である場合には問題であり、初期容量が５ｍｌ程度の小型リフィルへの利用は最終的に出来なくなる。これらの欠点は従来技術に教示されるデザインに固有のものであり、それは、それらの容器が香水、薬、殺虫剤等の貯蔵以外の目的で開発されたものであり、香水、薬、殺虫剤等の内容物のコスト、量、使用期間、化学成分、及び物性が開発目的とは著しく異なっているからである。従って、従来技術では、小型のデザインには機能性が阻害されることから小型化は出来なくなり、されたとしても、製品の使用寿命を終えた後で処分される容器内には見合った以上の未使用の流体が残留することとなるのが一般的である。更に、印刷カートリッジ技術以外では、これらの装置は主として即利用（一般的には１日以内）且つ人との直の相互作用を目的として考案されており、従って、人が自分で内容物がその作用期限内で使用され且つこぼれたり、出しすぎたり、詰まったりしないように注意を払わなければならないと言った欠点を有することとなる。

小型化や人の介在をなくした展開を制限する別の欠点は、既存の可撓性容器に利用できるバルブやシール機構は、一般的には手動操作が必要であり、従って、可動部品をコントロールするには人の手の力と器用さに頼らざるを得なくなる。故に、従来のデザインを香水、薬、殺虫剤等用の低メンテナンス装置へ適合させようとすると、論理ステップ上、出口ルートを機械的に開放閉鎖して内容物を供給するかしないかを決定したりしなければならず、これは、供給工程自体以上のエネルギーをしばしば必要とすることとなり、このような不都合に直面しなければならなくなる。

上記の異なるニーズのいくつかは管理不要の装置を提供する上で取り組まれてはいるが、特別の用途にそれに見合った特注の解決策を得て利用可能となっており、例えば、折り畳み容器の形態のインクジェットカートリッジでは、同様の長期の貯蔵及び供給機能をもたらす一方で、高表面張力、水ベースの流体及びかなり大きなポンプ力の利用が必要であると言った前記固有の欠点を有しており、香水、薬、殺虫剤等への利用、特に、それらが低パワーの電気流体力学装置によりスプレーされる場合には前記条件の１つ又は双方を満たすことができない。

アルコール、芳香性炭化水素やオイル等の腐食性液体を使用する場合において従来技術にはその他の欠点があり、これは、従来技術の装置の多くが前記液体から攻撃を受けるポリマーや接着剤を含んでおり、斯かる攻撃を受けた場合には、その結果、バリア特性が低下したり、変形、シール破壊及び層状破壊等が起きるからである。更なる寸法精度、シール精度及び一般的ではないインサートを揮発性充填材と一緒に使用するのと同時に確実に組み込むのを可能にしつつ既存の充填状態密封装置の技術を利用することには利点があるが、製造中に様々な困難なことが起きる。また、製造中に、一体型の導管を含んだ従来技術では、水平に充填シールされ且つどうしても排除できない量の空気を含むこととなる。斯かる空気は、最終シール処理中に含まれてしまうものであり、これは、斯かる最終シールを内部積層体を強固に溶着するために「乾燥」の状態で実施しなければならないことにある。しかしながら、容器の小型化に際して、この空気の混入は全体の容積に対してかなりの部分を占めることとなると共に、周囲温度または圧力の変化に応じて起きる供給問題を引き起こすことに繋がる可能性がある。

本発明の第１実施形態によれば、不透過性のシール部を形成するために接合されて内部に空洞を画定する可撓性材料からなる壁部と、前記シール部を貫通し、内端及び外端を有し、該内端が前記空洞内にあり且つ該外端が前記小袋容器の外側にあるようにして配置されて前記空洞が前記小袋容器の外側と流体連絡をするようにする導管とを有する小袋容器であって、前記空洞は使用される一定容量の液体を含み、且つ、前記導管が、前記小袋容器の向きに関係なく、補足的な刺激が加えられなければ、前記液体が前記空洞から流出するのを防止することを特徴とする小袋容器が提供される。

従って、本発明は、小袋容器と該小袋容器からの流体の流出を可能にする導管とを提供する。しかしながら、斯かる導管は、補足的な電気的刺激が加えられなければ、前記空洞からの前記液体の流出を防止するものである。斯かる刺激は、例えば、導管が電極を形成する電気流体力学的なスプレー装置によりもたらすようにしても良い。

前記補足的な刺激は電気的なものが好適であるが、機械的なものであっても良く、又は、電気的刺激と機械的刺激の組み合わせてあっても良い。
一般的には、前記可撓性材料は、積層構造を有する。斯かる可撓性材料は、プラスチック、金属またはそれらの組み合わせてあっても良い。

前記小袋容器の前記壁部は、通常、ヒートシールにより接合される。
前記小袋容器の前記シール部は、通常、該小袋容器の周囲全体の回りに施される。前記シール部は、略単一平面にあるのが好適である。これにより、シールが可能な限り平坦化されて、小袋容器が空になった時に小袋容器の変形を最小限にすることができて、小袋容器の収縮または空洞内の液体にかかる復元力を最小限にして液体の排出を確実にする。

前記導管は、通常、小袋容器内の流体の容量が空洞の最大内部容量と等しくなった時に、流体による静水圧と壁部により付与される復元力の組み合わさった力に導管の流体抵抗が十分に耐えられるのを確実にすることにより電気的刺激を補足的に付与することなく前記液体が前記空洞から流出するのを防止するように構成されている。この流体抵抗は、導管のサイズ、形状及び断面積及び使用中に前記空洞内に溜まった液体の粘度及び表面張力の特性により定まる。

前記導管は、一般的に、一定の断面積を有している。該導管は、金属、半導体又はプラスチックから構成されても良い。プラスチックから構成される場合には、該プラスチックは導電性としても良い。

一実施形態では、前記導管の前記外端は斜めにされている。これは、前記小袋容器が電気流体力学的なスプレー装置に使用される場合に特に有益である。

好適な実施例では、前記導管は、回転軸に非対称とされており、これは、一以上の畳み曲げをその長さに沿って設けて、製造時に小袋容器に組み込む時に該小袋容器に対して所定の向きにのみ配置されるようにされている。これにより、小袋容器は、導管の回転位置を精密にコントロールして製造することが出来るようになる。これは、例えば、導管が傾斜した外端を有している場合には特に有益であり、それは、導管が電気流体力学的なスプレー装置においてスプレー電極を形成する時には、この傾斜部分の位置が該装置内のその他の電極に対して正確に画定されなければならないからである。

前記小袋容器は、更に、前記導管の領域においてシール部内に配置された密閉材を備えるのが好ましく、該密閉材は導管より肉厚にされると共に、前記導管が該密閉材を貫通して該導管の回りの壁の変形を防止するように構成されている。

前記密閉材は、ホットメルトグルーまたは溶融プラスチックなどの液体層の形態で適用されても良く、または、固体層の形態で設けられても良い。

前記密閉材には、鍵構造を設けるのが好ましく、且つ、前記導管が対応する鍵構造を有して、該導管が密閉材に一つの向きにだけ係合するようにして、前記導管の前記小袋容器に対する回転及び位置を画定するように構成される。この鍵構造は、一般的に、密閉材側では造形溝であり、導管においては、該造形溝に一つの向きにおいてのみ係合するような形状が形成される。

前記密閉材は、例えば、リールから連続した細片として設けられても良く、この場合、前記鍵構造は、該細片の長さに沿って間隔を画定して設けられる。導管を前記長さに沿って設けられた前記鍵構造の各々に嵌合して小袋容器の製造をアシストしても良い。

一実施例においては、前記壁部は前記導管の前記外端を囲繞するカバー部を有しており、該カバー部には弱体化領域を設けてカバー部が小袋容器から引き千切られるのを可能にしており、これにより導管の外端が露出可能となる。本実施例では、弱体化領域が一以上の切り欠きから成るのが一般的であり、斯かる切り欠きは前記カバー部に設けられている。

電気流体力学的なスプレー装置等の装置のリフィルとして前記小袋容器の配置を容易にするために、該小袋容器は、一般的に、静電または電気流体力学的なスプレー装置用のカートリッジ内に収容されて設けられている。このカートリッジは、ハウジングと、該ハウジング内の本発明の第一実施形態による小袋容器と、前記静電スプレー装置の収容口内へ前記カートリッジを挿入するのに応じてシール位置から供給位置へ移動可能にされた閉塞部材とから構成される。

前記カートリッジは、機械装置を有しており、前記閉塞部材が該機械装置の一部を形成しており、該機械装置の一部は、静電スプレー装置の起動装置と協働して、該カートリッジが前記収容口に挿入されると前記閉塞部材を前記供給位置へ移動するように構成されている。一般的に、前記閉塞部材は、その後前記収容口から取りはずされると、シール位置へ戻る。

一般的に、前記閉塞部材は、高分子化合物からなる。
前記閉塞部材は、該閉塞部材がシール位置にある時に前記導管の前記外端を被覆するキャップの形状で設けられても良い。または、該閉塞部材は、シール位置にある時に前記導管の前記内端に隣接した前記小袋容器の一部を圧縮する一本以上の棒の形状で設けられても良く、これにより前記液体が前記導管に沿って流れるのが防止される。

前記閉塞部材が一本以上の棒の形状をとる場合には、該閉塞部材を前記収容口の起動部と協働する一以上の腕に取り付けて該アームを広げて、それによって前記一本以上の棒を供給位置へ移動させるようにしても良い。

一実施形態では、前記一本以上の棒は、前記ハウジングの一体部分であり、該一体部分を前記一本以上の棒が自然に前記シール位置を取るように形成しても良い。前記ハウジングは、前記収容口の起動部により一体に押される一対の解放部を有して、前記一本以上の棒を前記供給位置へ移動させるようにしても良い。

前記閉塞部材がキャップの場合には、該閉塞部材は、通常、ピボットに取り付けたレバーアームの一端に取り付けられ、且つ、前記レバーアームの他端は、使用時に前記収容口の起動部と協働して前記ピボットの周りに前記レバーアームを回転させて、前記閉塞部材を前記供給位置へ移動させる。

或いは、前記キャップを導管の長手方向の軸線方向に摺動自在となるアームに取り付けるようにしても良く、該アームは前記収容口の起動部と係合するようにして前記アーム及び閉塞部材を供給位置へ摺動させるようにしても良い。

好適には、前記閉塞部材はシール位置へ向けて弾性的に付勢されて、前記カートリッジが前記収容口から取り外されると該閉塞部材がシール位置へ戻るようにされる。

前記ハウジングに一以上の鍵構造を設けて、前記小袋容器に設けた対応する鍵構造と係合するようにして、該ハウジングに対する小袋容器の向き及び位置を画定するようにしても良い。

本発明の第２の実施形態によれば、本発明の第１の実施形態に係る小袋容器を製造する方法であって、第１の領域を除いた前記小袋容器の周囲に不透過性のシール部を形成する工程、前記第１の領域を通して前記小袋容器に液体を充填する工程、前記第１の領域に直に隣接した前記小袋容器の第２の領域を圧縮して該第２の領域から前記液体を押し出す工程、及び同時に前記第１の領域をシールして前記小袋容器を完成させる工程からなる方法が提供される。

前記小袋容器の前記第２の領域を圧縮して前記液体を該第２の領域から押し出すと同時に前記第１の領域にシールを形成することで、変形またはくもの巣状のしわのない小袋容器が形成される。拠って、斯かる小袋容器は容易且つ効果的に液体を抜き出すことが可能となり、使用後においては該小袋容器に残る液体は非常に限られたものとなる。

一般的に、前記不透過性シール部はヒートシールにより形成される。
前記第１の領域はヒートシールによりシールされるのが一般的である。

好適な実施例では、前記方法は、小袋容器の垂直充填状態密封方式の製造プロセスの一部であり、該プロセスにおいては、可撓性材料からなる２枚のシートが対向する長手方向の縁に沿って接合されて前記可撓性材料からなる連続チューブが形成されると共に、各小袋容器の前記第１の領域が横シール押え部により形成され、該横シール押え部が１つの小袋容器の第１の領域と上流側に隣接する小袋容器の不透過性シール部の一部とを同時にシールする。

前記横シール押え部は、各小袋容器の第１の領域に接触して該領域をシールする加熱部と、該加熱部から下流方向に配置されて各小袋容器の第２の領域を圧縮すると同時に該第２の領域から前記流体を押し出す圧縮部とを有するのが一般的である。

本発明の目的は、既存の折り畳み容器デザインからかけ離れた新規なデザインにより広範な物理的及び化学的特性を備えた流体の収容を可能にすると共に、特に、これまで可能であった量より著しく少ない量について、内容物のかなりの量を完全に供給可能にする流体収容流通装置を提供することである。本発明の別の目的は、供給が必要な場合には最小限の抵抗で内包した流体の抜き出しを許容しつつ、「準備」状態において大気に開放された導管を通じて流体が排出されるのを本質的に防止可能な閉塞された容器装置を提供することである。これらの機能開発に関連して、本発明は、また、必要部品を最小限にすると共に個々の製造プロセス数を低減することで製造性を高めて著しく廉価な装置を提供する。

従って、本発明は、導管を含んだ折り畳み小袋容器または容器を提供し、前記導管は、容器内容物と容器の壁部の外側の空間との間の流体の流通のみを行うようにされ、その形状及び位置は、初期の容量が約１ｍｌと少ない容量であっても、容器内容物の９０％を超える量を抜き出すのに必要な力が十分に小さくされて、電気流体力学的なスプレー等の供給方法やベンチュリ装置がポンピングを追加してしなくとも効果的に作動するようにされている。前記壁部、シール部、密閉材及びその他の（複数の）インサートのデザイン及び構成は、壁材料に皺が生じるのを最小限にして容器が効率良く潰れるようにされている（ここで、効率が良いとは、所定の力を加えた状態で容器からそれ以上の液体の引き出しが出来ない状態で残留する量とは別の「全」内包量をさす。）。斯かる装置の製造は、また、特別の技術を使用してシールされた領域のくもの巣状のしわを低減し、これにより供給効率がさらに向上する。

カバー部等のシール機構を一つ以上追加して設けて、装置が初期の使用とは無関係の刺激を受けた時には容器内に内容物が確実に残留するようにするのが好ましく、例えば、移送中においては、容器材料からなる壁内または第２の囲繞体の内側に装置全体を封入して、導管の外端を露出するには容器材料を除去しなければならないようにすると、使用前の貯蔵や移送の際にして確実なシールを提供することになり、且つ、悪戯防止機能が提供されるといった追加の利点が得られることとなる。しかしながら、従来技術では、このように容器を引き裂くと導管のかなりの部分が露出されて、導管の外径が０．５ｍｍ程度であれば、皮膚を突き破るリスクが生じることとなり、そのような導管から出る量であっても使用者に危害を与える可能性のある内容物であれば、斯かるリスクは避けなければならないものである。従って、本発明は、導管との危険な接触を物理的に防止しつつ、前記引き裂き機能を達成する方法を提供する。これは、容器を保護ハウジング内へ収容することで達成され、これにより、前記の引き裂き部分が除去された後でも導管との接触が防止される。使用期間が延長されたり、何回かの使用の間での取り扱いについては、または、例えば、本発明を一時的に異なる流体を収容するのに使用する場合には、再使用可能な機械的なシールを使用することが適切な解決策となり得て、斯かる機械的なシールとしては、取り外し自在のキャップ、シールドドア装置、または、上記に説明した閉塞部材等があげられる。

前記容器の壁部は、バリアを提供して容器の保全性や内容物の量及び質が少なくとも１年、より好適には２年は許容範囲内で維持されるのを可能にする可撓性のある積層材料から構成されるのが好適である。使用に当たっては、斯かる材料は芳香族炭化水素、アルコール及びオイル等の腐食性化学物質を保持することが出来ると共に、医薬品用途のような内容物を滅菌する必要のある場合において、約１００℃以上の温度までの耐性を有する。容器の内壁は、標準的な熱溶着でその周囲を溶着してシールドパウチの範囲を画定すると共に、一体型のまたは挿入した導管の回りにシールを形成するようにされるのが好適である。

一実施例では、本発明の折り畳み容器は単一の容器または小袋容器により提供され、斯かる容器または小袋容器は、事前充填されていると、該容器の弾性圧潰力に導管の寸法に関係した表面張力が対抗して容器の内容積が必要時に効率的に収縮する状態が形成される。しかしながら、補足的な保持力を提供する構成、または、容器が一杯に満たされ且つそれを流出しようとする時にその内容積の弾性収縮の影響に対抗する構成や弾性膨張及びまたは容器が空になるに連れて壁を折りたたむのに必要な力に対抗する構成は、明らかに、所定の容器表面積に対して初期の容積の増大を可能にする。斯かる構成は、錘、ばね、レバー、ダイヤフラムスプリング、容器／カートリッジの傾け等を利用して表面張力で上記の対抗機構から生じる流体圧により導管に付与される純粋な加圧力に対抗することが出来るようにされる。

本発明の別の実施例では、前記導管は、長い中空断面材から構成されていても良く、多くの場合、斯かる長い中空断面材は製造時に素材供給源から供給されてほぼ連続して切断することができる。位置精度が要求される場合、且つ、自動化した製造上の取り扱いを簡単にするために、本発明では、導管に「鍵構造」が形成されて、例えば、円形断面の導管はその断面の対称性を低減するように修正される。この修正は、導管に単位品を取り付けるか、または、導管自体の形状、例えば、前記した導管の畳み曲げなどの変更を加えることで達成するようにしても良い。

真っ直ぐな導管を直接容器の壁間または壁内で正しい位置において十分に安定するよう且つ気密に単純にシールすることが可能である一方、好適な実施例では、導管に鍵構造を形成して取り扱い作業を簡単にすると共に、シールのための表面積を増大させることで製造の一助としている。また、造形導管の供給端に例えば機械的な閉塞部材を設置及び／又は取り外しすることで該導管に外力が加わるようにすれば、該造形導管によりシール内でより大きな機械的支持をもたらすと共に、シールの保全性を保護することが可能となる。更に、前記導管に造形を施して、機械的支持を更に加えるようにして容器壁に対する導管の移動を制限するのみならず、移動が避けられない場合には該移動が局所的にだけ起きるようにしてシール部の全長の十分な部分が影響を受けずに気密状態を維持できるようにする。

本発明の一実施形態では、前記導管を直接容器壁の内側面及び外側面間に嵌合して、この材料または同様の成分の材料であってシールプロセス中に内側層と一緒に溶着される材料のどちらかの材料、または、導管材料を内側層へ接着させるのに適した接着剤でシール部を形成して、容器に付与される形状変形が最小限となるようにしても良い。しかしながら、シールするためには、導管を事前にシールしておくか付属体に成形しておいてその保全性及び製造を容易にする必要があり、本発明の目的は前述したのと同じである。本発明の別の態様では、リブ及び米国特許第６０００８４８号に記載されるようなリブ付きの付属体が必要とする以後の複雑な成形手順を必要とすることなく付属体が熱溶着される。

導管、容器及び使用中に汚染される可能性のある囲繞構造体は単体として配置されると共に交換されるのが理想的である。これにより、容器および導管の間の相互汚染が防止されると共に、装置の構成部品の一つが定期更新されずに該装置が寿命前に破壊してしまうようなことが確実に回避される。斯かる使い捨て装置は充填済みの容器を製造中に導管を装着するか、容器壁の指定部位を通して導管を事前充填された容器内にシール可能に挿入することで達成できる。後者の場合、容器から分離できる構造体により位置精度や安定性がもたらされ、斯かる容器から分離できる構造体とは、例えば、容器または容器の代わりとなる装置の一部の回りのカートリッジである。上記双方の構成とも、使用前に表面張力により液体を保持しなければならないことから、本発明の実施形態として実施可能なものである。

本発明は、容器内の液体の圧力、充填済みの容器の壁部形状、特にシール領域の周りでの壁部の変形または「くもの巣状のしわ」の排除、及び容器がシールされて閉鎖される前の空気の除去、を制御することが可能な製造と関係した製造プロセスを備える。これは、本発明が流れ製造技術に適していることに加えられる本発明の特徴であり、連続製造プロセスにおけるシールの向上及び最終液圧を調整する能力の双方が提供される。

本発明の好適な実施例を添付図面を参照して以下に説明する。
図１は、本発明を実施する液体供給装置の一例を示し、
図２ａ及び図２ｂは、可撓性容器内に導管をシール可能に含む方法及び、同様に、可撓性容器の継目内にシールされた導管の一例を概略示し、
図３ａ及び図３ｂは、流体水頭圧及び容器壁収縮力が導管の最外側端における表面張力の抵抗を受ける一定量の液体を含んだ一体型の導管を備えた可撓性容器及び、反対に、導管の最外側端における供給力が負の水頭圧及び容器壁膨張力の抵抗を受ける一定量の液体を含んだ一体型の導管を備えた可撓性容器を概略示し、
図４ａ及び図４ｂは、導管に鍵構造を形成して自動化された製造を単純化すると共に、導管に対して機械的支持を追加付与する方法を概略示し、
図５は、可撓性容器の壁内にシール可能に含むことが可能な状態で複数の導管を設けることの出来る可能性のある構成を示し、
図６ａ乃至図６ｄは、繰り返し稼動停止可能な容器の内容物の流れを物理的に阻止する異なる方法をいくつかを示し、
図７は、同一の可撓性材料からなる壁内に完全に収容される一体型の導管を備えた可撓性容器を概略示し、
図８ａ乃至図８ｅは、シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を概略示し、
図９ａ乃至図９ｃは、いくつかの低圧流体供給への適用例を概略示し、
図１０ａ及び図１０ｂは、図６ｂの閉塞部材の自動起動の構成を示し、
図１１ａ及び図１１ｂは、図６ｃの閉塞部材の自動起動の構成を示し、
図１２ａ及び図１２ｂは、図６ｄの閉塞部材の自動起動の構成を示し、
図１３は、図６ｄの閉塞部材の代替の起動構成を示し、
図１４ａ及び図１４ｂは、代替の閉塞部材の構成を示し、及び
図１５は、容器を位置決めするハウジング内の鍵構造を示す。

図１は、本発明を適用して静電スプレー装置等の供給装置用の液体リフィルカートリッジを提供する方法の一例を示す。本例においては、可撓性小袋容器または容器１、該容器１内の空洞と流体連絡した導管２及び前記容器１の対向する壁間に配設されると共に導管２が貫通する密閉材３を備える。本例の導管２は、２７ゲージの細管、例えば、ステンレススチール製の細管よりなるが、例えば変性プラスチックを含む任意の半導体材料から同様に容易に構成することができる。本例の可撓性容器１はポリプロピレン／アルミニウム／ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）積層の薄膜から形成された壁部を備えるが、その他多くの単独で使用可能なまたは無制限の組み合わせに従ってその他の材料と積層されて使用可能な材料で形成することが可能であり、斯かる組み合わせは容器に収容する流体の種類及び該流体の供給方法に従って考慮される。利用可能な材料としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、サーリン（Ｓｕｒｌｙｎ）（登録商標）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、アルミニウム及びその他の金属箔があり、これらの多くが可撓性包装業界では広く入手可能な材料である。

可撓性容器１及び導管２はカートリッジのハウジング５により物理的に保護されており、該カートリッジのハウジング５は成形プラスチック、ガラス、セラミックまたは木から形成されており、可撓性容器及び導管装置を受け入れ位置決めする別体の存在として設けるかまたは製造中に一体的に含むことができる。軟質の高分子化合物等の閉塞部材４を繰り返し取り外しできるようにして、液体が容器１から導管２に沿って流れるのを可能にすると共に、交換可能にされて液体が容器１から流出するのを防止する。閉塞部材４はシリコンゴムで形成するのが典型的である。これは、該シリコンゴムが多くの液体からの攻撃から免れることが可能であり、極度の弾性を有してもとの形状に常に戻ることから特に適切なものである。閉塞部材４を形成するのに適切なエラストマーは、カルレッツ（Ｋａｌｒｅｚ）、バイトン（Ｖｉｔｏｎ）、ネオプレン（Ｎｅｏｐｒｅｎｅ）、ハイパロン（Ｈｙｐａｌｏｎ）、アクシウム（Ａｃｓｉｕｍ）、バーテックス（Ｖｅｒｔｅｘ）が含まれ、これらは全てデュポン（ＤｕＰｏｎｔ）社及びブナ−Ｎ（Ｂｕｎａ−Ｎ）社により製造されている。

本例では、移動可能なエンドキャップ６がハウジング５の端に嵌合して閉塞部材を支持する手段を提供すると共に、細管である導管２の端に適用された時にそのシール位置を維持する。

ハウジング５は更に、例えば、動き（振動等）や高電圧接続７を付与するために導管２または容器１に対して接続のための位置決め及び支持を行うことができる。

図２ａは導管２を可撓性容器１の壁部間にシール可能に接着させて容器１との流通が導管を介してのみ達成されるのを可能にする一方法を図示する。好適には容器１の壁部の最内側積層体と同一の化学構造体からなる密閉材３の形態をした材料を追加することで、または、この積層体に接着可能な材料により、容器１の壁部が導管２の挿入により漸次且つ最小限にのみ変形されるのを保証する。密閉材の製造に適した材料は、ポリプロピレン、ＰＥＴ、ＰＢＴ、サーリン及びポリエチレン等の熱可塑性プラスチックを含む。

斯かる追加の材料は、様々な形態で導管／内側積層体界面に到達することができ、これには、溶融または化学反応により加熱されると凝固する液体としての形態、リール上で、分離されてまたは事前に取り付けられて導管のキャリアとして作動する薄膜の形態、容器壁部内面の一部または全面に事前に取り付けられた形態、容器の閉塞プロセス前または該プロセス中のどちらかにおいて形成されるシールを備えた導管に事前に適用された別個の例を含む。密閉材３が液体の形態で適用される場合には、該密閉材３は、溶融プラスチックまたはポリアミド、ポリオレフィンまたはエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）等のホットメルトグルーから構成されても良い。このように、標準的なホットメルトグルーガンを使用して容器１の壁部の縁に沿って一筋のホットメルトグルーを配設することが可能であり、斯かる壁部の縁は該グルーが凝固するまで一体にしておく。液体の利用は、該液体が固体の密閉材の場合に付与される力より低い力で導管の回りに流れることで導管２の形状に十分に一致することが出来ることから（図２ｂに図示する如く）容器１に対して完全に平坦な端を形成することが可能となる利点を有する。これにより残留力は低くされる。

図２ｂは、圧縮加熱をして容器１の壁部間の材料を溶着してシールされた後の図２ａに示したシール例の結果を示す。本例では、本発明は密閉材３の厚さを最小限のものとして、シール中に一旦導管２を収容すると容器の断面ばらつきが略一平面に制限されて容器１の対向する壁部が流体の供給と可能な限り同じ平坦な状態で互いに接近接触するのが可能となり、その結果初期の内包量を効率よく利用することができる。多数のリフィルを製造する場合には、製造技術の単純化及び経済化が商業的には大きな利点となる。従って、導管２のデザインによりもたらされる斯かる技術やプロセス及び寸法特に厚さを注意深くコントロールすることでその他の全ての装着に関連した可撓性包装デザインより著しい改善をなすことができる。

図３ａは、準備状態における本発明の一例を概略的に示しており、容器１は最大容量（本発明の要件により画定される）の流体８を収容している。斯かる流体８は細管作用により導管２を満たして該流体の表面９が導管２最上端に到達し、そこでの導管２の径の変化により表面張力が生成されて流体の表面を斯かる部位に保持する。また、この表面張力は容器から流体を供給するように作用する圧力に対抗し、斯かる圧力は導管２の最外側端より上の流体の水頭圧及び容器１の可撓性壁の平坦な状態に戻ろうとする傾向により不可避的に生じる。

本実施形態では、容器１は既に説明した如く導管２に沿った流体抵抗により液体が何らかの刺激が補足的に与えられないと導管２に沿って流れるのを防止するように製造され、斯かる補足的な刺激とは、例えば、容器１を圧潰したり、導管２に沿って液体をポンピングしたり、または、静電スプレープロセスにより表面９の表面張力による曲面を破壊したりすることである。流体抵抗は液体の粘度及び導管２の最外側端の表面張力により決定され、該表面張力は導管２のサイズ及び形状により決定される。

また、容器１の壁部の断面は薄くされている。例えば、断面が２５０μｍの壁部として使用しても良いが、断面が１００μｍ未満、例えば５０μｍの壁部として使用するのが好適である。従って、斯かる壁部は、低曲げ弾性率（即ち、剛性または堅牢ではない）を有しており、壁部のくもの巣状のしわまたは皺の発生が起きないようにシールされる。これは、後述するシールプロセス及び密閉材３を設けることにより達成される。従って、容器１の壁部は容易に図３ｂに図示した平らな状態に圧潰される。更に、該壁部は低曲げ弾性率を有すると共に、残留力が低い（くもの巣状のしわが生じないことから）ので、容器１内の液体に該容器１の壁部により付与される復元力は低い。この復元力は容器１の壁部を平らな状態にしようとする力である。従来技術の装置では表面印刷、光沢ある外観、容器が持ちこたえるようにするための該容器の支持及び破裂強度の目的上、より剛性のある材料が使用されるのが不可避である。本発明の装置では、容器がハウジング５により保護され、且つ、ハウジングにより容器１の損傷を受け易い領域へ伝達される衝撃を低減することから、容器１の損傷の危険を伴わずにより薄い材料を使用することが可能となる。

容器１の対向する２つの壁部の間のシール部は略１つの平面になって設けられている。この点は従来技術の容器とは異なっており、従来の技術の容器では、嵩張るシールラインが設けられるため容器の大々的な変形を生じると共に、残量力が容器内へ誘起されて効率的な排水が阻害される。

本容器１の壁部のデザインでは、容器をどの向きに向けても使用できる。水平方向に向けられると（図３ａ及び図３ｂに図示する如く）、導管２より上の最大水頭圧は単純に容器がその最大内容積の液体を収容した時の最高点における容器１の高さの半分である。垂直に向けて、導管２に対して一方の側で途中まで立ち上がった状態では、内容物が除去されるに連れて液体が導管２より上の容器１の部分及び導管２より下の容器１の部分から等しく除去されることから容器は依然として均一に圧潰する。これにより容器１は垂直構成において手動の補助やポンピングを追加して行なうことなく排水することができる。

従来技術の折り畳み容器では、液体が開放した導管を通して容器から流出しようとする傾向に対抗する条件または装置が追加して設けられており、例えば、飲み物用パウチはストローの外端が最上部となるように向けなければならない（常時負の水頭圧）と言った要件、インクカートリッジ容器内で使用される内包量を強制的に拡大することによる内圧の低減、供給が不要な場合には常時導管の端部に折り畳み容器を収容したワインボックスに使用されるバルブ等のバリアを追加して設ける要件が挙げられる。これらの解決策の全てでは、所望時に流体を抜き取るのに必要な力が増大されたり、または、バルブ等の可動部品を設けるに当たって、供給装置が複雑になったり必要なエネルギーが増大される。これらの既存の経済的な大量製造を制限する要因は芳香性オイル、農業用薬品、医薬品及び害虫駆除製品や殺虫剤製品の貯蔵供給等への適用を特に制限することとなり、本発明は、以前では使用が不可能であったが本発明では使用が可能な製品の範囲を促進して重要な商業上の利点をもたらすものである。

図３ｂは、「空」状態における本発明の一例を概略示し、容器１は最小限容量の流体８を収容している。容器１が「空」の状態に近づくにあたって、導管２からの液体１０の流出とは、表面９（図３ａに図示した）がもはや存在しないことを示し、流体の移動に対して表面張力が作用することはなくなっているが、低下した水頭圧及び容器１の壁部により生じる変形に対する抵抗の増大が結果的に供給力に対抗するように作用する。既存の折り畳み容器タイプの容器では、これらの抵抗力がコントロールされることなく大きくなると共に最期の５ｍｌ乃至１０ｍｌの流体では著しく増大し、供給力を同様に増大しなければならないか残留流体を容器と一緒に廃棄しなければならなくなり、これは明らかに初期容量が小さい高価な流体の使用を特に制限することとなる。例えば、芳香性製品、医薬品及び害虫駆除製品や殺虫剤製品等の多くの流体リフィルに関しては、流体の「全」リフィル量及び相対的なコストを考えれば斯かる無駄が経済的には不可能なことであり、そうと言わずとも競争力をなくすこととなる。本発明はこの問題についてその形状、材料の構成及び製造プロセスを通して取り組むものであり、リフィルの使用寿命の終了時点で容器には０．２ｍｌ未満の流体が残され、これにより使用開始時の容量をもっと小さくでき、従って、リフィルをより利便性があり価格的に競合性をもたせることが可能となる。

図４ａは、導管２に鍵構造を形成して自動化する製造を簡素化すると共に導管２を追加支持する方法の一例を概略示す。表面張力による流体の保持及び小容量のリフィルを効率良く使用するに当たって本発明のその他の態様により規定される如く、導管２の寸法により上記部品の取り扱い及び位置決めには精巧な製造が要求される。リフィルを使用する供給装置、例えば、静電スプレーを使用する供給装置では導管の狭い位置決め許容差（１ｍｍ未満）と更に回転許容差が要求される。一実施形態では、本発明はこれらの要件を細管をその個々の製造時に造形してその位置及び回転の向きをより簡単に識別してコントロールし、これにより、より簡単に従ってより確実に資源効率が良く経済的な製造が可能となる。斯かる例では、上記の造形は導管を渦巻状に巻くか曲げて全ての平面において回転軸対称を排除するようにして、所定の輪郭の一表面、例えば、平面または湾曲面に対して設置された時に回転方向位置が画定されるようにされる。これらの目的を導管を曲げることで達成するのが好適であり、それは、そうするのが標準的な製造プロセスであるからであり、斯かる方法では、追加の部品を必要とせずまたは固定方法を必要としないが、少なくとも効果の面で同じ結果を達成するその他の多くの方法があり、それらは当業者には自明のことである。製造能力的に可能であれば、または、回転方向決めの精度が重要でなければ、鍵構造は一切設けなくても良い。

図４ｂは図４ａの断面図であり鍵構造が形成された導管により追加でもたらされる機械的支持を図示している。この実施例では、本発明は、密閉材３に対する導管の位置を、回転方向決定のために成形密閉材３と造形導管２を接着剤による接着をせずに相互に係止させた形状により３つの平面全部で物理的に保持された状態において規定する。斯かる構成によれば、（与えられたシール強度に対して）導管２へより大きな力を付与するのが許容され、これは、例えば導管の最外側端に対して閉塞部材４の装着取り外しを繰り返し行なう場合に有益となる。更に、発明者らの研究によれば導管に鍵構造を造形することでシール部内での微動を局部に制限してシール部の一部を無傷のままにすることが可能となり、これは導管の最外側端で激しい動きがあっても可能となり、これにより同じコストでより頑丈なリフィルの製造が可能となり、従って、商業上かなりの効果をもたらすこととなる。本発明の別の態様では、カートリッジのハウジング５により物理的に保護された時の導管２及び／又はヒートシールプロセスにより堅牢にされた容器１の壁部の部分の形状を利用して画定される容器１及び導管２の位置と支持が規定される。例えば、ハウジング５の造形を施した部分は導管と相互係止したり、または容器壁材から切り取った対応する形状と整列／該形状への挿入が可能となる。これにより更に組立て設備を複雑化せずまたは組立て精度を上げずに初期及びそれ以降の位置決め精度が当該デザイン固有のものとなる。

図５は、複数の導管２を備えるのを可能にする構成を図示しており、斯かる構成では導管２が連続した密閉材３に可撓性容器の壁部の間に内蔵される状態で取り付けられる。この構成では、より円滑で、複雑でなく且つより速い製造が可能となり、これは発明のデザイン効率により可能とされる。導管２が到達する形態は容器の可撓性壁の形態と可能な限り同じになるようにデザインされて同様の製造プロセスが使用できるようにされており、更に製造プロセスが同時に実施されることが可能にされている。本発明のその他の実施形態では、例えば、導管２が容器１の壁部の間の付属体により保持される場合には、既存の製品仕分け供給設備を使用して製造時にそれらの部品を搬送位置決めしても良く、それは、当業者には自明のことである。本発明の別の実施形態では、異なる製造技術範囲及び順序が規定されて、導管２が単独となったり、または連続した長さの材料または一時的に連接した付属体からなる細片の形態をとる。

図６ａ乃至図６ｄは、繰り返し起動停止可能な容器内容物の流れに対する物理的なバリアを提供する異なる方法のいくつかの例を図示する。導管の最外側端を供給点の直近で使用する場合には、従来のバルブ用のスペースは制限される。更に、斯かるバルブにシール連結することの必要性は不可避である。折り畳み容器としてのインクジェットリフィルのいくつかにおいて使用されている部分真空装置はその他の多くの適用に不適切である。例えば、斯かる状態において導管から容器１内へ空気の導入が許容される場合、この空気の存在により、それ以降、周囲温度に変化があれば容器１内の圧力が変化すると共に、気泡の発生に繋がり、導管２の最内側端までの流体経路が遮断されることとなる。従って、本発明は、製品の使い捨ての性質に合った再使用可能なシール素子を規定し、斯かる素子は、導管２の最外側端に閉塞部材４を設置することで達成され、該閉塞部材４により容器１から流体が流出するのを防止すると共に容器１内への空気の流入を防止する。

図６ａ乃至図６ｃは閉塞部材４を導管２へ取り付け取り外す方法の異なる例を図示しており、図６ａは、図１に図示する如く閉塞部材４を収容する取り外し可能なキャップ６のハウジング５からの引き抜き方法を図示する。図６ｂは該キャップの回転移動を、図６ｃは該キャップの摺動移動を図示する。当業者には自明のその他の多くの実施例及びそれらの組み合わせがある。図６ｄは容器からの流出を防止する別の方法を図示しており、斯かる方法によれば、可撓性容器の壁部が導管２の最内側端に近接した部位で移動可能な表面１１により一時的にシール可能に一体に締め付けられる。この移動可能な表面１１は閉塞部材４と同様な材料から構成するようにしても良い。

静電スプレーまたはその他の装置における収容口内へのハウジング５の挿入時に閉塞部材を自動的にシール位置から供給位置へ移動させる様々な機構について説明する。図１０ａは図６ｂに図示したタイプの閉塞部材に使用する構成を図示する。閉塞部材４は導管２の最外側端上のシール位置にある。該閉塞部材４はレバーアーム１０２の一端に取り付けられており、該レバーアーム１０２は点１０３を中心に回動する。ばね１０４がレバーアーム１０２及び閉塞部材４をシール位置へ向けて付勢する。図１０ｂに図示する如くカートリッジのハウジング５が収容口１００内へ挿入されると、起動部材１０１がレバーアーム１０２を押して点１０３を中心に回動させて、閉塞部材４が供給位置へ移動されて導管２から液体が流出する。それ以後、ハウジング５が収容口１００から引き抜かれるとばね１０４がレバーアーム１０２及び閉塞部材４を回動させてシール位置へ戻し、導管２からの液体の流出が防止される。

図１１ａは、図６ｃに示すタイプの閉塞部材４ｉ、４ｉｉと共に使用できる構成を図示する。閉塞部材４ｉ、４ｉｉは導管２の最外側端上のシール位置にある。それら部材はそれぞれのアーム１０５の内側端に取り付けられており、該アームは導管２の長手方向の軸線の方向に摺動する。一対のばね１０６がアーム１０５と閉塞部材４ｉ及び４ｉｉをシール位置へ向けて付勢する。カートリッジのハウジング５が図１１ｂに図示した収容口１００内へ挿入されると、一対の起動部材１０１がアーム１０５を押して、該アーム１０５は導管２の長手方向の軸線の方向で容器１に向かって摺動し、これにより閉塞部材４ｉ、４ｉｉが供給位置へ移動されて液体が導管２から流出する。その後ハウジング５が収容口１００から引き抜かれると、ばね１０６がアーム１０５及び閉塞部材４ｉ及び４ｉｉをシール位置へ戻してこれにより液体が導管２から流出するのが防止される。

図１２ａは、図６ｄに図示したタイプの閉塞部材または移動可能な表面１１と共に使用できる構成を図示する。この構成では、移動可能な表面がシール位置へ付勢されて容器１の壁部を導管２の最内側端に隣接した部位でばね１０８により一体に締め付けられる。カートリッジのハウジング５を収容口１００内へ挿入すると楔形の起動部材１０１が移動可能な表面１１が取り付けられたアーム１０７を広げる。これは図１２ｂに図示されており、移動可能な表面１１が供給位置にある。その後カートリッジのハウジング５を収容口１００から引き抜くとばね１０８が移動可能な表面をシール位置へ押し戻す。

図１３は、図６ｄに図示するタイプの閉塞部材と共に使用できる別の構成を図示する。この構成においては、移動可能な表面１１はカートリッジのハウジング５と一体に射出成形される。この成形ハウジング５は弾性を有し自然に図１３に図示した形状に戻って、収容口１００から取り外されると移動可能な表面が図示したシール位置になる。しかしながら、ハウジング５を矢印方向に収容口１００内へ押し込むと、起動部材１０１が共にハウジングの端１０９を押して、これにより移動可能な表面を引き離して供給位置にすると、導管２からの流体の流出が可能となる。

図１４ａ及び図１４ｂは図６ａに図示したタイプの閉塞部材４と使用する代替の構成を図示する。この構成では、チェーンリンク機構がヒンジ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び１１１ｄにより一体にヒンジ止めされたリンク１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃより形成され、図１４ａに図示したシール位置と図１４ｂに図示した供給位置との間を移動可能にされている。この構成により閉塞部材４と導管２との間の動きが大きく軸線方向のものとなると共に垂直方向のスペースを多く取らずに閉塞部材４をスプレー領域から遠ざけておくのが確実になされるようになる。チェーンリンク１１０ａ、１１０ｂ及び１１０ｃ及びヒンジはポリプロピレンまたは同様の材料から一体ものとして成形することが可能であり、該ヒンジ１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ及び１１１ｄは斯かる成形では自然のヒンジである。図示してはいないが、収容口内の起動部材がハウジング５を収容口１００内へ挿入すると直ぐに閉塞部材４の領域内のチェーンリンク１１０ｂと係合して図１４ｂに図示した供給位置へ移動させる。その後収容口からハウジング５を引き抜くと起動部材がチェーンリンク１１０ｂと切り離す前にチェーンリンク機構及び閉塞部材４をシール位置へ戻す。

図７は、同一の可撓性材料１からなる壁部内に完全に収容された一体型の導管２を備えた可撓性容器を概略図示する。カバーまたは囲繞体１２が導管の端に堅牢なシールを画定して、供給装置内で最初にリフィルを使用する前の貯蔵及び移送中における内容物の保護が更になされる。囲繞体１２は導管２を介して以外は容器１と流体流通しておらず、且つ、最小限の容量にされるのが好適である。点１３においては切り欠きが囲繞体１２に設けられており、該点１３にける可撓性壁材の形状は、囲繞体１２の材料に引っ張り力が付与されるとこの領域に応力を集中するように作用して、引き裂きが点１３から開始されて導管に対して略横方向に壁材の他方の縁まで移動して、囲繞体１２を画定する壁部の大部分が除去されて導管２の最外側端が露出される。囲繞体１２の形状及びサイズにより材料を引き裂く力を指向且つ局部化することで、この手順を行なうのが可能になり、一方では、導管２の最外側端には常時指先で触れることが出来なくされている。これは、通常容器がハウジング５内へ収容されているからであり、これにより、囲繞体１２が除去された後で、使用者の指先が導管２に触れるのを防止している。ハウジングは囲繞体１２の端のみへのアクセスを可能にしており、ハウジングが除去されると導管２の最外側端が露出されて液体が導管２の最外側端を通して流出される。

囲繞体１２及び容器１内の空洞は導管２を介して流体流通しているが、実際には、非常に少量の液体が囲繞体１２内へ漏れ出るのが可能にされており、これは、導管２の両側下方において囲繞体１２に非常に小さな間隙があるからである。この漏出した液体は囲繞体１２が除去されると該囲繞体１２内に大抵留まるかまたは導管２の外側を被覆することになる。

図８ａはシールの近傍において壁材のくもの巣状のしわを防止する製造プロセスの一例を概略図示しており、これにより、シールより大きな領域が最初に表面１４により圧縮されて壁材が平坦にされてシール領域から流体が押し出される。一端これが起きると、位置１５にあるシール装置が表面１４が格納される前に起動し、容器が図８ｂに図示する一般的な形状となり、シールが、図８ｄの最終シールライン１７上に図示されるくもの巣状のしわよりは寧ろ図８ｃのシールライン１６上に図示されるごとく同等の保全性と最小限の壁変形を有する。

図８ｅは、容器をシールする前に、該容器内の充填量及び圧力をコントロールするために斯かる製造プロセスをどのように適合させるかの一例を図示する。この垂直方向の充填状態密封工程では、容器壁材が容器壁部を形成するのに適した可撓性材料からなる２枚のシートを対向する長手方向の縁に沿って接合してチューブ１８に形成される。該チューブ１８は、液体が例えば重力により一端へ移動するような向きにされる。圧縮シール機械が作動してチューブにそって画定した間隔でシールすることでチューブ１８内にパウチを画定し、１つのパウチの頂部のシールが同時かつ上流に隣接したパウチの底部シールと並んで形成される。各横頂部／底部シールが形成し終わると、チューブ１８が画定した間隔で前記機械を通して引き出される。流体圧及び充填量は、供給流体の水頭「ｈ１」を調節し、且つ、表面１４により圧縮されるパウチの領域「ｘ」を調節することでコントロールする。斯かる構成を備えることで所望の圧力及び充填量を得ることが可能となり、その後同一の結果を繰り返し得ることが可能となり、流れを生成することが可能となる。

図９ａ乃至図９ｃは低力での流体供給に適用したいくつかの例を概略図示しており、図９ａは、流体が容器から表面１９へ静電スプレーされているのを図示しており、図９ｂは鋭利な電極２０により流体が静電スプレー及び排出されているのを図示しており、そのようにスプレーされた流体は蒸発が起きるまで実質的に空気中に浮遊している。図９ｂはまた導管の回転方向精度が重要となる一例を図示しており、これは傾斜部２１を放電電極２０に対して正確に向き合わせなくてはならないからである。図９ｃは、別の適用例を図示しており、斯かる適用例では、導管の端を横切るエアジェット２２が容器から流体を引き出しており、より低い抵抗力がより低い空気速度、圧力または風量を可能にしている。

図１５は、容器１をカートリッジのハウジング５に対して所定の向きに確実に配置する技術を図示している。ハウジング５は一対の鍵構造または切り欠き１１２ａ及び１１２ｂを有する。容器１は対応する一対の切り欠き１１３ａ及び１１３ｂを有するように切断シールされている。従って、容器１は図示の如く事前に画定した向きに向けてカートリッジのハウジング内に嵌合される。ハウジングが静電スプレー装置内に挿入された時に導管２が規定の方向に向けて配置されなければならない場合には、この構成は有益となる。上記に説明した如く、本発明によれば、密閉材３で導管２に鍵構造を形成して容器１に対して常に正しい向きに向けて配置するのが可能となる。図１５の技術では、容器１と導管２がハウジング５に対して正しい向き及び位置に向けて確実に配置されるようになる。ハウジングには静電スプレーまたはその他の装置のキーに対応したキーが設けられ、該ハウジングは一つの向きに向けられた時にのみ前記装置に挿入することができるように嵌合される。

その他の実施例及び変形例は当業者には自明である。

本発明を実施する液体供給装置の一例を示した図である。 可撓性容器内に導管をシール可能に含む方法を示した概略図である。 可撓性容器の継目内にシールされた導管の一例を示した概略図である。 流体水頭圧及び容器壁収縮力が導管の最外側端における表面張力の抵抗を受ける一定量の液体を含んだ一体型の導管を備えた可撓性容器の概略図である。 導管の最外側端における供給力が負の水頭圧及び容器壁膨張力の抵抗を受ける一定量の液体を含んだ一体型の導管を備えた可撓性容器の概略図である。 導管に鍵構造を形成して自動化された製造を単純化した図である。 導管に対して機械的支持を追加付与する方法を示す概略図である。 可撓性容器の壁内にシール可能に含むことが可能な状態で複数の導管を設けることの出来る可能性のある構成を示した図である。 繰り返し稼動停止可能な容器の内容物の流れを物理的に阻止する異なる方法を示した図である。 繰り返し稼動停止可能な容器の内容物の流れを物理的に阻止する異なる方法を示した図である。 繰り返し稼動停止可能な容器の内容物の流れを物理的に阻止する異なる方法を示した図である。 繰り返し稼動停止可能な容器の内容物の流れを物理的に阻止する異なる方法を示した図である。 同一の可撓性材料からなる壁内に完全に収容される一体型の導管を備えた可撓性容器の概略図である。 シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を示した概略図である。 シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を示した概略図である。 シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を示した概略図である。 シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を示した概略図である。 シール保全性、壁部変形、空気除去及び充填圧力／容量をコントロールする製造プロセスの一例を示した概略図である。 低圧流体供給への適用例を示した概略図である。 低圧流体供給への適用例を示した概略図である。 低圧流体供給への適用例を示した概略図である。 図６ｂの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｂの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｃの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｃの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｄの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｄの閉塞部材の自動起動の構成を示す図である。 図６ｄの閉塞部材の代替の起動構成を示す図である。 代替の閉塞部材の構成を示す図である。 代替の閉塞部材の構成を示す図である。 容器を位置決めするハウジング内の鍵構造を示す図である。

符号の説明

１ 容器
２ 導管
３ 密閉材
４ 閉塞部材
５ ハウジング
６ キャップ
７ 高電圧接続
８ 流体
９，１１，１４，１９ 表面
１０ 液体
１２ 囲繞体
１３ 点
１５ 位置
１６ シールライン
１７ 最終シールライン
１８ チューブ
２０ 電極
２１ 傾斜部
２２ エアジェット
１００ 収容口
１０１ 起動部材
１０２ レバーアーム
１０３ 点
１０４，１０６，１０８ ばね
１０５，１０７ アーム
１０９ 端
１１０ リンク
１１１ ヒンジ
１１２，１１３ 切り欠き

Claims (40)

1. 不透過性のシール部を形成するために接合されて内部に空洞を画定する可撓性材料からなる壁部を有する小袋容器、及び前記シール部を貫通し、内端及び外端を有し、該内端が前記空洞内にあり且つ該外端が前記小袋容器の外側にあるようにして配置されて前記空洞が前記小袋容器の外側と流体連絡をするようにする導管であって、前記空洞は使用時において一定容量の液体を含み、且つ、前記導管が、前記小袋容器の向きに関係なく、補足的な刺激が加えられなければ、前記液体が前記空洞から流出するのを防止することを特徴とする小袋容器及び導管。
2. 前記可撓性材料は、積層構造であることを特徴とする前請求項に記載の小袋容器。
3. 前記可撓性材料は、プラスチックで構成されることを特徴とする前請求項のどちらかに記載の小袋容器。
4. 前記可撓性材料は、金属で構成されることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
5. 前記壁部は、ヒートシールにより接合されることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
6. 前記シール部は、略単一平面にあることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
7. 前記小袋容器内の流体の容量が前記空洞の最大内部容量と等しくなった時に、流体による静水圧と壁部により付与される復元力の組み合わさった力に前記導管の流体抵抗が十分に耐えることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
8. 前記導管は、一定の断面積を有していることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
9. 前記導管は、金属で構成されることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
10. 前記導管は、半導体で構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の小袋容器。
11. 前記導管は、プラスチックで構成されることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれかに記載の小袋容器。
12. 前記プラスチックは導電性であることを特徴とする請求項１１に記載の小袋容器。
13. 前記導管の外端は斜めにされていることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
14. 前記導管は、製造時に前記小袋容器に組み込む時に該小袋容器に対して所定の向きにのみ配置されるように一以上の畳み曲げをその長さに沿って設けることにより回転軸に非対称とされていることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
15. 前記導管の領域においてシール部内に配置された密閉材を更に備え、該密閉材は導管より肉厚にされると共に前記導管が該密閉材を貫通して、該導管の回りの壁部の変形を防止することを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
16. 前記密閉材は、液体層の形態で適用されることを特徴とする請求項１５に記載の小袋容器。
17. 前記密閉材はホットメルトグルーから形成されることを特徴とする請求項１６に記載の小袋容器。
18. 前記密閉材は溶融プラスチックから形成されることを特徴とする請求項１６に記載の小袋容器。
19. 前記密閉材は、固体層の形態で設けられることを特徴とする請求項１５に記載の小袋容器。
20. 前記密閉材には、鍵構造を設け、且つ、前記導管が密閉材に一つの向きにだけ係合するように該導管が対応する鍵構造を有し、該導管の前記小袋容器に対する回転方向及び位置を画定することを特徴とする請求項１５乃至請求項１９のいずれかに記載の小袋容器。
21. 前記密閉材の鍵構造は造形溝であり、前記導管は、該造形溝に一つの向きにおいてのみ係合するような形状が設けられることを特徴とする請求項２０に記載の小袋容器。
22. 前記壁部は前記導管の外端を囲繞するカバー部を有しており、該カバー部には弱体化領域を設けてカバー部が小袋容器から引き千切られるのを可能にして、前記導管の外端が露出可能となることを特徴とする前請求項のいずれかに記載の小袋容器。
23. 前記弱体化領域が、前記カバー部に設けられる一以上の切り欠きから成ることを特徴とする請求項２２に記載の小袋容器。
24. ハウジングと、該ハウジング内の前請求項のいずれかに記載の小袋容器と、前記静電スプレー装置の収容口内へのカートリッジの挿入に応じてシール位置から供給位置へ移動可能にされた閉塞部材とから構成されることを特徴とするカートリッジ。
25. 前記閉塞部材は、高分子化合物で構成されることを特徴とする請求項２４に記載のカートリッジ。
26. 前記閉塞部材は、該閉塞部材がシール位置にある時に前記導管の外端を被覆するキャップの形状であることを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載のカートリッジ。
27. 前記閉塞部材は、シール位置にある時に前記導管の前記内端に隣接した前記小袋容器の一部を圧縮する一本以上の棒の形状であり、前記液体が前記導管に沿って流れるのを防止することを特徴とする請求項２４又は請求項２５に記載のカートリッジ。
28. 前記一本以上の棒が、アームを広げるために前記収容口の起動部と協働し、それによって前記一本以上の棒を供給位置へ移動させるアームに取り付けられることを特徴とする請求項２７に記載のカートリッジ。
29. 前記一本以上の棒は、前記ハウジングの一体部分であることを特徴とする請求項２７のカートリッジ。
30. 前記ハウジングが、前記一本以上の棒が自然に前記シール位置を取るように形成されることを特徴とする請求項２９に記載のカートリッジ。
31. 前記ハウジングは、前記収容口の起動部により一体に押される一対の解放部を有して、前記一本以上の棒を前記供給位置へ移動させることを特徴とする請求項２９又は請求項３０に記載のカートリッジ。
32. 前記閉塞部材は、ピボットに取り付けたレバーアームの一端に取り付けられ、且つ、前記レバーアームの他端は、使用時に前記収容口の起動部と協働して前記ピボットの周りに前記レバーアームを回転させて、前記閉塞部材を前記供給位置へ移動させることを特徴とする請求項２４乃至請求項２６のいずれかに記載のカートリッジ。
33. 前記閉塞部材は導管の長手方向の軸線方向に摺動自在となるアームに取り付け、該アームは前記収容口の起動部と係合するようにして前記アーム及び閉塞部材を供給位置へ摺動させることを特徴とする請求項２４乃至請求項２６のいずれかに記載のカートリッジ。
34. 前記閉塞部材は前記シール位置へ向けて弾性的に付勢されて、前記カートリッジが前記収容口から取り外されると該閉塞部材がシール位置へ戻ることを特徴とする請求項２４乃至請求項３３のいずれかに記載のカートリッジ。
35. 前記ハウジングに一以上の鍵構造を設けて、前記小袋容器に設けた対応する鍵構造と係合するようにして、該ハウジングに対する小袋容器の向き及び位置を画定することを特徴とする請求項２４乃至請求項３４のいずれかに記載のカートリッジ。
36. 請求項１乃至２３のいずれかに記載の小袋容器を製造する方法であって、第１の領域を除いた前記小袋容器の周囲に不透過性のシール部を形成する工程、前記第１の領域を通して前記小袋容器に液体を充填する工程、前記第１の領域に直に隣接した前記小袋容器の第２の領域を圧縮して該第２の領域から前記液体を押し出す工程、及び同時に前記第１の領域をシールして前記小袋容器を完成させる工程からなる方法。
37. 前記不透過性シール部はヒートシールにより形成されることを特徴とする請求項３６に記載の方法。
38. 前記第１の領域はヒートシールによりシールされることを特徴とする請求項３６又は請求項３７に記載の方法。
39. 前記方法は、小袋容器の垂直方向の充填状態密封方式の製造プロセスの一部であり、該プロセスにおいては、可撓性材料からなる２枚のシートが対向する長手方向の縁に沿って接合されて前記可撓性材料からなる連続チューブが形成されると共に、各小袋容器の前記第１の領域が１つの小袋容器の第１の領域と上流側に隣接する小袋容器の不透過性シール部の一部とを同時にシールする横シール押え部により形成されることを特徴とする請求項３６乃至請求項３８のいずれかに記載の方法。
40. 前記横シール押え部は、各小袋容器の第１の領域に接触して該領域をシールする加熱部と、該加熱部から下流方向に配置されて各小袋容器の第２の領域を圧縮すると同時に該第２の領域から前記流体を押し出す圧縮部とを有することを特徴とする請求項３９に記載の方法。

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