CN113748006A - 阀 - Google Patents

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Abstract

描述了双注射模制自闭阀组件。该组件包括包覆模制在嵌件上的阀。使用模具的侧浇口浇注来注射包覆模制阀。

Description

阀
本发明总体上涉及阀，更具体地但不排他地涉及自闭阀和/或用于保持柔性阀的装置。
柔性阀有很多形式。例如，WO-A-2004/026721描述了层状柔性薄膜阀，而EP-B-0545678和EP-B-1005430都描述了非层状形状的硅基柔性阀。
非层状自闭柔性阀的构造可以概括为包括具有至少一个狭缝、侧壁部和凸缘的凹形或凸形的头部。在此申请中，术语“层状”涉及具有大体上一致厚度并且其主表面互相平行的形式。术语“非层状”涉及具有不同厚度并且形状不具有互相平行的主表面的形式。
非层状阀经常与封闭件结合使用，封闭件自身与容纳比如液体肥皂、番茄酱和化妆品等消耗品的容器结合使用。非层状阀具有如下品质：当使用者对容器壁(例如，通过挤压)施加压力时，阀的头部会通过以“花瓣”的形式向外打开来对容器内的增加的压力做出反应。然后，容器内的流体穿过阀的头部的狭缝。进一步，容器壁典型地具有弹性，从而当使用者停止挤压它们时，容器壁会移动回到它们原来的形状，从而增加容器内的容积并因此降低容器内的压力。此减低的压力将阀的打开的“花瓣”吸回到它们原来的闭合位置。阀头的凹形形状有助于此自闭特性。
柔性阀的一个问题是，因为它们如此柔软以至于因此它们很难操作和很难在组装时定位在封闭件中。这放慢了封闭件的组装。
本发明致力于提供阀、自闭阀、阀组件、阀子组件和因此封闭件、以及形成前述内容的方法或者涉及前述内容。
本发明的一方面提供了一种自闭阀组件，该自闭阀组件包括包覆模制在嵌件上的阀，其中，该嵌件通过侧向注射形成，并且其中，包覆模制阀通过以下方式注射：总体上中心注射；偏心注射；或侧向注射。
一方面提供了双注射模制自闭阀组件，该组件包括包覆模制在嵌件上的阀，使用模具的侧浇口浇注注射包覆模制阀。
嵌件可以包括侧壁，并且注射点位于侧壁的一端。
阀可以包括侧壁，并且注射点位于侧壁的一端。
阀可以包括阀头，并且注射点可以总体上位于阀头的中心。
阀可以包括阀头(例如，总体上圆形的头)，并且注射点可以位于阀头的偏心位置上。
阀可以包括阀头，阀头中会形成一个或多个狭缝线，并且阀注射点远离该一个或多个狭缝线。
嵌件可以是保持环。该环可以调整，例如，以配合在分配封闭件内。该环可以具有用于接合在封闭件上的卡扣缘等。
阀可以由热塑性弹性体(TPE)材料形成。有时被称为热塑性橡胶的热塑性弹性体(TPE)是一类共聚物或聚合物的物理混合物(通常是塑料和橡胶)，由具有热塑性和弹性体特性的材料组成。
例如，嵌件可以由聚丙烯形成。
本发明还提供了一种双注射阀子组件，其包括用侧浇口浇注的聚丙烯环和用侧浇口浇注的TPE阀。
本发明还提供了一种双注射阀子组件，其包括用侧浇口浇注的聚丙烯环和用侧浇口浇注的TPE阀。
本发明还提供了一种双注射阀子组件，其包括用侧浇口浇注的聚丙烯环和用侧浇口浇注的TPE阀。
本发明还提供了一种自闭阀，其包括由TPE材料形成的注射模制体，该体包括外围侧壁和中心阀头，其中，该体的注射浇口形成为远离该阀头的中心。
例如，由于侧浇口浇注，可以降低TPE中的应力水平并且由此可以改进狭缝。
注射浇口可以形成在外围侧壁内，例如，在“下”端。
本发明还提供了一种阀子组件，该阀子组件包括自闭阀和外保持环，该子组件是通过双注射模制工艺形成的，使用侧浇口注射工艺注射该环并且使用侧浇口注射工艺注射该阀。
本发明还提供了与分配封闭件结合的、如本文所述的阀或阀子组件。
本发明还提供了一种形成该类型的阀子组件的方法，该阀子组件包括嵌件和阀，该方法包括以下步骤：使用侧向浇口注射模制该嵌件和使用侧向浇口包覆模制该阀。
本发明还提供了用于形成如本文所述的子组件的模具，例如带侧浇口的模具。
本发明还提供了一种形成该类型的自闭阀的方法，该自闭阀包括中心注射阀头和外围壁，该方法包括以下步骤：使用偏心注射浇口注射模制该阀。
本发明的方法还可以包括对该阀开缝的步骤。
示例注射条件
PP注射：
模具温度大约30℃。
熔化温度大约230℃。
注射时间：0.5秒。
冷却时间：5秒。
TPE注射：
模具温度大约30℃。
熔化温度大约230℃。
注射时间：0.5秒。
冷却时间：5秒。
一个或多个狭缝可以形成为不会与其上的注射浇口痕迹重合。
本发明还提供了用于形成如本文所述的阀的模具，例如带侧浇口的模具。
如下文更详细讨论的，一些方面和实施例涉及用侧浇口浇注的PP环和用侧浇口浇注的TPE(为了改进开缝质量)两者。
阀组件(阀加环)可以由多材料注射模制工艺形成，例如，多部件注射模制工艺(又被称为共注射)、多射注射模制(也被称为顺序注射模制)、或包覆模制。
如下文更详细讨论的，使用侧(侧向)浇口对中心浇口浇注有很多好处。
一些实施例涉及一种通过TPE阀的偏心和直接进料形成的方法和装置以及涉及PP外环的侧浇口浇注。
偏心浇口浇注，例如测浇口浇注，产生更小的TPE内应力，使得开缝更好。
一些方面和实施例涉及一种产生TPE阀(可能与外环结合)的工艺，该阀展现出更小的内应力并因此提供高质量阀(泄漏更少、更安全、性能更好等)，其中，开缝也可以得到改进。
一些方面和实施例涉及模具的侧浇口浇注。
当穿过浇口痕迹(其大小和规律在腔与腔之间并且随时间而不同)开缝时，中心浇口可能导致狭缝质量问题，所以侧浇口具有优点。
侧浇口不会产生会导致其他问题的材料内应力。
本发明还涉及TPE阀和包覆模制外环。外环可以用来将阀/环附接到封闭件内/上。
可以提供通过包覆模制获得的TPE阀设计和VSA设计的组合。
环和/或外环可以与阀/封闭件之间的顶部密封区结合。
可以包括设计特征以确保不会在阀头板上有焊接线。
还提供如本文所述的装配有阀的封闭件和/或阀保持装置。
也可以单独或一起使用本发明的不同方面和实施例。
本发明的进一步特定的和优选的方面在所附独立和从属权利要求中进行了阐述。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征结合，以及与权利要求中明确阐述的特征以外的特征结合。
附图中示出了与本发明相关的非限制示例、说明和支持日期。
下文足够详细地描述了示例实施例以使本领域技术人员能够实施和实现本文所述的系统和工艺。重要的是理解可以用许多替代的形式提供实施例并且这些实施例不应被解释为限制本文阐述的示例。
因此，虽然实施例可以用不同的方式修改并呈现各种形式，其具体的实施例在附图中被示出并在下文作为示例详细描述。没有要限制所披露的具体形式的意图。相反地，在所附权利要求的范围内的所有修改、等同物和替代物应该包括在内。在整个附图和详细描述合适的地方中，示例实施例的元件都一致地通过同样的附图标记表示。
本文中用来描述实施例的术语无意限制范围。冠词“一(a)”、“一种(an)”和“所述(the)”是单数，因为它们有单数指称，然而，在本文件中使用单数形式不应排除“超过一个”指称的存在。换句话说，除非上下文另外清楚指明，否则单数指称的多个要素可以是一个或多个。将进一步理解，术语“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、“包含(includes)”和/或“包含(including)”在本文中使用时指明存在所陈述的特征、物件、步骤、操作、要素和/或部件，但是不排除存在或添加一个或多个其他特征、物件、步骤、操作、要素、部件和/或其群组。
除非另外说明，否则本文所使用的所有术语(包括技术性和科学性术语)都将如现有技术惯例那样解释。应进一步理解的是，除非本文明确限定，否则常见用法的术语也应如相关技术惯例那样解释并且不应理想化或有过度正式感。
图1示出了包括自闭阀和外保持环的自闭阀子组件。子组件是通过双注射模制工艺形成的。
图2A示出了自闭阀，在此实施例中自闭阀是由热塑性弹性体(TPE)材料形成的。阀包括外围壁和凹形中心阀头。壁和阀头由连接壁连在一起，在此实施例中连接壁可以作为铰链起作用以使阀头在使用时升起和可能倒置。狭缝(例如，十字形的两个狭缝)可以总体上位于阀头的中心。
图2B示出了阀保持组件/装置，在此实施例中阀保持组件/装置由聚丙烯形成。该装置包括用于将该装置卡扣配合在封闭件中的缘。
图2C示出了装置(阀加环)。该装置单独由封闭件和容器形成。
图3和图4示出了封闭件，封闭件示出了位于封闭件中、带有环的阀，用在例如化妆品和/或食物容器中。阀部件(阀加环)配合在总体上盘形的顶板，顶板自身然后被接纳进封闭件的底座中。
顶板部件与封闭件在图5和图6中分开地示出。封闭件的盖的底面包括被成形为与阀头的凹形形状对应的圆顶形突起，这确保了当合上盖时密封良好。
在其他的实施例(未示出)中，顶板与封闭件底座一体形成。
封闭件因此包括包覆模制在聚丙烯嵌件上的TPE阀。在此实施例中，提供了用侧浇口浇注的聚丙烯环和用侧浇口浇注的TPE阀。
此实施例结合了TPE阀设计和通过包覆模制获得的阀子组件(VSA)设计。
环和/或外环可以与阀/封闭件之间的顶部密封区结合。
可以包括设计特征以确保不会在阀头板上有焊接线。
在此实施例中，将这与阀/封闭件之间的顶部密封区结合。
在此实施例中，阀头板上没有焊接线。
嵌件包括封闭件保持特征，并且系统依靠协同起作用的两个密封件：TPE上的竖直压缩；以及年度PP干涉。
在一些实施例中，头套筒将干涉铰接到闭合保持形式提供了水平压力以帮助狭缝闭合，从而提高密封质量。
结果部分1：图7至图57
结果显示对包覆模制在PP嵌件上的TPE阀的注射的分析，TPE有具有两个测试浇口位置，并且示出了其对注射条件的影响。通过等温线模具设置来进行计算。翘曲和应力结果是在假设没有收缩的完美PP几何体的情况下获得的，因为这是获得TPE件中的应力张量的唯一方式。
附图中示出了密封元件，TPE阀通过2K注射内置于该件内。
包覆模制材料：TPE Thermolast K TF3 ATL(凯柏胶宝股份有限公司(KraiburgTPE GmbH))
嵌件材料：PP Moplen HP501L(欧洲巴塞尔聚烯烃公司(Basell PolyolefinsEurope))
PP嵌件在0.2秒内在230℃时注射在30℃的模具中。侧向注射已得到验证。在浇口的相对区域形成焊接线。在填充物的端部可能需要特定通风。模腔内的压力是大约70巴。此前，由于表皮凝固，非常大的区域可能包括凹痕/空泡的风险。填料压力不能在此大区域内传递得尽可能长。对于一些实施例，建议均匀厚度。
TPE包覆模制在0.2秒内在200℃时注射到30℃的模具中。已经尝试并在图中呈现侧向注射和中心注射。计算的在浇口处的剪切速率低于Moldfow数据库中公开的限制，浇口
Figure BDA0003295043850000061
和注射时间0.2秒。减速注射可能引起放大滞流效应并形成气阱。
根据使用的浇口位置，模腔中在转换时的压力是大约25至35巴。在中心区注射限制该件周围的填料传递，而侧向注射允许更好地控制该件周围的填料，但在中心注射区中的填料较少。根据浇口位置，这可能在非常大的区域引起凹痕/空泡。件翘曲(就平整度而言)对于值而言非常相似但通过侧向注射而更加规则。因为更好地控制了该件周围的填料，通过侧向注射应更好地控制填料和收缩。应力张量分析不会显示在值和方向方面的显著差异。
结果2：图58至图112
为了分析包覆模制在PP嵌件上的TPE阀的注射，以便测试TPE的两个浇口位置及其影响。通过等温线模具设置来进行计算。翘曲和应力结果是在假设没有收缩的完美PP几何体的情况下获得的，因为这是在使用Moldflow软件的计算中获得TPE件中的应力张量的唯一方式。
包覆模制材料：TPE Thermolast K TF3 ATL(凯柏胶宝股份有限公司(KraiburgTPE GmbH))
嵌件材料：PP Moplen HP501L(欧洲巴塞尔聚烯烃公司(Basell PolyolefinsEurope))
PP和TPE在0.5秒内注射到30℃的模具中。已经选择此注射时间来限制浇口处的剪切速率和具有现实注射的结果的概览(用不到0.5秒的注射时间注射暗示着精确知道挤压注射惯性)。0.2秒内的注射不会显著改变通过侧向注射看到的流动前锋模式和气阱问题。模腔中转换时的压力在中心注射和侧向时相似，在模腔中为大约25至30巴。中心注射允许获得平衡的填充，没有焊接线/气阱，而由于件厚度和件对称轴线外的浇口位置，侧向注射呈现出滞流效应。侧向注射形成的气阱非常重要并导致比如流动前峰速度变化、气阱位置处填充结束时流加速等不同的问题。
件中心注射允许件中心具有正确的填料，但是最厚的件周边的填料较少并可以存在凹痕/空泡风险。侧向注射存在与件中心的填料有限的相反问题，其中切割操作将在注射后在过程中完成。
两种注射除了远离浇口的大区域外存在整体均匀收缩。计算的件翘曲在两种情况下相似，具有低值(少于0.05mm)。看到件中计算的应力结果，建议使用低填料压力以限制TPE件的应力张量值。
将各浇口位置的应力张量方向都进行比较得出如下结论：中心注射的应力张量主方向比侧向注射的应力张量主方向更加均匀。对于一些实施例，可能优选的是通过中心浇口来注射件以避免气阱/焊接线问题，并具有更均匀的应力张量方向。在其他实施例中，可能优选的是通过偏心浇口来注射件以避免与浇口痕迹重合的一个或多个狭缝线的问题。
目前的计划是对TPE偏心、直接给料和用侧浇口浇注PP。示出了侧浇口浇注在中心浇口浇注上的好处。通过中心注射，限制对周边的更多大区域的维护。
在一些实施例中，在中心注射情况下，通过厚度均匀化改变件设计可以帮助在件周边的非常大的区域中体积收缩更均匀并且凹痕风险更低。可以进行计算来验证可能的几何优化(基于件凝固分析，意味着厚度可以优化为厚度差异更小并且周边区域更薄)。
如果可以均匀化厚度，压实度可以更好。
两个阈值位置之间的比较清楚地显示交换更健康。
侧向注射可以形成空气阻塞、应力张量的主方向的差异取向和中心的欠压实。
当可以穿过浇口痕迹(其大小和规律在模腔与模腔之间并且随时间而不同)开缝时，中心浇口可能导致狭缝质量问题，所以侧浇口浇注会具有优点。
在一些实施例中，侧浇口浇注不会产生会导致其他问题的材料内应力。
尽管本文已经参照附图详细描述了本发明的说明性实施例，但是应理解的是，本发明并不限于精确的实施例，并且本领域技术人员在不背离由所附权利要求及其等同物所限定的本发明的范围的情况下可以进行各自变化以及改变。

Claims (20)

1.一种自闭阀组件，该自闭阀组件包括包覆模制在嵌件上的阀，其中，该嵌件通过侧向注射形成，并且其中，包覆模制阀通过以下方式注射：总体上中心注射；偏心注射；或侧向注射。
2.如权利要求1所述的组件，其中，该嵌件包括侧壁，并且该注射点位于该侧壁的一端。
3.如权利要求1或权利要求2所述的组件，其中，该阀包括侧壁，并且该注射点位于该侧壁的一端。
4.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，该阀包括阀头，并且该注射点总体上位于该头的中心。
5.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，该阀包括阀头，该阀头中形成一个或多个狭缝线，并且其中，该阀注射点远离该一个或多个狭缝线。
6.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，该嵌件是保持环。
7.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，该阀由TPE材料形成。
8.如任一项前述权利要求所述的组件，其中，该嵌件由聚丙烯形成。
9.一种双注射阀子组件，该双注射阀子组件包括用侧浇口浇注的聚丙烯环和用侧浇口浇注的TPE阀。
10.一种双注射阀子组件，该双注射阀子组件包括用侧浇口浇注的聚丙烯环和用中心浇口浇注的TPE阀。
11.一种双注射阀子组件，该双注射阀子组件包括侧浇口浇注的聚丙烯环和用偏心浇口浇注的TPE阀。
12.一种自闭阀，该自闭阀包括由TPE材料形成的注射模制体，该体包括外围侧壁和中心阀头，其中，该体的注射浇口形成为远离该阀头的中心。
13.如权利要求12所述的阀，其中，该注射浇口形成在该外围侧壁内。
14.一种阀子组件，该阀子组件包括自闭阀和外保持环，该子组件是通过双注射模制工艺形成的，使用侧浇口注射工艺注射该环并且使用侧浇口注射工艺注射该阀。
15.如任一项前述权利要求所述的阀或阀子组件与分配封闭件结合。
16.一种形成如下类型的阀子组件的方法，该阀子组件包括嵌件和阀，该方法包括以下步骤：使用侧向浇口注射模制该嵌件和使用侧向浇口包覆模制该阀。
17.一种用于形成如权利要求16所述的子组件的模具。
18.一种形成如下类型的自闭阀的方法，该自闭阀包括中心注射阀头和外围壁，该方法包括使用偏心注射浇口注射模制该阀的步骤。
19.如权利要求16或权利要求17所述的方法，进一步包括对该阀开缝的步骤，其中，一个或多个狭缝形成为不与该阀上的注射浇口痕迹重合。
20.一种用于形成如权利要求19所述的阀的模具。
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