CN101875423A - 能连接气体泵的容器及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种主体,包括刚性主体(5),刚性主体(5)具有限定了通向主体空腔的孔径的颈部(6);以及位于主体(5)内部的袋(9),袋由热塑性材料制成,其自身也具有颈部(2),凸缘(3)从颈部(2)径向延伸,凸缘(3)位于主体(5)的颈部(6)的自由边上,并限定用于通向袋(9)的空腔以及用于密封地容纳密封泵(P)的主体的孔,密封泵可手动操作以从袋中挤出流体物质(F)并通过其分配部件(S)将其供应至外部,通过热吹塑直接放置在主体内部的预制件形成袋,所述袋具有基本均匀的厚度,并且其整个外表面与主体相分离。
Description
技术领域
本发明涉及一种能连接可手工操作的泵的容器,该容器用于将处于气密状态下被容纳的流体物质分配到收容于刚性主体内的可变形袋中。
背景技术
将流体物质(液体和膏状体)封装在容器中是已知的,通过手工操作安装在各个容器的口上的小型泵来分配这些物质。泵的操作使一定量的流体物质从容器中抽出:如果容器是刚性的,就形成真空;如果气体无法进入容器(通常出现在泵与泵体接触并在其上滑动的那些区域上),或者如果该容器不包含沿着容器的内圆柱面能密封移动的底座(参见例如US4691847、US4694977和US5971224),则真空将防止物质被进一步抽出和分配:然而,后者这种通过减小其内部容积来补偿容器体积同时维持内部压力恒定的系统非常麻烦且成本昂贵。
在许多情况中,合适或必要的是将要由泵分配的流体物质绝不与容器(具有安装在其上的分配泵)内部的气体接触:如果容器中的流体组分未受改变,或如果封装在容器中的流体物质必须保持无菌,则将密封流体不与大气接触是非常重要的。为了实现这种目的,US3420413提出了一种包括装有流体物质的袋的装置,所述流体物质必须保持在袋内的(与大气)隔离状态,所述袋(参见第4栏第22-28行)由可弹性变形的柔性材料形成,并具有一颈部,颈部上具有一支撑件(support element)(具有容纳泵的异型孔),在袋中装满了待分配的流体物质后,将支撑件密封地施加在所述颈部上;其后,将泵密封地安装在所述支撑件上,从而防止了流体物质受到空气污染(第5栏第15-38行)。然后,将装有流体物质并使泵密封地安装在其颈部上的袋插入刚性主体中(显然,必须非常小心,使刚性主体的自由端尽量不接触装满流体物质的袋,以免使其破裂),随后将所述支撑件定位并固定在所述刚性主体上(第5栏,第56-61栏)。从而,在袋的外表面和刚性主体的内表面之间形成了一间隙,间隙经容器底座的孔与空气连通;这样,当通过操作泵从袋中抽出流体物质时,大气压将压缩袋,使得物质能够轻易地被泵取出并排放到外部(第5栏,第70-73行)。上述装置的主要缺点是可变形袋在被插入各个刚性容器前必须装满流体物质,以及由于将袋插入容器内部时的操作必须非常精细,因为当袋插入容器内部时很容易出现破裂。
1993年2月9日公布的JP05031790A和JP05031791A描述了如何直接在刚性容器内部生产弹性可变形材料的袋。为此,将一个细长的预制件(由热塑性材料形成,具有细长形空心圆柱体,在预制件存在颈部的一端开口,凸缘从所述颈部径向延伸)插入具有开口的刚性容器内,颈部从所述开口延伸,预制件的凸缘设置在颈部的自由边上,该预制件被加热,通过推动器向容器底座延伸,并在容器内膨胀,直至形成袋,所述袋的外表面(至少大部分的表面)附着在容器的内表面上。如此得到的袋也具有颈部,颈部的至少一端部具有向外突出的纵向肋,并且,一些径向肋或突出物从预制件凸缘的表面突出,预制件凸缘的表面向袋插入其中的容器的颈部的自由边:这些肋或突出物限定出多个气体通道,所述气体从外部渗入容器与袋之间,以在通过泵向外分配流体物质期间能压扁或向内变形,从而防止袋内形成真空,而真空将妨碍流体物质的分配。
更具体地,在这两个日本专利中,在容器内部膨胀袋的方法将在袋上施加大量应力,袋子在膨胀和使用期间可能出现破裂。
这主要是因为这种制备方法将使袋在至少部分点处附着在将要在其中进行膨胀的腔的部分上,并且推动器产生的初始拉伸将使袋壁的最终厚度产生不均匀,在顶部的横向区域比接近底座的以及底座自身的厚度更薄。
现有技术的另一个问题是,利用上述系统而膨胀的袋将不可能完全充满腔。换句话说,存在袋与限定腔的壁分离得很大的容器区域。这不仅仅出现在那些难以通过膨胀充满的位置上,例如接近角落的地方,还出现在属于或接近容器壁的区域上。这是因为在膨胀期间袋和腔之间的间隙内存在残留的气囊。
发明内容
因而,本发明的主要目的是提供一种规定类型的装置,在该装置中每个可变形袋几乎不出现破裂,并充分占据其将要在其中进行膨胀的腔的全部体积。
由于这里描述的装置优选适用于在透明容器中容纳和分配贵重品(诸如香水、乳霜、除臭剂、医用物质等),透明容器例如玻璃,因此,从美学角度来看,不出现气囊和能被看见的、袋与腔壁分离得比与其它部分更多的部分是非常重要的。
此外,由于无法控制上述系统,因而气囊是可变的,结果袋容积在任何不同时间发生改变,导致无法保证恒定的容积。
依据所附的权利要求的技术启示的装置可实现这些以及其它目的。
附图说明
接下来的说明将提供该装置的非排除性的实施例,该实施例通过非限制性实例的方式表示;结合附图进行说明,其中:
图1-7以剖视图的方式示出了制造该容器的方法中的各步骤;以及
图8和图9分别示出了图6和图7的放大细节。
具体实施方式
首先,参考图1,其示出了本发明的方法第一步骤。
外部刚性主体5具有颈部6,颈部6限定进入主体腔7的孔。颈部优选具有外螺纹6A,用于如下所述地拧紧密封泵(借助于环形帽)。
主体6优选由透明材料形成,如透明的塑料或玻璃。
提供了预制件8,预制件8通过模制塑性材料诸如PE、PET、PP等或共注塑多层相互不同的材料而形成。预制件8包括下部为圆形的细长主体。它还包括颈部2,凸缘3从颈部2径向延伸。齿状物(未示出)从颈部的外部延伸,随后将详细描述其使用。
预制件8的横向的主体尺寸设置为能自由地插入刚性主体5中,同时预制件颈部2成形并且其尺寸设置为使得它易于插入主体5的颈部6的孔中,而且,齿状物的自由端基本接触颈部6上的孔的内表面,并且因为间隔开的径向肋或突出物(未示出)从凸缘3的下表面(相对于图1)突出,因此预制件的突出的凸缘3虽然设置在颈部6的末端上但没有密封地与之附着在一起。
这样,在预制件颈部的凸缘3和容器颈部6的端部边缘之间形成自由通道,而在预制件颈部2的外表面和刚性主体5的颈部6中的孔的内表面之间还形成其它的自由通道(在每个齿状物4和与其相邻的齿状物之间)。
基本上,腔7自由地与外部连通。
将预制件加热至足以使形成预制件的塑性材料软化(使其成为可塑体)的温度。例如,在本方法中,预制件加热至120℃并持续4-7秒。
一旦加热后,将预制件插入到主体5中,因此得到图1的状态。特别地,预制件凸缘3保持在主体5的颈部6的边缘上。如图所示,喷嘴20插入预制件中,并密封地连接至预制件8的颈部2。按已知方法进行密封连接。
接着,第一气体射流被供给进入预制件以便使预制件8膨胀,从而形成至少部分占据所述主体空腔的袋8(用与预制件相同的附图标号表示)。被供给进入预制件内部的膨胀气体或流体根据预制件的厚度具有在2至6bar之间的压力,优选为3bar。气体射流被供给进入预制件要持续大约0.5-1秒。被供给的气体处于环境温度,但是也可以根据需求处于更高温度。
特别地,向预制件中充气导致袋膨胀,因此袋附着于限定腔7的壁。袋膨胀,直到袋和空腔壁7之间形成的间隙内的气压与被供给进入预制件的气压相等。这是,新形成的袋突然附着在邻近孔的腔7的侧面,形成密封,该密封防止该间隙内的气体逸出。因而袋的膨胀仅仅是部分的。
在现有技术中,保持袋处于压力,而间隙中的气体能够从一部分向容器颈部逸出,更高的膨胀压力用于将加速气体泄漏。与此相反,依据本发明,中断初始的气体射流将使袋内的压力为零(即使之与外部压力相等)。从而,间隙7A中的压缩气体将挤压袋,使之与限定腔的壁分离,并向上逸出以便从颈部排出。
这个步骤将使袋与容器内壁基本分离。基本上,要防止由于例如塑性材料的温度和粘合效应而产生的在袋和限定腔的壁之间的任意可能出现的附着。应注意到,这种至少部分的附着不仅仅是可能出现而是确实很有可能出现,将导致袋的整体性被损坏。
在挤压袋以用于使气体从间隙7A逸出所需的时间(大约0.3-3秒,但优选0.5-1秒)经过之后,再一次向袋内供给气体射流(图4)。
这次,袋8将装满腔7至更大范围(图4)。这时,上述步骤期间保持在间隙7A内的气体的初始容积将小于预制件和腔壁之间的容积。这是因为气体射流被注入期间(图3),袋较预制件占据了腔的更大的容积。
如前所述,这种再一次的气体射流将持续0.5-1秒的时间。随后中断,袋放气,间隙7A中的压缩气体向上逸出,获得图5的状态。在这种情况中,袋几乎完全填满腔。此时,最后的气体射流被供给给完全膨胀的袋,如图6所示。在这种情况下,围绕袋的、并且在袋与限定腔的壁之间的气体将非常稀薄。在图6示出的步骤中,气体射流维持较之前步骤稍微长一些的时间。这能使残留在间隙中的少量气体逸出。图8示出了在这个步骤、以及在图2和4中所示的步骤中所存在的状态的放大图。袋接触限定主体5的腔的壁。
后一步骤结束后,气体射流中断,取出喷嘴20。这时冷却袋,由于热收缩袋发生轻微收缩,导致它以基本均匀的方式与限定容器腔的壁相分离。
图9是图7的放大详图。这里显示的状态示出了围绕整个袋,尤其是横向部分上的均匀的间隙10。
袋膨胀的方法被描述和图示为包括三个膨胀阶段。基本上,这三次连续的射流是用适当的暂停来供给并隔开的。对于30ml的容器来说这个循环持续大约7秒。
根据容器和袋的尺寸,可进行更多的连续的气体射流。基本上,气体射流步骤和相继的气体射流的中断可根据需要多次重复,气体射流的中断使存在于袋的外部间隙内的气体排出。
然而,依据本发明,需要具有至少一个气体排出步骤,从而对于使袋膨胀的气体射流存在至少一个中断。
因而,必需至少两个气体射流,由至少一次的暂停或气体射流的中断来隔开。
应注意,充入袋的连续的气体射流的压力可以不变(例如上述的3bar),或者压力可根据当前膨胀步骤的需求而改变。例如,充入袋的第一气体射流的压力可比最终保持的气体射流的压力小,反之亦然。从而,可最优化压力调节(甚至一个气体射流与下一个存在差别)以获得可能的最均匀的袋厚。
与现有技术的方法所不同的,容器内部形成的袋具有基本均匀的厚度。袋厚度是0.1-0.4mm,优选0.2mm,并且特别是在袋的横向(竖直)部分尤其均匀,即,在袋的底部和顶部之间(颈部所在的位置)。
利用现有技术中描述的方法,袋将出现一个横向部分,该横向部分向顶部更薄,但向底部更厚。喷嘴在第一步骤所产生的伸展所导致的这种不均匀性能够使袋在膨胀期间或它在填充要分配的产品期间出现破裂。
此外,在本技术方案中,袋与容器腔的壁相分离,这种情况下,至少在袋的横向壁和腔壁之间出现基本均匀的间隙,有助于在泵使用期间形成气体通道。此外,不存在袋附着在腔壁的区域或部分。这是由“脉冲式”充气法所确保的,通过收缩和袋充气时在间隙内的气体的作用,该方法使袋分离(可能是由于袋/预制件的温度)。
为了完成整个说明,应注意,获得已将袋9插入和保持在其中的容器5的使用者将向袋中引入预期量的流体物质(通过其颈部2的孔),该物质填充袋直至其颈部2。随后,所述使用者将手动操作泵和汲取管经其颈部的孔插入袋9中,所述泵包含分配部件(dispensing stem)(向袋9的外部和容器5的外部伸出),并且汲取管浸入容纳在袋中的流体物质中。
随后,将泵P按已知方法牢固地锁定在容器的颈部6上,例如,通过具有内螺纹的环形帽N,环形帽N旋入从容器颈部6的外部突出的螺纹或螺纹肋6A上。
环形帽N停留在颈环(collar)的上表面上,颈环径向地从泵主体径向地突出并密封地与袋9的颈部2的凸缘3相接触,从而将泵的下部分压入袋颈部2的腔中,形成密封,这种密封还可通过直接位于颈环下方的弹簧圈而得以进一步加强。
显然,容器5可由任意刚性材料(除了玻璃之外)形成,例如铝或其它金属。
对于所有情况来说,为了进行正确的泵操作,将间隙10与外部环境相连通,例如,通过在容器颈部与袋颈部之间形成的位于凸缘下方的所述通道。
然而,如US 3420413和US 2004/0112921A1所述,在任意位置处,容器上可设置有一个或多个孔作为气体通道。
有利的是,袋具有连接至环形帽的装置(即凸缘3),以将所述泵固定在所述容器上。例如,这些装置接合环形帽,并且当从容器上除去环形帽(以及泵)时能使袋从容器5取出。
Claims (12)
1.一种容器制造方法,包括以下步骤:
a.提供一种外部刚性主体(5),具有限定提供通往主体的腔的入口的孔的颈部(6);
b.以及由热塑性材料形成的预制件,预制件包括颈部(2),凸缘(3)从预制件的颈部径向延伸;
c.将所述预制件加热到热塑性材料的软化点之上;
d.将预制件置于主体(5)的孔中;
e.向预制件内部供给第一气体射流,这使预制件膨胀从而形成至少部分占据所述主体的腔的袋,所述袋的壁被推动并接触限定所述腔的壁;
f.中断所述第一气体射流,使所述热塑性材料收缩,随后与容器壁脱离,因而允许袋膨胀形成的并截留在袋和限定所述腔的壁之间的压缩气体排出;
g.向袋中吹入最后气体射流,所述最后气体射流使袋完全膨胀为使其至少与腔的内部横向表面的每个点确实地接触;以及
h.中断气体射流,促进袋轻微收缩,因而至少部分与腔壁相分离。
2.如前述权利要求所述的方法,其中,在中断初始气体射流之后并且同时等待袋收缩期间,向预制件内部供给另外的气体射流,使预制件进一步膨胀为占据所述主体的腔的更大的范围,这时,所述袋的壁被推动并接触限定所述腔的壁,随后,中断所述另外的气体射流以使所述热塑性材料收缩,随后,预制件与容器壁分离,从而使得袋膨胀形成的并截留在袋和限定所述腔的壁之间的压缩气体进一步排出。
3.如前述权利要求所述的方法,其中,重复权利要求2描述的步骤直至供给气体射流期间袋几乎完全占据所述腔。
4.如前述一项或多项权利要求所述的方法,其中,在大约0.3-3秒的时间后中断所述气体射流。
5.如前述一项或多项权利要求所述的方法,其中,所述气体射流的压力在2-6bar之间。
6.如前述一项或多项权利要求所述的方法,其中预制件加热至100-150℃之间的温度。
7.一种容器,所述容器包含刚性主体(5),刚性主体(5)具有限定了通向容器的腔的孔的颈部(6);以及位于主体(5)的内部的袋(9),袋由热塑性材料形成,自身也具有颈部(2),凸缘(3)袋的从颈部(2)起径向延伸,凸缘(3)位于主体(5)的颈部(6)的自由边上并限定提供通向袋(9)的腔的入口以及密封地容纳密封泵(P)的主体的孔,密封泵(P)可手动操作以从袋中取出流体物质(F)并通过密封泵(P)的分配部件(S)供应至外部,通过热吹塑直接位于容器内部的预制件形成袋,其特征在于,所述袋具有基本均匀的厚度,并且沿着袋的整个外表面与容器相分离。
8.如前述权利要求所述的容器,其中,袋的基本均匀的厚度在0.1-0.4mm之间。
9.如前述一项或多项权利要求所述的容器或方法,其中,刚性主体由透明材料形成。
10.如前述一项或多项权利要求所述的容器或方法,其中,刚性主体由玻璃形成。
11.如前述一项或多项权利要求所述的容器或方法,其中,预制件/袋由PET和/或PE和/或PP和/或通过共注塑多个层而形成。
12.如前述一项或多项权利要求所述的容器,其中,所述袋具有将其连接至环形螺母的装置,以便将所述泵固定于所述容器,所述连接装置设置为在从容器上去除环形螺母时使袋能从主体(5)取出。
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