CN102218811A - 用于制作不透气泵的容器的方法 - Google Patents

Abstract

一种用于制造可与不透气泵相联的容器的方法，能够变形的袋通过吹塑模制塑料材料的预制件而形成于容器的内部。在吹塑过程中或稍微在吹塑之前在容器内部产生真空。

Description

用于制作不透气泵的容器的方法

技术领域

本发明涉及一种用于制造容器的方法，该容器能够与可人工操作泵连接，该可人工操作泵用于分配在气密条件下容纳于能够变形的袋中的流体物质，该能够变形的袋装于刚性体中。

背景技术

已知的是将流体物质(液体和乳剂)封装在容器中，这些物质通过人工操作安装在各容器的嘴上的较小泵而进行分配。当空气不能进入容器时(这通常在泵与泵体接触和在该泵体上滑动的这些区域中产生)，或者当容器并不包括可沿容器的内部柱形表面进行密封运动的基部时，泵操作使得一定量的流体物质从容器中取出，在该容器中形成真空(当容器为刚性时)，该真空将防止物质进一步取出和分配(例如见US4691847、US4694977和US5971224)：不过，用于通过减小内部容积来补偿容器容积，同时保持内部压力恒定的该后一种系统(即当容器并不包括可沿容器的内部柱形表面进行密封运动的基部)将非常费力和昂贵。

在很多情况下，合适或需要的是，要由泵分配的流体物质不会与容器内部的大气接触(其中分配泵安装在该容器上)：当在容器内的流体的组分不再进行改变，或者当封装在容器中的流体物质必须保持无菌时，密封流体不与大气接触很重要。为实现这种效果，US3420413提出了一种装置，该装置包括袋，该袋装有流体物质，该流体物质将(与大气)隔离地保持在袋内，该袋(见第4栏22-28行)由可弹性变形的柔性材料制造，且具有颈部，在袋装满要分配的流体物质后，支承元件(具有用于容纳泵的型面孔)密封地施加在该颈部上，然后，泵密封地安装在所述支承元件上，以便因此防止流体物质受到空气(第5栏15-38行)的污染。然后，袋(该袋装有流体物质，并具有密封安装在它的颈部上的泵)插入刚性体中(显然非常小心，这样，刚性体的自由端并不与充满流体物质的袋接触，以便不会使它破裂)，所述支承元件再定位和固定在所述支承元件上(第5栏56-61行)。因此，在袋的外表面和刚性体的内表面之间形成有空隙，该空隙通过布置在容器基部中的孔而与大气连通，这样，当流体物质通过操作泵而从袋中抽取时，袋由大气压力进行挤压，这样，物质可以很容易地通过泵而抽取并排出至外部(第5栏70-73行)。前述装置的主要缺点是能够变形的袋必须在袋插入各刚性容器内之前充满流体物质，且涉及将袋插入容器内的操作非常精细，因为袋可能在插入容器内部时很容易被撕开。

1993年9月2日公开的JP05031790A和JP05031791A介绍了可弹性变形材料的袋能够怎样直接在刚性容器内制造。为此目的，将细长预制件(由热塑性材料制造，具有细长的空心柱形体，在一端开口，预制件在该端部处具有颈部，一凸缘从该颈部径向凸出)插入具有嘴的刚性容器中，颈部从该嘴伸出，预制件的凸缘搁置在该颈部的自由边缘上，对该预制件进行加热，通过推动器而朝着容器基部推动，然后在容器内膨胀，直到形成为袋，该袋的外表面粘附在(至少对于它的表面的较大部分来说)容器的内表面上。这样获得的袋也有颈部，该颈部的至少端部部分具有向外凸出的纵向肋，其中，一些径向肋或凸起从预制件凸缘的、朝着容器颈部自由边缘的表面凸伸，袋插入该容器中：这些肋或凸起确定了用于空气的通道，该空气从外部透过容器和袋之间，以便使得袋能够在流体物质通过泵向外分配的过程中压平或向内变形，从而防止袋的内部形成真空，该真空将防止流体物质的分配。

特别是，在两个日本专利中，用于使得预制件膨胀的方法不能使得袋形成有均匀壁。这样，在膨胀过程中，袋并不均匀形成，而是在某些点处它直接接触外部容器。在袋与容器接触的点处形成密封，该密封防止下面的空气自由逸出，因此在接触区域下面的部分中产生高压，从而很难实现袋的最佳的膨胀。这是因为空气从产生密封的区域逸出非常缓慢，因此预制件膨胀压力必须保持相当长时间。这影响了形成容器所需的时间。

在预制件冷却的过程中，有产生非最佳袋膨胀的危险，因此有袋破裂和袋壁厚不均匀的危险。FR2902083A1公开了一种用于化妆品、美容和化学领域中的容器，例如瓶和罐，它包括：外壁和内壁，该外壁和内壁通过空气薄膜而相互分离；以及颈部，该颈部有外螺纹，以便与插塞系统配合。该壁在容器的开口区域处并不相互固定，空气薄膜的厚度小于壁的厚度。颈部由内壁的延伸部分构成，并布置成用以接收泵，而并不再次获得空气。内壁由塑料材料制造。外壁由金属、玻璃或木头制造。内壁和外壁由不透明/透明的刚性或柔性/橡胶热塑性材料来制造。

外部容器提供了用于在吹制过程中由于内部容器的膨胀而捕获在内部容器和外部容器之间的空气逸出的通道。这些通道允许外部容器的内部部分与外部环境连通。通道与容器的颈部相对应地产生于外部容器和内部容器之间以及容器的底部上。这些通道允许在内部袋的吹制过程中产生的空气自由排出。

发明内容

因此，本发明的主要目的是提供一种用于形成能够变形的袋的方法，该能够变形的袋在膨胀过程中更少撕开，且该能够变形的袋完全占据空腔的整个容积，该袋在该空腔内膨胀。

与普通方法相比，本发明的方法还使得容器能够更快速地制造。

这些和其它目的通过根据附加权利要求的技术教导的装置来实现。

附图说明

后面的说明书表示了装置的非限定实施例，该装置通过非限定实例来表示，它借助于附图来表示，附图中：

图1表示了刚性外部容器，预制件插入该刚性外部容器中，该预制件在膨胀时形成能够变形的袋；

图2表示了吹塑模制头，该吹塑模制头与容器颈部耦联，以便形成所述袋；

图3-5是表示在形成能够变形的袋的方法中的各个步骤的剖视图；

图6表示了由本发明的方法制造的容器；

图7表示了图6的容器的扩大详图。

具体实施方式

下面首先参考图1，该图1表示了本发明的方法的第一步骤。

首先，提供外部刚性本体5，该外部刚性本体5具有颈部6，该颈部6确定了进入本体空腔7的开口。颈部具有外螺纹6A，用于(通过环形帽而)与不透气(airless)泵配合，如后面所述。

本体5优选是由透明材料形成，例如透明塑料或玻璃。

提供预制件8，该预制件8通过模制塑料材料例如聚乙烯(PE)、对苯二甲酸乙二醇聚酯(PET)、聚丙烯(PP)等而形成，或者通过共同注射模制多层彼此不同的材料而形成。预制件8包括底部圆角的细长体。预制件还包括颈部2，凸缘3从该预制件颈部2径向伸出。齿2A(该齿2A的使用将后面介绍)从该预制件颈部的外部部分伸出。

预制件8的横向本体尺寸设置为使其能够自由地插入刚性本体5中，同时使得预制件颈部2具有型面，且该颈部的尺寸为使它容易穿透至本体5的颈部6中的孔内，同时齿的自由端基本与颈部6中的孔的内表面接触，且预制件的凸出的凸缘3通过环形帽300而搁置在颈部6上，该环形帽300螺纹连接在颈部6上的螺纹上。

环形帽并不密封粘接在颈部的顶部上。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，而其它自由通道也形成于各螺纹齿与和它邻近的齿之间、预制件颈部2的外表面和刚性本体5的颈部6中的孔的内表面之间。

腔室7大体上与外部自由连通。

将预制件加热至足以软化(塑性化)形成该预制件的塑料材料的温度。在本方法中，将预制件例如加热至120℃的温度且持续4秒到7秒的时间。

一旦被加热，则将所述预制件插入本体5中，以便因此获得例如图1的情况。具体地说，预制件凸缘3搁置在环形帽300上，该环形帽300预先螺纹连接(或以其它方式固定)在本体5的颈部6上。

如图3中所示，图2中所示的吹塑模制头与容器嘴连接。

吹塑模制头200包括型面部分201，该型面部分201具有在它的底侧的空腔202(参见图2)。该空腔布置成容纳要形成的容器的外部本体5的一部分。特别是，在朝向型面部分201的空腔的这些壁中提供有座部203，以便容纳第一密封垫圈204。

型面部分包括与真空源(例如真空泵)连通的抽取口205。该型面部分201安装成抵抗第一弹簧207而在中间部分206上滑动。中间部分206具有轴向空腔，喷嘴208可逆着第二弹簧209滑动插入该轴向空腔中，且通过一孔而与压缩空气源连通。

优选地，喷嘴通过与中间部分206密封连接的带凸缘的元件而轴向保持。

该带凸缘的元件具有细长部分212，以便插入预制件中，该细长部分的半径与预制件颈部的内径接近相等。

在细长部分212上安装有O形环213，当吹塑模制头处于它的工作位置时，该O形环213密封抵靠预制件。

将吹塑模制头200降低至容器上(图3)，且喷嘴穿入预制件开口中。喷嘴208的端部部分208A与预制件8的底部接触，且当继续降低时，预制件拉伸，直到它与外部容器(即刚性本体5)的基部接触。预制件逐渐拉伸，假定由弹簧209产生的牵引力均匀。一旦喷嘴接触容器基部，吹塑模制头的进一步降低将使得弹簧209进一步压缩。

继续降低吹塑模制头直到凸缘部分211搁置在预制件凸缘3上。O形环213密封抵靠该预制件凸缘3。

当将吹塑模制头降低至容器上时，型面部分201抵靠容器，以便压缩第一弹簧207。在型面部分201与容器这两个部分之间的接触通过第一垫圈204来实现。结果是容器内部腔室7和抽取口205流体密封地连通。

当处于该位置时，吹塑模制循环开始，该吹塑模制循环可以以多种方式来实现。

根据第一膨胀方法，当固定的吹塑模制头定位时，真空源与抽取口205连接(例如通过打开一阀)，由此使得容器内部腔室7处于真空下，且空气从中抽出(箭头D)。在这种状态下，真空源与在预制件和容器的内壁之间的区域相连。

与此同时(或者在刚执行上述动作之后)，将压缩空气供给至(箭头P)与预制件8的颈部2密封连接的喷嘴208中。

然后，第一空气射流使得预制件8膨胀，以便形成袋8(由与预制件相同的参考标号表示)，该袋8至少局部占据所述本体空腔。供给预制件内部的膨胀空气或流体的压力在0.5巴和10巴之间，根据预制件的厚度，优选是3巴。在容器中于预制件外部存在的真空有利于袋进行膨胀。

吹塑模制步骤持续大约2-12秒。喷射空气处于室温，但是也可以根据需要而更热。

特别是，空气供给预制件中将使得袋膨胀，该袋粘附在限定所述空腔7的壁上。

在已知技术中，袋膨胀，直到阻滞于在袋和空腔7壁之间形成的空隙内的空气的压力达到等于供给预制件中的空气的压力的值。这样，新形成的袋突然粘附在空腔7的侧部上而将产生密封，该密封使得存在于该空隙内的空气很难向外逸出。因此袋的膨胀只是局部膨胀。

在已知技术中，袋保持在压力下，同时等待存在于空隙内的空气朝着容器颈部渗漏，因此采用更高的膨胀压力用于加速空气渗漏。

根据本发明，如图4中所示，一旦施加真空，袋立即以相当均匀的方式“膨胀”，因此有利于随后通过由喷嘴供给的空气的压力而膨胀。因此通过存在真空而有利于进行膨胀。

当袋完全形成时，通过喷嘴的空气供给停止。然后关闭使得抽取口205与真空源连通的阀。在该状态下，真空源与在预制件和容器的内壁之间的区域断开，该区域不再处于真空下。吹塑模制头因此从新形成的容器上除去。根据膨胀循环的可选实施例，代替保持所述压力直到袋完全形成，第一空气射流可以中断，以便使得袋内的压力无效(即使它等于大气压力)。优选是，在袋和限定容器空腔的壁之间的区域也可以处于大气压力。

捕获在袋的底部部分和容器的底部部分之间的任何压缩空气(如果有的话)挤压袋，并使它与限定所述空腔的壁脱开，以便通过颈部向上渗漏。

使得袋和容器之间的真空无效将有利于快速和立即脱开可能附在容器壁上的任何袋部分。

这样的处理过程的确使得袋基本与容器内壁分离。基本上将防止袋对限定所述空腔的壁的任何假定的粘附(例如由于塑料材料的温度和由于一种软“胶接效果”所导致)。

在需要挤压袋和用于使空气逸出时(大约0.2-0.5秒)，将另一空气射流供给袋中，且优选通过使得所述抽取口205与真空源连接而再次施加真空。这时，袋8更大程度地充满空腔7(图4)。这样，保留和捕获于空腔中的空气的初始容积小于在前面步骤中在预制件和空腔壁之间的容积。这是因为在供给空气射流时(图3)，袋占据比预制件更大的空腔容积。与前面的情况相同，所述另一空气射流保持0.5秒到1秒的时间。然后停止，并除去真空，袋收缩，且存在于空隙中的压缩空气逸出，如前所述。在这种情况下，袋几乎完全充满空腔。

这时，再次施加真空，且将最后的空气射流供给完全膨胀的袋。这样，包围袋以及捕获于该袋和限定所述空腔的壁之间的空气非常少，且几乎完全由真空吸出。在所述步骤中，射流保持的时间比前面的步骤中的保持时间稍微更长。这能够使得保留在空隙中的很少量空气逸出或被抽出。

在该步骤停止时，真空失效，射流中止，且将喷嘴208取出。

同时袋冷却，并由于热收缩作用而进行很小的皱缩，这使得袋以基本均匀的方式与限定容器空腔的壁分离。

袋膨胀方法如上所述和所示，包括单个空气射流以便使得袋膨胀。向容器施加真空将改进袋的形成。

方法还介绍为包括三个膨胀步骤。采用基本三个连续射流进行供给，所述三个连续射流通过合适暂停而间隔开。在暂停过程中，在容器内恢复大气压力。对于30ml的容器，该循环持续大约3-5秒。

根据容器和袋的尺寸，可能需要更多连续射流。基本上，空气注入步骤和随后的射流中断(以便使得位于袋外部的空间中的空气被抽出)可以根据需要重复多次。

根据膨胀循环的再一实施例，在前述射流的启动/中断过程中保持真空，该射流以与所述内容不同的方式来保持间隔开。

不过，根据本发明，空腔必须在空气通过喷嘴供给之前、供给之前和供给过程中、或者与供给的同时置于真空中。真空可以在袋的某些膨胀步骤中无效(因此恢复大气压力或稍微更高压力)。

应注意到，在第一射流后供给至袋内的连续空气射流可以有恒定压力(例如3巴，如上所述)，或者可以根据当前膨胀步骤而具有变化的压力。例如，供给袋中的第一射流可以比最后的保持射流具有更低的压力，或者相反。因此，压力调节可以进行优化(甚至通过在一个射流和接下来的下一个射流之间的不同)，以便获得尽可能均匀的袋厚度。

对于容器内部受到的真空也是这样。已经介绍，真空在高真空(小于-0.5巴表压)和稍微小于大气压力的压力之间变化。

不过，重要的是在袋膨胀循环的至少一个步骤中，容器的内部容积处于真空下(例如通过抽取口205)。

形成于容器内部中的袋具有基本均匀且同质的厚度，与本领域已知方法相反。它还不会破裂。

而且，在本方案中，袋与容器空腔的壁脱开。它在至少在袋的侧壁和空腔壁之间存在基本均匀空隙的情况下脱开，这有利于空气在泵的使用过程中通过。

为了完成说明，应当知道，接收容器5(其中，袋8已经插入和保持在该容器内(图6))的用户将合适量的流体物质引入袋中(通过颈部2中的开口)，该流体物质可以充满袋直到它的颈部2。然后，所述用户通过颈部中的开口而将能够人工操作的泵(具有分配杆，该杆凸出至袋8和容器5的外部)和吸取管(该吸取管浸没在容纳于袋中的流体物质内)插入袋8中。

然后，泵以已知方式牢固锁定在容器的颈部6上，例如通过另一环形帽，该另一环形帽与已经存在于容器颈部上的环形帽连接(例如卡扣配合)。

该另一环形帽搁置在一垫圈的上表面上，该垫圈从泵体径向凸出，并将它按压成与袋8的凸缘3密封接触，因此将泵的底部部分按压至袋颈部2的空腔内，垫圈在该处形成密封，该密封通过紧邻该垫圈下面布置的弹性环而进一步提高。

在上述说明中，袋的凸缘抵靠在环形帽300上，但是在可选实施例中，它可以直接与容器的颈部接触，螺纹只存在于泵的锁定环形帽上。

显然，容器5可以由任意刚性或基本刚性材料(包含玻璃)来制造，例如铝或其它金属，或者刚性塑料。

在任何情况下，为了正确的泵操作，重要的是使得空隙与外部环境接触，例如通过在环形帽300或凸缘下面形成于容器颈部和袋颈部之间的所述通道。

优选地，如果存在所述环形帽以及所述另一环形帽，当容器内部的产品进行消耗时从容器中取出袋将非常简单。在此方面，通过松开所述环形帽并将其从容器去除则可方便袋的取出。

优选地，为了提高袋的可膨胀性，可在袋(预制件)和容器之间施加润滑膜，从而使得袋能够更好地膨胀。

在上述说明中只介绍了一种类型的膨胀头，即吹塑模制头。不过应当知道，膨胀头可以有与所述不同的结构。重要的是膨胀头提供了用于在预制件和容器内部的内壁之间区域与真空源密封连接的装置。

如上所述，在预制件颈部的凸缘3和容器颈部6的端部凸缘之间提供了通道。

这些通道使得容器的内部(特别是在预制件和容器内部的内壁之间的区域)与容器的外部连通。

通过这些通道，所述膨胀头能够使得在预制件和容器内部的内壁之间的区域与真空源密封连通。这样，在预制件和容器内壁之间的区域可以与真空源连通，以便向该区域施加真空。

在上述实施例中，在真空源和所述通道之间布置有阀装置，这样，真空源可以在需要时与提供源连接或脱开，特别是至少在将空气射流供给到预制件内时。优选地，提供有三通阀，其中，一个通路与外部环境自由连通，一个通路与真空源连通，一个通路与所述通道连通。

在不同实施例中，用于使得预制件膨胀和用于向预制件和容器内部的内壁之间的区域施加真空的装置通过分离的装置来实现。

Claims (14)

1.一种容器制造方法，包括以下步骤：

a.提供基本外部刚性本体(5)，该外部刚性体(5)具有颈部(6)，该颈部(6)确定了进入本体空腔的开口；

b.提供由热塑性材料形成的预制件，该预制件包括颈部(2)，凸缘(3)从预制件的该颈部(2)径向伸出；

c.加热所述预制件至高于热塑性材料的软化温度点；

d.将预制件布置在所述本体的开口内；

e.将第一空气射流供给至预制件内部，这使得预制件膨胀，以便形成袋，该袋至少局部占据所述本体空腔，所述袋的壁被推压而与确定所述空腔的壁接触；

其特征在于，该方法还包括以下步骤：

f.至少在空气射流供给过程中向在预制件和容器内部的内壁之间的区域施加真空，以便于预制件膨胀以形成袋。

2.根据权利要求1所述的方法，其中：对预制件和容器内部的内壁之间的区域施加真空是在真空下使得该区域与真空源连通来实现。

3.根据权利要求2所述的方法，其中：真空源为真空泵。

4.根据权利要求3所述的方法，其中：所述真空小于-0.5巴表压。

5.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：预制件和容器内部的内壁之间的区域在射流供给之前、在射流供给过程中、或者在射流供给之前和供给过程中处于真空下。

6.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：在将第一空气射流供给至预制件内部的步骤之后，还进行以下步骤：

a.中断所述第一射流，以便使得所述热塑性材料能够收缩，且该热塑性材料由此与容器壁脱开，以便因此能够抽吸出由袋膨胀所压缩的且被阻滞在袋和限定所述空腔的壁之间的空气；

b.将最后的空气射流吹入袋内部，所述最后的空气射流完成袋的膨胀，以便使袋基本与空腔的至少内部侧表面的每一个部位接触；以及

c.中断空气射流，以便因此便于该袋稍微收缩，并由此使该袋至少局部与空腔壁分离。

7.根据权利要求6所述的方法，其中：在中断初始空气射流之后和在等候袋收缩时，将另一空气射流供给至预制件内部，以便使袋进一步膨胀，这样使得所述袋更大地程度占据所述本体空腔，在这种情况下，所述袋的壁也被推压而与限定所述空腔的壁接触，然后中断所述另一射流，以便使得所述热塑性材料能够收缩，并由此使得所述热塑性材料与容器壁脱开，以便因此使得由袋膨胀所压缩的且阻滞于袋和限定所述空腔的壁之间的空气能够进一步流出。

8.根据前述权利要求7所述的方法，其中：在射流供给过程中，权利要求4中所述的步骤重复进行，直到袋几乎完全占据所述空腔。

9.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：所述空气射流在供给0.3秒到3秒的时间后中断。

10.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：所述空气射流的压力在2巴和6巴之间。

11.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：预制件加热至在100℃和150℃之间的温度。

12.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：所述刚性本体由玻璃形成。

13.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：所述预制件或所述袋由对苯二甲酸乙二醇聚酯和/或聚乙烯和/或聚丙烯形成，和/或通过共同注射模制不同的层而形成。

14.根据一个或多个前述权利要求所述的方法，其中：根据空气射流供给至所述袋的内部的状态，在循环步骤中使得容器内部处于真空下以及返回至基本大气压力。

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