JP6653708B2 - 再充填ステーションのマルチポートノズル - Google Patents

Description

関連出願に対する相互参照
この出願は、参照により全体として組み込まれている２０１５年２月２５日に出願された米国仮出願第６２／１２０，５４７号から優先権を主張している。

背景
世界は、より環境に優しい製品包装に向かう動きを経験しており、それは、世界が埋め立て地および廃棄物処理地の中での非生分解性廃棄物のますます増加する存在を認識し始めるにつれて近年勢いを得ている。企業は、毎日購入される製品の容器と関連する廃棄物の量および費用を制御するための新たな選択肢を探究しようとしている。食品、飲料、パーソナルケア製品、家庭用洗浄製品、および同様のものを含む製品の包装は、環境を保護するさらなる行動の主な候補である。

ローション、クリーム、ヘアケア製品、化粧品、および同様のもの等のパーソナルケア製品については、より環境に優しい包装に向かう動きは遅かった。これは、業界がかなりの程度まで包装主導型であり、多くの製品の商業的な成功が製品自体の品質よりはむしろ製品に付随する包装に対する公衆の性向の直接の結果であるからかもしれない。コロン、香料、アイメイクアップ、化粧用クリームなどを販売する企業は、彼らの製品よりも、彼らの包装に対する潜在的な顧客の反応に遥かに多くの資本を費やすことがある。結果として、化粧品およびパーソナルケア製品の企業は、より環境に優しい包装への動きに抵抗しており、同じ包装の繰り返される購入のために製造業者および顧客の両方に相当な廃棄物およびより高い費用をもたらしている。しかしながら、大勢は、企業および顧客の両方が資源を温存して廃棄物を低減し、環境を維持してその過程で金銭をも節約する新しくかつより良好な方法を探す必要性を信じるものである。

廃棄物を低減することができる１つのそのような方法は、再使用可能な包装による。本発明は、材料管理の分野に概して関するが排他的には関せず、より具体的には、伝統的に単一使用の使い捨てのプラスチック容器で包装されて市場に出される、化粧品、クリーム、ローション、シャンプー、ジェル、スキンケア製品、ヘアケア製品、および同様のもののように、製品容器を再充填することに関連して用いられる再充填ステーションに関する。手持ち型の再充填可能な材料移送システムは、遠くの製造場所から販売場所に粘性の高い材料を移動するように構成され得る。当該材料移送システムは、廃棄物を伴わずに必要とされる量の材料のみを分配するように構成され得、それは、流体または材料が容易に取り扱われず、不要な曝露なしで容器から容器に容易にまたは安全に送ることができないときには特に重要である。好ましくは、そのような材料移送システムは、伝統的な使い捨ての個人用包装を用いること、ならびにほとんどの既存のシステムと関連する材料の廃棄物に伴う費用および出費を低減または排除する。特定の材料は色々な形態の汚染に敏感であるために、そのような材料移送システムは、製品品質を保護し、容器を汚染に曝すことなく見本抽出を可能にする封止または閉鎖されたシステムであり得る。これは、供給者にも使用者にも製品品質の配分を提供する。再充填可能な材料移送システムは、濃い流体または他のそのような材料を分配および移送するための非拍動性の解決法のように、低費用の構成要素を用いるようにさらに構成され得る。

包装の廃棄物を低減する必要性が倫理的かつ経済的な要請になるにつれて、消費財用の再充填可能かつ再使用可能な包装が出現し続けてより顕著になることになる。包装の廃棄物を低減することは、埋め立て地および廃棄物管理の増大する問題に直面している地方自治体から、競合者が再充填可能な包装に目を向ける際に競争的であり続ける必要がある企業まで、一様に事業所および政府の目標である。この論点は、消費者用包装の廃棄物と関連する問題が悪化するにつれて、ただ増大し続け公衆の意識の中心に移ることになる。

消費者用包装の廃棄物の問題に対する１つの解決法が、米国特許公開第２０１１／０２２５１０６号に開示されており、そこでは、再充填可能な消費者包装ステーションは、特別に設計された再充填可能な容器内に消費者製品を再充填するのに用いることができる。再充填可能な容器の種類の一例が、米国特許公開第２０１４／０２０９６４０号に開示されている。これらの参考文献の内容は、参照により本明細書中に完全に組み込まれている。個人用の再充填可能な容器は、使い尽くされた後に消費者により持ってこられ、再充填ステーションは、新たな包装の必要性を伴わずに新たな製品を分配することができるように容器を再充填および再充足することができる。廃棄物におけるこの低減に関する製造業者および消費者にとっての共通の節約は、何百万ドルにもあり得る。

そのような再充填ステーションの恩恵は、組み込まれている特許出願で論じられているように多種多様である。廃棄物の排除に加え、再充填ステーションは、全ての考えられる変動のために在庫を蓄えることなく、消費者の好みに合わせてカスタマイズすることができる幅広い種類の製品を提供することができる。例えば、再充填ステーションは、個人用容器を再充填するためのシャンプー製品を提供することができる。ベースシャンプーに加え、再充填ステーションでは芳香剤をシャンプーに組み込むことができ、ならびに調整剤、油、または他の修飾剤等の選択肢もある。消費者は、彼または彼女の好みに合わせてシャンプー製品を個人向けにし、その消費者のために特別に設計されているシャンプーを創出することができる。シャンプー提供者は、在庫を低減しつつより多くの製品を販売することができ、再使用可能な容器は、シャンプーが使い尽くされた時点で廃棄物が全く創出されないことを保証する。消費者は単に再充填ステーションに戻り、そこで、好ましくは、それはモール、ショッピングセンター、または他の便利な場所の中に設置され、消費者の個人的な好みは常に包装を再充填するのに利用可能である。

発明の概要
消費者包装を再充填するための再充填ステーションは、頑丈なシェルター内に収容された製品の１つ以上の器、および小部屋、つまり消費者からの再充填可能な個人用の容器を受け入れる適切な構造を含む。当該小部屋は、容器を再充填するために容器を把持して定位置に動かす機械腕、容器を整列させる誘導具、または容器を保持するためのコンベヤ、ロボット腕、空所／凹所等の別の機構を含み得る。重要であることは、操作者がステーションに不慣れな消費者であるかもしれないことを考慮して、ステーションが個人用の再充填可能な容器を受け入れ、信頼性のある方法で容器を適当な位置に設置することができることである。位置付け機構は、それにより、ステーションから消費者の再充填可能な容器への製品の密閉封止された移送のための信頼性のある接続を確立する。

容器が定位置にある時点で、再充填ステーションは、ステーションから個人用の再充填容器へ製品を交換するように適合されたマルチポートノズルで再充填可能な容器に係合することになる。製品を再充填可能な容器に送るために、当該ノズルは、迅速かつ信頼性のある方法で、気密の関係にある再充填ステーションのポートおよび再充填容器のポートに係合しなければならない。材料が時間と共にポート上に蓄積し得るので、この係合はポート上のなんらかの残留物の原因となるはずである。この係合は、空気がノズル内に入ることを防ぐために内部の弾性のＯリング取り付け具との押圧係合により最良に実現される。取り付け具つまり接続具は、オハイオ州、デイトンのレンツ社（Lenz Inc.）により提供されているもの等の、プラスチック、金属、または弾力性材料であり得る。

当該ノズルは、流体移送動作において重要な構成要素を形成する。マルチポート構成は、再充填ステーションで製品に組み込まれて混合されることになる芳香剤、油、調整剤、染料、栄養補助剤、増強剤、および同様のもの等の、１つ以上の「添加剤」または「修飾剤」を許容する。再充填ステーションの下流で無菌かつ制御された方法で芳香剤、染料、および他の添加剤を導入する能力は、再充填ステーション出口で汚染を防ぎ、再充填ステーションの実際上の知識を全く持たない顧客により流体製品の交換を自動化および達成することを可能にする。これは、製品を大気に曝し、無菌移送の可能性を排除する他の製品配分ステーションに対する利点を提供する。

再充填瓶に充填する最中の、再充填ステーション、ノズル、配列および再充填瓶の模式図である。 瓶の外に分配する最中の、再充填瓶およびノズルの配列の模式図である。 個人用容器およびノズルの組み合わせの側面図である。 本発明の第１の好適な実施形態の拡大横断面図である。 再充填可能な容器に改竄標識／内容物標識として用いることができるデカール／ステッカーの上面図である。

好適な実施形態の詳細な記載
図１は、滅菌環境内で製品および添加剤を管理して再充填可能な瓶つまり容器１２に移送するためのマルチポートノズル２０と共に用いることができる再充填ステーション１０を例解している。再充填ステーション１０は、個人用再充填瓶１２に販売および移送されることになる（一つまたは複数の）製品を貯蔵する１つ以上の器を含む。再充填ステーション１０と再充填瓶１２との間には、移送される製品を大気に曝すことなく再充填ステーションから個人用再充填瓶に製品を移送することができるマルチポートノズル２０がある。材料が時間と共にポート上に蓄積し得るので、この係合はポート上のなんらかの残留物の原因となるはずである。再充填ステーション１０とのノズル２０の連結は、空気がノズル２０内に入ることを防ぐために内部の弾性のＯリング取り付け具７７との押圧係合により最良に実現される。好適な実施形態において、当該ノズルは、再充填ステーション１０に対するノズル２０の受け入れをより利用しやすくする、角度の付いた上部分７５を有することになる。製品は、接続具１４において再充填ステーション出口１５からノズル２０に入り、それは、混合室３４の上流で流動制御器２６により調節することができる。再充填ステーション１０からノズル２０内への第２の線１６は、そこで第２の接続具２２が第２の線の連結具、係合部品、つまり「注入針」２７を受け入れる、第２の、周辺の開口つまり「注入ポート」１８を通じてノズル２０に入る。二次流路は、混合室３４内の材料が二次流路に入ることを防ぐ、玉バネ逆止弁２４等の、一方向逆止弁により調整することができる。玉バネ逆止弁は、カリフォルニア州、ハンティントンビーチのブルー−ホワイト工業（Blue-White Industries）により提供されているものを含む。第２の経路の作動は、弁２４を開閉する、作動器２８上での突出部つまりハンドルの動きにより及ぼすことができる。作動器ハンドル２８の動きは、機械的であるか、手動であるか、あるいはレバーまたは他の付勢構成要素を用いて再充填ステーションの処理器（図示せず）により制御することができる。

二次材料、香水、または添加剤は、芳香剤、調整剤、油、ローションなどのように、再充填ステーションからマルチポートノズル２０に供給される。主要および二次材料は、それらの各自の流れおよび流体線を介して混合室３４に入り、Ｔ字型、Ｙ字型の静的混合器等の指定された領域内で混合し、そこで、当該混合は、邪魔板２９、発振器３１、または二次材料を一次材料内に分散させる他の機器によりさらに促進することができる。顧客の待ち時間を低減し、製品のカスタマイズの範囲内で顧客により多くの選択肢を提示するための、個人用再充填容器に第３の成分を同時に（またはその後に）送達する三次供給線があり得ることを理解されたい。２つ以上の「修飾剤」を混合室において同時に製品に組み込んで混合するための水平および／または垂直構成において、ノズル２０内に多数の注入ポート１８（２つ以上）があり得ることも理解されたい。個人用再充填容器１２は、充填および分配の両方のための１つの弁、または充填のための１つの弁および分配のための別の別個の弁を有し得ることも理解されたい。上記の例解において示されているものに加え、多数の構成および実施形態があり得ることも理解されたい。

好ましくは、接触面を汚染することなく再充填可能な瓶１２のポート３９上に係止する第３の接続具４０を介して、ノズル２０は再充填瓶１２に接続する。再充填瓶１２との接続は、それが消費者により既に用いられているため、移送の密閉状態において破損の最大の機会を提供する。これは、非衛生的な材料がマルチポートノズル２０を汚染する機会を低減するために、再充填可能な瓶１２のポートの全体にわたり配置される使い捨ての鞘つまり取り付け具４２により克服することができる。ノズル２０は、選択的に、その衛生状態を示すプラスチック鋳型５１、デカール／ステッカー、または他の標識を有し得る。デカール／ステッカーが取り除かれるか、鋳型５１が破損されるか、または同様の状態になった時点で、ポートはもはや密閉封止されているとは見なされず、新たなノズル２０を用いなければならない。鋳型５１、デカール／ステッカー、または他の標識のその後の欠如は、製品の完全性および製品の安全性を保証する不可欠な構成要素として、再充填容器が用いられてきたかまたは改竄されているという明白な証拠となり得ることを理解されたい。この選択肢は、蒸気、殺菌剤、あるいは製品の状態に影響することになるだろう他の可燃性のまたは有毒な洗浄剤を必要とし得る、使用の間にノズルを洗浄する必要性を排除する。鋳型、デカール／ステッカー、または他の標識は、顧客が再充填処理の支払いをするべく勘定ステーションまたは勘定登録器でバーコードを走査するために、再充填ステーションにより印刷され、再充填容器が充填された（一つまたは複数の）製品および（一つまたは複数の）修飾剤の種類および量を示すバーコードステッカーのように、再充填処理に関する情報５０を含み得ることも理解されたい。

ノズルのための流動制御器２６は、磁気連結を通じる磁場、電池または容易に供給される電流、または他の適切な手段により作動させ、再充填ステーション内の処理器により制御することができる。同様に、二次流体線１６のポンピングは、好ましくは、作動器／ハンドル／トグル２８の位置と併せて再充填ステーションの処理器により制御される。

ノズル２０は、再充填ステーションから脱連結することができるが（図２を参照されたい）、当該ノズルは、再充填容器から（一つまたは複数の）任意の修飾剤を有する（一つまたは複数の）製品をその後に分配するために、個人用再充填瓶１２と連結されかつ取り付けられたままであり得る。ノズル２０は、個人用再充填瓶１２上のトグル弁と連動するため、および再充填容器から（一つまたは複数の）任意の修飾剤を有する（一つまたは複数の）製品を分配するように弁を開閉するための機械的／物理的作動器として機能することができることを理解されたい。当該ノズルは、再充填ステーションから脱連結することができ、また、当該ノズルは、再充填瓶から脱連結することができ、異なるノズルが、再充填容器から（一つまたは複数の）任意の修飾剤を有する（一つまたは複数の）製品をその後に分配する再充填容器と連結して取り付けることができることも理解されたい。

図３は、再充填瓶１２およびマルチポートノズル２０の側面図を例解している。ノズル２０は、トグル弁５２において瓶１２と噛み合い、出口８０を通じて製品を分配することができる。デカール５３は、ノズル２０の全体にわたり配置することができ、密閉状態を示すために瓶１２の縁まで延在する。デカール５３（図５）は、任意の添加剤、香水などを含む、容器の内容物を記載しているバーコードまたは他の機械読み取り証印を含み得る。当該バーコードは、顧客情報、支払い情報、あるいは処理を容易にする他のデータまたは情報も含み得る。デカール５３は、再充填瓶１２が再充填動作の後に用いられるときに、デカールを破ることを可能にする穿孔５５をさらに含み得る。このようにして、瓶の状態は、封止具が破損された時点でノズルが密閉状態にあると見なすことができない点において観察することができる。

図４は、横断面においてノズル２０の第１の好適な実施形態を例解している。ノズルが再充填または分配器の様式にあるかどうかに応じて、接続具１４は分配器ポート８０にもなり得る。再充填動作において、材料は再充填ステーション１０からノズルに流れ、混合室３４に入る。同時に、添加剤は二次線１８を通じて供給され、接続具２２において入る。上記で論じられているデカール５１の代わりに、デカール５１ａも接続具２２の全体にわたり設置することができ、同じ目的のために用いることができることに留意されたい。添加剤が流動制御弁２４を通り過ぎて混合室３４内に流れる際に、当該添加剤は製品と混合し、接続具４０を介してポート３９の外に流れる。Ｏリングつまり封止具５９は、空気または他の汚染物質が再充填瓶１２に入ることを防ぐために接続具４０に配置することができる。組み合わせの製品／添加剤がノズルを通じて流れる際に、邪魔板２９は、より良好な粘稠度のために流体を「混合」するのに用いることができる。こうした邪魔板２９は、半径方向に内方に動くように磁気的に作動され、ノズルを通じて動く流体の流動率を制御するか、または邪魔板２９の発振または他の運動を通じて混合を増加させることができる。他の作動手段は、邪魔板２９を動かすのに用いることができ、あるいは、それらは静止しており、混合を増加させるのに邪魔板の全体にわたる流体の動きを用いることができる。

本発明は、密閉条件下で再充填ステーションと再充填可能な容器との間における再充填可能な流体の交換において用いられるノズルを提供する。添加剤を提供するための二次ポートの使用は、長い待ち時間を伴わずに、かつそうでなければ工程の汚染を伴わずに、顧客の指定に対する製品のカスタマイズを可能にする。一方向逆止弁が先立つ、二次線の下流での混合室の使用は、顧客により選択されるとおりに２つ以上の成分の徹底的な混合を促進する。

Claims (14)

1. 再充填ステーションから流体製品を密閉して受け入れるための再充填可能な個人用の容器であって、
   ポートを有する再充填瓶と、
   再充填ステーションに接続するための接続具、流動制御機構、混合室、および前記再充填瓶上のポートに接続するための接続具を含む、前記流体製品の密閉移送のために前記ポートに接続可能なマルチポートノズルと、
   を備え、
   前記マルチポートノズルは、前記ノズルを通じて第２の材料を送るための二次線をさらに備え、第２の線は、二次ポート、前記二次ポートのための接続具、および前記混合室と流体連通する一方向逆止弁を含み、二次材料は、前記再充填瓶に入ることに先立って前記流体製品と混合されるために、前記二次線および前記一方向逆止弁を通じて前記混合室内に流れる、再充填可能な個人用の容器。
2. 前記流動制御機構が磁気的に作動される、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
3. 流動制御弁が電池で作動される、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
4. 密閉封止具が破損されたときに知らせる標識をさらに備える、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
5. 前記標識がプラスチック鋳型である、請求項４に記載の再充填可能な個人用の容器。
6. 前記標識がデカールである、請求項４に記載の再充填可能な個人用の容器。
7. 前記デカールが、製品情報を表す機械可読証印を含む、請求項６に記載の再充填可能な個人用の容器。
8. 前記混合室が、前記流体製品および前記第２の材料を混合する発振器を含む、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
9. 前記流動制御機構が、前記流体製品および前記第２の材料を混合する邪魔板を含む、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
10. 前記二次ポートと前記一方向逆止弁との間に作動器をさらに備える、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
11. 前記作動器がハンドルを含む、請求項１０に記載の再充填可能な個人用の容器。
12. 前記作動器が手動で制御される、請求項１０に記載の再充填可能な個人用の容器。
13. 前記再充填瓶が、前記瓶のポートと前記マルチポートノズルとの間に使い捨ての鞘を含む、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。
14. 前記ノズルが、空気が前記ノズルに入ることを防ぐために前記再充填ステーションとの接触面においてＯリングを含む、請求項１に記載の再充填可能な個人用の容器。

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