CN101861274A - 多部件合成密闭件以及制造方法 - Google Patents

Abstract

在本发明中，提供了一种制造方法，其中，在连续串联制造操作中获得完成的多部件合成密闭件(20)，该合成密闭件(20)包括形成于它上面的印刷标记(30)。在本发明的优选实施例中，合成密闭件(20)的芯部件(22)通过连续挤出处理形成，该连续挤出处理使得芯(22)能够制造为细长的连续材料段。当形成中心芯(22)的连续细长挤出材料段从挤出机朝着外部皮层(24)形成站前进时，中心芯(22)通过印刷站，用于在施加外部皮层(24)之前将任意合适的标记(30)印刷在中心芯(22)的外表面上。

Description

多部件合成密闭件以及制造方法

技术领域

本发明涉及用于容纳液体、低粘度基质和小固体物的容器的密闭件或塞子，尤其是涉及由合成材料制成并可用作容器的瓶塞的密闭件或塞子。

背景技术

鉴于市面上销售的多种不同的产品都是从容器中(尤其是从具有限定分配口的圆形颈部的容器中)分配的，因此发展了很多用于该分配口的容器塞子或密闭装置的结构。一般来说，产品例如醋、植物油、实验室液体、去污剂、蜂蜜、调味品、香料、酒精饮料等对用于其容器的密闭装置的类型和结构都有类似的要求。但是，由于加在葡萄酒瓶所用的密闭装置上的众多苛刻要求，瓶装销售的葡萄酒成为了对瓶子密闭装置要求最高的产品。鉴于这些要求，多数葡萄酒瓶密闭件或塞子一直都是由称为“软木”的天然材料生产。

虽然合成材料已经提议用作葡萄酒瓶塞子或密闭件，但是这种产品还是不能满足所有的严格要求。因此，尽管软木存在众多的固有问题，它仍然是用于葡萄酒密闭件的主要材料。

软木是一种特殊品种的软木橡树(西班牙栓皮栎(quercus suber))的树皮，这种树是西地中海国家(例如葡萄牙、西班牙、阿尔及利亚、摩洛哥、法国、意大利和突尼斯)一种具有橡树科特征的树，其拥有无限地再生其树皮的能力。软木是一种植物，其组织由已死的微细胞组成，该微细胞通常为14面体，在相互之间形成狭槽，细胞间的空间充满气态混合物，主要是空气，但不含二氧化碳。据估计1立方厘米的软木具有一千五百万至四千万个六角形细胞，其细胞壁的厚度在1-2.5微米之间变化。

软木质的纹理并非以统一的样式布置。在它的厚度中由孔或导管交联，该孔或导管有或多或少木质化的壁，形成皮孔。这些皮孔则由含大量单宁酸的红褐色粉末填充。皮孔可被气体和液体渗透，并经常被霉菌和其它微生物入侵。

形成软木质薄壁组织的细胞的细胞膜厚度和细胞的高度及直径的不均匀性可能影响软木的一些机械和物理性能，即它的可压缩性和弹性。软木橡树随时都能够将其生理过程保持活性状态，在春天和随后秋天产生的软木之间在细胞尺寸和细胞膜厚度方面的差异将留下可辨别的环，表示了每一年的生长情况。

新形成细胞的内容物在生长过程和随后细胞膜的栓化(suberization)过程中消失，在完成上述过程后，与植物活细胞之间的所有交流都会停止。西班牙栓皮栎的独特性在于其软木树皮的厚度，该厚度可达几厘米，这可以把树与热隔离，防止失去水分，并保护树不受动物的伤害。

为了第一次收获厚的软木树皮，生长周期要在20和30年之间，这取决于位置、天气条件等，从而产生所谓的处女软木。然后，在每次收获软木板或再生软木之间需要大约10年，以便使某些软木获得所需的长度或直径。因为这一过程，用于制造瓶子密闭件的软木是在数次去皮之后形成的再生软木。

软木的特性是从细胞膜的结构和化学组成天然衍生出来的。因为软木内89.7％的组织由气态物质组成，所以软木密度极低(大约120至200kg/m³)，这使得软木较轻，为良好的绝缘体。密度差异可以由湿度差异、软木树皮和软木树的年龄和品质及其生长差异来解释。细胞膜非常柔软，这造成软木具有可压缩性和弹性。弹性使它在发生任何变形之后可以快速地恢复其初始尺寸。它的化学组成使得软木具有抵抗潮湿的能力。细胞壁上结有软木脂(一种脂肪酸和烈性有机醇的复杂混合物)硬皮。

因为气体元素密闭在微小且不通透的隔腔内，因此，软木由于它对于热、声音和振动的低传导性而进一步提高了价值。软木还特别耐磨，并具有高摩擦系数，这都由于软木质表面的蜂巢结构。软木不吸收灰尘，因此不会引起过敏，也不会对哮喘患者产生危险。它是耐火、可回收、环境友好并且可再生的产品。

这些优点使得天然软木成为用于葡萄酒储存的优选瓶子密闭件。特别是对中高档的葡萄酒，传统上，葡萄酒的神秘气息以及使用拔塞钻开启酒瓶的仪式是葡萄酒消费文化中非常重要(尽管是无形)的方面。但是，天然软木仍然存在众多从细胞膜的结构和化学组成天然衍生出来的缺点。

因为软木是天然产物，因此其资源有限。它的局限性通过以下方面而更加清楚：软木的自然生长在地理上局限于西地中海国家；全球每年的软木橡树树皮采伐量是500,000吨，并且由于气候和生态的原因，采伐量几乎不能增加；再者，在每次软木板采伐之间必需要有10年的周期。为了满足全球对软木不断提高的需求，软木的削皮周期已经被缩短，这导致品质变差和原材料价格持续提高。

由于地理、气候和生态原因导致的软木结构的不规则性引起许多质量的差异。这产生了复杂的质量和标准分类。通过不同类型的冲洗方法，各种化学试剂被结合起来以便净化软木并处理软木的外表。高品质的软木是不需冲洗的。软木品质的分级是根据软木皮孔的数目、水平和垂直的裂缝、它们的尺寸和其它软木具体特性来进行的。分级处理是一项基于大量统计学意义上人口的主观工作，其由于软木的天然来源而变得困难，因为每一种软木看起来、摸起来、用起来和闻起来都是不同的。

葡萄酒市场专家估计所有瓶装葡萄酒中1％-5％的酒因为软木污染而变质。至少有六种化合物与葡萄酒中的软木污染有关。2，4，6-三氯苯甲醚(TCA)是最常见的造成令人不快的异味并对葡萄酒的香味构成影响的罪魁祸首。TCA具有非常低的气味检出阈值。它在低至1ppt或者1.0纳克/升的浓度时可以被检测出。

在大多数情况下，软木污染并不涉及葡萄酒的制作过程。在生产葡萄酒的葡萄园或酿酒厂不会发现造成污染的化学品。在葡萄酒被装瓶后，缺陷自身才显现，从而使得葡萄酒变质。它几乎只与软木有关。

另外，有证据显示一旦软木用氯进行了处理，并经过水汽而与霉菌相互作用，就产生氯苯甲醚。葡萄酒其它类型的变质可由于氧化、硫化氢、挥发性酸度、二氧化硫、酒香酵母和硫醇而产生。

另一经常发现与天然软木有关的问题是瓶泄露。通常，在软木和瓶颈之间缺乏紧密度使得10％-20％的瓶会泄露。不过，大多数的葡萄酒泄露是由于酒透过软木体而引起。这些问题最常见于低质量的软木材料，该软木材料通常多孔、过于柔软、不圆或者不符合预定规范。

考虑到酒变质是由葡萄酒的氧化引起，在周围环境和酒瓶内部之间的任何气体交换都必须避免。不过，很多软木由于瓶子加塞设备的砍切或夹紧而变形，这使得气体交换和氧化能够发生。此外，当瓶子储存在一个没有保持理想湿度的环境中时，软木并不能发挥其最佳性能，且软木由于变干而失去它作为密封介质的效率，从而变得较脆和/或失去它的机械性能。这些问题经常使得软木在拔出酒瓶时发生断裂，或者能够使葡萄酒变质。此外，天然软木会根据它的结构和品质而吸收液体。这也导致软木被拔出酒瓶时发生断裂。

其他与天然软木有关的问题或缺陷是软木蠕虫倾向于将它们的卵贮存或产在软木材料上，使得幼虫能够在软木中挖槽。因此，在软木中形成不为装瓶者所知的扩大的孔或通道，从而产生有害的污染。除了这些缺点以外，软木粉和其它软木杂质经常能在装塞过程中落入葡萄酒中，从而给葡萄酒装瓶者带来更多问题，并使葡萄酒消费者不希望地感到意外。

为了避免上述的某些困难，装瓶者已经开发了各种喷雾涂层(例如石蜡、硅树脂和聚合物材料)，试图使软木进出酒瓶的运动变得更为容易，并改善软木的可渗透性和填充软木表面的缺陷。不过，还没有开发出一种理想软木喷雾涂层，以便保护葡萄酒软木部件，消除材料的所有固有难点和缺陷。

目前销售的葡萄酒瓶绝大多数是用天然软木的塞子。但是，由于天然软木存在的固有问题，已经发展了多种其它产品来封闭承载液体的容器(如酒瓶)。这些其它的密闭件主要包括合成结构塑料、金属瓶盖、金属塞子、铝盖、塑料盖以及它们的组合。

尽管有这些现有技术，但是现在还没有发展出一种能满足所有装瓶者和消费者需要的通用密闭件。特别是，施加在用于葡萄酒行业中的密闭装置上的非常苛刻的要求已普遍成为被该行业所接受的瓶子密闭件所必须满足的标准。正因为这些要求非常严格，上述现有技术的产品都不能满足该行业的要求。

特别是，在葡萄酒行业中，瓶子密闭件碰到的主要困难之一是密闭件插入瓶中的方式。密闭件通常会被置于位于瓶口之上的夹钳部件内。该夹钳部件包括多个分离且独立的钳部件，该钳部件周边环绕密闭部件并可彼此相对移动，以便将密闭部件压缩至明显小于初始直径的直径。当密闭部件被充分压缩时，柱塞使得密封装置从夹钳直接移入瓶颈中，此时密闭件能膨胀至与瓶颈和入口的内径接合，从而密封该瓶和其中的内容物。

考虑到夹钳部件必须要是相互独立的并可分别移动以便使密闭部件压缩至大大减少的直径，每一夹钳部件都包括锋利的边缘；当密闭部件被充分压缩时，该锋利边缘与密闭部件直接接合。根据密闭部件的组分，划痕经常形成于密闭部件的外表面，这使得在密闭部件膨胀成与瓶颈接合时不能形成完全、无泄露的密封。

由于该密封系统，除软木之外的的其他密闭部件并不被葡萄酒行业所接受，因为它们不能承受传统的装瓶和密封方法。而且，很多软木密闭部件在装瓶过程中也会遭到损伤，从而导致泄露或葡萄酒变质。

葡萄酒行业中的另一固有难题是要求酒瓶塞能够承受酒类产品在装瓶和密封之后的储存过程中累积产生的较大压力。由于葡萄酒在较热的季节会自然膨胀，压力将积累，从而在瓶塞上产生负荷，该瓶塞必需能承受负荷，从而使得塞子不会从瓶中移出。因此，用于葡萄酒产品的瓶塞必需能够牢固、紧密、有摩擦地接合瓶颈，以便承受这种压力积累。

葡萄酒行业中的又一固有难题是要求塞子必需要在插入瓶颈之后立即完成与瓶颈的牢固密封接合。在常规的葡萄酒处理中，塞子会如上所述压缩并插入瓶颈之中，以便使得塞子能够膨胀就位并密封瓶子。但是，这种膨胀必须在插入瓶子后立即发生，因为很多加工者在塞子插入瓶颈之后会将瓶子侧放或让瓶颈朝下，从而让瓶子长时间保持在该位置储存。当塞子不能快速膨胀成与瓶颈壁牢固地、紧密地、有摩擦地接触和接合时，酒将产生泄露。

对葡萄酒瓶的密闭件或塞子的又一要求是需要密闭件在使用合理的拔出力时可从瓶中取出。尽管实际拔出力的变化范围很大，一般可接受的常规拔出力通常低于100磅。

为获得商用的塞子或密闭件，必须在牢固密封与用于从瓶子中取出密闭件的合理拔出力之间进行仔细平衡。因为这两个特征的需要正好彼此相反，因而必须仔细平衡，从而使得塞子或密闭件能够牢固地密封瓶中的酒，以阻止泄露和气体传输，同时它还能够在不需要过大的拔出力的情况下从瓶中取出。

商用的葡萄酒瓶塞或密闭件的另一要求是印刷材料要能够置于葡萄酒密闭件或塞子的外表面上，以便酒商能在酒瓶塞上直接展示任意合适的名称、标识等。根据葡萄酒瓶塞的特定组分，印刷材料要能置于瓶塞之上的要求常常对瓶塞为实现其设定目的在构造和功能上造成困难的条件和限制。

已经发现对于很多现有技术密闭件，使得合成密闭件能够接收并保持油墨以展示印刷的标记和/或标识所需的处理也与使得合成密闭件保持合理拔出力相抵触。在这方面，合成密闭件需要经过特殊处理，以便使得合成密闭件的表面能接受印刷油墨。通常，这种处理要求合成密闭件的外表面暴露于高强度电晕、等离子体或火焰中。

尽管将合成密闭件暴露于高强度电晕、等离子体或火焰中通常使得该密闭件的表面能够接收并保持印刷油墨，但是，人们发现该处理会对合成密闭件的外表面造成有害的影响。在这方面，人们发现从瓶或容器中取出经处理的合成密闭件所需的拔出力会随时间而连续增加。因此，现有技术的产品未能满足对于有效合成密闭件的一个主要要求。

而且，在聚合物材料的表面上印刷将在印刷的粘性、耐擦性和永久性以及允许墨用于与食物接触方面具有它的难题。在该领域的普通印刷技术基于湿墨溶液，使用基于溶剂、基于水或可UV固化的墨。大部分湿墨处理需要预热聚合物的表面，以便增加聚合物的粘接能力和润湿能力。这通常使用电晕、火焰或等离子体处理来实现。当为可UV固化墨时，暴露于UV光将使得墨中的UV引发剂交联并形成更耐擦的印刷。已经有文献提出使用预处理来准备合成软木的表面可能对聚合物-玻璃界面产生不利影响，这样，需要过大拔出力来从瓶中取出密闭件。

非常希望在软木的表面上形成耐擦的印刷，以避免在密闭件的拔出过程中的任何墨损失或墨传递给瓶颈。近来，这种发展已经通过使用热压印和激光标记技术来实现。两者都组合了不需要预处理或固化操作的优点。不过，当为热压印时，处理通过热转印来控制，且生产率相对较低。当为激光标记时，聚烯烃材料需要使用标记添加剂，以便提高吸收和提高标记速度。这些添加剂在过去非常昂贵。在单部件密闭件情况下，添加剂必须包含在整个密闭件中，尽管只需要在靠近表面处进行标记。

在该领域的现有印刷技术依赖于使用切割软木来用于印刷处理。对于注射模制的软木特别是这样，但是也可用于挤出软木。由于“离线”处理，在印刷处理之前需要运送、储存、供给和等待的附加处理步骤。为了减少这些无价值附加时间，非常希望执行与挤出处理串联的印刷处理，并消除与印刷处理相关的大部分或全部无价值附加时间。

除了印刷处理，密闭件需要表面润滑剂，以便使得软木能够插入瓶中和从该瓶拔出。很感兴趣的是也将该处理包含在挤出处理中，以便在挤出线的端部获得最终产品，该最终产品能够很容易的包装和运输。在工业上使用的润滑剂包括硅酮油和石蜡。对于大部分湿墨和热压印，在润滑表面后印刷实际上不可能。当为激光标记时，可获得在涂层后的印刷。不过，使用添加剂和设备的投资成本将阻止该制造方法。当产生单部件密闭件时，在串联印刷后的表面涂层可以采取在印刷后且切割软木之前串联喷雾涂覆挤出杆表面的形状。当为多部件密闭件(带外层的芯)以及十字头挤出产品时，可以在挤出芯和将润滑功能包含在外层中(例如使矿物油或硅酮油包含至外层结构中)之后进行印刷。外层的润滑可以通过将合适添加剂或润滑聚合物(例如特氟龙)加入外层的结构中来实现。

因此，本发明的主要目的是提供一种用于容器的密闭装置，它可以由合成材料制造，并有效地关闭和密封任何合适的瓶子、容器、包装物和类似物。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件，它能够连续生产制造，从而相对于天然或合成(结构)密闭件具有更低的制造成本，并且其满足了行业对于生产可明显比软木密闭件/塞子更经济的可取出瓶塞的要求。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件，它满足或超过了天然密闭件或塞子(如软木)的所有必备物理特征。

本发明的又一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够模拟天然塞子(如软木)中具有的所有视觉美感和触觉特征，从而可以在外观和触感上有效代替用于葡萄酒行业(特别是它的最终用户)的软木塞子或密闭件。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够用于常规的装瓶设备，用于插入瓶容器中而不会发生任何不希望的物理损伤。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够替代葡萄酒瓶中的软木塞子，从而提供传统软木塞子的全部合适特征，同时还能够以常规方式从瓶中被取出而不会断裂。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它在生理学上是中性的，能够进行杀菌处理，也能够形成为视觉模拟任意合适类别的天然软木。

本发明的又一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它无气味，在其位置中保持无气味，无味道，并仅吸收限量的水。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它不受稀酸和碱影响，也不会受到大部分的油的影响。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它不收缩，不老化，不吸附霉菌或真菌，并且能够抵抗昆虫的损害。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它可以连续地批量生产，并消除了由于软木污染引起的任何葡萄酒变质。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够在使用常规拔出力下从容器中取出，该拔出力能保持合理恒定，无论塞子在瓶子中存在了多长时间。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够接收印刷材料而无需对其外表面进行特殊处理。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够轻易地插入任何合适瓶容器中，也能够在无需过大力的情况下从瓶子或容器中取出。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它能够提供广泛多样的可选表面纹理或处理或视觉外观。

本发明的另一目的是提供一种具有如上所述特征的合成密闭件或塞子，它一致和均匀地提供密闭件所需的所有物理属性，而不需要在其外表面上施加任何特殊处理或表面涂层。

其它以及更多特定目的将一部分是显而易见的，而另一部分出现于下文中。

发明内容

通过实施本发明，现有技术中发现的所有困难和缺点都被完全克服，且通过合成的、挤出泡沫聚合物芯而实现可大量生产的、有弹性的合成瓶子密闭件，该泡沫聚合物芯周边由一个或多个配合的、合成的、分离的、独立的、挤出的外部层或皮层部件环绕，并与该外部层或皮层部件粘接成一体。本发明可以用于任意合适产品，无论该产品是液体、粘性材料还是分布于瓶子或容器中并通过容器颈部的敞开入口分配的固体。

由下面的详细说明显而易见的是，本发明的多部件合成密闭件可以用作任意合适产品的瓶子密闭件或塞子。但是，由于上述原因，葡萄酒产品对于瓶子密闭件的标准和要求最为苛刻。因此，为了明确证明本发明的多部件合成密闭件的通用性，下面的说明重点在于本发明的多部件合成密闭件作为葡萄酒瓶的密闭件或塞子的适用性和可用性。不过，该说明仅仅是出于示例性目的，并不意味着对于本发明的限制。

如上所述，用于葡萄酒的瓶子密闭件或塞子必须能够实现多个独立和不同的功能。一个主要功能是能够经受在储存期间由于温度变化而积累的压力，同时防止葡萄酒从瓶子泄露或泄漏。而且，必须建立紧密密封，以便阻止在周围环境和瓶子内部之间的不希望的气体交换，从而防止任何不希望的氧化或者气体从葡萄酒渗透到大气中。此外，用于葡萄酒行业中的独特加塞过程也对瓶子密闭件有相当的限制，要求瓶子密闭件能被高度压缩，具有很高的瞬间压缩恢复能力，并能够抵受由瓶子密闭件设备的夹钳造成的任何有害影响。

尽管现有技术的合成产品已经进行生产，以试图满足可在葡萄酒行业中使用的替代瓶子密闭件的需求，但这些现有技术系统并不能够满足对于葡萄酒产品的瓶子密闭件的严格要求和需要。不过，通过实施本发明，所有现有技术的不足之处都已被消除，并实现了有效的、容易使用的、可批量生产的合成密闭件。

本发明通过完成多部件合成密闭件而克服了现有技术中的所有问题，该合成密闭件的物理性能基本上等于或优于软木材料中的物理性能，软木材料的这些物理性能使得该软木材料成为用于葡萄酒瓶的主要密闭件材料。在本发明中，通过获得多部件合成瓶子密闭件，现有技术的缺点被克服，该合成瓶子密闭件包括中心芯部件，该中心芯部件被分开的独立外周层或皮层部件周边环绕并粘接成一体，该外周层或皮层部件为该合成瓶子密闭件的有效外表面带来附加的合适物理特征。通过使用多部件来形成本发明的合成瓶子密闭件，所有现有技术的困难和缺陷都被消除，并且实现了有效的、多用途的、容易使用且可经济地批量生产的合成密闭件。

本发明的多部件合成瓶子密闭件包括作为主要部件的芯部件，该芯部件由挤压出的泡沫的、塑料聚合物、共聚物或均聚物形成。尽管任何已知的可发泡塑性材料都可以用于制造本发明瓶子密闭件的挤压处理，但是塑性材料必须选择为产生与天然软木类似的物理性能，以便能够提供用于替代天然软木的、用作葡萄酒瓶密闭件的合成密闭件。优选是，用于芯部件的塑性材料是闭孔塑性材料。用于芯部件的合适塑性材料例如为：聚乙烯、茂金属催化剂聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、硅树脂、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子键聚合物、聚丙烯、以及聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物、和/或它们的混合物。用于芯元件的特别优选塑性材料是聚乙烯，特别是LDPE，和/或乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)。优选是，在最终产品中的芯部件的密度为大约100kg/m³至大约500kg/m³之间，特别是在大约250kg/m³至大约420kg/m³之间。优选是，在最终产品中，芯部件的小孔尺寸优选是在它的整个长度和直径中基本均匀。

通过实施本发明，合成瓶子密闭件由高度自动化、高技术的挤压处理来生产，而产品公差被精密地保持。因此，软木产品所遇到的各种现有技术困难(不圆或具有不合适的直径)都完全消除。

根据用于将本发明的合成密闭件插入合适瓶子中采用的密封处理，添加剂例如滑爽剂可以包含于本发明的合成密闭件的外周环绕层中，以便在插入处理过程中润滑该合成密闭件。此外，通常用于瓶装行业中的其它添加剂也可以包含在本发明的合成密闭件中，用于提高合成密闭件与瓶子的密封接合以及减小从瓶子中取出合成密闭件以便打开瓶子所需的拔出力。

在本发明中，独特的合成瓶子密闭件通过形成紧密地周边环绕芯部件、与该芯部件粘接和相互接合的外部层来实现。该合成密闭件的外部周边层由泡沫或非泡沫塑性材料形成。不过，外部周边环绕层形成为具有基本更大的密度，以便为本发明的瓶子密闭件带来合适的物理特征。优选是，周边层由以下塑性材料中的一种或多种来形成：热塑性聚氨酯、热塑性烯烃、热塑性硫化橡胶、柔性聚烯烃、含氟弹性体、含氟聚合物、聚乙烯、聚醚类型聚氨酯、和/或它们的混合物或杂合物。用于周边层的特别优选塑性材料为：聚乙烯、EPDM和/或聚苯乙烯。优选是，周边层由透明塑性材料形成。优选是，选择用于周边层的塑性材料与芯部件的材料不同。而且，在最终产品中，周边层的密度优选是大约300至大约1500kg/m³，特别是大约505至1250kg/m³，最优选是大约700至大约1100kg/m³。

此外，根据本发明的教导，提供了一种独特的制造方法，其中，在连续制造操作中获得完成的多部件合成密闭件，该合成密闭件包括在它上面形成的印刷标记。在本发明的制造操作中，消除了合成密闭件在其制造过程中的、不希望和昂贵的人工处理。

根据本发明的优选实施例，提供了一种连续地制造操作，其中，通过连续挤出操作而形成合成密闭件的芯部件，该连续挤出操作使得芯能够制造为细长、连续段的材料。当形成中心芯的连续、细长段的挤出材料从挤出机朝着外部皮层形成站前进时，该中心芯通过印刷站。

当该形成中心芯的细长、连续的材料段通过印刷站的操作时，任意合适的标记、曲线、符号、代码等在印刷操作中直接印刷在中心芯的外表面上，同时产品连续挤出。这样，印刷的标记以重复图形置于中心芯的外表面上，且标记图形相互间隔开所需距离，以便当材料切成合适长度时能够由该细长段的材料形成各合成密闭件。

如后面更详细所述，尽管合适的标记重复地印刷在单个细长的材料段上，各印刷标记表示各独立合成密闭件的合适名称或信息。因此，当细长的纵向延伸段挤出材料切成合适长度以便形成各合成密闭件时，所形成的产品完成并准备运送。

而且，根据本发明，形成多部件合成密闭件的外部层或皮层表面将在印刷操作完成后环绕中心芯而形成。这样，细长段的材料在连续制造操作中制造，从而能够在通过以合适方式切割细长段挤出材料而形成各合成密闭件之前完成全部制造步骤。

而且，通过在完成印刷操作之后在中心芯上形成外部层或皮层表面，将提供对印刷材料的保护，从而消除了墨转印或弄脏的任何可能性(现有技术产品经常产生转印或弄脏)。此外，因为用于外部层或皮层表面的材料选择为具有视觉透明性，因此可以很容易阅读在中心芯部件上形成的印刷标记。

在本发明的可选实施例中，印刷站布置成用于将合适的标记、曲线、符号、代码等直接施加在本发明的多部件合成密闭件的外部层或皮层表面的外表面上。在该可选实施例中，细长段的材料完全在连续、串联的制造操作中制造，且印刷操作在完全形成多部件合成密闭件之后进行，但是在将细长段的挤出材料切割成各合适长度之前。因此，获得高效率的连续制造操作，从而消除了现有技术在合成密闭件的表面上印刷合适标记时的很多困难和缺陷。

通过根据本发明获得多部件合成瓶子密闭件，获得的瓶子密闭件能够满足葡萄酒行业以及任意其它瓶子密闭件/包装行业对它的所有要求。因此，获得一种合成瓶子密闭件，它能够用于完全密封和密闭任意合适的瓶子，以便可靠和安全地储存保持于其中的产品，且在它上面印刷有任意合适的记号和/或标记。

因此，本发明包括具有下文中示例所述的特征、性能和要素关系的制品，本发明的范围将在权利要求中进行阐述。

附图说明

为了更全面的理解这里所述的本发明特征和目的，以下将结合附图进行详细说明，附图中：

图1是通过使用本发明的制造系统而制造的合成密闭件的透视图；

图2是用于利用本发明的优选制作方法来制造本发明的合成密闭件的制造设备的示意图；

图3-9是表示可以用于实施本发明的可选印刷技术和系统的一系列示意图。

具体实施方式

通过参考图1-9以及下面的详细说明，可以最好地理解本发明的多部件合成瓶子密闭件的结构和制造方法。在这些图中以及在下面的详细说明中，本发明的多部件合成密闭件以及它的制作方法将描述和介绍为用于葡萄酒产品的瓶子密闭件。但是，如上所述，本发明可用作在任意合适密闭系统中用于密封保持任意合适产品的合成密闭件。不过，由于对葡萄酒产品密闭件的要求严格和苛刻，下面的详细说明将着重于本发明的合成瓶子密闭件用作葡萄酒瓶密闭件。不过，应当知道，这里的详细说明只是说明目的，而不是将本发明限制于该特殊应用和实施例。

在图1中，多部件合成密闭件20的优选结构描述为包括大致圆柱形形状，由芯部件22和外部层或皮层24形成，该外部层或皮层24周边环绕芯部件22，并紧密粘接在芯部件22上。在优选实施例中，芯部件22包括基本圆柱形表面26，终止于基本平的端表面27和28。

在优选实施例中，外部层或皮层24直接紧密粘接在芯部件22上，从而周边环绕和包围芯部件22的表面26。外部层或皮层24包括暴露表面29，该暴露表面包括基本圆柱形形状，并与平的端表面27和28一起形成本发明的多部件合成瓶子密闭件20的外表面。

此外，如后面更详细所述，芯部件22包括形成于它的外表面26上的印刷标记30，该印刷标记30在使得外部层或皮层24形成于芯部件22的表面26上之前置于该外表面26上。这样，外部层或皮层24叠加在置于芯部件22的表面26上的印刷标记30上并保护该印刷标记30。而且，根据本发明，标记30包括任意合适的印刷材料、曲线、数字、符号、代码、名称、数据矩阵码、线性条形码、普通印刷图形、定制印刷图形、跟踪数字、标签、普通艺术品、特殊艺术品、不可见标志、隐蔽标志等。

如上面简要所述，外部层或皮层24必须由足够透明的材料构成，以便能够很容易通过它看见印刷在芯部件22上的标记30。除了选择将提供合适透明性的材料，外部层/皮层24的厚度也进行控制，以便保证通过外部层/皮层24看见标记30。

参考图2以及下面的详细说明，在本发明的优选制造方法中形成多部件合成瓶子密闭件20，其中，合适的标记在形成操作过程中预先印刷在该合成瓶子密闭件20上。根据本发明，第一制造步骤或阶段使用挤出机35。

为了使用挤出机35，合适的材料或配料被供给入料斗36中，用于通过挤出机35处理，以便产生作为连续、细长的材料段的芯部件22。通常，芯部件22在通过挤出机35处理的过程中进行发泡。优选是，物理发泡剂例如二氧化碳用于使得芯部件发泡。不过，并不要求由泡沫材料来形成芯部件22。

当芯部件22作为连续、细长的材料段从挤出机35中出来时，芯部件22通过串联的印刷站40。根据本发明，印刷站40可以包括能够在芯部件22的表面上进行有效印刷、印记、标记和/或装饰的任意合适结构。尽管并不是穷举，该印刷系统包括从以下组中选择的一种或多种，该组包括：干平版印刷机、喷墨印刷机、热压印印刷机、激光印刷机、激光印记、热熔喷墨印刷、雕刻、平版印刷、干平版印刷、直接凹版印刷、移印等。此外，合适时，芯部件22的表面可以进行预处理，通常包括电晕处理、火焰处理、等离子体处理和/或UV处理。而且，印刷固化也可以使用例如UV光暴露和/或红外线热暴露的方式来提供。

根据优选实施例，可以采用喷墨印刷系统，该喷墨印刷系统使用可固化墨例如可UV固化墨或可IR固化墨。墨的固化可以通过在细长段的材料经过印刷机系统后使用例如UV光暴露和/或红外线热暴露的方式来提供。此外，合适时，在细长段的材料经过印刷机系统和/或固化系统后，形成芯部件的细长、连续的材料段的外表面可以进行后处理。后处理通常包括电晕处理、火焰处理、等离子体处理和/或UV处理。印刷的、形成芯部件的细长连续的材料段的后处理优选是在施加周边层之前进行。

尽管在图2中印刷站40直接位于挤出机35后面，但是也可以将印刷站布置在生产线中的其它位置，例如在水池44后面和/或在一个拉动器42之前或之后。

由前述说明以及这里的进一步详细说明可知，当芯部件制造和处理为连续细长的材料段时将任意合适标记印刷在芯部件22的表面上表示了在获得高速、低成本、无人工或减少人工的制造操作中的独特进展。因此，通过利用本发明的制造处理，多部件合成密闭件比现有技术的结构基本更高效、更有效和更便宜地制造。此外，本发明减少和实际上消除了由于在最终产品上进行印刷施加(现有技术中需要这样)而遇到的多个制造难题。因此，本发明表示了在获得更高速度和更低成本的制造操作中的独特进展。

如图2中所示，形成芯部件22的连续细长的材料段通过利用拉动器42而前进通过多个制造操作站。通常，拉动器42包括一对连续旋转的环形皮带部件，该环形皮带部件安装成彼此配合间开的关系，以便使得形成芯部件22的连续的材料段能够在它们之间通过，并通过皮带部件的运动而连续前进。这样，芯部件22以控制速度连续运动通过整个制造操作。

在芯部件22通过打印机40之后，芯部件22通过水池44，以便控制芯部件22的温度。一旦芯部件22从水池44出来并通过拉动器42，芯部件22前进至挤出机46中，用于环绕芯部件22的表面26施加外部层或皮层24。

通常，挤出机46包括十字头挤出系统或共同挤出系统，用于向芯部件22提供合适的外部层或皮层24。在本申请中，术语“十字头挤出”和“共同挤出”是可互换使用的等效术语。因此，不管使用什么系统(这些系统或者任意其它系统)，本发明着重强调在合适的标记印刷在芯部件22的表面26上之后将外部层/皮层24施加在芯部件22的表面26上。

通常，挤出机46以与挤出机35类似的方式操作，即通过使得合适材料供给料斗47，该材料再进行处理和通过挤出机46，用于将合适的外部层/皮层24提供和施加给芯部件22。这样，通过使用上面详细所述和本行业公知的设备，挤出机46能够施加可控制的薄层材料，该薄层材料紧密粘接在芯部件22上，周边环绕并与该芯部件相互接合，从而获得具有合适物理特征的合适外层24。此外，通过包括有足够透明性的材料，印刷在芯部件22上的标记很容易通过外部层/皮层24看见。

一旦外部层/皮层24施加在芯部件22上，所形成的产品被供给至水池50，用于控制完成的产品的温度。包括芯部件22和外部层/皮层24的细长的材料段继续运动通过水池50和通过最终操作阶段。该连续运动由拉动器组件43来提供。

在该最终阶段，包括芯部件22和外部层/皮层24的细长的材料段被供给通过切刀部件52，该切刀部件52重复地将该细长的材料段切割成合适长度，以便制造合成密闭件20。因为各合成密闭件20通过切割操作形成，因此，合成密闭件20被供给入料斗53中，该料斗再将合成密闭件22供给自动装袋和装盒系统54。在该系统中，合成密闭件供给装袋组件，然后置于盒中以便运输。

如上所述，在本发明的可选实施例中，在外部层或皮层24固定在芯部件22的表面26上之后，合适标记30直接印刷在外部层或皮层24上。通过使用该可选处理，实现了连续、串联的制造操作，其中，在多部件细长的材料段通过切刀部件52以便有效形成合适长度的合成密闭件20之前，印刷标记30施加在多部件合成密闭件20的连续细长段上。

在该可选制造操作中，印刷站40优选是位于水池50和拉动器组件43之间或者拉动器组件43和切刀52之间。通过使得印刷站40处于一个上述可选位置中，标记30在连续串联印刷操作中很容易地施加在外部层或皮层24的表面上，以便能够实现本发明的优点。

一旦完成印刷步骤，包括芯部件22和外部层/皮层24的细长的材料段被供给通过切刀部件52，用于重复地将细长的材料段切成合适长度，以便以高效、无故障的方式制造合成密闭件20。这样，该可选方法也消除了现有技术合成密闭件制造系统中的所有困难和缺陷，在现有技术中，印刷需要在各密闭部件制造后在各密闭部件上形成。

由前述详细说明可知，本发明的制造系统能够在连续、串联操作中提供完成的合成密闭件20，且实际上无人工干涉。通过使用本发明，整个系统能够自动操作，从而制造合成密闭件20，该合成密闭件20具有芯部件22，该芯部件22由外部层/皮层24周边环绕，并紧密粘接在该外部层/皮层24上，同时在施加外部层/皮层24之前使得任意合适的标记30印刷在芯部件22的表面上。这样，本发明消除了现有技术的合成密闭件系统中的所有困难和缺陷，在现有技术中，印刷需要在密闭部件制造后在各密闭部件上形成。

参考图3-9以及后面的详细说明，可以最好地理解用于在芯部件22的表面上形成任意合适标记的优选印刷技术或操作。不过，还应当知道，下面的说明以及图3-9中所示的实施例只是表示为示例目的，并不是将本发明限制于这里所述的特殊技术或操作。

在图3中显示了串联箔或带印刷系统，其中，形成芯部件22的细长的材料段沿箭头60所示的方向前进通过印刷组件61。在这方面，印刷组件61包括印刷头62、印刷带63和转印卷筒64、65。在该实施例中，印刷带63从卷筒64传递给卷筒65，用于使得带63沿合适方向连续前进。

此外，印刷头62绕它的中心轴线连续旋转，并包括形成于旋转印刷头62上的合适标记。当芯部件22前进成与印刷头62接触，当带63经过它们之间时，包含在印刷头62上的标记传递给芯部件22的表面，如图3中所示。这样，当芯部件22沿箭头30的方向连续前进时，合适的标记30连续印刷在芯部件22的表面上。

如上所述，标记30可以包括任意合适的印刷材料，包括数据矩阵码、线性条形码、普通印刷图形、定制印刷图形、标志、艺术品、符号、跟踪数字等。例如，跟踪数字表示为图3-9中的标记30。

在大部分欧洲国家中，由于大部分这些国家的要求，跟踪数字印刷在合成密闭件的表面上。通常，跟踪数字是5至6个数字，印刷成10点的较大字体。在天然软木形成的密闭件中，数字通过火印或通过墨处理(特别是通过干墨处理)而置于该密闭件上。在由合成材料形成的密闭件中，跟踪数字通常包含为艺术品的一部分。

除了用于在本发明的串联挤出处理中印刷跟踪数字的所述各种可选方法，下面的详细说明也介绍了一种用于从切割操作中分离或脱开印刷操作的方法，其中，各合成密闭件由细长的材料段形成。此外，由前述详细说明可知，任意合适的艺术品也可以与合适的任意跟踪数字一起印刷在根据本发明制造的合成密闭件上。

在图4和5中显示了一种串联喷墨、串联激光标记或串联热熔印刷操作。如图所示，一个或多个喷墨印刷头、激光标记头或热熔印刷头68定位成与形成芯部件22的连续的材料段相关联，用于当芯部件22沿方向60前进时将合适的标记30印刷在芯部件22的表面上。如图所示，单个印刷头68或多个印刷头68可以用于在芯部件22的表面上实现合适的印刷标记30。

在图6中显示了可选的印刷方法，其中，标记30通过使用旋转印刷轮70而印刷在芯部件22的外表面上。如图所示，印刷轮70包括形成于其外边缘上的合适标记，并构成为使得墨施加在该外表面上，用于当芯部件22前进成与旋转轮70的外边缘接触时将合适标记30有效印刷在芯部件22的表面上。这样，当芯部件22连续运动通过上述制造操作时，合适的标记30快速和容易、有效地印刷在芯部件22的外表面上。

在图7和8中充分描述了根据本发明的制造系统使得印刷操作与切割操作脱开或分离。在这方面，使用跟踪数字来解释该脱开或分离操作。

如图所示，任意合适标记30(包括细长的跟踪数字)能够在本发明的多部件合成密闭件20的制造过程中印刷在芯部件22的表面上，只要标记30构成为总体长度小于合成密闭件20的长度。如图8中所示，不管标记30在芯部件22上的位置如何，合成密闭件20的最终产品在切割时必须包括整个标记30，因为标记30的总长度基本小于合成密闭件20的总长度。因此，通过合适构成和设计标记30，将保证各合成密闭件20包括整个标记30。

需要时，可以获得标记30在密闭件20上的精确位置记录。这样，开始/停止信号和/或眼睛标志可以印刷在芯部件22的表面上，以便当合成密闭件20在形成步骤中进行切割时将标记30定位在合成密闭件20上的特定位置。此外，需要时可以使用视觉控制系统或视觉算法来保证获得合适定位。不过，通过使用上述脱开系统可以避免包括这些系统。

通过使用本发明的方法，密闭件的长度可以在制造操作中变化，而不会引起任何困难或者扰乱标记30在最终合成密闭件产品上的记录。不过，标记在密闭件20上的精确定位通常需要上述附加设备。

最后，在图9中，标记30表示为包括数据矩阵码，该数据矩阵码使用上述任意印刷技术而印刷在芯部件22上。尽管图9只表示了矩阵码，但是由前面的详细说明可知，标记30可以包括任意合适的结构或视觉外观。

因此，可以知道，上述目的(由前述说明可知其中之一)可高效获得，因为在并不脱离本发明的范围的情况下在执行上述方法时可以进行某些变化，包含在上述说明中或在附图中所示的所有内容都将解释为示例，而不是限制。而且，应当知道，在前述详细说明中所述的本发明细节(例如关于印刷系统、墨、表面处理和/或使用的后处理)并不是限制为附图中所示的特定实施例，而是本发明总体概述在发明内容和权利要求中。

还应当知道，下面的权利要求将覆盖这里所述的本发明全部总体和特定特征以及本发明的全部叙述范围，本发明范围在语言上可以说落入它们之间。

已经描述了我们的发明，我们通过本发明所主张的新的和合适的权利要求为。

Claims (20)

1.一种用于批量制造多部件热塑性密闭件的方法，该热塑性密闭件用于密封在容器中的流体产品，该容器具有入口，该入口形成容器的颈部，所述方法包括以下步骤：

A.挤出连续、细长、基本圆柱形形状的材料段，用于形成密闭件的芯部件；

B.使得该连续、细长、基本圆柱形形状的材料段通过印刷机系统，用于重复地将预定的合适标记印刷在所述连续、细长、基本圆柱形形状的材料段的表面上；

C.单独挤出一层分离和独立的塑性材料，该塑性材料层与形成芯部件的所述连续、细长、基本圆柱形形状的材料段紧密粘着地接合，该分离和独立的塑性材料层周边环绕和基本包围所述连续、细长的材料段的圆柱形表面，并与印刷在所述连续、细长的材料段的表面上的标记成交叠关系，且形成双部件产品；以及

D.在与形成芯部件的细长材料段的中心轴线基本垂直的平面中切割该双部件产品，从而形成具有合适长度的多部件热塑性密闭件，用于插入和保持在容器的颈部的入口中。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：形成芯部件的细长、连续的材料段被进一步限定为包括中等密度或低密度的闭孔塑料，包括从由惰性聚合物、均聚物和共聚物组成的组中选择的一种或多种。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：所述塑性材料被进一步限定为包括闭孔泡沫塑料，该闭孔泡沫塑料包括从以下组中选定的至少一个，该组包括：聚乙烯、茂金属催化剂聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、硅树脂、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子键聚合物、聚丙烯、以及聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的方法，其中：所述周边包围独立层被进一步还限定为由塑性材料形成，该塑性材料包括从以下组中选定的一个或多个，该组包括：聚乙烯、茂金属催化剂聚乙烯、聚丁烷、聚丁烯、聚氨酯、硅树脂、乙烯基树脂、热塑性弹性体、聚酯、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、乙烯-丙烯酸甲酯共聚物、乙烯-丙烯酸丁酯共聚物、乙烯-丙烯橡胶、苯乙烯丁二烯橡胶、乙烯-丙烯酸乙酯共聚物、离子键聚合物、聚丙烯、以及聚丙烯与可共聚烯属不饱和共聚单体的共聚物。

5.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：所述制造方法操作为连续形成方法，其中所有步骤串联执行，且实际上没有人工干涉，并获得充分制造的最终产品。

6.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：挤出与形成芯部件的连续、细长的材料段紧密粘着地接合的分离和独立塑性材料层的步骤被进一步限定为使用从以下组中选择的一个来进行，该组包括：十字头挤出设备和共同挤出设备。

7.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：所述印刷机系统被进一步限定为包括从以下组中选择的一个，该组包括印刷设备，该印刷设备构造成用于提供从以下组中选择的一种或多种，该组包括：印刷、印记、标记、装饰、激光印记、热压印、喷墨印刷、热熔喷墨印刷、雕刻、平版印刷、干平版印刷、直接凹版印刷和移印。

8.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：印刷在形成芯部件的细长、连续的材料段上的标记被进一步限定为包括从以下组中选择的一种或多种，该组包括：曲线、符号、代码、数字、名称、数据矩阵码、线性条形码、普通印刷图形、定制印刷图形、跟踪数字、标签、普通艺术品、特殊艺术品、不可见标志、隐蔽标志和类似物。

9.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中，该方法还包括以下步骤：在细长的材料段通过印刷机系统之前对该形成芯部件的细长、连续的材料段的外表面进行预处理。

10.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：所述预处理被进一步限定为包括从以下组中选择的一种，该组包括：电晕处理、火焰处理、等离子体处理、UV光暴露和红外线热暴露。

11.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：该方法还包括提供使细长、基本圆柱形形状的材料段连续运动通过制造步骤的附加步骤。

12.根据权利要求11所述的方法，其中：所述连续运动通过使圆柱形形状的材料段通过拉动器组件来提供。

13.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：所述印刷机系统包括喷墨印刷机系统。

14.根据权利要求13所述的方法，其中：所述喷墨印刷机系统利用可UV固化喷墨。

15.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：该方法还包括在细长的材料段通过印刷机系统后使得印刷固化的步骤。

16.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：该方法还包括在细长的材料段段通过印刷机系统之后对该形成芯部件的细长、连续的材料段的外表面进行后处理的步骤。

17.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：该方法还包括将预定的合适标记印刷在所述周边环绕的独立层的表面上的步骤。

18.根据前述任意一项权利要求所述的方法，其中：所述周边环绕的独立层被进一步限定为包括润滑剂，以便使得所述层具有润滑功能。

19.根据权利要求18所述的方法，其中：所述润滑剂从以下组中选择，该组包括：矿物油、硅酮油和润滑剂聚合物。

20.一种多部件热塑性密闭件，用于在具有入口的容器中密封流体产品，该入口形成容器的颈部，所述密闭件由如权利要求1至19中任意一项所述的方法来形成。

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