BR112021013041A2 - Válvula de dispensação de autofechamento, fechamento de dispensação, e, método para fabricar uma válvula de dispensação de autofechamento - Google Patents

Abstract

VÁLVULA DE DISPENSAÇÃO DE AUTOFECHAMENTO, FECHAMENTO DE DISPENSAÇÃO, E, MÉTODO PARA FABRICAR UMA VÁLVULA DE DISPENSAÇÃO DE AUTOFECHAMENTO. Uma válvula de dispensação de autofechamento é feita de um material elástico e compreende uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular espaçado da cabeça de válvula em uma direção axial e uma luva de conexão integralmente conectada com a cabeça de válvula em uma extremidade e o flange de retenção na outra extremidade. O material elástico é um plastômero ou um elastômero termoplástico. A cabeça de válvula tem uma forma de domo com um lado externo côncavo e um lado interno convexo. A luva de conexão é substancialmente estável em forma. A cabeça de válvula está conectada a uma extremidade superior da luva do conector por uma porção de dobradiça que é em forma de U em seção transversal. A espessura da parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura da parede da luva de conector e é escalonada na transição entre a luva de conector e a porção de dobradiça. Alternativamente, a luva de conector é omitida e a cabeça de válvula é conectada diretamente ao flange de retenção.

Description

1 / 20 VÁLVULA DE DISPENSAÇÃO DE AUTOFECHAMENTO, FECHAMENTO DE DISPENSAÇÃO, E, MÉTODO PARA FABRICAR

UMA VÁLVULA DE DISPENSAÇÃO DE AUTOFECHAMENTO

[001] A invenção refere-se a uma válvula de dispensação de autofechamento feita de um material elástico, a dita válvula compreendendo uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular espaçado da cabeça de válvula em uma direção axial e uma luva de conexão integralmente conectada com a cabeça de válvula em um extremidade e o flange de retenção na outra extremidade.

[002] Este tipo de válvulas de autofechamento é bem conhecido e é comumente montado em fechamentos de dispensação a serem dispostos em um recipiente contendo uma substância a ser dispensada. As aplicações bem conhecidas são, por exemplo, fechamentos de dispensação para garrafas de apertar, como ketchup, maionese, garrafas de mel e recipientes para outras substâncias comestíveis. Outro exemplo é os fechamentos de dispensação para garrafas que podem ser espremidas para produtos de cuidado capilar, de cuidado corporal ou de limpeza. Quando o recipiente é espremido e, portanto, o interior é pressurizado, o orifício da válvula se abre e a substância pode ser dispensada através da válvula. Depois que a pressão no recipiente é aliviada, a válvula fecha automaticamente devido à elasticidade do material da válvula.

[003] Um exemplo de uma tal válvula é mostrado em WO 2008/074517. As figuras 3 a 5 de WO 2008/074517 mostram uma válvula de autofechamento integralmente formada de borracha de silicone por moldagem por injeção. Ela tem uma cabeça de válvula com um contorno externo circular, uma superfície externa côncava e uma superfície interna convexa. A válvula adicionalmente tem uma flange de retenção circular a uma distância axial da cabeça de válvula, pela qual a válvula pode ser fixada a um fechamentos de dispensação. A cabeça de válvula axialmente deslocada e o flange de retenção são conectados por uma luva de conector que tem uma

2 / 20 forma substancialmente cilíndrica ou troncocônica. A válvula é colocada e fixada em um fechamento de dispensação que está adaptado para ser acoplado a um recipiente com um conteúdo dispensável tal como produtos alimentares, por exemplo, ketchup ou outros molhos, ou como produtos cosméticos ou de cuidados. A cabeça de válvula é provida com fendas que formam um orifício de dispensação que se abre após a pressurização do recipiente.

[004] Embora as válvulas de borracha de silicone sejam muito adequadas para seu propósito, elas representam um problema após o uso, quando o usuário joga fora o recipiente com o fechamento de dispensação na qual a válvula ainda está fixada. Os recipientes e a tampa de dispensação são geralmente feitos de um material plástico reciclável, como PET, PE ou PP. No entanto, o material de silicone não pode ser reciclado e, portanto, perturba os fluxos de reciclagem dos recipientes e fechamentos.

[005] Uma maneira de contornar o problema da reciclagem é separar as válvulas de autofechamento dos fechamentos durante a reciclagem. Em WO 2008/097306 é descrito um método para separação por flotação de silicone e plástico. O documento descreve como exemplo garrafas de plástico com um diafragma de válvula feito de silicones curados que podem ser separados usando um silicone de baixa gravidade para as válvulas, o que permite que os materiais sejam separados e o plástico possa ser reciclado.

[006] Outra forma de contornar o problema da reciclagem é usar outro material para as válvulas de autofechamento. Por exemplo, no documento US 6.726.063, é proposto fazer a válvula de autofechamento de um elastômero termoplástico (TPE), que tem a vantagem de poder ser processado e reciclado como materiais termoplásticos, o que torna mais fácil reciclar resíduos porque o TPE das válvulas e os materiais termoplásticos dos outros itens da embalagem, como fechamentos e recipientes, não precisam ser separados, mas podem ser processados juntos. US 6.726.063 mostra muitas válvulas com diferentes formas de fenda e posições na cabeça de válvula para

3 / 20 melhorar o controle de dispensação através da cabeça de válvula.

[007] Uma desvantagem do TPE em comparação com a borracha de silicone para válvulas de dispensação de autofechamento é que os graus de TPE com propriedades mecânicas semelhantes às dos materiais de silicone usados muitas vezes não são adequados para uso com produtos alimentícios diferentes. Em particular, quando usados com produtos alimentícios gordurosos, os graus de TPE que têm propriedades mecânicas semelhantes às dos materiais de silicone mostram muita migração de agentes para o produto alimentício. Os graus de TPE que são adequados para uso com alimentos gordurosos são tipicamente rígidos e não podem ser usados com projetos de válvula conhecidos usados na indústria de embalagens de alimentos.

[008] A presente invenção tem como objetivo prover uma válvula de dispensação de autofechamento melhorada, que é compatível com a dispensação de alimentos, mas evita o uso de materiais de silicone.

[009] Esse objetivo é alcançado por uma válvula de autofechamento feita de um material elástico, a dita válvula compreendendo uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular espaçado da cabeça de válvula em uma direção axial e uma luva de conexão integralmente conectada com a cabeça de válvula em um extremidade e o flange de retenção na outra extremidade, em que: - o material elástico é um plastômero ou um elastômero termoplástico, - a cabeça de válvula tem uma forma de domo com um lado externo côncavo e um lado interno convexo, - a luva de conexão é substancialmente estável em forma, - a cabeça de válvula está conectada a uma extremidade superior da luva do conector por uma porção de dobradiça que é em forma de U em seção transversal, em que a espessura da parede da porção de dobradiça é menor

4 / 20 do que a espessura da parede da luva de conector e é escalonada na transição entre a luva de conector e a porção de dobradiça.

[0010] A válvula de acordo com a invenção pode ser feita por moldagem por injeção ou moldagem por injeção e compressão.

[0011] O orifício de dispensação é formado por fendas de passagem através da cabeça de válvula, preferencialmente formando uma configuração cruzada e que se cruza no centro da cabeça de válvula, dividindo assim a cabeça de válvula em quatro seções iguais. As fendas de passagem são feitas na cabeça de válvula após a moldagem por injeção ou moldagem por injeção e compressão da válvula.

[0012] A geometria da válvula de acordo com a invenção, e em particular a geometria da dobradiça e da cabeça de válvula em combinação com os materiais de plastômero ou elastômero termoplástico, atinge um comportamento de válvula que é comparável às válvulas de autofechamento que até agora foram feitas de borracha de silicone. Em particular, a combinação geometria-material atinge uma pressão limiar semelhante na qual a válvula se abre, e atinge um tamanho de abertura semelhante ao que foi atingido com as válvulas de silicone. A porção de dobradiça circunferencial tem uma seção transversal em forma de U e uma espessura de parede que é tal que após pressurização do lado interno da válvula, a dobradiça fará inicialmente um movimento inflexível como um fole, devido ao qual a cabeça de válvula se move ligeiramente axialmente na direção para o exterior, antes que o orifício de dispensação da cabeça de válvula se abra.

[0013] A válvula é normalmente usada com uma garrafa de apertar, que após ser apertada e dispensar a substância automaticamente quer retornar à sua forma original. A válvula é inicialmente fechada após dispensar a substância. Isso cria uma pressão insuficiente no lado interior da cabeça de válvula. A válvula de acordo com a invenção permite que o ar de ventilação entre no recipiente, de modo que o recipiente possa retornar à sua forma

5 / 20 original. Para isso, a porção de dobradiça em forma de U da válvula se curva ainda mais para dentro, de modo que a cabeça de válvula se mova axialmente em direção ao interior, assim, afunda ainda mais na luva do conector e, eventualmente, as seções da cabeça de válvula dobram, por meio do qual o orifício de dispensação é aberto e o ar de ventilação é permitido passar através da válvula para o recipiente.

[0014] A válvula de autofechamento de acordo com a invenção é feita de um plastômero ou um elastômero termoplástico, cujos materiais podem ser reciclados com o material do fechamento em que está disposta a válvula, que geralmente seria um PP ou PE. O plastômero ou elastômero termoplástico são escolhidos de modo que não tenham migração dos agentes para os alimentos, de modo que não comprometam a qualidade e a segurança da substância a ser dispensada. Além disso, o grau de plastômero deve ser suficientemente resistente ao calor, devido ao enchimento a quente dos recipientes, após o que o fechamento com a válvula é colocado no recipiente para fechá-lo e selá-lo. Pela configuração específica da válvula, esses graus de plastômero geralmente mais rígido ou elastômero termoplástico podem ser usados.

[0015] Tendo em vista a reciclagem de materiais, preferencialmente uma solução monomaterial é utilizada para a embalagem, solução essa que inclui o recipiente, o fechamento e a válvula de autofechamento. Sem desejar estar vinculado à preferência atual, um plastômero teria a preferência sobre um TPE em vista do desejo de uma solução monomaterial. No entanto, os plastômeros aprovados para alimentos são tipicamente relativamente rígidos e os plastômeros aprovados para alimentos mais flexíveis têm uma resistência ao calor limitada, o que os torna menos adequados para uma ampla solução de válvula aplicável.

[0016] Os materiais de plastômero adequados que podem ser usados em combinação com a configuração da válvula de acordo com a presente invenção são alguns graus de plastômeros sob o nome de QueoTM da Borealis,

6 / 20 VersifyTM da Dow Chemical ou VistamaxxTM da ExxonMobil.

[0017] Nas seguintes modalidades práticas, não importa se o material escolhido é um plastômero adequado ou elastômero termoplástico (TPE):

[0018] Em uma modalidade possível da válvula de acordo com a invenção, a espessura de parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura de parede da cabeça de válvula.

[0019] Em uma modalidade possível, a porção de dobradiça tem uma espessura de parede uniforme, de preferência uma espessura de parede de cerca de 0,2 mm.

[0020] Em uma modalidade possível, a porção de dobradiça em forma de U tem um lado convexo que tem um raio de curvatura de cerca de 0,43mm.

[0021] Em uma modalidade possível, a luva de conector tem uma espessura de parede uniforme.

[0022] Em uma modalidade possível, a espessura de parede da luva de conector é pelo menos o dobro da espessura de parede da porção de dobradiça.

[0023] A escolha de um plastômero ou elastômero termoplástico tem influência na forma e nas dimensões da cabeça de válvula.

[0024] Em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de plastômero, a cabeça de válvula tem uma espessura de parede uniforme. Em uma modalidade prática, a espessura uniforme da parede pode ser de cerca de 0,25 mm.

[0025] Adicionalmente, em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de plastômero, a cabeça de válvula tem um diâmetro Dvh, em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 0,9 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,15, preferencialmente 1,00.

[0026] Em uma modalidade prática de uma válvula feita de material de plastômero, o lado exterior côncavo tem um raio de curvatura R1 de 9,5 mm.

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[0027] Em uma modalidade prática de uma válvula feita de material de plastômero, o lado interior convexa da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1 de 9,75 mm.

[0028] Em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de elastômero termoplástico (TPE), a cabeça de válvula tem uma espessura de parede que se afunila em direção ao centro da cabeça de válvula.

[0029] Em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de elastômero termoplástico, a espessura de parede da cabeça de válvula no centro é preferencialmente 2/3 da espessura de parede na circunferência da cabeça de válvula.

[0030] Em uma modalidade prática da válvula TPE, a espessura da parede no centro da cabeça de válvula é de cerca de 0,4 mm. A espessura da parede da cabeça de válvula na circunferência é, portanto, cerca de 0,6 mm.

[0031] Adicionalmente, em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de elastômero termoplástico, a cabeça de válvula tem um diâmetro Dvh, em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 1,2 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,6, preferencialmente cerca de 1,5.

[0032] Em uma modalidade prática de uma válvula feita de material de elastômero termoplástico (TPE), o lado exterior côncavo tem um raio de curvatura R1 de 6,5 mm.

[0033] Em uma modalidade prática de uma válvula feita de material de elastômero termoplástico (TPE), o lado interior convexa da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1 de 7,75 mm.

[0034] Em geral, a cabeça de válvula feita de um material de plastômero será “mais achatada”, isto é, menos côncava e menos convexa do que a válvula feita de um elastômero termoplástico.

[0035] Outro aspecto da invenção refere-se a uma válvula de autofechamento sem uma luva de conector. Em particular, ela se refere a uma

8 / 20 válvula de dispensação de autofechamento feita de um material elástico, a dita válvula compreendendo uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular conectado integralmente com a cabeça de válvula, em que: - o material elástico é um plastômero ou um elastômero termoplástico, - a cabeça de válvula tem uma forma de domo com um lado externo côncavo e um lado interno convexo, - o flange de retenção periférico é substancialmente estável em forma, - a cabeça de válvula está conectada diretamente ao flange de retenção por uma porção de dobradiça que é em forma de U em seção transversal.

[0036] Em uma possível modalidade da válvula de acordo com este aspecto da invenção, o flange de retenção é substancialmente estável em forma. No entanto, também são concebíveis modalidades em que o flange de retenção é fixado a uma parte de suporte rígida, como um anel de suporte, ou é fixado no corpo de fechamento, por exemplo, por aperto, crimpagem, soldagem (ultrassônica) ou aderência, por meio do que o flange é imobilizado. O movimento na válvula ocorre na porção de dobradiça ou na cabeça de válvula.

[0037] Além disso, a válvula de autofechamento de acordo com este aspecto da invenção pode ser feita de um plastômero ou um material termoplástico (TPE). Nas seguintes modalidades práticas, não importa se o material escolhido é um plastômero adequado ou elastômero termoplástico (TPE):

[0038] Em uma modalidade possível, a espessura de parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura de parede da cabeça de válvula.

[0039] Em uma modalidade possível, a porção de dobradiça tem uma

9 / 20 espessura de parede uniforme, que é preferencialmente 0,2 mm.

[0040] Em uma modalidade possível, a porção de dobradiça em forma de U tem um lado convexo que tem um raio de curvatura de cerca de 0,43mm.

[0041] Em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de plastômero, a cabeça de válvula tem uma espessura de parede uniforme. Em uma modalidade prática, a espessura uniforme da parede pode ser de cerca de 0,25 mm.

[0042] Adicionalmente, em uma modalidade em que a cabeça de válvula é feita de um material de plastômero, a cabeça de válvula tem um diâmetro Dvh, em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 1,20 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,60, preferencialmente cerca de 1,50.

[0043] Em qualquer uma das modalidades das válvulas de autofechamento descritas acima, se a válvula tiver dimensões relativamente pequenas, outra configuração de fendas de passagem do que a configuração cruzada mais comum pode ser provida, por exemplo, uma configuração em forma de T de fendas de passagem, que provê uma abertura de dispensação suficientemente grande, apesar do pequeno tamanho da válvula.

[0044] As válvulas de autofechamento feitas de materiais de silicone são geralmente feitas por um processo de moldagem por injeção. No entanto, os materiais mencionados sem silicone, como certos graus de TPE ou plastômeros, que são compatíveis com substâncias alimentares (gordurosas), em geral têm um Índice de Fluidez (MFI) bastante baixo. Este baixo MFI dificulta processar esses materiais em um processo de moldagem por injeção, em particular no caso de as espessuras de parede serem tão pequenas quanto é desejado para a produção de válvulas de autofechamento da presente invenção, ou seja, cerca de 0,2 a 0,3 mm.

[0045] A invenção, portanto, também propõe um método para fabricar uma válvula de dispensação de autofechamento conforme descrito acima, em

10 / 20 que a válvula é feita por moldagem por injeção e compressão de um elastômero ou um plastômero. No processo de moldagem por injeção e compressão, uma quantidade de resina (ou massa) é injetada em um molde fechado, após o qual as metades do molde são movidas uma em direção à outra, comprimindo e distribuindo a resina na cavidade do molde.

[0046] No entanto, se o MFI do material a ser moldado permitir, um método para fabricar uma válvula de dispensação de autofechamento de acordo com a invenção também pode incluir a moldagem por injeção da válvula a partir de um material de elastômero, tal como TPE, ou um plastômero.

[0047] A invenção adicionalmente se refere a uma fechamento de dispensação incluindo: - um corpo de fechamento compreendendo: um deck no qual uma passagem de dispensação é formada, uma saia dependendo do deck e acoplada para ser acoplada a um gargalo do recipiente e definindo um espaço interior do fechamento, uma porção de assento de válvula formada no espaço interior em linha com a passagem de dispensação, e - uma válvula de autofechamento conforme estabelecida acima, disposta e presa na porção de assento de válvula do corpo de fechamento.

[0048] O corpo de fechamento é produzido por moldagem por injeção de um material termoplástico adequado, como PP ou PE. A válvula de autofechamento é produzida separadamente e colocada na porção de assento da válvula do corpo de fechamento, após o que é fixada no corpo de fechamento por algum meio adequado, por exemplo, por aperto, crimpagem, soldagem ou aderência.

[0049] A invenção será adicionalmente elucidada na seguinte descrição detalhada com referência ao desenho, no qual:

11 / 20 a Figura 1 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma válvula de autofechamento de acordo com a invenção feita de um material de plastômero, a Figura 2 mostra vista de elevação superior da válvula da Figura 1, a Figura 3 mostra uma seção transversal da válvula de acordo com a linha A-A indicada na Figura 2, a Figura 4 mostra uma vista em perspectiva de uma modalidade de uma válvula de autofechamento de acordo com a invenção feita de um material de elastômero termoplástico (TPE), a Figura 5 mostra vista de elevação superior da válvula da Figura 4 a Figura 6 mostra uma seção transversal da válvula de acordo com a linha A-A indicada na Figura 5, as Figuras 7a a 7e mostram, em uma vista em perspectiva, 1/8 da seção da válvula da Figura 1 em diferentes estados, as Figuras 8a a 8e mostram, em outra vista em perspectiva, 1/8 da seção da válvula da Figura 1 nos mesmos estados que nas Figuras 7a a 7e, a Figura 9 mostra vista de elevação superior da válvula da Figura 1 nos estados correspondentes às Figuras 7a a 7d, a Figura 10 mostra uma vista em perspectiva de um fechamento dispensação incluindo a válvula da Figura 1, a Figura 11 mostra um detalhe do fechamento da Figura 10 em seção transversal, a Figura 12 ilustra a alteração da largura de uma porção de dobradiça da válvula da Figura 1, a Figura 13 mostra uma curva de raio de abertura vs. pressão de duas válvulas do tipo da válvula da Figura 1 e uma válvula de referência feita de borracha de silicone,

12 / 20 a Figura 14 mostra uma vista em seção transversal de outra válvula de autofechamento possível de acordo com a invenção, e a Figura 15 mostra detalhadamente uma seção transversal de uma porção de dobradiça da válvula da Figura 1.

[0050] As figuras 1 a 3 mostram uma modalidade de uma válvula de autofechamento 1 de acordo com a invenção. A válvula 1 é feita por moldagem por injeção ou moldagem por injeção e compressão de um material elástico, em particular um plastômero.

[0051] A válvula 1 compreende uma cabeça de válvula 2 com um orifício de dispensação. O orifício de dispensação é formado por duas fendas de passagem 3 que se cruzam. As fendas de passagem 3 se cruzam no centro da cabeça de válvula 2. A válvula compreende adicionalmente um flange de retenção periférico circular 4 espaçado da cabeça de válvula 2 em uma direção axial. Na modalidade mostrada, o flange compreende uma porção externa mais espessa. Uma luva de conector 5 está integralmente conectada com a cabeça de válvula 2 em uma extremidade e o flange de retenção 4 na outra extremidade.

[0052] Para se ter uma ideia das dimensões globais, uma modalidade prática da válvula 1 tem um diâmetro externo Do de cerca de 16,4 mm e uma altura H de 5,4 mm. A cabeça de válvula 2 tem um diâmetro Dvh de cerca de 9,7 mm.

[0053] A cabeça de válvula 2 da válvula 1 tem uma forma de domo com um lado exterior côncavo 6 e um lado interior convexo 7, como pode ser melhor visto na Figura 3.

[0054] A cabeça de válvula 2 está conectada a uma extremidade superior 5A da luva do conector 5 por uma porção de dobradiça 8 que é em forma de U em seção transversal, como pode ser melhor visto na Figura 3 e detalhadamente na Figura 15. A espessura de parede th da porção de dobradiça 8 é menor que a espessura de parede tcs da luva de conector 5 e é

13 / 20 escalonada na transição. A transição escalonada é indicada pelo número de referência 9 entre a luva de conector 5 e a porção de dobradiça 8.

[0055] A luva de conector 5 nessa modalidade é ligeiramente afunilada a partir do flange de retenção 4 em direção à cabeça de válvula 2, portanto, quase cilíndrica. A pequena inclinação da luva de conector 5 em relação ao eixo central da válvula 1 facilita a ejeção da válvula 1 para fora do molde. No entanto, a luva de conector também pode ter outra forma, por exemplo, parcialmente cilíndrica e parcialmente afunilada a partir do flange de retenção em direção à cabeça de válvula.

[0056] A espessura de parede da porção de dobradiça th é menor do que a espessura de parede tvh da cabeça de válvula 2.

[0057] A porção de dobradiça 8 tem uma espessura de parede uniforme th que, em uma modalidade prática preferida, é de 0,2 mm.

[0058] A porção de dobradiça tem um lado convexo que tem um raio de curvatura Rh (cf. Figura 15) de cerca de 0,43mm.

[0059] A luva de conector 5 tem uma espessura de parede uniforme tcs. A espessura de parede tcs da luva de conector 5 é pelo menos o dobro da espessura de parede th da porção de dobradiça 8. A espessura da parede tcs da luva de conector 5 é, em uma modalidade prática, de 0,4 mm. A luva de conector 5 com esta espessura de parede e feita de material de plastômero é estável em forma.

[0060] A cabeça de válvula 2 da válvula 1 tem uma espessura de parede uniforme, que é de preferência cerca de 0,25 mm.

[0061] A cabeça de válvula 2 tem um diâmetro Dvh, e em que o lado exterior côncavo 6 da cabeça de válvula 2 tem um raio de curvatura R1, em que 1,00 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,15.

[0062] Na modalidade prática mostrada, o lado exterior côncavo tem um raio de curvatura R1 de 9,5 mm e o lado interior convexo 7 da cabeça de válvula 2 tem um raio de curvatura R2 de 9,75 mm.

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[0063] As Figuras 10 e 11 ilustram como a válvula 1 está disposta em um fechamento 20 para um recipiente de aperto, por exemplo, uma garrafa contendo um molho comestível como ketchup, maionese, etc. O fechamento 20 mostrado na Figura 10 é um chamado fechamento flip-top que compreende um corpo de fechamento 21 e uma tampa 22, que está integralmente conectada ao corpo de fechamento 21 por uma dobradiça viva 23. O corpo de fechamento 21 compreende um deck 24 no qual uma passagem de dispensação 25 é formada. Adicionalmente, o corpo de fechamento compreende uma saia 26 dependendo do deck 24 e definindo um espaço interior do fechamento 20. Uma porção de assento de válvula 27 é formada no espaço interior em linha com a passagem de dispensação 25, como mostrado na seção transversal da Figura 11. Nessa modalidade particular, a porção de assento de válvula inclui rebordos dobráveis 28 que são dobrados sobre o flange de retenção 4 da válvula 1 após a válvula ser colocada na porção de assento de válvula 27, de modo a reter a válvula 1 no corpo de fechamento 21. Isso pode ser feito, por exemplo, por soldagem ultrassônica que provê a energia para deformar plasticamente os rebordos dobráveis 28.

[0064] Nas Figuras 7a a 7e e 8a a 8e, ilustra-se como a válvula 1 funciona, mostrando a deformação de 1/8 de uma seção da válvula 1. A fenda 3 está do outro lado. As figuras 7a e 8a mostram o estado de repouso da válvula 1. Quando uma pressão é aplicada na válvula 1 a partir do lado interno, tipicamente porque o recipiente no qual o fechamento 20 está montada é apertado, a porção de dobradiça 8 da válvula desdobra-se até certo ponto como é visível pela comparação das figuras 7a e 8a com as figuras 7b e 8b, respectivamente. Como pode ser visto nas figuras 7b e 8b, a cabeça de válvula 2 é movida na direção axial em uma direção para longe do flange de retenção 4, nas figuras 7b e 8b para cima. Como pode ser visto, a ponta 10 das abas da cabeça de válvula definidas pelas fendas 3 ainda está situada ao longo do eixo central CA da válvula 1 e, portanto, a válvula ainda está fechada. À

15 / 20 medida que um aumento adicional da pressão no interior passar uma pressão limiar e as abas da válvula começarem a dobrar e as fendas 3 serem abertas. Nas Figuras 7c e 8c, isso é ilustrado. Também nas Figuras 9b e 9c, isso é mostrado de cima. Na modalidade da válvula, conforme descrito e mostrado nas Figuras 1 a 3, esta abertura do orifício da válvula é instantânea, uma abertura relativamente grande, como é mostrado na Figura 9c. Após um aumento adicional da pressão, a válvula abrirá mais gradualmente para o estado que é ilustrado nas Figuras 7d, 8d e 9d.

[0065] Na Figura 13 é mostrado um gráfico que também ilustra o comportamento da válvula 1 em comparação com uma válvula de autofechamento semelhante feita de borracha de silicone. No eixo vertical, a pressão é indicada em mm H2O, no eixo horizontal, o raio de abertura do orifício da válvula é indicado em mm. O gráfico com os pontos é indicado pelo número de referência 11 e representa o comportamento da válvula de silicone, que serve de referência para as válvulas 1 feitas de plastômero. O gráfico com o X indicado com o numeral de referência 12 está representando uma primeira modalidade da válvula 1. O gráfico com o X indicado com o número de referência 13 está representando uma segunda modalidade da válvula 1, em que a forma de U da válvula 1 é mais larga do que para a primeira modalidade. Essa diferença é ilustrada na Figura 12, em que a primeira modalidade (gráfico 12) é a válvula inferior e a segunda modalidade (gráfico 13) é a válvula superior na Figura 12. A largura U (cf. Figura 12) é assim maior na segunda modalidade do que na primeira modalidade.

[0066] Como é derivado do gráfico, a pressão pode ser aumentada até 325 e 375 mm H2O, respectivamente, antes que a válvula 1 comece a abrir. O desenvolvimento relativamente horizontal do gráfico mostra que o orifício de dispensação 15 (cf. Figuras 9b - 9d) abre rapidamente para um raio de abertura de cerca de 2 mm. Após aumento adicional da pressão, o aumento do raio da válvula segue uma curva mais gradual, na prática até cerca de 2,5 mm.

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[0067] Como pode ser visto, a forma em U mais estreita abre a uma pressão mais baixa (ou seja, 325 mm H2O) do que a válvula de referência feita de borracha de silicone. Ao aumentar a largura U da porção de dobradiça em forma de U 8, o gráfico pode ser aumentado até o nível de pressão (isto é, 375 mm H2O) no qual a válvula de referência se abre.

[0068] Como mencionado, a válvula 1 é normalmente usada com uma garrafa de apertar, que após ser apertada e dispensar a substância automaticamente quer retornar à sua forma original. A válvula 1 é inicialmente fechada após dispensar a substância. Isso cria uma pressão insuficiente no lado interior da cabeça de válvula 2. A válvula de 1 permite que o ar de ventilação entre no recipiente, de modo que o recipiente possa retornar à sua forma original. Para isso, a porção de dobradiça 8 em forma de U da válvula se curva ainda mais para dentro, de modo que a cabeça de válvula se mova axialmente em direção ao interior, assim, afunda ainda mais na luva do conector e, eventualmente, as seções da cabeça de válvula dobram, por meio do qual o orifício de dispensação é aberto e o ar de ventilação é permitido passar através da válvula para o recipiente. Este estado é ilustrado nas Figuras 7e e 8e. Dos gráficos 12, 13 na Figura 13, pode-se ver que a válvula 1 abre seguindo uma curva linear até um raio máximo do orifício de cerca de 1 mm a uma pressão negativa de 475 mm H2O.

[0069] Nas Figuras 4 a 6, é mostrada outra modalidade de uma válvula de autofechamento de acordo com a invenção. Esta válvula indicada por 101 é feita por moldagem por injeção ou moldagem por injeção e compressão de um elastômero termoplástico TPE.

[0070] A válvula 101 compreende uma cabeça de válvula 102 com um orifício de dispensação. O orifício de dispensação é formado por duas fendas de passagem 103 que se cruzam. As fendas de passagem 103 se cruzam no centro da cabeça de válvula 102. A válvula 101 compreende adicionalmente um flange de retenção periférico circular 104 espaçado da

17 / 20 cabeça de válvula 102 em uma direção axial. Na modalidade mostrada, nas figuras 4 a 6, o flange 104 compreende uma porção externa mais espessa 104A. Uma luva de conector 105 está integralmente conectada com a cabeça de válvula 102 em uma extremidade e o flange de retenção 104 na outra extremidade.

[0071] Para se ter uma ideia das dimensões globais, uma modalidade prática da válvula 101 tem um diâmetro externo Do de cerca de 16,4 mm e uma altura H de 5,4 mm. A cabeça de válvula 102 tem um diâmetro Dvh de cerca de 9,7 mm. Esta é, portanto, a mesma que a válvula 1 da Figura 1, que é feita de um plastômero.

[0072] A cabeça de válvula 102 da válvula 101 tem uma forma de domo com um lado exterior côncavo 106 e um lado interior convexo 107, como pode ser melhor visto na Figura 6.

[0073] A cabeça de válvula 102 está conectada a uma extremidade superior 105A da luva do conector 105 por uma porção de dobradiça 108 que é em forma de U em seção transversal, como pode ser melhor visto na Figura 6 e detalhadamente na Figura 15. A espessura de parede th da porção de dobradiça 108 é menor que a espessura de parede tcs da luva de conector 105 e é escalonada na transição. A transição escalonada é indicada pelo número de referência 109 entre a luva de conector 105 e a porção de dobradiça 108. Essa parte da válvula 101 também é a mesma que a da válvula 1. Em uma modalidade prática, ela pode, portanto, ter as mesmas dimensões:

[0074] A espessura de parede da porção de dobradiça th é menor do que a espessura de parede tvh da cabeça de válvula 102.

[0075] A porção de dobradiça 108 tem uma espessura de parede uniforme th que, em uma modalidade prática preferida, é de 0,2 mm.

[0076] A porção de dobradiça tem um lado convexo que tem um raio de curvatura Rh (cf. Figura 15) de cerca de 0,43mm.

[0077] A luva de conector 105 tem uma espessura de parede uniforme

18 / 20 tcs. A espessura de parede tcs da luva de conector 105 é pelo menos o dobro da espessura de parede th da porção de dobradiça 108. A espessura da parede tcs da luva de conector 105 é, em uma modalidade prática, de 0,4 mm. A luva de conector 105 com esta espessura de parede e feita de material de elastômero termoplástico (TPE) é estável em forma.

[0078] A luva de conector 105 nessa modalidade é ligeiramente afunilada a partir do flange de retenção 104 para cabeça de válvula 102, portanto, quase cilíndrica. A pequena inclinação da luva de conector 5 em relação ao eixo central da válvula 1 facilita a ejeção da válvula 1 para fora do molde.

[0079] A válvula 101 feita de TPE é formada em forma diferente da válvula 1 feita de plastômero no que se refere ao formato da cabeça de válvula.

[0080] Ao contrário da válvula 1, a válvula 101 não tem uma cabeça de válvula com uma espessura de parede constante, mas a cabeça de válvula 102 tem uma espessura de parede tvh que se afunila em direção ao centro da cabeça de válvula. Em outras palavras, a cabeça de válvula é mais fina no centro e sua espessura de parede aumenta quando vai radialmente para fora.

[0081] Em uma modalidade de trabalho praticamente boa, a espessura da parede tvh1 da cabeça de válvula 102 no centro é 2/3 da espessura da parede tvh2 na circunferência da cabeça de válvula 102. Em uma modalidade prática, a espessura da parede tvh1 no centro da cabeça de válvula 102 é de cerca de 0,4 mm.

[0082] A cabeça de válvula 102 tem um diâmetro D1, e em que o lado exterior côncavo 106 da cabeça de válvula 106 tem um raio de curvatura R1, em que 1,2 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,6, preferencialmente cerca de 1,5.

[0083] Em uma modalidade prática, o lado exterior côncavo 106 tem um raio de curvatura R1 de 6,5 mm e o lado interior convexo 107 da cabeça de válvula 101 tem um raio de curvatura de 7,75 mm. A cabeça de válvula

19 / 20 102 da válvula 101 tem, assim, uma forma mais convexa e mais côncava do que a cabeça de válvula 2 da válvula 1; em outras palavras, a cabeça de válvula 2 é “mais achatada” do que a cabeça de válvula 102.

[0084] Na Fig. 14, é mostrada uma válvula dispensadora de autofechamento 201 de acordo com um outro aspecto da invenção. Essa válvula de dispensação 201 é feita de um material elástico, em particular de TPE. A válvula 201 compreende uma cabeça de válvula 202 com um orifício de dispensação e um flange de retenção periférico circular 204 integralmente conectado com a cabeça de válvula 202. Uma diferença com as válvulas 1 e 101 descritas acima é, portanto, que uma luva de conector é omitida.

[0085] A cabeça de válvula 201 tem uma forma de domo com um lado externo côncavo 206 e um lado interno convexo 207. O flange de retenção periférico 204 é substancialmente estável em forma. A cabeça de válvula 202 está conectada diretamente ao flange de retenção 204 por uma porção de dobradiça 208 que é em forma de U em seção transversal.

[0086] Nessa modalidade, o flange de retenção é um anel engrossado que é substancialmente estável em forma. No entanto, também é concebível fazer um flange de retenção mais flexível que é fixado, por exemplo, soldado a um anel de plástico mais rígido.

[0087] Para se ter uma ideia das dimensões globais, uma modalidade prática da válvula 201 tem um diâmetro externo Do de cerca de 10,3 mm e uma altura H de 2,0 mm. A cabeça de válvula 202 tem um diâmetro Dvh de cerca de 6,2 mm.

[0088] Na válvula 201, a espessura de parede th da porção de dobradiça 208 é menor do que a espessura de parede tvh da cabeça de válvula

202.

[0089] A porção de dobradiça 208 tem uma espessura de parede uniforme que, em uma modalidade prática como aqui mostrada, é de 0,2 mm.

[0090] A porção de dobradiça em forma de U 208 tem um lado

20 / 20 convexo que tem um raio de curvatura de cerca de 0,43mm.

[0091] A cabeça de válvula tem uma espessura de parede uniforme que, em uma modalidade prática, é de cerca de 0,25 mm.

[0092] O lado exterior côncavo da cabeça de válvula 202 tem um raio de curvatura R1. A forma da cabeça de válvula feita de um plastômero é tal que 1,2 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,6, de preferência cerca de 1,5.

[0093] Observa-se que a válvula 201 descrita acima tem dimensões relativamente pequenas (diâmetro externo Do = 10,3 mm etc.). Em uma válvula tão pequena, o uso de um plastômero é muito difícil devido à rigidez relativamente alta dos plastômeros aprovados para alimentos. As espessuras da parede se tornariam muito pequenas para serem processadas ao usar um plastômero adequado para a pequena válvula 201, a fim de obter uma válvula com uma abertura de dispensação suficientemente grande. Portanto, a válvula menor 201 é feita em um grau de TPE adequado. No entanto, se a válvula 201 for feita maior, assim, com um diâmetro externo maior, etc., o uso de um plastômero adequado é concebível.

[0094] O orifício de dispensação da válvula 201 é formado por uma ou mais fendas de passagem. Para uma válvula pequena (por exemplo, Do = 10,3 mm), que é descrita acima, duas fendas de passagem, de preferência perpendiculares, formam uma configuração em T, de modo que uma abertura de dispensação suficientemente grande possa ser obtida na válvula pequena. Para válvulas 201 com uma dimensão maior, um orifício de dispensação definido por fendas de passagem em uma configuração cruzada mais comum (ver Figura 2 para um exemplo) pode ser provido.

Claims (36)

REIVINDICAÇÕES

1. Válvula de dispensação de autofechamento feita de um material elástico, a dita válvula caracterizada pelo fato de que compreende uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular espaçado da cabeça de válvula em uma direção axial e uma luva de conexão integralmente conectada com a cabeça de válvula em um extremidade e o flange de retenção na outra extremidade, em que: - o material elástico é um plastômero ou um elastômero termoplástico, - a cabeça de válvula tem uma forma de domo com um lado externo côncavo e um lado interno convexo, - a luva de conexão é substancialmente estável em forma, - a cabeça de válvula está conectada a uma extremidade superior da luva do conector por uma porção de dobradiça que é em forma de U em seção transversal, em que a espessura da parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura da parede da luva de conector e é escalonada na transição entre a luva de conector e a porção de dobradiça.

2. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 1, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura de parede da cabeça de válvula,

3. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a dobradiça tem uma espessura de parede uniforme.

4. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 3, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da porção de dobradiça é 0,2 mm.

5. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a porção de dobradiça em forma de U tem um lado convexo que tem um raio de curvatura de cerca de 0,43mm.

6. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a luva de conector tem uma espessura de parede uniforme.

7. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da luva de conector é pelo menos o dobro da espessura de parede da porção de dobradiça.

8. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula é feita de um material de plastômero.

9. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 8, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem uma espessura de parede uniforme.

10. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 9, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da cabeça de válvula é cerca de 0,25 mm.

11. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 10, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem um diâmetro Dvh, e em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 0,90 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,15, preferencialmente cerca de 1,00.

12. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 11, caracterizada pelo fato de que o lado exterior côncavo tem um raio de curvatura R1 de 9,5 mm.

13. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 8 a 12, caracterizada pelo fato de que o lado interior convexo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1 de 9,75 mm.

14. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 7, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula é feita de um material de elastômero termoplástico.

15. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 14, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem uma espessura de parede que se afunila em direção ao centro da cabeça de válvula.

16. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 15, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da cabeça de válvula no centro é 2/3 da espessura de parede na circunferência da cabeça de válvula.

17. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 15 ou 16, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede no centro da cabeça de válvula é cerca de 0,4 mm.

18. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 17, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem um diâmetro D1, e em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 1,2 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,6, preferencialmente cerca de 1,5.

19. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 18, caracterizada pelo fato de que o lado exterior côncavo tem um raio de curvatura R1 de 6,5 mm.

20. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 14 a 19, caracterizada pelo fato de que o lado interior convexo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1 de 7,75 mm.

21. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que a luva de conector é substancialmente cilíndrica, preferencialmente que se afunila levemente.

22. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 20, caracterizada pelo fato de que a luva de conector se afunila pelo menos parcialmente a partir do flange de retenção em direção à cabeça de válvula.

23. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizada pelo fato de que o orifício de dispensação é definido por pelo menos uma fenda de passagem na cabeça de válvula, preferencialmente várias fendas de passagem que se cruzam no centro da cabeça de válvula, mais preferencialmente duas fendas de passagem que se cruzam no centro da cabeça de válvula.

24. Válvula de dispensação de autofechamento feita de um material elástico, a dita válvula caracterizada pelo fato de que compreende uma cabeça de válvula com um orifício de dispensação, um flange de retenção periférico circular conectado integralmente com a cabeça de válvula, em que: - o material elástico é um elastômero termoplástico ou um plastômero, - a cabeça de válvula tem uma forma de domo com um lado externo côncavo e um lado interno convexo, - a cabeça de válvula está conectada diretamente ao flange de retenção por uma porção de dobradiça que é em forma de U em seção transversal.

25. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 24, caracterizada pelo fato de que o flange de retenção é substancialmente estável em forma.

26. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 24 ou 25, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da porção de dobradiça é menor do que a espessura de parede da cabeça de válvula.

27. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 26, caracterizada pelo fato de que a dobradiça tem uma espessura de parede uniforme.

28. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 27, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da porção de dobradiça é 0,2 mm.

29. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 28, caracterizada pelo fato de que a porção de dobradiça em forma de U tem um lado convexo que tem um raio de curvatura de cerca de 0,43mm.

30. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 29, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem uma espessura de parede uniforme.

31. Válvula de autofechamento de acordo com a reivindicação 30, caracterizada pelo fato de que a espessura de parede da cabeça de válvula é cerca de 0,25 mm.

32. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 31, caracterizada pelo fato de que a cabeça de válvula tem um diâmetro Dvh, e em que o lado exterior côncavo da cabeça de válvula tem um raio de curvatura R1, em que 1,2 ≤ Dvh/R1 ≤ 1,6, preferencialmente cerca de 1,5.

33. Válvula de autofechamento de acordo com qualquer uma das reivindicações 24 a 32, caracterizada pelo fato de que o orifício de dispensação é definido por duas fendas de passagem em uma configuração em T.

34. Fechamento de dispensação, caracterizado pelo fato de que inclui: - um corpo de fechamento compreendendo: • um deck no qual uma passagem de dispensação é formada, • uma saia dependendo do deck e definindo um espaço interior do fechamento, • uma porção de assento de válvula formada no espaço interior em linha com a passagem de dispensação, e - uma válvula de autofechamento como definida em qualquer uma das reivindicações anteriores, disposta e presa na porção de assento de válvula do corpo de fechamento.

35. Método para fabricar uma válvula de dispensação de autofechamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 33, caracterizado pelo fato de que a válvula é feita por moldagem por injeção e compressão de um material de elastômero ou um material de plastômero.

36. Método para fabricar uma válvula de dispensação de autofechamento como definida em qualquer uma das reivindicações 1 a 33, caracterizado pelo fato de que a válvula é feita por moldagem por injeção da mesma a partir de um material de elastômero ou um material de plastômero.