CN104797313A - 耐撕裂气球 - Google Patents

Abstract

一气球10，通常从第一端的开口14轴向的延伸。气球包括：一弹性薄膜11，具有一第一厚度；以及多个第二交叉筋12，交叉筋12位于薄膜11上，并具有更厚的厚度。筋被如此调整，以至于同气球的轴线13和任何垂直于它的轴线成一角度。这样一个气球具有增强的撕裂度，并可被传统的浸渍技术制造，而无需为薄膜的完整性妥协。筋可包含多个螺旋线。也有一种模型，用于制造这样一种气球，以及一种使用这样一个模型制造这样一种气球的方法。

Description

耐撕裂气球

本发明涉及一种气球，尤其涉及耐撕裂弹性的成形气球。

背景技术

许多气球由弹性材料制造。它们通常由把一个普通轴向模型浸入一个液体化合物内形成。液体化合物粘住此模型并随后熟化，接着从模型中剥离。因此这为气球提供了一种需要的形状。因为气球由弹性材料制成，它可以在使用中拉伸，使之膨胀。

作为一种浸渍过程中的加工品，气球通常从第一端的开口轴向的延伸。浸渍过程也限制了可生成形状的复杂度。特别的，垂直于模型工具的轴向的形状会提供空间，以形成气泡或聚集了污染物，以影响模具上形成的薄膜的完整性。这些气泡或污染物会削弱薄膜或减少它的弹性。

这种气球的一种共同的问题是，是否弹性薄膜被拉伸超过了一个特定的限度，例如在被一尖锐边缘碰到时，一个撕裂在压力下会沿着薄膜的部分快速的传播。在许多情况下，撕裂会传播的足够遥远和快速，以至于基本上破坏了气球。此效果在一膨胀的气球中发生时，撕裂通常会以一个大约为音速的速度传播，这导致了在气球爆炸时，发出类似“梆”的一声。这声“梆”可以足够的响，以至于惊扰到附近的人群。并且，作为撕裂以音速传播的并随后向相反边缘反弹的结果，气球可以在爆炸后被推动一段距离。伴随爆炸被推动的气球碎片会引起轻微的受伤，如果它们击中附近的人的眼睛或面部的话。此外，近年来气球已被研发成同内部的照明元件结合在一起，如专利WO2008/110832中所描述的那样。如果这种气球爆炸，照明元件可被推出一个很快的速度并因而可对附近的人群产生伤害。这种气球的另一个问题是，当一个气球爆炸时，它会产生一些不同大小的碎片，并且如果附近的小孩试图吞入这些碎片的话，会产生窒息的危险。

因而本发明的一个目的是提供一种气球，至少部分的克服或缓解了上述问题。

发明内容

本发明的第一个目的是，提供一种气球，气球通常从第一端的开口轴向的延伸，气球包括：一弹性薄膜，具有一第一厚度；以及多个第二交叉筋，交叉筋位于薄膜上，并具有更厚的厚度，其中筋被如此调整，以至于同气球的轴线和任何垂直于它的轴线成一角度。

因此提供了一种弹性气球，具有改进的强度和耐撕度。在测试中，当比较膨胀至同样大小的相等的无筋气球时，本发明的气球膨胀至9英寸并随后爆炸，撕裂气球的完全长度所花的时间比普通的平均长2.3倍，例如，撕裂的传播速度的减少意味着它引起的微小伤害的可能性的减少。它也导致了爆炸时壁同等的无筋气球更低的噪声级，减少了惊吓附近人群的可能性，并减少了分裂碎片被儿童吞咽的危险性。

因而进一步提供了这样一种气球，可以以传统的浸渍技术制造，而无需为薄膜的完整性妥协。当筋被以对气球的轴线和任何垂直于气球的轴线成一个角度的在薄膜上形成时，对比同轴线平行或垂直，这减少了在浸渍过程中气球的筋内产生气泡或其它污染物的可能性。因此，气球可以不带空隙或间断点的形成。

交叉筋可被伸长。优选的，筋在它们的长度上有一个基本不变的外形。优选的，每根筋基本具有相同的外形。更为优选的，此外形是呈曲线的。在此情况下，弯曲的外形可包含一圆形的弧度或椭圆形的弧度。

在某些实施例中，不同的筋可适用于不同的厚度。优选的，在这样的实施例中，筋具有两个不同的厚度。优选的，在这样的实施例中，每种筋具有每种不同的厚度。

在交叉点，筋的外形基本上可保持相等。或者，在交叉点，每根筋的外形可能改变。此不同可包括筋之间平滑的末端或顶点。

筋可以以任何需要的角度对齐和/或相交。优选的，筋可以以同气球的轴线，例如5°至85°之间的角度对齐。

筋可包括任何特别的图案。优选的，筋包含多个螺旋线。具有多个螺旋形的筋进一步减少了撕裂的传播时间以及在浸渍过程中产生气泡或其它污染物的可能性。更为优选的，筋包含相等数量的反向的斜螺旋线。

在一个优选的实施例中，每个螺旋线源于一盖子。盖子可位于气球的远端。盖子可包含同筋的厚度基本相同的一个区域的厚度。在气球具有多个远端的情况下，盖子可位于每个远端之上。

优选的，筋是如此设置，以至于每根筋在末端同另一根筋交叉。在上面的实施例中，这可以通过具有相反方向的螺旋线在它们的末端汇聚而成。

优选的，筋在气球的内表面形成，以至于它不必被消费者辨别出气球的内表面具有筋。筋因此不会破坏气球的优美外观。

可在气球内安装一照明设备。在这样一个气球中，照明设备可包含一发光二级管(LED)，并可至少由一节电池供电。照明设备具有一突出物，借此它通过适合于突出物的一个夹子，绑带，或O形环从气球外部附着在气球内部的薄膜上。在一节或一些电池和LED之间可最初设置一条绝缘材料，绝缘材料在气球膨胀前可被撤去，以点亮LED灯和气球。

根据本发明的另一个目的，有一个模型，用于从弹性材料中制造一个气球，包含：一主体部分，通常从一底部轴向的延伸，并符合气球成型的形状；以及多个交叉凹槽，位于所述主体上，其中凹槽是如此配置，以至于同主体的轴线和任何垂直于主体的轴线成一角度。

这因而提供了一模型，用于制作一弹性的气球，它具有改进的强度和撕裂度。它进一步使这样一个气球以传统的浸渍技术制造，而无需包含完整的薄膜。

交叉的凹槽可被延长。优选的，凹槽沿着其长度基本上具有一连续的形状。优选的，每个凹槽基本上具有相同的形状。更为优选的，此形状为曲线。在此情况下，弯曲的形状可包含一圆形的弧度或椭圆形的弧度。

在一些实施例中，不同的凹槽可具有不同的深度。优选的，在这样的实施例中，凹槽具有两个不同的深度。优选的，在这样的实施例中，每种凹槽具有每种不同的深度。

在交叉点，凹槽的外形基本上可保持相等。或者，在交叉点，每个凹槽的外形可能改变。此不同可包括凹槽之间平滑的末端或顶点。

凹槽可以以任何需要的角度对齐和/或相交。优选的，凹槽可以以同气球的轴线，例如5°至85°之间的角度对齐。

凹槽可包括任何特别的图案。优选的，凹槽包含多个螺旋线。更为优选的，凹槽包含相等数量的反向的斜螺旋线。

在一个优选的实施例中，每个螺旋线源于一盖子。盖子可位于模型的远端。盖子可包含同凹槽的厚度基本相同的一个区域的厚度。在模型具有多个远端的情况下，盖子可位于每个远端之上。

优选的，凹槽是如此设置，以至于每个凹槽在末端同另一个凹槽交叉。在上面的实施例中，这可以通过具有相反方向的螺旋线在它们的末端汇聚而成。

模型可由任何合适的物质形成。特别的，此模型可由金属，塑料或陶瓷材料按需制成。

本发明的第三目的是，根据本发明的第一目的，使用一个根据本发明的第二目的的模型，提供一种制造气球的方法，此方法包括如下步骤：根据本发明的第二目的提供一模型；以基本上平行于主体轴线的方向，把所述模型引导入具有液体弹性材料的合适容器；以基本上平行于主体轴线的方向，把模型移出具有液体弹性材料的合适容器；固化弹性材料；以及从模型中移出固化的弹性材料。

根据需要，本发明的第三目的可合并任何或所有的本发明的第一或第二目的。

固化可通过暴露在辐射，高温或大气环境中完成。弹性材料可包含乳胶。

附图说明

为了使本发明可以被更好的理解，一个特别的实施例将会同附图一起被描述，其中：

图1是本发明的气球的示意图；以及

图1a是图1的气球的筋的扩展的截面图，显示了筋的外形；

图2是本发明的制造一个气球的模型的示意图；

图3是本发明的制造一个气球的模型的另一个实施例的示意图；

图3a是图3的实施例的端视图；

图4是本发明的制造一个气球的模型的另一个实施例的示意图；

图4a是图4的实施例的端视图；

图5是本发明的制造一个气球的模型的另一个实施例的示意图；

图5a是图5的实施例的端视图；

转向图1，其显示了一耐撕裂气球10。气球10由一个第一厚度的弹性薄膜形成，以及多个交叉筋12形成，交叉筋12具有一比第一厚度更厚的第二厚度，交叉筋12形成于薄膜11上并由相同材料构成。典型的，气球由一合适的弹性材料制成，比如乳胶。

气球10通常从一开口14轴向的沿着轴线13向一后盖或根15延伸，根15也具有更厚的厚度。筋12同同轴线13和垂直于它的任何轴线成一角度。筋12以如此的方式成一角度，以允许气球10以传统的浸渍成型技术制造，而无需为普通的气球10或特别的筋12的完整性妥协。典型的，筋12与轴线13间的角度，α的范围是5°-85°。

筋12基本上沿着它们的长度伸展出一个不变的外形。如图1a中的扩展的截面所示，外形有一个弯曲的形状。在显示的例子中，筋12包含相等数量的反向的斜螺旋线，斜螺旋线源于盖子15。每个筋12的末端在汇聚点12a同另一根筋12交会，汇聚点12a相邻于开口14。

在使用中，空气可通过开口14导入气球10，以为气球充气。作为导入空气的结果，气球10内的空气压力增加了，并且弹性薄膜11响应增加的压力而膨胀。当导入足够的空气时，可密封，通常通过打结密封开口14。

如果气球撕裂，撕裂可限制于一单一的平行四边形内，平行四边形由相邻的筋所定义，保持了气球剩余结构的完整，而非可能的具有两个或更多的碎片。既然在爆炸中形成碎片的可能性被极大的降低了，抛射危害和接踵而来的伤害的可能性也被极大的降低了。此外，爆炸中形成的更少的碎片极大的减少了破碎的气球窒息的危害。

如果充气的气球10遭到穿刺冲击(或事实上，如果在充气气球10上受到的压力超过一特定值)，可在更薄的薄膜11上形成一撕裂。在一个传统的气球中，此撕裂可快速的沿着薄膜传播，并具有一个几百米/秒的最大速度。在本气球10中，任何撕裂只会自由的最远传播至邻近的筋12。在击打筋12过后，由于筋12比薄膜11更厚(并且因而更强壮)，撕裂减缓了，并随后沿着筋12转移和传播。当撕裂抵达两根筋12间的交叉点时，压力集中于交叉点。如此，冲击传播至交叉点。然而，由于交叉点比大块薄膜11更厚，传播速度比早先的撕裂的传播速递更慢，并且它吸收了比撕裂在薄膜11内通过一个同等距离所耗能量更大比例的传播能量。

在传播至交叉点后，撕裂会继续在薄膜11上传播，直到抵达另一个交叉点。作为第一交叉点减速的结果，撕裂将会以减慢的速度在薄膜上传播。在抵达另一个交叉点后，由于撕裂通过交叉点，撕裂的传播速度将会再一次减缓。

这样，根据本发明，当充气气球10被一个穿刺冲击破坏时，撕裂的传播速度被极大的减少了。在裂纹的传播完成后，这随后减少了气球10(或气球碎片)的反弹速度。同样的，由气球10(或气球碎片)引起的受伤或损坏的可能性被减少了。

如上图所示，本发明的气球10尤其适合于安装在其内安装一照明设备(未显示)。照明设备可包含一发光二级管(LED)，LED至少由一节电池供电。照明设备通常具有一一突出物，借此它通过适合于突出物的一个夹子，或O形环从气球10的外部附着在气球10内部的薄膜11(或端盖15)上。在此气球的一个优选的例子中，在一节或一些电池和LED之间可最初设置一条绝缘材料，绝缘材料在气球膨胀前可被撤去，以点亮LED灯和气球。典型的，此条带穿过开口14，延伸至扩大宽度的外端区域。此条带也具有同扩大宽度的外端区域向间隔的扩大宽度的第二区域，所述第二区域的宽度被如此选择，以至于它趋向保持在气球10的开口14的内部，并带有嵌入在相应的扩大宽度区域间的气球薄膜的外圈，除非使用外力把条带从气球10中向外拉出。

如果气球如上所述的撕裂，并形成一平行四边形的撕裂，保持剩余的气球的完整性，并且气球包含一照明设备，此照明设备将会留在气球内，并减少了抛射的危险。

现在转向图2，它显示了一模型20，用于制造气球10。模型包含一球状物21，球状物21具有一基本上平滑曲线的大块表面，以及多个凹槽22。球状物21轴向的沿着轴线23从一杆24向末端25延伸。

凹槽22同轴线23和任何垂直于它的轴线成一角度。典型的，这个在凹槽22和轴线23间的角度，α的范围是5°-85°。

凹槽22基本上沿着它们的长度以不变的形状延长。如图2a中扩展的横截面所示，此外形为弧形。特别的，凹槽22可定义一深度d和半径r，如图2a所示。在一个典型的例子中，深度d可能的范围为0-3mm，而半径r可能的范围为0.1-2.5mm。

如图中的例子所示，凹槽22包含相等数量的反向的斜螺旋线，斜螺旋线始于末端25。每个凹槽22在末端同另一个凹槽22汇聚于交叉点22a，点22a相邻于杆24。对于一个典型的气球模型，其长度范围为50-100mm，最大半径的范围为50-100mm。可能会有2个至24个的螺旋槽12。在一个典型的例子中，连续的凹槽12的间隔L可介于5mm至20mm。

为使用模型20制造气球10，模型以基本上平行于轴线23的方向，引导入具有液体弹性材料的合适容器。随后，模型20以基本上平行于轴线23的方向，被移出具有液体弹性材料的合适容器。这导致了液体弹性材料的薄膜粘附在模型20的表面，尤其是球状体21的大块表面，并填充了凹槽22。弹性材料随后被固化，并因而在球状体21的大块表面上形成了一固态薄膜11，固态薄膜11带有对应于凹槽22的多个筋12。根据本发明，固化的弹性材料随后从模型20中移除，以提供一气球10。作为凹槽22的成角度的结果，当模型被引入液体弹性材料时，气泡或污染物未在凹槽22内生成。同样的，气球10的筋12可以不带空隙或间断点的形成，并改善了它们的结构完整性。

应当理解本发明并不仅限于上述实施例的详细说明，上述实施例只是用于举例。

Claims (38)

1.一气球，通常从第一端的开口轴向的延伸，气球包括：一弹性薄膜，具有一第一厚度；以及多个第二交叉筋，交叉筋位于薄膜上，并具有更厚的厚度，其中筋被如此调整，以至于同气球的轴线和任何垂直于它的轴线成一角度。

2.如权利要求1所述的气球，其特征在于，所述交叉筋是可伸长的。

3.如权利要求1或2所述的气球，其特征在于，所述筋沿着它们的长度具有基本上不变的外形。

4.如权利要求3所述的气球，其特征在于，每根筋具有基本上相同的外形。

5.如权利要求3或4所述的气球，其特征在于，所述外形是弯曲的。

6.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，不同的筋适用于不同的厚度。

7.如权利要求6所述的气球，其特征在于，所述筋具有两个不同的厚度，并且每种筋具有每种不同的厚度。

8.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，在交叉点，所述筋的外形保持基本上相等。

9.如权利要求1至7中任何一个所述的耐撕裂沉入式物品，其特征在于，每个筋的外形包括筋之间平滑的末端或顶点。

10.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，所述筋同气球的轴线以5°至85°之间的角度对齐。

11.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，所述筋包括多个螺旋线。

12.如权利要求11所述的气球，其特征在于，所述筋包含相等数量的反向的斜螺旋线。

13.如权利要求11或权利要求12所述的气球，其特征在于，每个螺旋线源于一盖子，所述盖子位于模型的远端。

14.如权利要求13所述的气球，其特征在于，在所述气球具有多个远端的情况下，所述盖子可位于每个远端之上。

15.如权利要求12至14中任何一个所述的气球，其特征在于，所述筋被设置成每根筋在末端同另一根筋交叉。

16.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，所述气球是耐撕裂的。

17.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，所述气球是沉入式的。

18.如之前任何权利要求所述的气球，其特征在于，有一照明设备，安装于气球之内。

19.一模型，用于从弹性材料中制造一个气球，包含：一主体部分，通常从一底部轴向的延伸，并符合气球成型的形状；以及多个交叉凹槽，位于所述主体上，其中凹槽被配置成同主体的轴线和任何垂直于主体的轴线成一角度。

20.如权利要求19所述的模型，其特征在于，所述交叉凹槽是伸长的。

21.如权利要求19或20所述的模型，其特征在于，所述凹槽沿着它们的长度具有基本上不变的外形。

22.如权利要求21所述的模型，其特征在于，每个凹槽具有基本上相同的外形。

23.如权利要求21或22所述的模型，其特征在于，所述外形是弯曲的。

24.如权利要求19至23中任何一个所述的模型，其特征在于，不同的凹槽适用于不同的厚度。

25.如权利要求24中任何一个所述的模型，其特征在于，所述凹槽具有两个不同的深度，并且每种凹槽具有每种不同的深度。

26.如权利要求19至25中任何一个所述的模型，其特征在于，在交叉点，每个凹槽的外形基本上可保持相等。

27.如权利要求19至25中任何一个所述的模型，其特征在于，每个凹槽的外形包括凹槽之间平滑的末端或顶点。

28.如权利要求19至27中任何一个所述的模型，其特征在于，所述凹槽同气球的轴线以5°至85°之间的角度对齐。

29.如权利要求19至28中任何一个所述的模型，其特征在于，所述凹槽包括多个螺旋线。

30.如权利要求29所述的模型，其特征在于，所述凹槽包含相等数量的反向的斜螺旋线。

31.如权利要求29或权利要求30所述的模型，其特征在于，每个螺旋线源于一盖子，所述盖子位于模型的远端。

32.如权利要求31所述的模型，其特征在于，在所述模型具有多个远端的情况下，所述盖子可位于每个远端之上。

33.如权利要求29至32中任何一个所述的模型，其特征在于，所述凹槽被设置成每个凹槽在末端同另一个凹槽交叉。

34.如权利要求1至18中任何一个所述的一种制造气球的方法，使用了如权利要求19至33中任何一个所述的模型，方法包括如下步骤：根据权利要求19至33中任何一个提供一模型；以基本上平行于主体轴线的方向，把所述模型引导入具有液体弹性材料的合适容器；以基本上平行于主体轴线的方向，把模型移出具有液体弹性材料的合适容器；固化弹性材料；以及从模型中移出固化的弹性材料。

35.如权利要求34所述的方法，其特征在于，所述固化通过暴露在辐射，高温或大气环境中完成。

36.如权利要求34或35所述的方法，其特征在于，所述弹性材料包含乳胶。

37.如权利要求34至36中任何一个所述的方法，其特征在于，所述方法进一步包括在气球内安装照明设备的步骤。

38.如权利要求37所述的方法，其特征在于，所述安装步骤包含如下，通过一个夹子，绑带，或O形环，从气球外部把照明设备的一突出物附着在气球内部的薄膜上，其中一个夹子，绑带，或O形环适合于此突出物。