CN110730684B - 利用动态填充分布来原位混合液体组合物的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了通过采用以上升部分和/或下降部分为特征的动态流动分布来原位混合两种或更多种不同液体组合物的方法。

Description

利用动态填充分布来原位混合液体组合物的方法
技术领域
本发明涉及用于原位混合两种或更多种不同的液体组合物的方法,并且尤其涉及用于在容器内形成均匀且稳定的液体组合物的目的的方法。
背景技术
用于形成液体消费产品(例如液体衣物洗涤剂、液体织物护理增强剂、液体盘碟洗涤剂、液体硬质表面清洁剂、液体空气清新剂、洗发剂、调理剂、沐浴液、洗手液、液体洁面乳、液体面部爽肤水、保湿剂等)的传统工业规模方法涉及混合(例如,通过分批混合或连续在线混合)大量的不同颜色、密度、粘度和溶解度的多种原料以首先形成均匀且稳定的液体组合物,该均匀且稳定的液体组合物然后被填充到单独的容器中,随后接着包装并装运此类容器。尽管此类传统方法的特征在于高生产量和令人满意的混合,但是它们仍然缺乏灵活性。如果需要使用相同的生产线制备两种或更多种不同的液体消费产品,则在其用于制备不同的液体消费产品之前,首先需要清洁或吹扫生产线。此类清洁或吹扫步骤还会产生不能用于任一产品中的显著量的“废料”液体。
因此,需要用于形成液体消费产品的更灵活的工业规模方法,该液体消费产品充分混合,具有令人满意的均匀性和稳定性。还期望此类方法产生很少或不产生“废料”液体并且允许最大程度地利用原料。
发明内容
本发明提供了原位液体混合方法,即直接在容器(例如,瓶、小袋等)内混合两种或更多种液体原料,该容器被指定用于在此类产品的装运和商业化期间或者甚至在此类产品已被销售之后的使用期间容纳成品液体消费产品。更具体地,本发明采用动态填充分布来填充容器,这可有助于减少由高速填充引起的容器内的飞溅、回弹和相关联的负面影响(诸如曝气),并且/或者改善混合的彻底性并确保如此形成的成品液体消费产品具有令人满意的均匀性和稳定性。更重要的是,在飞溅和回弹得以控制的情况下,可以将填充速度提高得更高,从而显著减少填充时间并改善系统生产量。
在一个方面,本发明涉及用液体组合物填充容器的方法,该方法包括以下步骤:
(A)提供具有开口的容器,其中所述容器的总体积在约100ml至约10升的范围内;
(B)提供第一液体进料组合物和与第一液体进料组合物不同的第二液体进料组合物;
(C)用第一液体进料组合物将所述容器部分地填充至所述容器的总体积的约0.01%至约50%;以及
(D)随后,用第二液体进料组合物填充容器的剩余体积或其一部分,而通过一个或多个液体喷嘴将第二液体进料组合物通过顶部开口填充到容器中,同时此类一个或多个液体喷嘴被布置成产生以动态流动分布为特征的一个或多个液体流,该动态流动分布包括在步骤(D)开始时增加的流速和/或在步骤(D)结束时减小的流速,以及在步骤(D)中间期间的峰值流速。
优选地,动态流动分布包括在步骤(D)开始时增加的流速和在步骤(D)结束时减小的流速两者。
优选地,峰值流速在约50ml/秒至约10L/秒,更优选地约100ml/秒至约5L/秒,并且最优选地约500ml/秒至约1.5L/秒的范围内。
在步骤(D)期间用于填充第二液体进料组合物的总时间优选地在约1秒至约5秒的范围内。优选地,峰值流速保持基本上恒定达总填充时间的至少50%的持续时间。
在本发明的一个尤其优选但不是必要的实施方案中,在步骤(D)开始时增加的流速从0ml/秒开始,并且在约0.1秒至约1秒的上升持续时间内达到峰值流速的约80%或更多。
除此之外或作为另外一种选择,在步骤(D)结束时减小的流速从峰值流速开始,并且在约0.05秒至约0.5秒的下降持续时间内达到峰值流速的约50%或更小,优选地峰值流速的约10%或更小,并且更优选地0ml/秒。更优选地,在步骤(D)结束时减小的流速从峰值流速开始,并且在约0.05秒至约0.5秒的下降持续时间内达到峰值流速的约1%至50%,优选地2%至30%,并且更优选地5%至10%,并且然后在小于约0.01秒,并且优选地小于约0.001秒的关闭持续时间内降低至0ml/秒。
一个或多个液体喷嘴优选地连接到一个或多个流量控制装置,该一个或多个流量控制装置用于控制来自此类喷嘴的液体流速。此类一个或多个流量控制装置可容易地选自阀、活塞、伺服驱动泵,以及它们的组合。优选地,此类一个或多个流量控制装置包括一个或多个伺服驱动泵。
第一液体进料组合物作为次要进料(例如,含有一种或多种香料、着色剂、遮光剂、珠光助剂(诸如云母、二氧化钛涂覆的云母、氯氧化铋等)、酶、增白剂、漂白剂、漂白活化剂、催化剂、螯合剂、聚合物等)存在于容器中,即,在步骤(C)期间,容器的总体积的0.1%至50%,优选地0.1%至40%,更优选地0.1%至30%,还更优选地0.1%至20%,并且最优选地0.1%至10%填充有第一液体进料组合物。此外,优选的是,第二液体进料组合物作为主要进料(例如,含有一种或多种表面活性剂、溶剂、助洗剂、结构剂等)存在于容器中,即,在步骤(D)期间,容器的总体积的至少50%,优选地至少70%,更优选地至少80%,并且最优选地至少90%填充有第二液体进料组合物。
为了使与本发明的动态填充分布相关联的误差容限最小化,期望控制至少第二液体进料组合物中的曝气,例如控制到按体积计约5%或更小,优选地按体积计约3%或更小,更优选地按体积计约2%或更小,并且最优选地按体积计约1%或更小的曝气水平。优选地,也以类似的方式控制第一液体进料组合物中的曝气。
在阅读本发明的以下具体实施方式时,本发明的这些和其它方面将变得更明显。
附图说明
图1为曲线图,该曲线图绘制了通过采用在主要填充步骤开始时具有增加的流速的上升动态填充流动分布而实现的混合优度(如由样品液体混合物与完全均匀的参照液体混合物之间的相对色差ΔE所指示),而此类增加的流速的特征在于不同的加速速率。
图2为在主要填充步骤期间拍摄的两张照片,同时一张示出了当使用非渐变填充流动分布时观察到的最大液体回弹,而另一张示出了当使用在主要填充步骤结束时具有减小的流速的下降动态填充流动分布时观察到的最大液体回弹。
图3为曲线图,该曲线图绘制了通过采用在主要填充步骤结束时具有减小的流速的下降动态填充流动分布而实现的混合优度(ΔE),而减小的流速的特征在于恒定的减速速率但不同的滴落流速。
具体实施方式
如本文所用,术语“原位”是指发生在容器(例如瓶或小袋)内的实时混合,该容器被指定用于在此类产品的装运和商业化期间或者甚至在此类产品已被销售之后的使用期间容纳成品液体消费产品(例如液体衣物洗涤剂、液体织物护理增强剂、液体盘碟洗涤剂、液体硬质表面清洁剂、液体空气清新剂、洗发剂、调理剂、沐浴液、洗手液、液体洁面乳、液体面部爽肤水、保湿剂等)。本发明的原位混合特别区别于在一个或多个液体管线内发生的在线混合,该液体管线定位在容器的上游,并且优选地定位在一个或多个填充喷嘴的上游。原位混合也区别于发生在一个或多个混合罐/储罐内的分批混合,该混合罐/储罐定位在通向容器的液体管线的上游。
如本文所用,术语“基本上恒定的”是指具有小于约10%的波动(加或减)。
本文所公开的量纲和值不应理解为严格限于所引用的精确数值。相反,除非另外指明,否则每个此类量纲旨在表示所述值以及围绕该值功能上等同的范围。例如,公开为“40mm”的量纲旨在表示“约40mm”。
根据本发明的容器为被明确指定用于在此类产品的装运和商业化期间或者甚至在此类产品已被销售之后的使用期间容纳成品液体消费产品的容器。合适的容器可包括小袋(尤其是直立小袋)、瓶、广口瓶、罐、防水或抗水的纸盒等。
此类容器通常包括开口,液体(液体原料或成品液体消费产品)可通过该开口被填充到容器中并从容器分配。开口可具有不同的几何形状和各种横截面形状。例如,开口为具有实质高度和圆形或近似圆形横截面的管状或圆柱形。又如,开口可具有实质高度,但具有椭圆形、三角形、正方形或矩形横截面。又如,开口可具有可忽略的最小高度,并因此仅由其横截面形状限定。此类开口具有中心点或质心。在常规的液体填充工艺中,一个或多个液体填充喷嘴被放置在此类质心处或其附近(例如,稍高于其或低于其),以用于产生至容器中的一个或多个竖直液体流入物。
容器还具有由三个或更多个点限定的支撑平面,容器可在该支撑平面上稳定地独立地直立,而不管其支撑表面的形状或轮廓如何。重要的是此类支撑平面的存在不需要容器具有平坦的支撑表面。例如,容器可具有凹形支撑表面,而此类凹形支撑表面的外边缘限定支撑平面,容器可在该支撑平面上稳定地独立地直立。又如,容器可具有带有多个突起的支撑表面,而三个或更多个此类突起限定支撑平面,容器可在该支撑平面上稳定地独立地直立。
容器也可具有顶端、相对的底端、以及在顶端与底端之间延伸的一个或多个侧壁。上述开口通常位于容器的顶端处。上述支撑平面可位于容器的相对底端处,并因此由此类容器(例如,直立在其底端上的典型的直立液体瓶)的底部表面限定。作为另外一种选择,上述支撑平面可位于容器的顶端处,并因此由此类容器(例如,直立在其顶端上的倒液体瓶)的顶部表面限定。
容器也可具有延伸穿过上述开口的质心并且垂直于上述支撑平面的纵向轴线。请注意,虽然优选的是容器具有细长形状,但容器不必具有细长形状,即,纵向轴线不由容器的形状限定,而是由容器开口的质心的位置和容器的支撑平面限定。
此类容器还可包括在顶端与底端之间的一个或多个侧壁。例如,此类容器可为圆柱形或近似圆柱形的瓶,其带有连接其顶端和其底端的一个连续弯曲侧壁,该侧壁限定圆形或椭圆形的底部表面。又如,容器可为带有两个平面侧壁的直立小袋,这两个平面侧壁在其底端处相遇以形成杏仁形底部表面,并且在其顶端处相遇以形成直线开口/闭合件。此外,容器可具有连接顶端和底端的三个、四个、五个、六个或更多个平面或弯曲侧壁。
本发明的容器填充有将在此类容器内原位混合的两种或更多种不同的液体进料组合物。此类液体进料组合物可在任何方面有所不同,例如颜色、密度、粘度和溶解度,这可潜在地导致所得混合物的不均匀性或相分离。
优选地,容器首先填充有第一液体进料组合物,该第一液体进料组合物可作为次要进料存在于容器中,即,第一液体进料组合物仅填充容器的总体积的至多约0.1%至50%,优选地约0.1%至40%,更优选地约1%至30%,还更优选地约0.1%至20%,并且最优选地约0.1%至10%。此类次要进料组合物可含有例如一种或多种香料、着色剂、遮光剂、珠光助剂、酶、增白剂、漂白剂、漂白活化剂、催化剂、螯合剂或聚合物,或它们的组合。优选地,此类次要进料组合物含有至少一种珠光助剂,该至少一种珠光助剂选自云母、二氧化钛涂覆的云母、氯氧化铋,以及它们的组合。需注意,本发明不限于单种次要进料,并且可包括两种或更多种次要进料,这两种或更多种次要进料被同时或顺序地填充到容器中以作为此类两种或更多种次要进料的混合物形成此类次要进料组合物。
接着,容器优选地填充有第二液体进料组合物,该第二液体进料组合物可作为主要进料存在于容器中,即,第二液体进料组合物填充容器的总体积的至少约50%,优选地至少约70%,更优选地至少约80%,并且最优选地至少约90%。此类主要进料组合物可含有例如一种或多种表面活性剂、溶剂、助洗剂、或结构剂,或它们的组合。需注意,本发明不限于单种主要进料,并且可包括两种或更多种主要进料,这两种或更多种主要进料被同时或顺序地填充到容器中以作为此类两种或更多种主要进料的混合物形成此类主要进料组合物。
随后,容器可填充有一种或多种附加的液体进料组合物,该一种或多种附加的液体进料组合物含有形成本发明的成品液体消费产品所需的一种或多种添加剂或有益剂。
容器的填充由一个或多个液体喷嘴执行,该一个或多个液体喷嘴被放置在容器的开口处或附近以用于通过此类开口产生至容器中的一个或多个液体流入物。喷嘴可具有适于喷射填充液体内容物的任何尺寸或形式。
为了在通过原位混合形成的成品液体消费产品中获得良好的均匀性和稳定性,采用喷射混合以在液体进料进入容器(例如,瓶或小袋)时向液体进料中赋予足够量的动能。本发明的发明人已发现,尤其在主要进料阶段期间,采用动态流动分布来填充容器可有效地增加给定量的动能对混合结果的影响,和/或使液体内容物在容器内的不期望的飞溅或回弹最小化。
具体地,此类动态流动分布优选地为时间依赖性的,并且包括:(a)上升部分,其由如上文所述的主要填充步骤(即,步骤(D))开始时液体进料的增加的流速限定;和/或(b)下降部分,其由在主要填充步骤结束时液体进料的减小的流速限定。在上升部分期间增加的流速可但不必具有恒定的加速速率;其可具有变化的加速速率并且甚至可类似于钟形曲线或正弦波的上升部分。类似地,在下降部分期间减小的流速可但不必具有恒定的减速速率。在本发明的一个具体实施方案中,此类动态流动分布仅包括上升部分,但不包括下降部分。在一个可供选择的实施方案中,动态流动分布仅包括下降部分,但不包括上升部分。在另一个可供选择的实施方案(最优选的)中,动态流动分布包括上升部分和下降部分两者。
在动态流动分布的上升部分与下降部分之间的是在约50ml/秒至约10L/秒,更优选地约100ml/秒至约5L/秒,并且最优选地约500ml/秒至约1.5L/秒范围内的峰值流速。峰值流速可作为单个点存在于动态流动分布中。作为另外一种选择,其可保持基本上恒定达显著的持续时间,例如在步骤(D)期间用于第二液体进料组合物的总填充时间的至少50%,从而限定本发明的动态流动分布的恒定流动部分,该恒定流动部分具有小于约8%,更优选地小于约5%,并且最优选地小于约2%的流速变化。此外,本发明的动态流动分布可具有包括多个带有不断变化的流速的“峰”和“谷”的中间部分,而此类“峰”的最大值限定总体峰值流速。
在步骤(D)期间用于填充第二液体进料组合物的总时间优选地在约0.1秒至约5秒,优选地约0.5秒至约4秒,并且更优选地约1秒至约3秒的范围内。
本发明的动态流动分布的上升部分的特征在于,在约0.1秒至约1秒的上升持续时间内从0ml/秒开始并且达到上述峰值流速的约80%或更多的增加的流速。例如,增加的流速可在约1秒中从0ml/秒上升至约50ml/秒(作为最小值)或在约0.1秒中从0ml/秒上升至约10L/秒(作为最大值)。对应地,此类增加的流速可进一步由加速速率限定,该加速速率在约50ml/秒2至约100L/秒2,优选地约100ml/秒2至约50L/秒2,更优选地约500ml/秒2至约20L/秒2,并且最优选地约5L/秒2至约15L/秒2(即,5,000ml/秒2至15,000ml/秒2)的范围内。具有液体进料的增加的流速的此类上升部分使得能够更好地混合容器内的不同液体。
本发明的动态流动分布的下降部分的特征在于,在约0.05秒至约0.5秒的下降持续时间内从上述峰值流速开始并且达到峰值流速的约50%或更小,优选地峰值流速的约10%或更小,并且更优选地0ml/秒的减小的流速。例如,减小的流速可在0.5秒内从约50ml/秒下降至0ml/秒(作为最小值)或在0.05秒中从约10L/秒下降至0ml/秒(作为最大值)。对应地,此类减小的流速可进一步由减速速率限定,该减速速率在约100ml/秒2至约200L/秒2,优选地约1L/秒2至约100L/秒2,更优选地约5L/秒2至约20L/秒2,并且最优选地约8L/秒2至约12L/秒2(即,8,000ml/秒2至12,000ml/秒2)的范围内。具有液体进料的减小的流速的此类下降部分用于减少液体进料到容器的内壁上的回弹和飞溅。需注意,显著的飞溅也可阻碍彻底混合并导致局部的不均匀斑点。
在本发明的一个尤其优选但不是必要的实施方案中,动态流动分布的下降部分还包括两个相继的子部分,在其第一个子部分(即,“滴落”子部分)中在约0.05秒至约0.5秒的下降持续时间内减小的流速从上述峰值流速开始并且达到峰值流速的约1%至50%,并且然后在其第二个子部分(即,“关闭”子部分)中在小于约0.01秒,并且优选地小于约0.001秒的关闭持续时间内减小的流速降低至0ml/秒。此类相继的子部分用于改善本发明的方法的总体填充准确度。由于具有上升部分和下降部分的动态流动分布由一个或多个流量计实现和控制,并且由于流量计在非常低的流速下可能变得不太准确,因此提供“滴落”子部分允许下降进行至仍然能够被流量计准确地检测到的目标低流速,并且一旦达到目标低流速,系统将实现立即关闭以避免过度填充。优选地,滴落子部分由滴落流速限定,该滴落流速在约50ml/秒至约1000ml/秒,并且更优选地约500ml/秒至约900ml/秒,并且最优选地约600ml/秒至约800ml/秒的范围内。随着滴落流速在这些范围内增加,观察到改善的混合结果。
本发明的动态流动分布的下降部分甚至可包括具有反向液体流的子部分,即,其中一些空气被吸入到填充管线中,从而导致填充过程的完全关闭。此类反向液体流可有助于消除正向关闭喷嘴。它还可改善定量给料准确度,以确保液体进料流在正好适当的时间被真正切断。
用于将第二液体进料组合物填充到容器中的一个或多个液体喷嘴优选地连接到一个或多个用于控制来自此类喷嘴的液体流速的流量控制装置。此类一个或多个流量控制装置可容易地选自阀、活塞、伺服驱动泵,以及它们的组合。优选地,一个或多个流量控制装置包括一个或多个伺服驱动泵,诸如例如一个或多个伺服驱动的Waukesha PD size 018泵。通过采用此类伺服驱动泵,本发明能够准确且灵活地修改和控制穿过液体喷嘴的液体流的动态流动分布,这使动能输入对混合结果的影响最大化,使不均匀斑点在容器的内壁上的飞溅和形成最小化,并且实现成功的填充操作。
还优选的是,一个或多个液体喷嘴连接到一个或多个流速测量装置,诸如流量计,其可实时测量穿过液体喷嘴的液体进料的动态流速,并且根据需要将此类信息反馈回伺服驱动泵以进行调节。
为了使与本发明的动态填充分布相关联的误差容限最小化,期望控制至少第二液体进料组合物中的曝气,例如控制到按体积计5%或更小,优选地按体积计3%或更小,更优选地按体积计2%或更小,并且最优选地按体积计1%或更小的曝气水平。优选地,也以类似的方式控制第一液体进料组合物中的曝气。
在填充之前可通过在大气压下或在真空条件下,将液体进料组合物放置在脱气槽中达延长的时间段来实现受控曝气,以便允许从此类液体进料组合物中释放捕集的气泡。组合物中曝气水平的量化是通过在大气压下评估曝气组合物与未曝气组合物之间的比重的液体比重计进行的。
测试方法
A.用于评估混合优度的色差(ΔE)测量
如上文所述,将次要进料(至少具有着色剂诸如染料)和主要进料顺序地填充到透明容器中并原位混合。优选地,透明容器为透明塑料瓶。将透明塑料瓶装配到刚性且不透明的框架中,然后将这两者面向Canon RebelDSLR相机放置在暗室内,同时将LED灯放置在此类塑料瓶后面以提供照明,该照明发光穿过塑料瓶进入相机中。
相机在上述设置中捕获每个原位混合样品的数字图像(“样品图像”)。此外,相机捕获完美混合物的数字图像(“参照图像”),该完美混合物由与原位混合样品相同的次要进料和主要进料以相同的设置形成。然后将样品图像和参照图像输入到配备有自动化图像分析软件程序(例如,MATLAB代码)的计算机中以用于计算样品图像与L/a/b色彩空间中的参照图像之间的总体色差分数(ΔE总体)。优选地,PP瓶包括主体和柄部,因此样品图像和参照图像中的每一者被分成单独分析的主体区域和柄部区域。具体地,由样品图像的柄部区域与参照图像的柄部区域之间的色差分数(ΔE柄部)单独计算样品图像的主体区域与参照图像的主体区域之间的色差分数(ΔE主体)。然后将总体色差分数(ΔE总体)计算为ΔE主体和ΔE柄部的加权平均值,例如以50%:50%的重量比计算。
具体地,MATLAB代码对计算机编程以执行以下步骤:
1.将每个数字图像(样品图像和参照图像)从RGB色彩空间转换为L/a/b色彩空间;
2.将此类数字图像中每个像素的L、a、b值存储为单独的值;
3.由以下公式计算样品图像(“S”)中每个像素与参照图像(“R”)中对应像素之间的ΔE值:
Figure BDA0002300752030000101
4.对于相应的感兴趣区域(“i”),例如主体区域或柄部区域,由此区域中所有像素的ΔE值计算平均ΔE(“ΔEi”)。
5.然后如下计算总体加权平均ΔE(假定感兴趣区域的总数为n):
Figure BDA0002300752030000102
通常,ΔE总体越低,混合结果就越好,因为这意味着样品图像与参照图像(代表完美混合的样品)之间的色差更小。
实施例
实施例1:具有在主要进料步骤期间的上升的动态填充流动分布
透明塑料瓶顺序地填充有:(1)约2.5克的蓝色染料预混物(“次要进料1”);(2)约29克的香料预混物(“次要进料2”);和(3)含有表面活性剂、助洗剂和溶剂的本体液体组合物(“主要进料”),以达到约1400克的总填充重量。
主要进料通过使用“上升”动态流动分布(即,具有在接近0ml/s2至约10000ml/s2范围内的不同加速速率的初始增加流速)填充到瓶中。然后捕获所得混合样品的数字图像并与参照样品进行比较,以计算此类所得混合样品中的每一个的总体色差分数(ΔE总体)。图1示出了曲线图,该曲线图绘制了相对于所用动态流动分布的加速速率,所得混合样品的ΔE总体值。从该曲线图可以明显看出,加速速率越高(至多10000ml/s2的最大加速速率),ΔE总体值越低,即,混合结果越好。
实施例2:具有在主要进料步骤期间的下降的动态填充流动分布
如上文在实施例1中所述执行次要进料和主要进料,不同的是主要进料现在通过使用从SMC Pneumatics(Yorba Linda,California)商购获得的AS-FS气动阀填充到瓶中,该气动阀能够提供:(1)非下降流动分布,即,当将此类气动阀手动设置在刻度盘12处时在末端处不具有任何减小的流速;和(2)具有相同峰值流速但当将此类气动阀手动设置在刻度盘2处时具有末端减小流速的“下降”动态流动分布。在此类主要进料步骤期间拍摄照片以记录在此类步骤期间发生的最大回弹。图2A示出了在(1)期间发生的可见回弹,而图2B示出了在(2)期间明显不易看见的回弹。
实施例3:具有在主要进料步骤期间的下降和滴落的动态填充流动分布
如上文在实施例1中所述执行次要进料和主要进料,不同的是主要进料现在通过使用“下降和滴落”动态流动分布填充到瓶中,即,具有约1000ml/秒的峰值流速,接着是以约10000ml/s2的恒定减速速率和在约100ml/秒至约1000ml/秒范围内的不同滴落流速为特征的减小的流速。然后捕获所得混合样品的数字图像并与参照样品进行比较,以计算此类所得混合样品中的每一个的总体色差分数(ΔE总体)。图3示出了曲线图,该曲线图绘制了相对于所用的不同滴落流速,所得混合样品的ΔE总体值。从该曲线图可以明显看出,滴落流速越高(至多约1000ml/s的最大值),ΔE总体值越低,即,混合结果越好。
除非明确排除或以其它方式限制,本文中引用的每一篇文献,包括任何交叉引用或相关专利或专利申请以及本申请对其要求优先权或其有益效果的任何专利申请或专利,均据此全文以引用方式并入本文。对任何文献的引用不是对其作为与本发明的任何所公开或本文受权利要求书保护的现有技术的认可,或不是对其自身或与任何一个或多个参考文献的组合提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外,当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文献中相同术语的任何含义或定义矛盾时,应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
虽然已举例说明和描述了本发明的具体实施方案,但是对于本领域技术人员来说显而易见的是,在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出多个其它变化和修改。因此,本文旨在于所附权利要求中涵盖属于本发明范围内的所有此类变化和修改。

Claims (11)

1.一种用液体组合物填充容器的方法,所述方法包括以下步骤:
(A)提供具有开口的容器,其中所述容器的总体积在10毫升至10升的范围内;
(B)提供第一液体进料组合物和与所述第一液体进料组合物不同的第二液体进料组合物;
(C)用所述第一液体进料组合物作为次要进料将所述容器部分地填充至所述容器的总体积的0.01%至50%,其中所述第一液体进料组合物包含香料、着色剂、遮光剂、珠光助剂、酶、增白剂、漂白剂、漂白活化剂、催化剂、螯合剂、聚合物,和/或它们的组合;以及
(D)随后,用所述第二液体进料组合物作为主要进料填充所述容器的剩余体积或其一部分,从而使所述第二液体进料组合物与所述第一液体进料组合物在所述容器内部混合以在所述容器内形成均匀且稳定的液体组合物,其中所述第二液体进料组合物包含表面活性剂、溶剂、助洗剂、结构剂,和/或它们的组合,
其中通过一个或多个放置在所述开口处的液体喷嘴将所述第二液体进料组合物通过顶部开口填充到所述容器中,其中所述一个或多个液体喷嘴被布置成产生以动态流动分布为特征的一个或多个液体流,所述动态流动分布包括在步骤(D)开始时增加的流速和/或在步骤(D)结束时减小的流速,以及在步骤(D)中间的峰值流速。
2.根据权利要求1所述的方法,其中所述峰值流速在50ml/秒至10L/秒的范围内。
3.根据权利要求1或2所述的方法,其中在步骤(D)期间用于填充所述第二液体进料组合物的总时间在0.1秒至5秒的范围内,并且其中所述峰值流速保持基本上恒定达总填充时间的至少50%的持续时间,其中所述基本上恒定是指具有小于10%的波动。
4.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(D)开始时的所述增加的流速从0ml/秒开始,并且在0.1秒至1秒的上升持续时间内达到所述峰值流速的80%或更多。
5.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(D)结束时的所述减小的流速从所述峰值流速开始,并且在0.05秒至0.5秒的下降持续时间内达到所述峰值流速的50%或更小。
6.根据权利要求3所述的方法,其中在步骤(D)结束时的所述减小的流速从基本上恒定的流速开始,并且在0.05秒至0.5秒的下降持续时间内达到所述基本上恒定的流速的1%至50%,并且然后在小于0.01秒的关闭持续时间内降低至0ml/秒。
7.根据权利要求1所述的方法,其中所述一个或多个液体喷嘴连接到用于控制由所述液体喷嘴产生的所述一个或多个液体流的流速的一个或多个流量控制装置,其中所述一个或多个流量控制装置选自阀、活塞、伺服驱动泵,以及它们的组合。
8.根据权利要求1所述的方法,其中在步骤(C)期间,所述容器用所述第一液体进料组合物部分地填充至所述容器的总体积的0.1%至50%。
9.根据权利要求8所述的方法,其中在步骤(D)期间,所述容器的总体积的至少50%填充有所述第二液体进料组合物。
10.根据权利要求1所述的方法,其中所述第二液体进料组合物具有按体积计5%或更小的曝气水平。
11.根据权利要求1所述的方法,其中所述第一液体进料组合物包含珠光助剂,所述珠光助剂选自云母、二氧化钛涂覆的云母、氯氧化铋,以及它们的组合。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA3101818C (en) 2018-06-21 2023-03-14 The Procter & Gamble Company Unitary dispensing nozzle for co-injection of two or more liquids and method of using same
CA3101820C (en) 2018-06-22 2023-10-24 The Procter & Gamble Company Liquid filling system and method of using same
CN114829018A (zh) 2019-12-16 2022-07-29 宝洁公司 包括一体式分配喷嘴的液体分配系统
EP3865561B1 (en) * 2020-02-11 2024-02-14 The Procter & Gamble Company Process for making a liquid consumer product that includes enzymes
EP3919598A1 (en) * 2020-06-03 2021-12-08 The Procter & Gamble Company Process of making a liquid conditioning composition

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5203366A (en) * 1992-02-05 1993-04-20 Ecolab Inc. Apparatus and method for mixing and dispensing chemical concentrates at point of use
US5324109A (en) * 1993-06-18 1994-06-28 Worcester Polytechnic Institute Method for the rapid mixing of fluids
US5375634A (en) * 1993-10-07 1994-12-27 Graco Inc. Variable mass flow rate fluid dispensing control
CN102170963A (zh) * 2008-10-01 2011-08-31 Bp北美公司 用于对容器内的流体进行混合的方法和设备
CN102223828A (zh) * 2008-09-24 2011-10-19 雀巢产品技术援助有限公司 用于饮料的杯内制备的设备
CN104507560A (zh) * 2012-05-29 2015-04-08 J·瓦格纳公司 用于混合至少两种液体组分的方法和装置
CN105709652A (zh) * 2016-04-07 2016-06-29 钦州学院 一种旋转喷射式混油装置

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2771913A (en) * 1955-02-23 1956-11-27 Erven Lucas Bols Inc Beverage mixer
SE517126C2 (sv) 2000-10-16 2002-04-16 Cederroth Int Ab Portabel anordning för ögonsköljning
DE10159272A1 (de) * 2001-12-03 2003-06-12 Bayer Ag Verfahren und Vorrichtung zur Dosierung von Flüssigkeiten
GB0211422D0 (en) 2002-05-17 2002-06-26 Unilever Plc Dosing system
US7344298B2 (en) * 2002-07-19 2008-03-18 Celerity, Inc. Method and apparatus for blending process materials
US6991004B2 (en) * 2003-10-30 2006-01-31 Fluid Management, Inc. Combination gravimetric and volumetric dispenser for multiple fluids
JP5346232B2 (ja) 2009-03-23 2013-11-20 三光機械株式会社 自動包装機の充填機構
NL2004075C2 (nl) * 2010-01-07 2011-07-11 Logiroom B V Injectie-inrichting en werkwijze voor het vullen van een houder met gescheiden vloeistoflagen.
MX2014004987A (es) * 2011-10-28 2014-05-22 Procter & Gamble Composiciones para el cuidado de telas.
US10730024B2 (en) * 2012-08-24 2020-08-04 E&J Gallo Winery System and method for micro dosing

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5203366A (en) * 1992-02-05 1993-04-20 Ecolab Inc. Apparatus and method for mixing and dispensing chemical concentrates at point of use
US5324109A (en) * 1993-06-18 1994-06-28 Worcester Polytechnic Institute Method for the rapid mixing of fluids
US5375634A (en) * 1993-10-07 1994-12-27 Graco Inc. Variable mass flow rate fluid dispensing control
CN102223828A (zh) * 2008-09-24 2011-10-19 雀巢产品技术援助有限公司 用于饮料的杯内制备的设备
CN102170963A (zh) * 2008-10-01 2011-08-31 Bp北美公司 用于对容器内的流体进行混合的方法和设备
CN104507560A (zh) * 2012-05-29 2015-04-08 J·瓦格纳公司 用于混合至少两种液体组分的方法和装置
CN105709652A (zh) * 2016-04-07 2016-06-29 钦州学院 一种旋转喷射式混油装置

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