CN111372869B - 用于气溶胶容器的具有柔性闭合件的活塞 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种用于任选地加压的容器的活塞，所述活塞具有侧壁、上侧和底侧以及至少第一周向密封件，其中至少所述活塞的上侧被闭合件闭合并由第一弹性材料制成，其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。本发明还涉及包括如上所述的活塞的任选地加压的容器，本发明涉及从所述容器排放产品的方法以及制造所述容器的方法。

Description

用于气溶胶容器的具有柔性闭合件的活塞
技术领域
本发明涉及一种用于任选地加压的容器的活塞，其中所述活塞具有侧壁、上侧和底侧以及至少第一周向密封件，其中至少所述活塞的上侧被闭合件闭合，并且其中所述上侧由第一弹性材料制成，其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。本发明还涉及一种任选地加压的容器，其包括：
a.容器主体，所述容器主体具有围绕内部的壁，其中所述壁具有面向所述内部的内表面；
b.设置在所述容器主体的壁中的第一孔；其中所述孔任选地具有安装在其中的第一阀；并且
c.如上所述的活塞，所述活塞将所述容器的内部分成两个室。
本发明还涉及一种从所述容器中排放产品的方法。本发明还涉及一种制造加压容器的方法，所述方法包括至少这些步骤：
a.)提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；其中第一阀任选地安装至所述第一孔中；
b.)将如上所述的活塞放置于所述容器中，所述活塞密封所述容器主体前体中的被设计成包含产品的第一室；
c.)用可密封的闭合件闭合所述容器主体前体的开口端以形成所述容器并形成第二室；以及
d.)用推进剂对所述第二室加压并将第二室推进剂密封紧以形成加压容器；
e.)将产品装载到加压容器中。
附图说明
图1示出了活塞。
图2示出了活塞的变型。
图3示出了活塞的另一个变型。
图4示出了活塞的另一个变型。
图5示出了a.在0psig(0kPa)下的活塞；以及b.在140psig(9.65kPa)的压力下变形的活塞。
图6示出了气溶胶容器；
图7示出了一种从加压容器排放产品的方法。
图8示出了制造加压容器的方法。
背景技术
活塞已在气溶胶容器中使用了很长时间。当前的活塞气溶胶技术在金属片容器(例如铝或钢气溶胶容器)内利用塑料活塞。活塞气溶胶容器在活塞下方具有推进剂，从而形成压力侧，并且活塞上方的产品形成产品侧。因此，活塞将气溶胶容器的内部分成两个室。容器的产品侧可包含阀。当此阀工作时，活塞上方的压力下降，并且将活塞从压力侧向上推动，并将产品从阀中分配出。
当前的活塞气溶胶容器一般由薄金属片制成，并且通常用于分配粘稠产品，诸如剃须凝胶等。由于经由活塞气溶胶分配的产品的粘稠性质，传统上使用刚性塑料来设计活塞，所述刚性塑料的尺寸稍小或尺寸被设定成与内罐壁成线线配合。这些活塞设计在分配上是成功的，因为粘稠产品本身被用作密封剂，即在活塞与气溶胶罐内壁之间形成密封。该技术解决方案的缺点在于罐的侧壁总是保留用于在罐与活塞之间形成密封的残余产品。
由塑料制成的加压气溶胶罐在被加压时和/或在活塞与罐内移动时趋于膨胀至某种程度。此外，此类塑料气溶胶罐在罐的内侧上暴露一定粗糙度，这会导致常规密封失效。为了克服罐和非理想内瓶壁表面的膨胀，可增加活塞干涉作用。然而，通过增加干涉作用，活塞将变得越来越难以插入罐中，并且活塞粘滞作用将随着干扰的增加而增加。这种增加的粘滞作用将导致脉动喷雾/分配，直到活塞停止移动并且由于克服活塞粘滞作用所需的大的力而停止分配气溶胶产品。
本发明的一个目的在于至少部分地克服目前技术水平中存在的一个或多个缺点。另一个目的在于提供改进的活塞和包括所述活塞的改进的加压容器。
本发明的另一个目的在于提供一种活塞，其可用于其中可分配大部分全部产品的加压容器中。
本发明的另一个目的在于提供一种活塞，其中活塞与加压容器之间的大部分密封效果基于活塞的密封效果而非内容物的密封效果。
本发明的另一个目的在于提供一种活塞，其可用于其中当容器被排空时保留很少或不保留产品的加压容器中。
本发明的另一个目的在于提供一种可与具有基本上任何粘度和基本上任何产品形式的产品一起使用的活塞，所述产品包括液体和粘稠产品，例如泡沫状和糊状产品。
本发明的另一个目的在于提供可与加压容器一起使用的活塞，其中容器由塑料制成。
本发明的另一个目的在于提供一种活塞，其在气溶胶容器的整个使用寿命期间保持与塑料气溶胶容器罐内壁的密封。
本发明的另一个目的在于提供一种用于加压容器的活塞和在最高至180psig(1.24MPa)的超压下包括所述活塞的加压容器。
本发明的另一个目的在于提供用于加压容器的活塞，和包括所述活塞的用于1厘泊(1*10-3Pa*s)至100000厘泊(100Pa*s)范围内的粘度的可分配产品的加压容器。
本发明的另一个目的在于提供一种可填充有产品的加压气溶胶容器。
本发明的另一个目的在于提供一种用于制造加压气溶胶容器的方法，其中首先制备加压气溶胶容器，然后将产品填充在加压气溶胶容器中。
本发明的另一个目的在于提供一种完全组装和加压的气溶胶容器，其可通过其分配阀填充有产品。
本发明的另一个目的在于提供一种可填充有产品的完全组装且加压的气溶胶容器，其中在填充有产品后将分配阀安装到气溶胶容器。
本发明的另一个目的在于一种用于从气溶胶容器排放产品的方法，其中大多数全部产品可被分散。
发明内容
在第一方面，本发明涉及一种用于任选地加压的容器的活塞，其中所述活塞具有侧壁、上侧和底侧以及至少第一周向密封件，其中至少所述活塞的上侧被闭合件闭合，并且其中所述上侧由第一弹性材料制成，其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。
在第二方面，本发明涉及一种任选地加压的容器，其包括：
a.容器主体，所述容器主体具有围绕内部的壁，
其中所述壁具有面向所述内部的内表面；
b.设置在所述容器主体的壁中的第一孔；
其中所述孔任选地具有安装在其中的第一阀；
c.如在本发明的第一方面中所述的活塞，其将容器的内部分成两个室。
在第三方面，本发明涉及一种从如在本发明的第二方面中所述的任选地加压的容器排放产品的方法。
在第四方面，本发明涉及一种制造加压容器的方法，所述方法包括至少这些步骤：
a.)提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；第一阀可任选地安装在所述第一孔中；
b.)将如在本发明的第一方面中所述的活塞放置于所述容器中，所述活塞密封所述容器主体前体中的被设计成包含产品的第一室；
c.)用可密封的闭合件闭合所述容器主体前体的开口端以形成所述容器并形成第二室；
d.)用推进剂对所述第二室加压并将第二室推进剂密封紧以形成加压容器；
e.)将产品装载到所述加压容器中。
具体实施方式
定义
当提及材料或物品的硬度时，值之后的字母指示所使用的测试方法。字母A和D是指根据ASTM D2240型A&D标度测定的肖氏硬度，其中A是指标度A，并且D是指标度D，字母R是指根据ASTM E18测定的洛氏硬度。
在物品的横截面处测定物品(例如，容器或活塞)的直径。对于可包含活塞的容器，并且对于此类活塞，所引用的横截面垂直于活塞的移动方向测定。
本发明的第一方面涉及一种用于任选地加压的容器的活塞，其中所述活塞具有侧壁、上侧和底侧以及至少第一周向密封件，其中至少所述活塞的上侧被闭合件闭合，并且其中所述上侧由第一弹性材料制成，其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。
该容器可具有适于容纳活塞、可排放产品和任选的推进剂的任何形状。大多数容器具有圆柱形形式和圆形横截面。在一个变型中，该容器可具有任何其它形状或任何其它横截面，例如，其可具有在某些部分中，例如在容器的顶部部分中或容器可能被保持的位置中颈缩的圆柱形形状。在这种情况下，待与容器一起使用的活塞的形状可能需要适应容器的形状。
该容器包围被构造成容纳活塞的内部。该容器具有顶侧和底侧以及侧壁。容器的侧壁的表面面向内部。该表面被称为容器的内表面。该容器可具有设置在容器主体的壁中的第一孔。第一阀可安装在第一孔中。第一阀通常定位于容器的顶侧上。第一阀可被操作，所述阀然后打开容器内部与其周围之间的流体连接。当操作第一阀以打开时，产品可被排放。在闭合位置，第一阀将产品密封在容器内。容器的底侧是闭合的。这可例如通过紧密闭合、索环或通过包含第二阀的闭合件来实现。这类容器通常在底侧处具有索环或第二阀。这样，在组装填充有待分配的产品的容器之后，它们可被加压。
在本发明上下文中使用的术语容器的顶侧和底侧仅用于指容器的相对端。这些术语不旨在提供关于容器在储存、运输或操作期间的优选或必要取向的任何参考。换句话讲，容器可以顶侧朝上或顶侧朝下操作、储存和运输。
该容器可由看起来适用于预期用途的任何材料制成。优选的容器适于在至多15巴(＝1,5*106Pa)的压力下，例如在1至15巴(＝1,0*105至1,5*106Pa)，或1至13巴(＝1,0*105至1,3*106Pa)，或1至10巴(＝1,0*105至1,0*106Pa)范围内的压力下被填充、储存、运输和使用。
为了满足上述压力要求，容器可由聚合物制成，所述聚合物选自聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚丙烯(PP)、热塑性弹性体(TPE)、聚氨酯、中密度聚乙烯(MDPE)、乙缩醛(POM)、腈橡胶(Buna)、丁基橡胶(BR)、硅氧烷弹性体。
该活塞可具有类似于活塞旨在配合的容器的横截面形状的形状。该活塞和容器的横截面形式的匹配可实现两个部件的配合。因此，该活塞通常具有圆柱形形状，具体地讲具有与容器相同的圆形横截面。然而，当使用成形容器时，活塞的形状可不同于圆形横截面以适形于容器的横截面形状。所述活塞包括侧壁、上侧、底侧和至少第一周向密封件。活塞可具有圆柱形或圆盘状形状。活塞的上侧被闭合件闭合：闭合件可为平坦的、凹进的或凸起的。如果为凸起的，闭合件的形状可对应于对其设计的容器的顶侧的形状。优选地，活塞的闭合件是如此平坦的，但是当在加压容器中被操作时将由于活塞的闭合件两侧之间产生的压力差而变形。活塞的闭合件是气体和液体的屏障。因此，闭合件为气密且液体密的物品。在本发明的上下文中，气密是指随着时间的推移，只有极少量的气体能够穿透活塞的闭合件。气体穿过闭合件的渗透率非常小，使得完全安装的、产品装载的且加压的容器在25℃下的储液中保持功能至少六个月，直至操作阀以从容器分配装载的产品。
与活塞的上侧相对的一侧称为底侧。活塞的上侧和底侧通过侧壁连接。活塞的侧壁为其外表面被构造成沿着容器的内侧延伸的物品。活塞的闭合件和活塞的侧壁包围活塞的一定体积。侧壁在横截面图中可以是环状的。在第一变型中，侧壁可为一体的。在另一个变型中，侧壁可具有开口，所述开口在活塞的体积与容器的侧壁之间提供流体连接。活塞的底侧可为打开的或闭合的、或半闭合的。半闭合是指底侧的变型，其中底侧部分地闭合但具有开口，流体可通过该开口从活塞的底侧在外部流动以填充由活塞包围的体积。流体可以是推进剂或产品。
在本发明上下文中使用的术语活塞的上侧和底侧仅用于为活塞的相对端命名。这些术语不旨在提供关于活塞在储存、运输或操作期间的优选或必要取向的任何参考。换句话讲，包括此类活塞的容器可以上侧朝上或上侧朝下操作。此外，这些术语不旨在表示当组装在容器中时活塞的优选或必要取向。
换句话讲，活塞可以以第一构型定位于容器中，其中活塞的上侧面向容器的顶侧。然后，可将产品放置在由容器的顶侧、容器侧壁的一部分和活塞的上侧包围的第一室中，而推进剂可被放置在由容器的底侧、容器侧壁的另一部分和活塞的底侧包围的第二室中。在这种情况下，一些推进剂可流入活塞的内部中，前提条件是底侧被制成半闭合的。
在另一个构型中，活塞可被定位于容器中，活塞的底侧面向容器的顶侧。然后，可将产品放置在由容器的顶侧、容器侧壁的一部分和活塞的底侧包围的第一室中，而推进剂可被放置在由容器的底侧、容器侧壁的另一部分和活塞的上侧包围的第二室中。在这种情况下，一些产品可流入活塞的内部中，前提条件是底侧被制成半闭合的。
活塞具有至少第一周向密封件。周向是指此类密封件在活塞的侧壁上并围绕活塞延伸。在一个优选的变型中，第一周向密封件在活塞的上侧附近定位于侧壁上，例如在由活塞的上侧和侧壁形成的边缘处。密封件可被定位成与由活塞的上侧和侧壁形成的边缘相距一定距离，例如距边缘约1mm、2mm、3mm、4mm或5mm。
以任何方式，第一周向密封件在侧壁的外表面上定位于侧壁上。这样，当活塞被组装到容器中时，第一周向密封件面向容器壁的内侧。第一周向密封件被构造成将活塞和容器的内侧气密密封。为了实现这一点，第一周向密封件有利地在负载下与容器的内侧部分地或完全接触。该负载通过活塞和容器的横截面尺寸配合以及密封形成材料的压缩率来产生。
活塞的上侧由第一弹性材料制成。第一弹性材料可以是看起来适于形成本发明活塞的上侧的任何弹性材料。第一弹性材料可具有在30A至100A，例如50A至90A，或70A至85A范围内的肖氏硬度。更具体地讲，第一弹性材料可以是热塑性弹性体。适于形成活塞上侧的材料的一些示例为弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶和腈橡胶(buna)。
活塞的上侧可被构造成在压力变化作用于上侧时变形。除了选择弹性材料以形成活塞的上侧之外，上侧的厚度也可为相关的。活塞上侧的厚度可在0.1至5.5mm的范围内，例如在0.25至3.0mm的范围内，或在0.5至1.5mm的范围内。
活塞可具有与活塞的最大直径相比至少25％或更大的高度。例如，活塞的高度可具有活塞的最大直径的至少30％、50％、70％、80％、90％或100％的值。优选地，活塞的高度可在活塞的最大直径的35％至65％，或45％至55％的范围内。活塞的高度在活塞的预期运动轴线的方向上测定。如果活塞具有半球形或不规则的上侧或底侧，则测定活塞的高度，其中活塞的侧壁与活塞待组装到其中的容器的壁平行且最接近。
活塞的侧壁由不同于形成活塞上侧的第一弹性材料的第二材料制成。第二材料可以是看起来适于形成本发明的侧壁的任何材料。第二材料可具有在50A至150R范围内，例如在65A至100D，或80A至70D范围内的硬度。更具体地讲，第二材料可选自金属、合金、基于或衍生自纤维素的材料、纤维材料、热塑性塑料和弹性体。合适的金属为例如铝、马口铁、钢等。合适的合金为例如包含前述金属中的至少一种的合金。第二材料也可由聚合物制成，具体地讲由热塑性塑料或弹性体制成。所选择且合适的聚合物为：聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、氨基甲酸酯、中密度聚乙烯(MDPE)、乙缩醛、腈橡胶(Buna)、丁基橡胶、硅氧烷、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)和热塑性氨基甲酸酯(TPU)。采用上述材料中的两种或更多种的组合可为进一步有利的，由此所述组合可包含全部属于上述相同组的材料，例如热塑性塑料的共混物或两种金属的组合。此外，不同组的材料的组合可尤其适用，例如纤维材料和热塑性塑料的组合。侧壁的硬度通常大于第一周向密封件的硬度。侧壁可具有在50A肖氏硬度至150R洛氏硬度范围内的硬度，例如在65A至100D，或80A至70D范围内的肖氏硬度。侧壁的硬度通常等于第二材料的硬度。
活塞的侧壁可被构造成在压力，例如由推进剂引起的压力下变形，所述推进剂可存在于活塞的内部中并且与容纳推进剂的容器的室流体连通和压力连接。在另一个变型中，所述压力可由产品引起，所述产品可存在于活塞的内部中并且与容纳产品的容器的室流体连通和压力连接。在任何此类情况下，侧壁朝向容器的壁变形。这可形成、强化或保持容器壁与活塞之间的密封。侧壁的变形可以是可逆的。这意味着侧壁可恢复到其在变形之前具有的初始形状。
活塞的第一周向密封件可由看起来适于形成所述第一周向密封件的任何材料制成。第一周向密封件可具有在30A至85D范围内，例如在50A至100A，或70A至85A范围内的肖氏硬度。更具体地讲，所述第一周向密封件可由包含至少一种选自以下的元素的材料制成：弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶(butyl)、甲基丙烯酸丁酯(buma)和氨基甲酸酯-低密度聚乙烯共聚物(ULDPE)。第一周向密封件也可由它们中的两种或更多种的组合制成。
活塞可包括另外的密封件，所述密封件具有如针对第一周向密封件所述的硬度。在这种情况下，另一个密封件或另外的密封件的硬度可具有与第一周向密封件的硬度相同的值，但在上述范围内也可具有另一个值。
活塞可包括定位于侧壁的外表面上的第二密封件和甚至另外的周向密封件。此处，该第二周向密封件可定位于与第一周向密封件相距侧壁的最大直径的至少1/8、1/4，例如1/3、1/2、1.0、两倍且至多五倍之多的距离中。第二周向密封件和任选地另外的周向密封件可由任何看起来合适的任何材料制成。第二周向密封件和任选地任何另外的周向密封件可具有在30A至150R范围内，例如在50A至100D，或70A至70D范围内的肖氏硬度。更具体地讲，第二周向密封件和任选地任何另外的周向密封件可为由弹性体制成。例如，第二周向密封件和任选地任何另外的周向密封件可由聚合物制成，所述聚合物选自弹性体、热塑性弹性体(TPE)，热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶和腈橡胶(buna)，或它们中的两种或更多种的组合。第一周向密封件和第二周向密封件可由相同或不同的材料制成。
代替第二周向密封件之外或除此之外，活塞可包括一个或多个引导部件。这些引导部件定位于侧壁的外表面上。这些引导部件可定位于与第一周向密封件相距侧壁的最大直径的至少1/4，例如1/3、1/2、1.0、两倍且至多五倍之多的距离中。引导部件距第一周向密封件的距离被确定为第一周向密封件与最靠近第一周向密封件的引导部件的一部分之间的最短距离。引导部件可由看起来合适的任何材料制成。引导部件可具有如针对第二周向密封件所述的硬度。引导部件可由弹性体制成，例如针对第二周向密封件所述的那些中的一种。引导部件和第一周向密封件可由相同或不同的材料制成。
此外，覆盖涂层可覆盖活塞的侧壁的至少一部分。此外，覆盖涂层还可在活塞的上侧处形成闭合件。此外，覆盖涂层可形成第一周向密封件和任选的第二周向密封件以及任何另外的周向密封件和/或引导部件。在优选的模式中，覆盖涂层为一体式物品，其构成活塞的上侧上的闭合件和第一周向密封件。任选地，一体式物品可另外构成第二周向密封件以及任何另外的周向密封件和/或引导部件。因此，覆盖涂层可完全覆盖活塞的侧壁和上侧。覆盖涂层可由任何合适的材料制成。优选地，覆盖涂层可具有硬度并且选自上文针对第一周向密封件所述的材料。
活塞可被制成一体式物品。在该变型中，一体式物品可具有不同的子区域，其中第一子区域构成闭合件，第二子区域构成第一密封件，第三子区域构成侧壁并且第四子区域构成第二密封件。一体式物品可由单一材料制成，或由两种或更多种材料的组合制成。一件式物品可以多种方式制造，例如通过模塑工艺或使用3D打印技术。
活塞可具有密封件的最大直径，该最大直径比活塞的侧壁的最大直径大至多11％。例如，密封件的最大直径可在比活塞的侧壁的最大直径大0％至11％，或2％至11％，或2％至9％，或5％至9％的范围内。当％—值等于“0”时，密封件的最大直径与侧壁的最大直径相同。至少第一周向密封件可具有该密封件的所述最大直径。平面圆形区域的最大直径，例如活塞的横截面、活塞、密封件的横截面或容器的最大直径被定义为其端点位于限定最大直径所参照的圆形区域的圆形线上的最长直线段。
推进剂可用于对容器加压。可使用任何已知的推进剂，这也被技术人员认为是合适的。适宜的推进剂可具有低于待操作的加压容器的温度的沸点。广泛用于标准应用例如介于15℃和40℃之间的环境温度的推进剂的一些示例是空气、氮气、一氧化二氮、二氧化碳、卤代烷烃诸如丙烷、丁烷、异丁烯、二甲醚、甲基乙基醚、氢氟烷烃、氢氟烯烃和氯氟烃，或两种或更多种推进剂的组合。
本发明的第二方面是容器，所述容器包括：
a.容器主体，所述容器主体具有围绕内部的壁，
其中所述壁具有面向所述容器主体的内部的内表面；
b.设置在所述容器主体的壁中的第一孔；任选地具有安装在其中的第一阀；
c.如在本发明的第一方面中所述的活塞，其将容器的内部分成两个室。
活塞的至少第一周向密封件可被构造和定位成在第一周向密封件与容器主体的壁的内表面之间提供气密密封和/或液密密封。当容器处于压力下时，密封件旨在被保持和工作。为了实现这一点，活塞的最大直径可在0.0％至5％，例如0.3％至3.7％，或0.7％至1.2％的范围内，所述直径大于容器，具体地讲，处于未加压状态的容器的内表面的直径。密封件可如上所述设计和制造。
接触补片可在容器的内表面与第一周向密封件之间形成。接触补片可具有在0.0mm至5.0mm，例如0.5至3.2mm，并且最优选0.1至2mm范围内的宽度。
活塞还可包括至少一个引导部件，该至少一个引导部件被构造和定位成引导活塞位于任选地加压的容器中。引导部件可防止活塞倾斜。在一个变型中，第二周向密封件可定位于活塞的侧壁上。这种第二周向密封件也可防止活塞倾斜。在第三变型中，可使用引导部件和第二周向密封件的组合。参考与本发明第一方面的活塞的引导部件有关的描述，其涉及与引导部件的特征相关的另外的实施方案。
容器可容纳由活塞分开的两个室。与容器的第一孔流体连接并且任选地具有安装在其中的第一阀的室优选地包含产品。通常，容器的另一个室包含推进剂。可选择已知的并且看起来适于储存在本发明的容器中和从本发明的容器中施用的任何产品。优选的产品可选自需要360°分配的产品、具有增加的粘度的产品诸如剃须凝胶、洗发剂、调理剂、防晒剂和面部产品。
本发明的第三方面是一种从如针对本发明的第二方面所述的容器排放产品的方法。容器的阀的打开触发活塞的运动，所述运动迫使产品从容器排放。
本发明的第四方面是一种制造加压容器的方法，所述方法包括至少这些步骤：
a.)提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；第一阀可任选地安装在所述第一孔中；适宜的容器主体前体以及阀可在市场上获得。可以根据待加载的产品来选择它们。
b.)将如关于本发明的第一方面所述的活塞放置于所述容器主体前体中，所述活塞密封所述容器主体前体中的被设计成包含产品的第一室；
c.)用可密封的底部闭合件闭合所述容器主体前体的开口端以形成第二室；可密封的底部闭合件被构造成接受用流体对第二室加压。为此，可密封的底部闭合件可包括开口，诸如第二阀或第二孔，流体通过该开口被转移到第二室中。
d.)用推进剂对所述第二室加压并将第二室推进剂密封紧以形成加压容器。上文提及了合适的推进剂。通过以合适的方式闭合开口来完成密封第二室。例如，索环可被插入开口中，或安装在开口中的第二阀可被闭合；
e.)经由第一孔将产品装载到所述加压容器中。
如上所述，可在装载产品之前将第一阀安装在第一孔中。在这种情况下，加压容器可通过第一阀用产品装载。在一个可供选择的实施方案中，第一阀可在用产品装载加压容器之后安装在第一孔中。在第三可供选择的实施方案中，第一阀可被预组装在容器主体前体中，或在装载产品之后但在对第二室加压之前被安装在第一孔中。
图1示出了活塞100。活塞100具有侧壁101、上侧102和底侧103，还具有第一周向密封件104，以及任选的第二周向密封件104a。活塞102的上侧由闭合件105闭合。包括闭合件105的活塞102的上侧由第一弹性材料制成，并且被设计成在压力变化作用于上侧102时变形。侧壁101由不同于第一弹性材料的材料的第二材料制成。第一周向密封件定位于侧壁101的外表面106上。
图2示出了活塞200的变型。在该变型中，活塞200如图1所示组成，但代替第二周向密封件(此处未示出)或除此之外具有引导部件201。引导部件201定位于侧壁101的外表面106上。可在活塞200的移动方向上取向。通常，它们不在侧壁101的整个外表面之上延伸。
图3示出了活塞300的另一个变型。该活塞300具有形成上侧闭合件105和两个周向密封件302、303的覆盖涂层301。周向密封件302、303定位于侧壁101的外表面上。
图4示出了活塞400的另一个变型。该活塞400具有形成上侧闭合件105和一个周向密封件302的覆盖涂层301。周向密封件302定位于侧壁101的外表面上。
图5示出了a.在0psig(0kPa，CT扫描)下的活塞500的形状；以及b.在140psig(9.65kPa，计算的)的压力下变形的活塞500a的形状。图中未示出塑料容器瓶。两个活塞分别具有未以相关方式变形的上侧102以及活塞500和500a的侧壁上的四个周向密封件104。可以清楚地观察到，活塞500是圆盘形的，换句话讲，由底侧103限定的区域具有与由上侧102限定的区域基本相同的尺寸。变形的活塞500a具有锥形形状，其中由底侧103限定的区域大于由上侧102限定的区域。
图6示出具有上侧601、底侧602和壁603(所述壁具有面向容器内部的内表面604)以及活塞605的气溶胶容器600。容器还具有孔606。活塞605将容器600分成第一室607和第二室608。容器也具有底部闭合件609。
图7示出了从加压容器排放产品的方法700。首先提供包含产品的加压容器701，该产品随后例如通过致动分配阀而从容器排放702。
图8示出了制造加压容器的方法800，所述方法包括这些步骤：
801：提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；
802：将活塞放置于容器主体前体中。该活塞密封容器主体前体中的第一室，该第一室被设计成包含加载的产品；
803：用可密封的底部闭合件闭合容器主体前体的开口端以形成第二室；
804：用推进剂对第二室加压并将第二室推进剂密封紧，以形成加压容器；以及
805：将产品装载到加压容器中。
图中附图标号列表：
100、200、300、400、500 活塞
101 侧壁
102 活塞的上侧
103 活塞的底侧
104 第一周向密封件
104a 第二周向密封件
105 闭合件
106 外表面101
201 引导部件
301 覆盖涂层
302、303 周向密封件
500a 变形的活塞
600 容器
601 容器的上侧
602 容器的底侧
603 容器壁
604 内表面603
605 活塞
606 孔
607 第一室
608 第二室
609 底部闭合件
700 方法
701 步骤i.
702 步骤ii.
800 加工
801 步骤a.)
802 步骤b.)
803 步骤c.)
804 步骤d.)
805 步骤e.)
通过以下条款进一步说明本发明。以下条款用来说明组合本发明的不同特征以便获得根据本发明的实施方案的可能性。
条款：
1.一种用于容器的活塞，
其中所述活塞具有侧壁、上侧和底侧，以及至少第一周向密封件，
其中所述活塞的至少上侧被闭合件闭合，并且
其中所述上侧由第一弹性材料制成，
其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，
其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，
其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。
2.根据实施方案1所述的活塞，其中以下中的至少一者适用：
a.所述侧壁具有在50A肖氏硬度至150洛氏硬度范围内的硬度；
b.所述第一周向密封件具有在30A至85D范围内的肖氏硬度。
3.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述活塞具有比所述侧壁的最大直径大0％至11％的最大密封件直径。
4.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述活塞的所述侧壁被构造成在压力下变形。
5.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述第一周向密封件在所述活塞的上侧附近定位于所述侧壁上。
6.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中第二周向密封件或引导部件以与所述第一周向密封件相距所述侧壁的所述最大直径的至少1/8的距离定位于侧壁的所述外表面上。
7.根据实施方案5或实施方案6所述的活塞，其中所述第二周向密封件或所述引导部件具有在30A至150洛氏硬度范围内的硬度。
8.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述活塞具有从25％或超过所述活塞的最大直径的范围内的高度，其中所述高度在所述活塞的运动轴线的方向上测定。
9.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述第二材料包含至少一种选自以下的元素：金属、合金、基于或衍生自纤维素的材料、纤维材料、热塑性塑料和弹性体。
10.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述第一周向密封件由包含至少一种选自以下的元素的材料制成：弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶(butyl)、甲基丙烯酸丁酯(buma)和氨基甲酸酯-低密度聚乙烯共聚物(ULDPE)。
11.根据前述实施方案中任一项所述的活塞，其中所述侧壁至少部分地被覆盖涂层覆盖，所述覆盖涂层形成所述上侧闭合件和至少所述第一周向密封件。
12.根据实施方案11所述的活塞，其中所述覆盖涂层由包含至少一种选自以下的元素的材料制成：弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶(butyl)、甲基丙烯酸丁酯(buma)。
13.一种容器，包括
a.容器主体，所述容器主体具有围绕内部的壁，
其中所述壁具有面向所述内部的内表面；
b.设置在所述容器主体的壁中的第一孔；
c.根据实施方案1至18中任一项所述的活塞，其将容器的内部分成两个室。
14.根据实施方案13所述的容器，其中所述活塞的至少所述第一周向密封件被构造和定位成在所述第一周向密封件与所述壁的所述内表面之间提供气密密封。
15.根据实施方案13或14中任一项所述的容器，其中所述活塞的最大直径在比所述容器的所述内表面的直径大0.0％至5％的范围内。
16.根据实施方案13至15中任一项所述的容器，其中接触补片形成于所述内表面与所述第一周向密封件之间，其中所述接触补片具有在1mm至5.1mm范围内的宽度。
17.根据实施方案13至16中任一项所述的容器，其中所述活塞还包括至少一个引导部件，所述至少一个引导部件被构造和定位成在所述容器中引导所述活塞以防止所述活塞倾斜。
18.根据实施方案13至17中任一项所述的容器，其中所述容器被构造成保持至多15巴的压力。
19.根据实施方案13至18中任一项所述的容器，其中所述容器由材料制成，所述材料包含至少一种由金属、合金和聚合物组成的组的元素。
20.根据实施方案13至19中任一项所述的容器，其中第一阀安装在容器的第一孔中。
21.根据实施方案13至20所述的容器，其中具有所述第一孔的所述室包含产品。
22.根据实施方案13至21中任一项所述的容器，其中选自任何需要360°分配的产品、具有增加的粘度的产品诸如剃须凝胶、洗发剂、调理剂、防晒剂和面部产品的产品被包含在所述内部中。
23.根据实施方案13至22中任一项所述的容器，其中所述容器包含推进剂。
24.一种根据实施方案13至23中任一项所述的从容器排放产品的方法。
25.根据实施方案24所述的方法，其中所述第一阀的打开触发所述活塞的运动，所述运动迫使所述产品从所述容器排放。
26.一种制造加压容器的方法，所述方法包括至少这些步骤：
a.)提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；
b.)将根据实施方案1至12中任一项所述的活塞放置于所述容器主体前体中，所述活塞密封所述容器主体前体中的被设计成包含产品的第一室；
c.)用可密封的底部闭合件闭合所述容器主体前体的开口端以形成第二室；
d.)用推进剂对所述第二室加压并将第二室推进剂密封紧以形成加压容器；
e.)将产品装载到加压容器中。
27.根据实施方案26所述的方法，其中步骤e.)之后是：
f.)将阀安装在第一孔中。
28.根据实施方案26所述的方法，其中步骤a.)中的所述第一孔具有安装在其中的阀。
实施例
以下将以举例的方式进一步说明本发明。本发明不以任何方式受实施例的限制。
如果不指明不同，则使用标准圆柱形气溶胶瓶来评估活塞的设计。瓶的初始直径(在用推进剂加压之前)为2.040"(5.18cm)。当在140psig(965kPa)下加压时，此类瓶的直径扩展至0.031"(0.079cm)。
在具有FlexyDually打印头的3D打印机Lulzbot Taz-5上打印所有活塞，或者经由手动注入到包含定长剪切聚丙烯管材的硅氧烷软工具中来重叠注塑所有活塞。在实施例中制备的活塞的特征在于下表。每个活塞具有环状侧壁，所述侧壁在称为上侧的一侧上闭合。在活塞的侧壁和上侧的边缘处，将第一密封件定位于侧壁的外侧上，所述外侧可面对气溶胶瓶并接触气溶胶瓶。该密封件具有如上提及的形状并且覆盖侧壁上的环状区域，所述环状区域具有所指定的宽度。当压力差作用于闭合件上时，该闭合件弹性地弯曲，使得闭合件的中心移位。活塞具有第二密封件，该第二密封件以与侧壁上的第一密封件相距指定的距离定位。活塞3在侧壁上具有引导部件而不是第二密封件。标注中提及了描述这些引导部件的参数。
Figure GDA0003681421340000181
Figure GDA0003681421340000191
n.a.＝不适用；PP＝聚丙烯；PET＝聚对苯二甲酸乙二醇酯。
测试
在直径为2.040"(5.18cm)的Air-O-Pack气溶胶瓶中测试活塞(购自Airolux，AG,8865Bilten,Switzerland)。将瓶子装满水作为样品产品并用空气加压。
a.密封件
下表汇总了将哪些活塞直径成功地插入到气溶胶瓶中以及是否观察到渗漏。当观察到活塞下方的气体在活塞上方鼓泡时，观察到渗漏。
Figure GDA0003681421340000192
Figure GDA0003681421340000201
观察：活塞直径与容器内径的干涉在0.015至0.025英寸的范围内是有利的。可将活塞插入到容器中，并且在活塞与容器的内表面之间形成紧密密封。
b.一次性气溶胶容器中的残余产品
操作具有活塞编号1的上文提及的气溶胶容器，直到活塞已推进到靠近阀的容器的顶侧。然后对容器进行x射线，以确定活塞闭合件的形状并识别气溶胶容器中残余产品的量。
观察：少量残余产品保留在具有活塞编号1的气溶胶容器中。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”。

Claims (17)

1.一种用于容器的活塞，
其中所述活塞具有侧壁、上侧和底侧，以及至少第一周向密封件，
其中所述活塞的至少所述上侧被闭合件闭合，其中所述闭合件是平坦的或凹进的，其在加压容器中被操作时将变形，并且
其中所述上侧由第一弹性材料制成，
其中所述上侧被构造成在压力变化作用于所述上侧时变形，
其中所述侧壁由不同于所述第一弹性材料的第二材料制成，
其中所述第一周向密封件在所述侧壁的外表面上定位于所述侧壁上。
2.根据权利要求1所述的活塞，其中以下中的至少一者适用：
a. 所述侧壁具有在50A肖氏硬度至150洛氏硬度范围内的硬度；
b. 所述第一周向密封件具有在30A至85D范围内的肖氏硬度。
3.根据前述权利要求中任一项所述的活塞，其中所述活塞的特征在于这些特征中的至少一者：
i) 所述活塞具有比所述侧壁的最大直径大0%至11%的最大密封件直径；
ii) 所述活塞的所述侧壁被构造成在压力下变形；
iii) 所述第一周向密封件在所述活塞的所述上侧附近定位于所述侧壁上；
iv) 所述活塞具有从25%或超过所述活塞的最大直径的范围内的高度，其中所述高度在所述活塞的运动轴线的方向上测定；
v) 所述第二材料包含至少一种选自以下的元素：金属、合金、基于或衍生自纤维素的材料、纤维材料、热塑性塑料和弹性体；以及
vi) 所述第一周向密封件由包含至少一种选自以下的元素的材料制成：弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶(butyl)、甲基丙烯酸丁酯(buma)和氨基甲酸酯-低密度聚乙烯共聚物(ULDPE)。
4.根据权利要求1所述的活塞，其中第二周向密封件或引导部件以与所述第一周向密封件相距所述侧壁的最大直径的至少1/8的距离定位于所述侧壁的所述外表面上。
5.根据权利要求4所述的活塞，其中所述第二周向密封件或所述引导部件具有在30A至150洛氏硬度范围内的硬度。
6.根据权利要求1所述的活塞，其中所述侧壁至少部分地被覆盖涂层覆盖，所述覆盖涂层形成所述上侧闭合件和至少所述第一周向密封件。
7. 根据权利要求6所述的活塞，其中所述覆盖涂层由包含至少一种选自以下的元素的材料制成：弹性体、热塑性弹性体(TPE)、热塑性烯烃(TPO)、热塑性氨基甲酸酯(TPU)、硅氧烷、丁基橡胶(butyl)、甲基丙烯酸丁酯(buma)。
8.一种容器，包括
a. 容器主体，所述容器主体具有围绕内部的壁，
其中所述壁具有面向所述内部的内表面；
b. 设置在所述容器主体的所述壁中的第一孔；
c. 根据权利要求1至7中任一项所述的活塞，其将所述容器的所述内部分成两个室。
9.根据权利要求8所述的容器，其中所述活塞的至少所述第一周向密封件被构造和定位成在所述第一周向密封件与所述壁的所述内表面之间提供气密密封。
10.根据权利要求8或9中任一项所述的容器，其中所述活塞的最大直径在比所述容器的所述内表面的直径大0.0%至5%的范围内。
11.根据权利要求8或9所述的容器，其中所述容器的特征在于这些特征中的至少一者：
I) 接触补片形成于所述内表面与所述第一周向密封件之间，其中所述接触补片具有在1mm至5.1mm范围内的宽度；
II) 所述活塞还包括至少一个引导部件，所述至少一个引导部件被构造和定位成在所述容器中引导所述活塞以防止所述活塞倾斜；
III) 所述容器被构造成保持至多15巴的压力；
IV) 所述容器由材料制成，所述材料包含至少一种由金属、合金和聚合物组成的组的元素；
V) 第一阀安装在所述容器的所述第一孔中；
VI) 具有所述第一孔的所述室包含产品；
VII) 产品被包含在所述内部中，其中该产品选自任何需要360°分配的产品和具有增加的粘度的产品；以及
VIII) 所述容器包含推进剂。
12.根据权利要求8或9所述的容器，其中，选自剃须凝胶、洗发剂、调理剂、防晒剂的产品被包含在所述内部中。
13.根据权利要求8或9所述的容器，其中，选自面部产品的产品被包含在所述内部中。
14.一种从根据权利要求8至13中任一项所述的容器排放产品的方法，其中第一阀安装在所述容器的所述第一孔中，并且其中所述第一阀的打开触发所述活塞的运动，所述运动迫使所述产品从所述容器排放。
15.一种制造加压容器的方法，所述方法包括至少这些步骤：
a.) 提供容器主体前体，所述容器主体前体具有在所述容器的一端处的第一孔，以及开口端；
b.) 将根据权利要求1至7中任一项所述的活塞放置于所述容器主体前体中，所述活塞密封所述容器主体前体中的被设计成包含产品的第一室；
c.) 用可密封的底部闭合件闭合所述容器主体前体的所述开口端以形成第二室；
d.) 用推进剂对所述第二室加压并将所述第二室推进剂密封紧以形成所述加压容器；
e.) 将产品装载到所述加压容器中。
16.根据权利要求15所述的方法，其中步骤e.)之后是：
f.) 将阀安装在所述第一孔中。
17.根据权利要求15所述的方法，其中步骤a.)中的所述第一孔具有安装在其中的阀。
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