CN116685538A - 透气性元件及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及一种诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件，其用于形成或至少部分地放置在包含敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中并用于调节包装或医疗装置中的气氛。透气性元件包括由混合物形成的活性结构，该混合物包括：活性材料的颗粒，该活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂、或润湿剂；以及作为粘结剂的原纤化聚合物。原纤化聚合物是已被施加剪切力的聚合物。它通过缠结来保持活性材料。透气性元件还包括模制的热塑性透气性外壳，该外壳包围活性结构，使得活性结构与其中放置有透气性元件的包装或医疗装置的气氛流体连通。

Description

透气性元件及其制造方法
技术领域
本公开涉及一种透气性元件(诸如，罐、塞子或隔室)，其用于形成或至少部分地放置在填充有敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中并用于调节包装或医疗装置中的气氛(atmosphere)。
此类透气性元件可例如用于填充有诸如食品、营养产品、药物产品或诊断产品之类的敏感性产品的包装中、或者限定在医疗装置中(特别是在诸如DPI(干粉吸入器)之类的吸入器中或诊断测试盒中)的隔室中。
本公开还涉及一种包括透气性元件的包装或医疗装置、以及一种制造透气性元件的方法。
背景技术
提供内部具有活性材料并具有孔的小型罐(例如，干燥剂罐)已变得已知，这些孔允许在罐外部的气氛与包括活性材料的内部之间进行空气交换。此类罐放置在包装中或例如医疗装置中，以便调节包装或医疗装置中的气氛。此类罐可例如包含从空气中吸附潮气的干燥剂材料。为了允许空气交换，罐在外壁中(例如，在端帽中)设置有穿孔。
此外，已知在罐中提供碳粉/粒状碳以便防止气味等。
已知的罐通常包括包含圆柱形外壁和圆形底壁的一件式塑料本体，帽固定到该塑料本体上。用于空气交换的穿孔可例如设置在帽中。
使用此类罐，容纳在包装或医疗装置中的敏感性和/或有气味的产品因此可受到保护以免受湿气潮气的影响和/或可防止在包装或医疗装置中或甚至外部产生气味，由此改进用户/客户便利性。
现有技术的缺点是包装或医疗装置(及因此还有其中提供的产品)可能被干燥剂材料或例如被颗粒(诸如，碳粉颗粒)污染(如果此类颗粒例如由于粉尘化而从透气性元件逸出)。在一些情况下，商品的质量可能由此甚至受到损害。在任何情况下，对于用户而言，无论商品的质量是否受到光学污染的损害，观察产品的受污染的外观都是没有吸引力的。
已提出用透气膜覆盖罐中的孔或形成由覆盖孔的透气膜制成的外壳。然而，这暗示了附加的加工复杂性(例如，焊接透气膜)并且它限制了在罐的形状方面的选择自由。
因此，需要改进包装和/或医疗装置，从而解决上文提到的缺点中的至少一个。
发明内容
本公开的一个方面涉及一种透气性元件，其用于形成或至少部分地(可选地，对于一些实施例：完全地)放置在填充有敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中并用于调节包装或医疗装置中的气氛。
透气性元件例如可以是用于放置在包装或医疗装置中的罐。罐可以是将放置在包装或医疗装置中的插入式部件。换句话说，如果透气性元件是罐，则它通常可作为一个整体放置(例如，完全定位)在包装或医疗装置中。罐可具有刚性构造并且可促进高速插入。
透气性元件例如可以是用于封闭包装/容器(诸如，管)的塞子。由此，塞子部分地放置在包装中(因为塞子的一部分暴露于包装的内部)。塞子可用于封闭住容器，诸如管(例如，塑料管)或某个其他包装或医疗装置。塞子的一些实施例可以是防拆封的、螺旋形的、半螺旋形的、易打开的、带拉盖的、和/或提供严密密封功能。塞子通常被配置成部分地放置在包装或医疗装置内部，因为它不仅可封闭住包装或医疗装置(或其一部分)，而且可朝向包装或医疗装置的内部至少部分地暴露(使得塞子中的物质与包装或医疗装置的内部气氛之间发生空气交换)。
透气性元件例如可以是包装或医疗装置的隔室。
由于透气性元件被配置成调节包装或医疗装置中的气氛，因此透气性元件可用于向包装或医疗装置添加一种性质。透气性元件可从与其存在流体交换的顶部空间去除以下各者/将以下各者散发到顶部空间：湿气、气味、氧气、潮气、香味或者一种或几种其他气体/流体(使得活性结构可以发挥其气氛调节性质)。
透气性元件的一些实施例可用作现有包装和/或医疗装置的后续附加件。
因此，透气性元件可形成或(部分地或完全地)放置在可与外部环境条件基本上隔离的封闭(有限)顶部空间中。示例是放置在塑料瓶中的潮气吸附罐，它基本上是防潮的(如由对应的水蒸气透过率(WVTR)值所反映)。
透气性元件的一些实施例可在放置于包装或医疗装置之上或之中之前保存在(部分地或完全地)不透气包装中以保持其全部(例如，至少90％、95％或甚至至少98％)的气体交换性质。
一旦在使用中，透气性元件就可调节包装或医疗装置中的气氛条件，该包装或医疗装置包括与(一种或多种)功能性物质(诸如，药物、保健品(例如，维生素或益生菌)、诊断试剂、草药产品(大麻制品))流体连通的透气性元件，并且该透气性元件提供稳定和/或延长包装或医疗装置中的一种或多种功能性物质的保质期。
透气性元件(其为例如包装或医疗装置的罐、塞子或隔室)可包括由混合物形成的活性结构，该混合物包括活性材料颗粒和作为粘结剂的原纤化聚合物。原纤化聚合物可以是已被施加剪切力的聚合物。原纤化聚合物可通过缠结来保持活性材料。
剪切力的施加可能导致由此产生的原纤化，原纤化涉及在剪切力下混合期间形成原纤维(材料串)。活性材料颗粒然后可通过这些串来保持，即颗粒可嵌套在形成的原纤维网内(例如，在用于施加剪切力的研磨步骤期间)。
活性材料可以是选自以下组的至少一种要素：干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂、气味散发剂、氧吸收剂和润湿剂。
活性材料可以是活性炭和/或硅凝胶和/或沸石和/或能够与要调节的包装或装置的顶部空间交换气态物质的任何物质。
此外，透气性元件可包括模制的热塑性透气性外壳，该外壳包围活性结构，使得活性结构与其中放置有透气性元件的包装或医疗装置的气氛流体连通。模制的热塑性透气性外壳例如可以是注射模制部件或热成型部件。
包围活性结构的透气性外壳可有利地是由整体式热塑性材料制成的模制外壳。换句话说，透气性外壳的每个壁可有利地是均质结构，而不是如例如聚合物非织造物的情况的离散元件的组合。
活性材料可包括能够吸附各种不同污染物(诸如，湿气、氧气、气味和/或其他可能的污染物)的一种或几种活性物质。它们可属于一组湿气吸附剂、氧清除剂、气味吸附剂和/或湿气或挥发性嗅觉有机化合物的散发剂。可选地，活性物质还可以能够释放气态物质，诸如潮气或香气。此类性质可以例如对要储存的敏感性产品需要特定湿度水平的应用有用。此类产品例如是粉末或草药产品。
活性材料可包括一种或几种脱水剂，例如选自包括以下各者的组：硅凝胶、脱水粘土、活性氧化铝、氧化钙、氧化钡、天然或合成沸石、分子筛或类似的筛、或潮解盐(诸如，硫化镁、氯化钙、氯化铝、氯化锂、溴化钙、氯化锌等)。可选地，脱水剂是分子筛和/或硅凝胶。
合适的氧收集剂可选自包括以下各者的组：具有还原能力的金属粉末，特别是铁、锌、锡粉末；仍然具有氧化能力的金属氧化物，特别是氧化亚铁；以及铁的化合物，诸如碳化物、羰基化物、氢氧化物，单独使用或在以下活化剂存在下使用：诸如氢氧化物、碳酸盐、亚硫酸盐、硫代硫酸盐、磷酸盐、有机酸盐、或者碱金属或碱土金属的氢盐、活性炭、活性氧化铝或活性粘土。用于收集氧的其他剂也可以选自特定的反应性聚合物，诸如在例如专利文件US 5,736,616 A、WO 99/48963A2、WO 98/51758A1和WO 2018/149778A1中描述的那些。在变型方案中，氧收集剂可包括选自不饱和脂肪酸化合物和具有不饱和基团的链烃聚合物中的至少一者的有机吸氧剂。
由于模制的热塑性透气性外壳包围活性结构，因此，可通过外壳的屏蔽作用来防止对例如包装或医疗装置中的与活性结构流体连通的空间的污染。由于外壳是透气性的，因此在提供活性结构的地方与包装或医疗装置的气氛之间发生流体连通。所提到的气氛可以是包装或医疗装置的唯一气氛，或者是包装或医疗装置的两种或更多种(类似、相同或不同)气氛中的仅一种或几种。后一种情况意味着，在医疗装置或包装中也可能存在几个不同的内部空间，其中，这些空间中的一个或几个可与活性结构流体连通。
通过在透气性元件中的暴露位置处提供活性结构，可实现由模制的热塑性透气性外壳对活性结构的包围，使得活性结构与其中放置有透气性元件的包装或医疗装置的气氛流体连通，而“暴露”将被理解为如下的规定：暴露于与包围透气性元件的外部的流体连通、和/或朝向透气性元件的一部分暴露，当透气性元件完全地或部分地放置在包装或医疗装置之上/之中时，该部分朝向包装或医疗装置中的内部(气氛)定向。
在塞子的情况下，用以暴露活性结构的结构配置可特别地被理解为表达活性结构和周围外壳设置在塞子的朝向其中/其上放置有塞子的包装或装置的内部暴露的一侧上。
由于剪切力已被施加到聚合物并且聚合物因此是原纤化聚合物，所以活性材料的颗粒可通过缠结(而不是例如涂覆在聚合物上)来保持。换句话说，例如，碳和/或硅凝胶和/或沸石可由作为粘结剂的原纤化聚合物通过缠结来保持。这可防止粉末产生和被透气性元件外部的活性材料的颗粒污染。
此外，由于活性材料颗粒和聚合物的剪切力和由此产生的缠结，当与替代性夹带模式(诸如例如，混配(compounding))相比时，活性材料相对于聚合物的量可增加。
此外，颗粒和原纤化聚合物的混合物可增加与活性结构流体连通的流体(例如，诸如空气之类的气体)可及的活性材料的量。特别地，颗粒与粘结剂之间的缠结可因此改进包装或医疗装置中的透气性元件的气氛调节效果。
透气性元件中提供活性结构的位置可面向透气性元件的一部分，该部分被配置成面向包装或医疗装置(透气性元件部分地或完全地被配置成提供/放置在该包装或医疗装置中)的内部空间。
活性材料的颗粒和活性结构的聚合物构成的混合物可包括按重量计介于80％与99％之间的活性材料颗粒和介于1％与20％之间的聚合物颗粒。活性材料和聚合物的总和可按重量计占混合物总数的至少90％、或95％、或甚至100％(由技术上不可避免的残留物决定)。所描述类型的混合物可特别地促进包装或医疗装置中的气氛调节效果。
活性材料和聚合物的总和可按重量计占混合物总数的至少95％。按重量计混合物的高达5％的剩余部分可以是其余部分(涉及例如残留物/杂质)。总和按重量计可甚至占98％、99％或更高的量。就由于技术原因和/或添加剂(诸如，加工助剂(例如，促进活性颗粒在原纤化基质中的分布的润滑剂))而无法避免的杂质/残留物而言，其余部分可以是最少的。
用透气性外壳覆盖活性结构可具有减少活性结构中聚合物(诸如例如，PTFE)的量的益处(即，具有更高的活性材料与聚合物比率)，其中，机械稳定性由外壳提供，并且活性结构的更高脆性可以是可接受的。减少聚合物的量可进而降低总成本(因为诸如PTFE之类的聚合物经常比诸如干燥剂或活性炭等的活性材料更昂贵)。此外，活性材料与聚合物之间的高比率可降低聚合物(例如，聚合物基质)的卤素含量，这对于卤素敏感物品或市场应用可能是重要的。
活性结构的活性材料颗粒可具有在5μm至30μm或甚至5μm至20μm的范围内的颗粒大小。这可(尤其是与粘结剂(诸如，原纤化聚合物)与颗粒之间的缠结相结合)特别地促进与空气的大的表面交换，并因此促进高效/强烈的气氛调节性质。平均颗粒大小可为大约10μm，其中小于2w/w％的颗粒具有大于20μm的重量。
然而，取决于活性材料的选择，颗粒大小也可选择得更大，例如在5μm至150μm、或5μm至120μm、5μm至100μm、5μm至80μm、5μm至60μm、5μm至50μm、5μm至40μm、或5μm至30μm的范围内。
活性结构可以是活性片材(即，片材状结构)。
活性片材的厚度可位于0.2mm至10mm的范围内(边界点可被包括在内)。根据一些实施例，厚度可在0.25mm至5mm、或0.5mm至3mm、或1mm至2.5mm的范围内。这些越来越窄的范围可(随着范围越来越窄而在增加的程度上)提供空间效率(在使用活性炭的情况下，活性结构可例如具有在0.4至0.6的范围内的颗粒状活性炭的表观密度，且因此可占用约少两倍的空间以具有与比较材料相同的吸附性质)与强大的气氛调节性质之间特别好的折衷。尤其是，在5μm至150μm(甚至更为明显：5μm至30μm)的范围内的颗粒大小与活性片材的这些厚度范围(在随着范围越来越窄而增加的程度上)的组合可提供活性片材及因此作为一个整体的透气性元件的不同性质之间越来越好的折衷。
透气性元件可以是罐，其中透气性外壳包括罐的一个或几个热塑性壁。这些壁中的一个或几个可包括至少一个通气孔或通气路径以便允许流体通过(特别地，允许空气交换)。
罐可以是强健的，并且设置在包装或医疗装置中(也例如作为用于“升级”包装或医疗装置的性质的附加件，即使已经在使用中)是非常简单的。
罐可使用模制技术制造，并且可包括一个或几个热塑性部件(例如，外壁、罐的本体等)。根据一些实施例，透气性外壳(其可以是罐的热塑性部件，诸如热塑性壁)的一部分被包覆模制在活性结构上面。
透气性元件(例如，罐)的一个或几个部件且特别是透气性外壳可由合适的塑料材料制成，该塑料材料可选自包括以下各者的组：自由基或线性高密度和低密度聚乙烯、乙烯的共聚物(诸如例如，乙烯醋酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯、乙烯马来酸酐、乙烯α-烯烃(无论聚合或接枝改性的方法如何)、聚丙烯和共聚物、聚丁烯-1、聚异丁烯。出于成本原因并且因为它们易于使用，可选择聚烯烃来制造罐。
也可使用其他聚合物材料，诸如聚氯乙烯、氯乙烯的共聚物、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯的共聚物、纤维素的衍生物、聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、共聚酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯的共聚物、氟化物聚合物、聚苯硫醚、聚芳砜、聚芳醚酮、聚醚酰亚胺、聚酰亚胺、聚氨酯、酚醛树脂、三聚氰胺树脂、尿素树脂、环氧树脂和不饱和聚酯树脂。
具有例如淀粉基的可生物降解的聚合物材料也是可能的，诸如聚乳酸(PLA)。
如果需要，可以使用这些聚合物的组合。用于生产罐的聚合物还可以包含诸如纤维、膨胀剂之类的一种或多种添加剂、诸如稳定剂和着色剂之类的添加剂、滑动剂、脱模剂、粘附剂或增强捕获剂和/或根据使用要求的任何其他添加剂。
透气性元件可以是包装或医疗装置中的罐、塞子或隔室。在这些情况中的每一种情况下，包围活性结构的透气性外壳可包括一个或几个热塑性部件，诸如一个或多个热塑性壁，所述一个或多个热塑性壁具有至少一个通气孔以便允许流体通过(特别地，空气交换)。所述至少一个通气孔可被多孔膜覆盖。
膜可包括以下各者或由以下各者组成：包括聚合物纤维的纺织物或织物(织造或非织造)、或者穿孔聚合物膜。可用于膜部分或每个膜部分的聚合物织物的示例包括基于聚乙烯或聚丙烯纤维的非织造织物。特别地，合适的材料包括由DUPONT以商标出售的产品，这些产品是包括聚乙烯纤维(特别是基于高密度聚乙烯(HDPE)纤维)的纺粘非织造织物。可使用的穿孔聚合物膜的示例包括聚乙烯或聚丙烯的穿孔膜。
透气性外壳的至少一部分可被包覆模制在活性结构上面。例如，透气性元件可以是罐，并且透气性外壳可包括罐的被包覆模制在活性结构上面的热塑性壁。
透气性元件可以是卡片(即，卡片状罐)。卡片可方便地放置在包装或医疗装置中，并且卡片可以是(至少部分地是)柔性的或刚性的，具体取决于卡片的期望用途。
根据透气性元件的一些实施例，原纤化聚合物通过缠结来保持活性材料。这可增加包装或医疗装置中的气氛调节性质的有效性，因为通过缠结的保持可增加活性结构的活性材料与周围环境之间的流体交换量(如与将活性材料保持在另一种类型的粘结剂(特别是非原纤化粘结剂)之中或之上的其他技术相比较)。由于粘结剂的原纤化结构及其相对于活性材料的低比例，原纤化粘结剂对活性材料与要调节的气氛之间的流体(气体)交换的影响是有限的。这不同于非原纤化粘结剂，正如在夹带干燥剂的聚合物中的情况，其中聚合物树脂的气体扩散性质可能对活性材料与要调节的气氛之间的流体(气体)交换产生影响。有利地，原纤化聚合物可以用作任何活性材料的粘结剂。
根据透气性元件的一些实施例，透气性外壳一方面在其内体积中包括通过缠结保持在活性结构中的活性材料颗粒，且另一方面包括被接收在外壳内部除去活性结构的剩余体积中的活性材料颗粒(例如，批量地接收)。例如，第一类型的活性材料的颗粒可通过缠结保持在活性结构中，而第二类型的活性材料的颗粒可被接收在外壳内部除去活性结构的剩余体积中(例如，批量地接收)。
根据透气性元件的一些实施例，透气性外壳包括至少一个穿孔以用于在外壳的内部与外部之间进行空气交换，并且活性结构以如此的方式布置在外壳中以至于覆盖所述至少一个穿孔。在这种情况下，活性结构有利地是透气性的，使得穿过外壳的所述至少一个穿孔的气体不仅可以与通过缠结保持在活性结构中的活性材料颗粒相互作用，而且还可以与被接收在外壳内部除去活性结构的剩余体积中的其他活性材料颗粒(例如，批量地接收)相互作用。
本公开还涉及包装或医疗装置，其填充有敏感性和/或有气味的产品，诸如食品、营养产品、药物产品、草药产品和/或诊断产品。包装或医疗装置包括根据上文所描述的实施例或方面中的任一个或根据方面的实施例的组合(在彼此不矛盾的范围内)的透气性元件。
特别地，包装或医疗装置可包括选自以下列表的物品中的至少一者：罐、塞子和隔室，其中，每个物品可以是根据上文所描述的实施例或方面中的任一个或根据方面的实施例的任何可能组合(在彼此不矛盾的范围内)。
本公开还涉及一种制造根据上文所描述的方面/实施例中的任一个(或几个)的诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件的方法。
特别地，本公开涉及一种制造诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件的方法，该方法可包括以下步骤：
-提供以下各者的混合物：活性材料的颗粒，该活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂或润湿剂(且特别地，诸如碳和/或硅凝胶和/或沸石)；以及分散体，其包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类的聚合物；
-通过将剪切力施加到聚合物来使聚合物原纤化，特别地通过将混合物添加到研磨机或混合器，以便形成活性结构，其中原纤化聚合物通过缠结来保持活性材料，该活性结构可选地呈活性片材的形式；
-将活性结构的一部分与模制的热塑性透气性外壳相关联，使得透气性外壳包围活性结构。
由此产生的透气性元件可具有如针对上文所描述的元件的相应实施例/方面所描述的益处。
在研磨机或混合器中通过将剪切力施加到混合物使混合物原纤化将区别于通过混配施加剪切应力(例如，在特定温度下混合树脂和混合物，同时施加剪切应力)。在该方法的原纤化步骤的情况下，纤维是在混合期间形成的。结果，活性颗粒可通过所形成的纤维(串)来保持，即，颗粒然后嵌套在研磨步骤期间所形成的原纤维网内。后者暗示，颗粒与聚合物(诸如，PTFE)之间然后存在缠结。
研磨还可涉及一定程度的加热。研磨机本身可被加热到高于30℃的温度，例如加热到30℃至120℃、可选地50℃至120℃的范围。
模制的热塑性透气性外壳可通过本领域已知的任何技术形成，例如通过注射模制、热成型、挤出、注射或挤出吹塑、旋转模制或其任何组合。该方法可包括模制透气性外壳的步骤。
根据该方法的一些实施例，可将活性结构的该部分与罐本体或帽(作为罐的透气性外壳的至少一部分)相关联，例如通过将活性结构的该部分插入于罐本体或帽的一部分中、或通过将罐本体或帽的一部分模制在活性结构的该部分上面。
根据该方法的一些实施例，可将活性结构的该部分与塞子本体(作为塞子的透气性外壳的至少一部分)相关联，例如通过将活性结构的该部分插入于塞子本体的一部分中、或通过将塞子本体的一部分模制在活性结构的该部分上面。
根据该方法的一些实施例，可将活性结构的该部分与隔室本体(作为包装或医疗装置中的隔室的透气性外壳的至少一部分)相关联，例如通过将活性结构的该部分插入于隔室本体的一部分中、或通过将隔室本体的一部分模制在活性结构的该部分上面。
根据任何方面/实施例，混合物可在混合步骤、原纤化步骤、成型步骤中的任一个或者这些步骤中的任何两个或所有三个的组合期间被原纤化。
混合物可在研磨机中被原纤化，其中，剪切力使聚合物原纤化。例如，可使用旋转研磨机。
原纤化混合物可在单遍通过研磨机中直接形成为呈活性片材的形式。
该方法可包括压延步骤以增加活性片材的密度和/或减小活性片材的厚度。
本公开还涉及一种透气性元件，其是根据如上文所描述的本公开的方法中的任何一种或几种的一个或多个实施例或方面制造的。
此外，本公开还涉及一种活性片材对于向诸如罐、塞子或隔室的具有模制的热塑性透气性外壳的透气性元件提供气氛调节性质的用途，该透气性元件用于形成或至少部分地放置在填充有敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中，所述活性片材由包括以下各者的混合物形成：活性材料的颗粒，该活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂、或润湿剂(特别地，诸如活性碳和/或硅凝胶和/或沸石和/或氧清除剂和/或气体释放材料)；以及作为粘结剂的原纤化聚合物，该原纤化聚合物是已被施加剪切力的聚合物，该原纤化聚合物通过缠结来保持活性材料。这可向现有的包装或医疗装置提供附加的气氛调节性质，或者可以是向新的包装或医疗装置提供这种性质的便利方式。
本公开的附加优点和特征可以独立地实现或与上文所讨论的一个或几个特征的组合实现，只要这些特征彼此不矛盾，这些附加优点和特征将从特定实施例的以下描述中变得显而易见。
附图说明
为了更好地理解本公开，并且为了示出可如何使本公开生效，现在将仅通过示例的方式参考附图，在附图中：
参考附图给出描述，在附图中：
图1是根据本公开的用于气氛控制的罐的实施例的透视图；
图2是沿着图1中的平面I-I的截面图；
图3是根据本公开的罐的实施例的截面图；
图4是根据本公开的罐的实施例的截面图；
图5是根据本公开的包装中的隔室的实施例的截面图；
图6是根据本公开的用于气氛控制的塞子的实施例的透视图；
图7是沿着图6中的平面II-II的截面图；
图8是根据本公开的用于气氛控制的塞子的实施例的截面图；
图9是根据本公开的用于气氛控制的卡片状罐的实施例的透视图；
图10是卡片沿着图9中的平面III的截面图。
具体实施方式
图1是根据本公开的用于气氛控制的罐10的实施例的透视图。
图1的罐10是根据本公开的透气性元件1的示例。罐10用于放置在填充有敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中并用于调节包装或医疗装置中的气氛。
罐10包括由热塑性材料模制而成的本体11以及也由热塑性材料模制而成的帽12。
图2是沿着图1中的平面I-I的截面图。如由该视图所示，帽12被夹持到本体11上以封闭罐10。帽12设置有多个穿孔13，这些穿孔允许在罐10的内部与外部之间进行空气交换，使得罐可以在其中放置有罐10的包装或医疗装置中发挥气氛调节功能。
活性结构2放置(例如，通过冲压)到罐10的底部中。在图1的实施例的情况下，罐10内部的大部分剩余体积(除了被活性结构2占据的体积之外)填充有硅凝胶颗粒14(或者，在另一个实施例的情况下，填充有分子筛颗粒)。
图2的活性结构2由包括活性炭颗粒和作为粘结剂的原纤化聚合物(PTFE基质)的混合物形成。剪切力已被施加到PTFE基质，并且活性炭颗粒通过缠结保持在PTFE基质中。
包括本体11和透气性帽12的罐10是包围活性结构2的透气性外壳(在本公开的意义上)的示例。活性结构2凭借通过帽12的穿孔13的空气交换而保持与罐10的外部流体连通。
如果罐10放置在包装或医疗装置中，则活性炭颗粒因此发挥气氛调节效果。由于活性炭颗粒与PTFE基质缠结，因此在包装和/或医疗装置中不发生碳颗粒对粉末的污染。此外，缠结式粘结增加与碳颗粒发生的空气交换的量，因此提高气氛调节效果。也减少了活性炭颗粒与相邻活性炭和干燥剂颗粒的摩擦，因为活性炭颗粒维持缠结在原纤化的PTFE基质中。另外，包围活性结构的整体式模制的热塑性透气性外壳保护易碎的活性结构免于变形，变形可能导致通过缠结保持在原纤化聚合物中的活性材料颗粒之间发生摩擦，并因此可能产生小的粉尘颗粒。这在活性炭是活性结构的活性材料的一部分时特别有利，因为活性炭非常易碎并且易于分解成小的粉尘颗粒。
虽然图1的罐10的实施例的活性片材2被按压到本体11的底部中，但另一个实施例的罐可被包覆模制在活性片材上面(根据一些实施例，帽12被包覆模制在活性片材上面)。
图3描绘了根据本公开的罐10的实施例的截面图。图3的罐10是根据本公开的透气性元件1的另一个示例。
图3的实施例可被认为类似于图2的实施例。不同之处在于活性结构2设置在不同的位置处。即，它例如以卷的形式放置成抵靠本体11的(内部)侧壁，而不是抵靠本体11的底部。在该实施例的情况下，活性结构10(呈片材的形式)围绕本体11的侧壁的整个内圆周延伸。在其他实施例的情况下，活性结构2可仅在内侧壁的一部分上面延伸。
图3的实施例的其他特征类似于图2的实施例的那些特征并且由相似的数字表示。那些特征的描述将不进行重复。
图4描绘了根据本公开的罐的实施例的截面图。图4的罐10是根据本公开的透气性元件1的另一个示例。不同之处在于活性结构2设置在与图2和图3的情况下不同的位置处。在图4的实施例的情况下，活性结构2放置成抵靠帽12的内壁，而不是抵靠本体11的一部分。在该示例中，在其中放置有活性结构2的帽12被夹持到本体11上以封闭罐10之前，活性结构2可有利地放置成抵靠帽12的内壁。还应理解，在另一个实施例中，帽12的穿孔13可由本体11底部中的穿孔代替。
在图4中所示的实施例中，活性结构2覆盖帽12的穿孔13。这种布置的优点是，活性结构2形成屏障以避免小粉尘颗粒逸出，这些小粉尘颗粒可要么是由于活性材料缠结在活性结构2中造成，要么是由于其他活性材料14被批量地接收在罐10内部的剩余体积(即，除了被活性结构2占据的体积之外)中造成。当然，活性结构2是透气性的，使得穿过帽12的穿孔13的气体不仅可以与缠结在活性结构2中的活性材料相互作用，而且还可以与批量地被接收在罐10内部的剩余体积中的其他活性材料14相互作用。
图4的实施例的其他特征类似于图2和图3的实施例的那些特征并且由相似的数字表示。那些特征的描述将不进行重复。
图5描绘了根据本公开的形成在包装中的隔室15的实施例的截面图。图5的隔室15是根据本公开的透气性元件的另一个示例。
隔室15界定在防潮包装10的底部中，该防潮包装包括管状本体11和用于气密地封闭管状本体11的盖子12。透气性插入件16附接在管状本体11内部并且界定位于插入件16的两侧上的两个隔室，这两个隔室包括在一侧上的用于活性材料的隔室15和在另一侧上的用于敏感性产品的可填充箱(tank)。敏感性产品可以是例如药物产品、诊断产品等。
管状本体11和插入件16中的每一者由热塑性材料模制而成。插入件16设置有多个穿孔17，这些穿孔允许在隔室15的内部与外部之间进行空气交换，使得隔室可以在界定于插入件16上方的可填充箱中发挥气氛调节功能。
呈片材形式的活性结构2放置(例如，通过冲压)到隔室15的底部中。隔室15的大部分剩余部分填充有硅凝胶颗粒14(或者，在另一个实施例的情况下，填充有分子筛颗粒)。
此处再次，图5的活性结构2由包括活性炭颗粒和作为粘结剂的原纤化聚合物(PTFE基质)的混合物形成。剪切力已被施加到PTFE基质，并且活性炭颗粒通过缠结保持在PTFE基质中。
包括管状本体11的底部分和透气性插入件16的隔室15是包围活性结构2的透气性外壳(在本公开的意义上)的示例。活性结构2凭借通过插入件16的穿孔17的空气交换而保持与隔室15的外部流体连通。
图6是根据本公开的用于气氛控制的塞子20的实施例的透视图。图6的塞子20是根据本公开的透气性元件1的另一个示例。
图6的塞子20用于封闭填充有敏感性和/或有气味的产品的包装并用于调节包装中的气氛。
图7是沿着图6中的平面II-II的截面图。塞子20包括活性结构2，该活性结构已放置(例如，通过冲压)成抵靠由塞子20界定的空腔的上内表面。活性结构2是由活性炭颗粒和作为粘结剂的PTFE基质构成的混合物制成的片材。剪切力已被施加到PTFE基质，并且活性炭颗粒通过缠结保持在PTFE基质中。塞子20的内空腔的大部分剩余部分(该剩余部分是相对于被活性结构2占据的空间而言的)填充有干燥剂颗粒24。
塞子20的空腔侧壁包括端部部分25，这些端部部分比空腔侧壁的剩余部分更薄并且被卷曲以保持一块透气性纸板26。界定在塞子20的内体积中并由透气性纸板26封闭的空腔是包围活性结构2的透气性外壳(在本公开的意义上)的示例。活性结构2与包装(在该包装之上通过塞子20被气密地封闭)的气氛流体连通。在这种状态下，塞子20也部分地突出到包装中，并且在这个意义上(部分地)放置在包装中。
图8是根据本公开的用于气氛控制的塞子20的实施例的截面图。图8的塞子20是根据本公开的透气性元件1的另一个示例。
相对于图7的实施例的不同之处在于，活性结构2设置在与图7的实施例的情况下不同的位置处。在图8的实施例的情况下，活性结构2例如以卷的形式放置成抵靠塞子20内部的空腔的内侧壁。
图8的实施例的其他特征类似于图7的实施例的那些特征并且由相似的数字表示。这些特征的描述将不进行重复。
图9是根据本公开的用于气氛控制的卡片40的实施例的透视图。图9的卡片40是扁平罐的示例，即根据本公开的透气性元件1的实施例的另一个示例。图10是卡片沿着图9中的平面III-III的截面图。
根据该实施例的卡片40包括刚性热塑性支撑件46。然而，作为替代方案，根据其他实施例的卡片可包括柔性支撑件(例如，柔性热塑性支撑件)。
刚性热塑性支撑件46被包覆模制在活性结构2(呈具有平行六面体形状的活性片材的一部分的形式)上面。支撑件46设置有穿孔48，从而允许在周围气氛与活性结构2之间进行空气交换。
图9和图10的活性结构2由混合物形成，该混合物一方面包括活性材料(该活性材料包括活性炭颗粒和硅凝胶颗粒)，且另一方面包括作为粘结剂的原纤化聚合物(PTFE基质)。剪切力已被施加到PTFE基质，并且活性炭颗粒和硅凝胶颗粒通过缠结保持在PTFE基质中。
此外，图9的实施例设置有盖49，该盖与支撑件46的剩余部分模制在一起且具体地经由膜铰链50与其链接。提供夹持器件51以在封闭位置中将盖49锁定在支撑件46的剩余部分上。因此，使用支撑件46和盖49的组合，活性结构2可以被完全封闭在罩壳内部，且因此被完全包围(仅留下用于空气交换的穿孔48)。
包括透气性支撑件46和盖49的卡片40是包围活性结构2的透气性外壳(在本公开的意义上)的示例。活性结构2凭借通过支撑件46的穿孔48的空气交换而保持与卡片40的外部流体连通。
本领域技术人员将显而易见的是，在不脱离本公开的范围的情况下，可以对所公开的装置和系统进行各种修改和变化。考虑到本文中所公开的特征的说明和实践，本公开的其他方面对于本领域技术人员来说将是显而易见的。说明书和示例旨在仅被视为示例性的。许多附加的变化和修改是可能的并且被理解为落入本公开的框架内。

Claims (19)

1.一种诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件，用于形成或至少部分地放置在包含敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中并用于调节所述包装或医疗装置中的气氛，
其中，所述透气性元件包括：
-由混合物形成的活性结构，所述混合物包括：活性材料的颗粒，所述活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂、或润湿剂；以及作为粘结剂的原纤化聚合物，所述原纤化聚合物是已被施加剪切力的聚合物，所述原纤化聚合物通过缠结来保持所述活性材料；以及
-模制的热塑性透气性外壳，其包围所述活性结构，使得所述活性结构与其中放置有所述透气性元件的包装或医疗装置的所述气氛流体连通。
2.根据权利要求1所述的透气性元件，其中，所述透气性外壳一方面在其内体积中包括通过缠结保持在所述活性结构中的活性材料颗粒，且另一方面包括被接收在所述外壳内部除去所述活性结构的剩余体积中的活性材料颗粒。
3.根据权利要求1或权利要求2所述的透气性元件，其中，所述透气性外壳包括至少一个穿孔以用于在所述外壳的内部与外部之间进行空气交换，所述活性结构布置在所述外壳中以覆盖所述至少一个穿孔。
4.根据权利要求3所述的透气性元件，其中，所述活性结构是透气性的，使得穿过所述外壳的所述至少一个穿孔的气体不仅能够与通过缠结保持在所述活性结构中的活性材料颗粒相互作用，而且还能够与被接收在所述外壳内部除去所述活性结构的所述剩余体积中的其他活性材料颗粒相互作用。
5.根据前述权利要求中任一项所述的透气性元件，其中，活性材料的颗粒和所述活性结构的所述聚合物两者的混合物包括按重量计介于80％与99％之间的活性材料颗粒和介于1％与20％之间的聚合物颗粒，所述活性材料和所述聚合物的总和按重量计占所述混合物总量的至少90％。
6.根据前述权利要求中任一项所述的透气性元件，其中，所述活性结构的所述活性材料颗粒具有在5μm至30μm的范围内的颗粒大小。
7.根据前述权利要求中任一项所述的透气性元件，其中，所述活性结构是活性片材，可选地其厚度在0.2mm至10mm、或0.2mm至5mm、或1mm至2mm的范围内。
8.根据前述权利要求中任一项所述的透气性元件，其中，包围所述活性结构的所述透气性外壳是由整体式热塑性材料制成的模制外壳。
9.根据前述权利要求中任一项所述的透气性元件，其中，包围所述活性结构的所述透气性外壳包括热塑性壁，所述热塑性壁具有至少一个通气孔或通气路径以便允许流体通过，所述至少一个通气孔可选地被多孔膜覆盖。
10.根据权利要求9所述的透气性元件，其中，所述透气性外壳的一部分被包覆模制在所述活性结构上面。
11.一种包装或医疗装置，其填充有诸如食品、营养产品、药物产品和/或诊断产品之类的敏感性和/或有气味的产品，所述包装或医疗装置包括根据前述权利要求中任一项所述的诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件。
12.一种制造根据前述权利要求中任一项所述的诸如罐、塞子或隔室之类的透气性元件的方法，
所述方法包括以下步骤：
-提供以下各者的混合物：活性材料的颗粒，所述活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂、或润湿剂；以及分散体，其包括诸如聚四氟乙烯(PTFE)之类的聚合物；
-通过将剪切力施加到所述聚合物来使所述聚合物原纤化，特别地通过将所述混合物添加到研磨机，以便形成活性结构，其中所述原纤化聚合物通过缠结来保持所述活性材料，所述活性结构可选地呈活性片材的形式；
-将所述活性结构的一部分与模制的热塑性透气性外壳相关联，使得所述透气性外壳包围所述活性结构。
13.根据权利要求12所述的方法，其中，所述活性结构的所述一部分与罐本体、塞子本体或隔室本体相关联。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述关联步骤是通过将所述活性结构的所述一部分插入于所述罐本体、所述塞子本体或所述隔室本体的一部分中来执行的。
15.根据权利要求13所述的方法，其中，所述关联步骤是通过将所述罐或塞子本体或隔室本体的一部分模制在所述活性结构的所述一部分上面来执行的。
16.根据权利要求12至15中任一项所述的方法，其中，所述混合物在混合步骤、原纤化步骤、成型步骤或其组合中的任一个期间被原纤化。
17.根据权利要求12至16中任一项所述的方法，其中，所述混合物在研磨机中被原纤化，其中，剪切力使所述聚合物原纤化。
18.根据权利要求12至17中任一项所述的方法，
其中，所述原纤化混合物在单遍通过研磨机中直接形成为呈活性片材的形式，所述方法可选地进一步包括压延步骤以增加所述活性片材的密度和/或减小所述活性片材的厚度。
19.一种活性片材对于向诸如罐、塞子或隔室之类的具有模制的热塑性透气性外壳的透气性元件提供气氛调节性质的用途，所述透气性元件用于形成或至少部分地放置在填充有敏感性和/或有气味的产品的包装或医疗装置中，所述活性片材由包括以下各者的混合物形成：
-活性材料的颗粒，所述活性材料为诸如干燥剂、挥发性有机化学吸收剂、气味吸收剂或散发剂、氧吸收剂、或润湿剂，以及
-作为粘结剂的原纤化聚合物，所述原纤化聚合物是已被施加剪切力的聚合物，所述原纤化聚合物通过缠结来保持所述活性材料。
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