JP6906549B2 - 加圧式ディスペンスシステム用のプラスチックボトル及びベースカップ - Google Patents

Description

本発明は、一般にエアゾール製品を放出するシステムなどの加圧式ディスペンスシステムに関する。より具体的には、本発明は、加圧された製品を収容するプラスチックボトルを含み、システムを直立できるようにプラスチックボトルに取り付けられたベースカップを備えるディスペンスシステムに関する。

エアゾール製品を放出するために使用されるシステムのような加圧式ディスペンスシステムは、一般にシステムから放出される前に加圧下で製品を収容するための金属（例えば、スチール又はアルミニウム）容器を含む。このようなシステムで放出される製品の例には、空気清浄剤、布地清涼剤、昆虫忌避剤、塗料、ボディスプレー、ヘアスプレー、靴又は履物スプレー製品、ホイップクリーム、及びプロセスチーズが含まれる。最近、プラスチックボトルは、いくつかの潜在的利点を有するため、加圧式ディスペンスシステムにおける金属容器の代替物としてプラスチックボトルを使用することへの関心が高まっている。例えば、プラスチックボトルは、金属容器よりも製造が容易で安価であり、プラスチックボトルは、金属容器よりも多様な興味深い形状に製造することができる。

加圧式ディスペンスシステム用のプラスチックボトル製造における最大の課題の１つは、製品の完全な排出に必要な内部圧力に耐えられる十分な構造的完全性を有するプラスチックボトルを提供することにある。例えば、圧縮ガスエアゾールに必要な内圧は、一般に７０°Ｆで４５ＰＳＩＧから２００ＰＳＩＧの範囲であり、液化ガスエアゾールは、一般に７０°Ｆで１７ＰＳＩＧから２００ＰＳＩＧの範囲である。プラスチックエアゾールボトルが、そのような加圧に耐えるのに十分な構造的完全性をディスペンスシステムの寿命を通して備えていない場合、プラスチックエアゾールボトルが破裂する危険性がある。これに関し、プラスチックボトル内の圧力は、例えば、プラスチック内に応力ひび割れ及び応力亀裂を生成することによって、経時的にプラスチック構造を弱めることが知られている。さらに、加圧式ディスペンスシステムは、例えば、ボトルが落下したとき、又はボトルの内容物を加熱する高温環境にボトルが放置されたときに、既に高められた内圧を上昇させるため、そのプラスチックボトルの構造的完全性が試される事象の対象になり得る。そしてこのような事象の結果として、加圧されたプラスチックボトルが破裂する可能性は、ディスペンスシステムの使用者にとっての明らかな安全上のリスクになる。

ユーザ機能の観点からは、ディスペンスシステムが直立することは、非常に重要である。しかし、加圧式ディスペンスシステムでのプラスチックボトルの使用は、システムが直立できるようにする面で課題を提示する。ボトルを直立させるためにプラスチックボトルの底部を平坦な形状に成形することができるが、このような平坦な形状は、しばしば問題を引き起こすことが見出された。例えば、ボトル内に垂直に安定した底部を形成する結果としての輪郭は、応力ひび割れ及び応力亀裂に非常に脆弱であり得る。さらに、プラスチックボトルが落下すると輪郭付けされた底部は破裂しやすくなり、例えば、高温環境下でプラスチックボトルの内部の圧力が上昇すると底部が変形することがある。

加圧式ディスペンスシステムのプラスチックボトル内の丸みを帯びた底部は、輪郭付けされた底部よりもはるかに応力ひび割れ及び応力亀裂の影響を受けにくいことが分かった。さらに、輪郭付けされた底部に比べて、プラスチックボトル内の丸みを帯びたプラスチック底部は、落下しても破裂しにくく、ボトルが製品で満たされて加圧されたときに、高温で変形しにくい。しかし、一方で丸みを帯びた底部は、プラスチックボトルが直立するための表面を提供しない。従って、付加的な部品又は「ベースカップ」をプラスチックボトルの丸みを帯びた底部に取り付けることができ、ベースカップはプラスチックボトルを直立させる平坦な表面を提供する。

ベースカップは、丸みを帯びた底部を直立させるための概念的に容易な解決策であるが、実際には、加圧式ディスペンスシステムの一部としてベースカップをプラスチックボトルに取り付けることは、非常に困難である。加圧式ディスペンスシステムは、最終消費者に到達する前に、運送されたり異なる環境にさらされたりする可能性がある。また、運送中又は異なる環境にさらされている間、加圧式ディスペンスシステムは、温度と衝撃の変化など、ベースカップとボトルとの間の取り付けが弱まる可能性のある状況に置かれることがある。取り付けが弱くなっている場合、最終消費者に使用されるときに、後にベースカップがプラスチックボトルから外れる可能性がある。消費者に重大な安全上の危険をもたらさなくとも、消費者に不満の結果をもたらし得るベースカップとボトルの分離は発生しないようにすることが重要である。

ベースカップをプラスチックボトルにしっかり取り付けるために使用される様々な技術があるが、これらの技術の大部分は、特に加圧式ディスペンスシステムの場合において問題がある。例えば、音波、振動、レーザー、及び回転溶接などの溶接技術を使用して、ベースカップをプラスチックボトルにしっかりと取り付けることができるが、溶接中に発生した熱が材料を軟化させて溶融状態にし、ボトルに製品が満たされて加圧されたときに問題となる応力が発生し得る。さらに、溶接プラスチックは、使用可能な樹脂を制限する底部とベースカップの両方に使用される類似のプラスチック製のファミリーを必要とする。ベースカップをプラスチックボトルの底部に取り付けることができる別の方法は、機械的な取り付けのいくつかの方法によるものであり、例えば、ボトルの底部がベースカップに固定される形状で成形され得る。しかしながら、ボトルの底部のこのような形状は、それ自身を直立させるためにボトルの底部を平坦にするときに見られるのと同じタイプの問題を引き起こし得る。

溶接及び機械的取り付けの代案として、ベースカップをプラスチックボトルに取り付けるために接着剤を使用することができる。考慮すべき多くのタイプの接着剤が存在する一方で、これらの多くの接着剤は加圧式ディスペンスシステムのプラスチックボトルとの併用には適していない。例えば、ＵＶ硬化接着剤は硬化すると収縮し、それによりプラスチックボトルの追加的な応力点が生じて、応力ひび割れ又は応力亀裂を引き起こす。また別の例として、いくつかのエポキシのような溶剤系の構造用接着剤は、一般に硬化が困難で耐衝撃性に乏しいため、適していないことがある。

一態様によれば、本発明は、加圧式ディスペンスシステム用の容器を提供する。容器は、上端に開口部を有し、下端に丸みを帯びた底部を有するボトルを備え、ボトルはプラスチックを材料から成形される。容器はまた、ホットメルト接着剤でボトルの丸みを帯びた底部に取り付けられたベースカップを含み、ベースカップは、ボトルの丸みを帯びた底部の中央に隣接する台座部を含み、ベースカップは、容器を直立させることができる平坦な底面を有する。ホットメルト接着剤は、台座部とボトルの丸みを帯びた底部との間に層を形成し、ホットメルト接着剤は台座部の上に広がり、それによりボトルの丸みを帯びた底部と台座部との間の接触を防止する接着層を形成する。

別の態様によれば、本発明は、加圧式ディスペンスシステムを形成する方法を提供する。この方法は、ホットメルト接着剤が溶融状態になるようにホットメルト接着剤を加熱する工程と、ベースカップの台座部の上壁の凹部領域に溶融したメルト接着剤を堆積させる工程とを含む。この方法はまた、溶融したホットメルト接着剤が凹部領域と台座部の上壁の残りの部分上に広がるように、プラスチックボトルの丸みを帯びた底部の中央領域を溶融したホットメルト接着剤に押し付ける工程と、プラスチックボトルにベースカップを取り付けるために、溶融したホットメルト接着剤を冷却する工程とを含む。
さらに別の態様によれば、本発明は、エアゾールディスペンスシステムを提供する。このシステムは、上端に開口部を有し、下端に丸みを帯びた底部を有するボトルを含み、ボトルはプラスチック材料から成形され、ボトルは加圧下のエアゾール製品を収容する。スプレー機構は、ボトルの上端に取り付けられ、エアゾール製品を排出するためのノズルを含む。ベースカップは、ボトルの丸みを帯びた底部に取り付けられ、ボトルの丸みを帯びた底部の中央に隣接する台座部を含み、エアゾールディスペンスシステムが直立するようにする平坦な底面を有する。ホットメルト接着剤は、台座部とボトルの丸みを帯びた底部との間に層を形成し、ボトルの丸みを帯びた底部が台座部と接触するのを防止するために台座部の上に広げられる。

本発明の一実施形態による加圧式ディスペンスシステムで使用されるプラスチックボトルの側面図である。 本発明の一実施形態によるベースカップの上面の正面図である。 図２に示すベースカップの平面図である。 図２に示すベースカップの線４−４に沿った断面図である。 図２に示すベースカップの底面図である。 図２に示すベースカップの下面の正面図である。 接着剤がベースカップに塗布された、図２に示すベースカップの線４−４に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による、ベースカップがプラスチックボトルの底部に接着された、図２に示すベースカップの線４−４に沿った断面図である。 本発明の一実施形態による加圧式ディスペンスシステムの側面図である。 図９に示す加圧式ディスペンスシステムの線１０−１０に沿った断面図である。

本発明は、一般に加圧式ディスペンスシステムに関する。より具体的には、本発明は、加圧された製品を収容するプラスチックボトルを含み、システムを直立させるようにプラスチックボトルに取り付けられたベースカップを備えた加圧式ディスペンスシステムに関する。

以下の説明では、エアゾールディスペンスシステムの特定の状況において本発明の特徴を説明することがある。しかしながら、当業者は、本発明がエアゾール製品との使用に限定されないことを容易に理解できるはずである。むしろ、本明細書に記載された前記加圧式ディスペンスシステムは、エアゾール以外の製品と共に代替的に使用することができる。例えば、本明細書に記載のディスペンスシステムは、シェービングクリーム又は石けんなどの泡製品を放出するために使用されてもよく、又はソーダ、ホイップクリーム、又はプロセスチーズなどの食品を放出するのに使用されてもよい。

図１は、本発明の一実施形態による加圧式ディスペンスシステムで使用するためのプラスチックボトル１００の側面図である。ボトル１００は、上端１０２、下端１０６、及び本体部１０４を含む。上端１０２には、ボトル１００の開口部１１２を囲むクリンプリング１１０を有するネック領域１０８がある。本体部１０４は、ボトル１００のネック領域１０８から下端１０６まで下方に延びている。下端１０６において、ボトル１００には丸みを帯びた底部１１４が設けられる。図１に示されるボトル１００の形状、サイズ、及び比率は、単なる例示であることに留意されたい。実際に、ボトル１００を形成するためにプラスチックを使用する利点の１つは、プラスチックが多種多様な形状及びサイズに成形され得る点である。これと関連し、ボトル１００は、当技術分野で周知の射出成形及び／又はブロー成形技術を使用して形成されてもよい。そのような技術では、プラスチックのプリフォームが最初に射出成形を使用して形成され、続いてプラスチックのプリフォームを加熱してボトル１００の最終形状に延伸ブロー成形される。

ボトルの上端１０２にバルブ構造を含むスプレー機構（図示せず）を設け、スプレー構造をクリンプリング１０８にクリンプしてもよい。そのようなスプレー機構は、例えば、エアゾールミストとして製品がボトルから放出されるノズルを含む。これらのタイプのスプレー機構は、当該技術分野において周知である。そして、これらの方法に沿って、ボトル１００の上端１０２が異なるタイプのスプレー機構を収容するために示されたものとは異なる構成を有し得ることは、当業者には理解されよう。例えば、スプレー機構は、開口部１１２に隣接する位置でボトル１００のネック領域１０８の内側にクリンプされ、ボトルは、クリンプリング１００なしで構成されてもよい。

ボトル１００の下端１０６は、丸みを帯びた底部１１４を含む。本明細書で使用される「丸みを帯びた」という用語は、底部１１４がボトル１００の下端１０６の領域にわたって湾曲していることを意味する。即ち、「丸みを帯びた」底部は、球形、楕円形、ドーム状などの形に描写することができる形状を含む。一般に上述したように、丸みを帯びた底部１１４は、ボトルが製品で満たされて加圧されたときに問題のある応力ひび割れ及び応力亀裂の影響を受けにくいため、他の形状と比較して有利である。例えば、丸みを帯びた底部１１４は、自立型ボトルを形成するために必要な輪郭を含まない。底部１１４の丸みを帯びた形状は、他の利点も提供する。例えば、ブロー成形過程中にプラスチックが丸みを帯びた形状に形成されると、プラスチックを構成するポリマー内に伸長結晶性が形成される。さらに、ボトルのプリフォームを形成するのに使用される射出成形金型内のゲートは、丸みを帯びた底部１１４の中央に位置する最も厚い部分に設けられてもよい。以下に詳述するように、最も厚い部位であることによって、ボトルが製品で加圧されたときに中央は最小限に膨張し、丸みを帯びた底部１１４の中央をベースカップに接続するために接着剤を塗布するための良好な位置となる。

ボトル１００は、多種多様なプラスチックから形成され得る。このようなプラスチックの例としては、分岐又は直鎖状ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンフラノエート（ＰＥＦ）、ポリエチレン（ＰＥ）及びポリプロピレン（ＰＰ）などのポリオレフィン（ＰＯ）、及びその他のポリエステル、及びそれらの混合物が挙げられる。

図２〜図６は、本発明の一実施形態によるベースカップ２００の図である。ベースカップ２００は、以下で詳細に説明するように、ボトル１００の丸みを帯びた底部１１４に取り付けられるように構成される。ベースカップ２００は、ベースカップ２００の外周を画定する側壁２０２を含む。ベースカップ２００の底部には、底壁２０４が円筒壁２０２から内側に延び、複数の開口部２０６が底壁２０４に形成される。台座部２０８は、底壁２０４から円筒壁２０２によって囲まれた空間内へ上方に突出している。より具体的には、台座部２０８は、底壁２０４から上壁２１２まで延びる円筒壁２１０が形成される。凹部領域２１４は、上壁２１２に形成される。

ベースカップ２００は、射出成形された樹脂、熱成形、又は延伸ブロー成形されてもよい。ベースカップ２００を形成するために使用することができるポリマー樹脂の例には、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ＰＥＦ、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ナイロン、ポリ（塩化ビニル）及びポリスチレンが含まれる。ベースカップ２００の形成に使用することのできる商業上の樹脂のいくつかの特定の例としては、カンザス州ウィチタのフリント・ヒルズ・リソース社（Ｆｌｉｎｔ Ｈｉｌｌｓ Ｒｅｓｏｕｒｃｅｓ）のＦＨＲポリプロピレンＰ５Ｍ６Ｋ−０４８（ポリプロピレン共重合体）、イリノイ州ノースブルックのリョンデルバーゼル・インダストリ社（ＬｙｏｎｄｅｌｌＢａｓｅｌｌ Ｉｎｄｕｓｔｒｉｅｓ）のＰＥＴＲＯＴＨＥＮＥ（登録商標）ＮＡ２０６０００（低密度ポリエチレン）、及びテネシー州キングスポートのイーストマン化学社（Ｅａｓｔｍａｎ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｃｏｍｐａｎｙ）のＤＵＲＡＳＴＡＲＴＭ ＤＳ１９１０ＨＦ（共ポリエステル）である。最終的に、当業者は、ベースカップ２００を形成するための材料の選択が費用及び外観（例えば、着色樹脂対透明樹脂）を含むいくつかの要因によって決定されることを認識するであろう。また、ベースカップ２００を形成するための材料の選択は、以下に詳細に説明するように、ベースカップの表面の特性によっても決定され得る。

図７及び図８は、ベースカップ２００の台座部２０８への接着剤３００の塗布、及びその後のベースカップ２００へのボトル１００の取り付けを示す。この過程は、台座部２０８の凹部領域２１４内に接着剤３００が堆積されることによって開始される。接着剤３００は、凹部領域２１４内に単一堆積又は多層堆積するように塗布されてもよい。以下に説明するように、接着剤３００は、ホットメルトであり、これは液体状態に加熱され、液体状態でベースカップ２００に塗布されることを意味する。ボトル１００の丸みを帯びた底部１１４は、その後接着剤３００と接触し、接着剤３００が台座部２０８の凹部領域２１４と上壁２１２の上に広がるようにする。次に、接着剤３００が冷却され、それによりボトル１００が接着剤３００によって強固にベースカップ２００に取り付けられる。ベースカップ２００の底壁２０４の開口部２０６は、ボトル２００が取り付けられたベースカップ１００の内部に空気を流すことによって、接着剤３００が冷却する速度を増加させる。

取り付け過程において、接着剤３００は、ボトル１００に塗布されるのとは異なり、ベースカップ２００に最初に塗布される。従って、接着剤３００は、ボトル１００と接触する前に、わずかに冷却され得る。このような点は、接着剤３００が塗布されたプラスチックボトル１００の点の温度スパイクがプラスチックを潜在的に軟化させ、それによってボトル１００を弱める可能性があるために重要である。即ち、接着剤３００がボトル１００に最初に塗布された場合、ボトル１００が加圧された製品で満たされるときに、接着剤に接触するボトル１００の領域は、応力ひび割れ及び応力亀裂の影響を受けやすい。接着剤が最初にベースカップ２００に塗布される間、接着剤３００をわずかに冷却することによって、接着剤３００がボトル１００を損傷させる危険性を低減する。

凹部領域２１２を有する台座部２０８を構成することによって、ベースカップ２００は、ボトル１００の小さな範囲の寸法、例えば、ボトル１００の成形における製造公差から生じるばらつきに対応することができる。さらに、凹部領域２１２は、ボトル１００の丸みを帯びた底部１１４の中央の周りに形成される。上述したように、ボトル１００は、プリフォームが射出成形される過程中に形成されてもよく、最終的に形成されるボトル１００内の丸みを帯びた底部の中央に対応する注入ゲートがその過程中に形成される。このような構成は、丸みを帯びた底部１１４の中央にわずかなふくらみを形成する結果をもたらす。台座部２０８の凹部領域２１２は、丸みを帯びた底部１１４の中央にこのようなふくらみを収容することができる。

図８に示すように、接着剤３００は、台座部２０８とボトル１００の丸みを帯びた底部１１４との間に接着剤３００層が存在するように、台座部２０８の凹部領域２１４と上壁２１２の上に均一に広がる。即ち、接着剤３００は、ベースカップ２００の台座部２０８とボトル１００の丸みを帯びた底部１１４との間の接触がほとんどないようにする。台座部２０８と丸みを帯びた底部１１４との間の接触点は脆弱点であり、例えば衝撃の間に実際にベースカップ２００がボトル１００から分離する危険性を増加させるため、接着剤３００の層が台座部２０８と丸みを帯びた底部１１４とを分離することは非常に有利であり、接着剤が台座部２０８と丸みを帯びた底部１１４との間の全体領域上に広がっているときに、強力な結合がベースカップ２００とボトル１００との間に形成される。台座部２０８の上に接着剤３００が確実に広がるように調整できる要因について以下に詳細に説明する。

ベースカップ２００をボトル１００に取り付けるために潜在的に使用することのできる多種多様な接着剤が存在する。しかし、上述したように、いくつかのタイプの接着剤（ＵＶ硬化接着剤及び溶剤系構造用接着剤など）は、加圧式ディスペンスシステムでの使用に適さない特性を有する。しかしながら、ホットメルト接着剤は、加圧式ディスペンスシステム内のプラスチックボトルへのベースカップの取り付けを容易にするいくつかの特性を有する。特に、低い表面エネルギーを有するホットメルト接着剤は、上述した過程において、ベースカップ２００をボトル１００に取り付けるのに十分に機能することを見出した。このようなホットメルト接着剤は、システムに耐衝撃性を付与する弾性的な特性を有する。さらに、このようなホットメルト接着剤は、ボトルが膨張及び収縮してもベースカップ２００がボトルに１００にしっかり取り付けられたままにするように柔軟性がある。また、ホットメルト接着剤は、接着剤がベースカップ２００及びボトル１００に塗布されるとき、最小の応力を提供する。即ち、これらの接着剤は、低温で塗布することができるため、接着剤がベースカップ２００及びボトル１００を過熱する可能性が低くなり、そのために、ベースカップ２００及び／又はボトル１００は、取り付け過程中に溶融する危険性がなく、さらに薄くすることができる。そして接着剤３００の低い溶融温度は、接着剤がより早く最終的な取り付け状態まで冷却され得ることを意味する。ホットメルト接着剤はまた、接着剤が冷却されるにつれてホットメルト接着剤の収縮を無視することができるという観点から、ボトル１００に他のタイプの接着剤よりも低い応力を誘発する。有益なホットメルト接着剤のさらなる特性は、このような接着剤のグリーン強度であり、グリーン強度とは、接着剤が硬化する前に保持する能力である。さらに、ホットメルト接着剤は、わずか数秒の乾燥によって７５〜１００％の接着強度を達成する状態に早く硬化することができる。

ホットメルト接着剤３００の重要な特性の１つは、ベースカップ２００に塗布されるときの粘度である。上述したように、接着剤３００は、台座部２０８の凹部領域２１４及び上壁２１２の上に広がる。接着剤３００の粘度が高すぎる場合、接着剤３００は意図した領域に広がらないことがある。一方、接着剤３００の粘度が低すぎる場合、接着剤３００が広がりすぎて上壁２１２の縁からこぼれることがある。接着剤３００の粘度が高すぎたり低すぎたりする場合には、台座部２０８とボトル１００の丸みを帯びた底部１１４との間の表面領域の接着剤３００の被覆が不十分である。これは、ベースカップ２００とボトル１００との間の接着力が低下することを意味し、ベースカップ２００が引っ張られたり、剥がされたり、又は落とされたときにボトル１００から容易に分離する。試験を通して、本明細書に記載するように、塗布温度で２５００ｃｐｓから５０００ｃｐｓの粘度を有するホットメルト接着剤が、台座部２０８上に効果的に広がることが分かった。この範囲の粘度では、ホットメルト接着剤３００は、凹部領域２１４及び上壁２１２の周りに均一に広がり、円筒壁２１０に隣接した上壁２１２の縁の周りに接着剤３００の均一な玉（ｂｅａｄ）が形成される。

台座部２０８の表面エネルギーは、接着剤３００が台座部２０８の上にどのように広がるかに影響を及ぼす別の要因である。台座部２０８の表面が構成されている材料は、接着剤３００の広がりを容易にする、又は容易にしない内在的な表面エネルギーを有するものであり、接着剤３００は、低い表面エネルギーを有する表面よりも高い表面エネルギーを有する表面上でさらに容易に広がり得る。ベースカップ２００の表面が所望の表面エネルギーを有していない場合、接着剤３００の広がりを増加させるように表面を改質してもよい。例えば、上壁２１２と凹部領域２１４を粗くすることによって接着剤３００が咬合し、それにより表面上により容易に広がることを許容する隙間が生成される。当業者には理解されるように、上壁２１２と凹部領域２１４の表面は、ベースカップ２００を成形する過程で粗くすることができ、又はベースカップ２００を成形した後に粗くすることができる。接着剤の広がりを増加させるために上壁及び凹部領域の表面に塗布することができるまた他の処理の例として、コロナ（ｃｏｒｏｎａ）処理がある。そのような過程では、高電圧放電が修正されるべき表面（例えば、上壁２１２及び凹部領域２１４の表面）に向けられる。その結果、コロナ処理された表面と接着剤３００との間に増加した化学的結合が形成され得る。ベースカップが低密度ポリエチレンから形成される場合、コロナ処理が接着剤３００の広がりを有意に増加させることが分かった。

台座部２０８の表面の特性の変更は、接着剤３００の粘度との組み合わせで選択してもよい。即ち、台座部２０８の表面は、接着剤３００の塗布時に特定の粘度を有するように設定された場合、接着剤３００の所望の広がりを達成するように変更されてもよい。あるいは、台座部２０８の表面の特定の特性が与えられた場合に、塗布時の接着剤３００の粘度を増加又は減少させて、所望の広がりを達成することができる。特定の例では、２５００から５０００ｃｐｓの粘度を有する接着剤が使用されたとき、凹部領域２１４及び上壁２１２の表面上の対応するＶＤＩ４５の仕上げにより、接着剤３００が表面上に均一に広がるベースカップ２００とボトル１００との間に強い結合が形成された。

本発明で使用することのできる特定のホットメルト接着剤に関して、固体ベースのホットメルト接着剤がベースカップ２００をプラスチックボトル１００に取り付けるための最良の特性の組み合わせを提供することを見出した。このような接着剤は、溶融粘度まで加熱され、加熱温度が高いほど接着剤の粘度は低くなる。これらの接着剤は、溶融状態で塗布され、接着剤が冷却されて接合を形成するように塗布される。特に、このようなタイプの接着剤は、冷却されるにつれて最小限の収縮を有し、塗布された接着剤の密度は、冷却後の接着剤の密度にほぼ等しい。

特にエチレン酢酸ビニル（ＥＶＡ）又はポリアミドをベースとするホットメルト接着剤がベースカップ２００とプラスチックボトル１００との間の良好な接着を提供することを具体的に見出した。そのような接着剤の例としては、ウィスコンシン州ジャーマンタウンのエルスワース・アドヒーシブ社（Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）の商品名ＨＭ−３０２Ｄ、及びミネソタ州メープルウッドの３Ｍ社の商標名ＳＣＯＴＣＨ−ＷＥＬＤＴＭ３７９２ＬＭ及び３７８９Ｑとして販売されている。本発明の一実施形態において、アクリル成分を含む接着剤がベースカップ１００とプラスチックボトルとの間の最良の接着を提供することを見出した。そのような接着剤の一例としては、ＥＶＡ、アクリル（ポリ（アクリル酸ブチル）又はポリ（アクリル酸エチル）と見られる）及びポリスチレンから構成され、ウィスコンシン州ジャーマンタウンのエルスワース・アドヒーシブ社（Ｅｌｌｓｗｏｒｔｈ Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ）の商品名ＨＭ−７９２として販売される。理論に拘束されるものではないが、ホットメルト成分（例えば、ＥＶＡ）とアクリル（例えば、ポリ（アクリル酸ブチル）又はポリ（アクリル酸エチル））の組み合わせがボトル１００とベースカップ２００との間で分子レベルの結合を提供し、ホットメルト接着剤の要素がアクリルに電子を提供してファンデルワールス型の結合を提供する。

本明細書に記載のホットメルト接着剤は、取り扱いが容易である。これらの接着剤は、約２２５〜４００°Ｆで２５００ｃｐｓから５０００ｃｐｓの範囲内の粘度で溶融される。さらに、これらのホットメルト接着剤は、有意なオープンタイム、即ち、接着剤が塗布された後の追加的な圧力を加えて接合を形成することができる最大時間を有する。これに関し、アクリルホットメルト接着剤が約７５秒のオープンタイムを有し、他のホットメルト接着剤が約４０から５０秒のオープンタイムを有することを見出した。このような延長されたオープンタイムでは、ボトルが接着剤と接触する前に、製造ライン内の複数のベースカップにホットメルト接着剤を塗布することができ、それによって製造過程に柔軟性が提供される。

本発明の他の実施形態では、ベースカップ１００にボトル１００を取り付けるために、他のタイプの接着剤を使用することができる。例えば、スチレンブロック共重合体と混合されたＥＶＡなどの感圧接着剤を使用することもできる。このタイプの接着剤は、フランス、パリのボスティック社（Ｂｏｓｔｉｋ）のＨ７９１１−３３４Ｂとして販売されている。また、ボスティック社（Ｂｏｓｔｉｋ）のＨ２０１８２は、使用できる別のスチレン共重合体ベースの接着剤である。当業者であれば、本明細書で説明するベースカップ２００とボトル１００との間に結合を形成するさらに別の接着剤を認識できるであろう。

表１は、ベースカップとボトルとを分離するのに必要な引張力に関して、プラスチックボトルに接合されたベースカップとの間の接着強度を測定するために行った試験を示す。このような試験では、プラスチックボトルをＰＥＴから成形し、ベースカップは、開示された材料から成形された。ベースカップ及びボトルは、上述した構成を有する。ボトル及びベースカップは、ベースカップの台座部とボトルの丸みを帯びた底部との間に約１．７２平方インチの接着面積が存在するようなサイズとした。マサチューセッツ州ダンバースのＩＴＷパフォーマンスポリマーズ社（ＩＴＷ Ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ Ｐｏｌｙｍｅｒｓ）によるＵＶ硬化接着剤のＤＥＶＣＯＮ（登録商標）ＴＲＵ−ＢＯＮＤ（商標）ＰＢ ３５００を、ホットメルト接着剤との比較のために試験した。

表１のデータから分かるように、ＥＶＡとアクリルを含有するホットメルト接着剤は、ベースカップとボトルとの間に最も強い接合を提供した。また、ホットメルト接着剤の全てが、少なくともＵＶ硬化接着剤に匹敵する接合を提供したことにも留意されたい。しかし、上述したように、ホットメルト接着剤は、他の方法においてＵＶ硬化接着剤よりも有利である。例えば、ホットメルト接着体は硬化時に収縮しない一方で、ＵＶ硬化接着剤は著しく収縮し、これはボトルのプラスチック構造物に悪影響を及ぼす可能性がある。

上述のように、潜在的な安全上の危険性のために、加圧式ディスペンスシステムは、失敗なく衝撃に耐えることができなければならない。この点に関し、米国運輸省（ＤＯＴ）の規定では、特に加圧ディスペンス容器は、容器が地面に対して４５°の角度のときに、１．８ｍの高さから容器の底面で落下したときに耐えられなければならないとしている。表１に示すボトルとベースカップの組み合わせにＤＯＴ試験を適用した。ホットメルト接着剤と共に接合されたベースカップ及びボトルは、一般に落下の衝撃で分離しないことが分かった。ホットメルト接着剤は、ベースカップとボトルとの間に衝撃の結果として疲労しない柔軟層を提供し、この柔軟さが、落下試験においてベースカップがボトルに取り付けられた状態を保つことに寄与していると考えられる。

ボトル１００とベースカップ２００との組み合わせは、エアゾール製品の放出のためのシステムなどの加圧式ディスペンスシステム用の容器を形成することができる。このタイプの加圧式ディスペンスシステム４００の一例が図９と図１０に示されている。システム４００では、ボトル１００の丸みを帯びた底部１１４がホットメルト接着剤３００でベースカップ２００の台座部２０８に取り付けられる。ベースカップ２００は、ボトル１００の丸みを帯びた底部１１４を有するにもかかわらず、システム４００が平坦な表面上に直立することを可能にする。上述のように、接着剤３００は、丸みを帯びた底部１１４と台座部２０８との間に層を生成する。このように、外側リム２１６は、ボトル１００と接触するベースカップ２００の唯一の部位である。特に、この実施形態では、外側リム２１６は、丸みを帯びた底部１１４が見えないようにボトル１００の本体部１０４に隣接して配置される。しかし、他の実施形態では、丸みを帯びた底部１１４の一部が見えるように、外側リム２１６がボトル１００の下部に配置される。上述したように、ボトル１００のシステム４００の上部には、スプレー機構４０２がある。ボトル１００内に収容された加圧製品は、この場合にはエアゾールミストとしてスプレー機構４０２を介して放出される。図示されてはいないが、スプレー機構４０２の上にキャップが設けられてもよい。要するに、ボトル１００及びベースカップ２００は、便利さと魅力を提供する。

本発明の特定の実施形態において、システム４００は、空気清浄組成物を放出するのに使用される。空気清浄組成物の配合物の例は、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる米国特許出願第１５／０９４，５４２に見出すことができる。

本発明は、特定の具体的な実施形態として説明されているが、本開示に照らして、多くの追加の改変及び変形が当業者には明らかであろう。従って、本発明は、具体的に記載した以外の方法で実施することができることを理解されたい。従って、本発明の例示的な実施形態は、すべての点で例示的であって制限的でないとみなされるべきであり、本発明の範囲は、上記の説明ではなく、本出願及びその均等物によって支持される任意の請求項によって決定されるべきである。

本明細書に記載される本発明は、加圧式ディスペンスシステムの商業的生産において使用され得る。そのような加圧式ディスペンスシステムは、例えば、エアゾール製品の市場において、広範な用途を有する。

Claims (18)

1. 加圧式ディスペンスシステム用の容器であって、
   上端に開口部及び下端に丸みを帯びた底部を有し、プラスチック材料で成形されたボトルと、
   ホットメルト接着剤で前記ボトルの前記丸みを帯びた底部に取り付けられたベースカップであって、前記ボトルの前記丸みを帯びた底部の中央に隣接して配置された台座部と、前記容器を直立させるようにする底面とを有するベースカップと、
   を含み、
   前記ホットメルト接着剤は、前記台座部の上に広がって、前記台座部と前記ボトルの前記丸みを帯びた底部との間に前記台座部と前記ボトルの前記丸みを帯びた底部との接触を防止する層を形成し、
   前記台座部は、上壁を含み、前記上壁内に凹部領域が形成され、
   前記凹部領域は、前記ボトルの前記丸みを帯びた底部の前記中央部に隣接するように配置され、
   前記接着剤が前記凹部領域及び前記上壁の残りの部分に広がっている、容器。
2. 前記ホットメルト接着剤は、アクリル成分を含む、請求項１に記載の容器。
3. 前記ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル及び前記アクリル成分を含む、請求項２に記載の容器。
4. 前記ボトルは、ポリエチレンテレフタレートから形成される、請求項１に記載の容器。
5. 前記ベースカップは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及びポリエステルで構成された群から選択された樹脂から形成される、請求項１に記載の容器。
6. 複数の開口部が前記ベースカップ内の前記底面に設けられる、請求項１に記載の容器。
7. 加圧式ディスペンスシステムを形成する方法であって、
   ホットメルト接着剤が溶融状態になるように前記ホットメルト接着剤を加熱する工程と、
   ベースカップ台座部内の上壁内の凹部領域内に溶融した前記ホットメルト接着剤を堆積させる工程と、
   溶融した前記ホットメルト接着剤が前記凹部領域と前記台座部の前記上壁の残りの部分上に広がるように、プラスチックボトルの丸みを帯びた底部の中央領域を溶融した前記ホットメルト接着剤に押し付ける工程と、
   前記プラスチックボトルに前記ベースカップを取り付けるために、溶融した前記ホットメルト接着剤を冷却する工程と、
   を含む方法。
8. 前記溶融したホットメルト接着剤が、前記ボトルの前記丸みを帯びた底部が前記台座部に接触しないように前記ボトルの前記丸みを帯びた底部と前記ベースカップの前記台座部との間に層を形成する、請求項７に記載の方法。
9. 前記凹部領域に堆積されるときに、前記ホットメルト接着剤が２，５００ｃｐｓから５，０００ｃｐｓの粘度を有する、請求項７に記載の方法。
10. 前記凹部領域に前記ホットメルト接着剤が塗布されるときに、前記ホットメルト接着剤が約２２５°Ｆから約４００°Ｆまで加熱される、請求項７に記載の方法。
11. 前記ホットメルト接着剤は、アクリル成分を含む、請求項７に記載の方法。
12. 前記ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル及びアクリル成分を含む、請求項１１に記載の方法。
13. エアゾールディスペンスシステムであって、
    上端に開口部及び下端に丸みを帯びた底部を有し、プラスチック材料で成形され、加圧されたエアゾール製品を収容するボトルと、
    前記ボトルの上端に取り付けられて、前記エアゾール製品を排出することができるノズルを含むスプレー機構と、
    ホットメルト接着剤で前記ボトルの前記丸みを帯びた底部に取り付けられ、前記ボトルの前記丸みを帯びた底部の中央に隣接して配置された台座部を含み、前記エアゾールディスペンスシステムの直立させるようにする底面を有するベースカップと、
    を含み、
    前記ホットメルト接着剤は、前記台座部の上に広がって、前記台座部と前記ボトルの前記丸みを帯びた底部との間に前記台座部と前記ボトルの前記丸みを帯びた底部との接触を防止する層を形成し、
    前記台座部は、上壁を含み、前記上壁内に凹部領域が形成され、
    前記凹部領域は、前記ボトルの前記丸みを帯びた底部の前記中央部に隣接するように配置され、
    前記接着剤が前記凹部領域及び前記上壁の残りの部分に広がっている、システム。
14. 前記ホットメルト接着剤は、アクリル成分を含む、請求項１３に記載のシステム。
15. 前記ホットメルト接着剤は、エチレン−酢酸ビニル及び前記アクリル成分を含む、請求項１４に記載のシステム。
16. 前記ボトルは、ポリエチレンテレフタレートから形成される、請求項１３に記載のシステム。
17. 前記ベースカップは、ポリエチレンテレフタレート、ポリプロピレン、及びポリエステルで構成された群から選択された樹脂から形成される、請求項１３に記載のシステム。
18. 複数の開口部が前記ベースカップ内の前記底面に設けられる、請求項１３に記載のシステム。
    

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