TW202327952A - 為活性材料定義腔室的總成和製造該總成的方法 - Google Patents

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Abstract

此總成(1)包括一管狀體(2)及經組態以附接在該管狀體(2)內部之一透氣插入件(4),以便為一活性材料(5)定義一腔室(6)。該管狀體(2)包括一橫向壁(20)及一側向壁(22),且該透氣插入件(4)包括一底壁(40)及一側壁(42),該側壁(42)在與該底壁(40)相對側上具有一開口端(43)。該腔室(6)由該管狀體(2)之一底部(24)定界且由該透氣插入件(4)封閉,該透氣插入件之開口端(43)轉向該橫向壁(20)。該透氣插入件(4)之該側壁(42)包括一機械固持部分,該機械固持部分經組態以藉由表面干涉來與該管狀體(2)之一相應機械固持部分協作。在錨固構形中,在該透氣插入件(4)與該管狀體(2)之間形成一連續的周邊密封件。

Description

為活性材料定義腔室的總成和製造該總成的方法
本發明關於一種總成,該總成包括一管狀體及一插入件,該插入件經組態以附接在管狀體內部,以便定義一腔室,氣體及蒸汽可進入該腔室,與腔室中接收之活性材料相互作用。此一總成尤其可為一小瓶或一塞子,特別是用於包裝敏感產品,諸如食品、營養品、藥品或診斷產品。本發明亦關於一種用於製造此一總成之方法。
在包裝或醫療裝置行業中,眾所周知,在用於接收敏感產品之一容器中建立填充有活性材料之一腔室,使得容器中存在之氣體及蒸汽可進入腔室且由活性材料吸收。在本文通篇中,當提及一給定的活性材料時,術語「吸收」用於涵蓋所有的化學及物理現象,藉由此等現象,一氣體可由該活性材料保留。特定言之,此包含通常被稱為「吸收」之容積現象,即氣體分子進入活性材料;或通常被稱為「吸附」之表面現象,即氣體分子附接至活性材料之表面。填充有活性材料之此一腔室可例如設置在敏感產品(諸如食品、營養品、藥品或診斷產品)之一包裝中,或設置在一醫療裝置中,特別是設置在一吸入器(諸如一DPI (乾粉吸入器))中。
WO2016116551A1揭示一種容器,該容器形成用於一包裝物品之一容納空間,其中容器體具有定界在容器體之一底部之用於活性材料之一腔室。更確切地說,腔室由一可透濕及/或可透氣的蓋子封閉,該蓋子接合在容器體之側向壁之一內表面上之一周邊凹槽後面。在此配置中,蓋子被鎖定在活性材料與周邊凹槽之間。接著,在腔室中接收之活性材料之容積必須與腔室之容積相對應,且不能被調節。蓋子在活性材料與周邊凹槽之間的鎖定亦不允許蓋子相對於容器體之一牢固附接。此外,由於冷卻階段必須足夠長,以避免在部件自工具中釋放之前對凹槽形狀之破壞,因此容器體內表面上之周邊凹槽之存在限制容器體藉由注射模製之生產率,即增加循環時間。
EP2573007A1揭示一種用於容納敏感產品(諸如血糖測試條、尿液測試條或片劑)之容器,其包括一容器體及一乾燥劑儲存箱,該乾燥劑儲存箱經組態以放置在容器體之一底部中。乾燥劑儲存箱包括用於接收乾燥劑之一內箱及封閉內箱之一開口端之一濕氣傳輸防塵片。凹槽形成在內箱之外周壁上。在總成構形中,濕氣傳輸防塵片面向容器體之一底板,同時在底板與濕氣傳輸防塵片之間形成一間隙,使得容器中之濕氣可穿過內箱之凹槽與容器體之內壁之間的一空間,以移動到間隙中,自該間隙穿過濕氣傳輸防塵片傳輸且由乾燥劑吸附。
EP2573007A1中描述之結構要求在容器體之底板上提供間隔件以形成間隙,此要求容器體之一特定設計,或若間隔件必須放置在容器體底部,則需要額外的組裝步驟。此外,在將乾燥劑儲存箱插入容器體之前,需要對乾燥劑儲存箱進行三步預組裝,其包括:用乾燥劑填充內箱,例如使用一填充噴嘴;將一預先切割的濕氣傳輸防塵片與內箱之開口端對齊,例如使用一抽吸臂;及用濕氣傳輸防塵片密封內箱之開口端,例如使用一超聲波焊接裝置。所有此等初步步驟導致一複雜的製造製程,限制容器之生產率及使用現有生產線之可能性。此外,濕氣傳輸防塵片及容器體之底板之間的間隙之存在導致容器中之空間損失。
正是此等缺點,本發明更具體地意欲藉由提出一種總成來彌補,該總成包括一管狀體及一插入件,該插入件經組態以附接在管狀體內部以便定義一腔室,此總成之製造簡單、易於自動化且允許高生產率。本發明亦提出一種用於製造一總成之方法,該總成包括一管狀體及一插入件,該插入件經組態以附接至管狀體內部以定義一腔室,該製造方法簡單、易於自動化且允許高生產率。
為此目的,本發明之一主題是一種總成,諸如一小瓶或一塞子,其包括一管狀體及一透氣插入件,該透氣插入件經組態以附接在管狀體內部,以便在管狀體之內部容積中為活性材料定義一腔室,該管狀體包括一橫向壁及一側向壁,該透氣插入件包括一底壁及一側壁,該側壁在與該底壁相對側上具有一開口端,其中該腔室由包含該橫向壁之該管狀體之一底部定界且由該透氣插入件封閉,該透氣插入件之開口端轉向該橫向壁,其中該透氣插入件之該側壁包括一機械固持部分,該機械固持部分經組態以藉由表面干涉來與該管狀體之該側向壁之一相應機械固持部分協作,藉由該機械固持部分之相互接合產生之表面干涉而將該透氣插入件相對於該管狀體錨固,其中,在錨固構形中,該透氣插入件與該管狀體之間形成一連續的周邊密封件。
根據本發明之一個特徵,在錨固構形中,該透氣插入件之該側壁及該管狀體之該側向壁藉由缸內摩擦而無底切地協作。
在本發明之意義內,表達「缸內摩擦」是指兩個實質上平行的圓柱形表面之間的一摩擦,該等兩個圓柱形表面一個位於另一個內部。根據其一般定義,一圓柱體是由一圓柱表面及兩個平行平面定界之一實體,其中圓柱表面由一條線(稱為母線)定義,該線穿過描述一封閉平面曲線(稱為導向曲線)之一可變點,且保持一固定方向。換言之,該母線在空間中沿著封閉的定向曲線以一恒定的方向移動,因此形成圓柱表面。較佳地,在右圓柱表面(即圓柱表面)之間建立一缸內摩擦,使得母線垂直於圓柱之基底。在本發明之上下文中,兩個表面之間的一缸內摩擦亦是可能的,其中至少一個表面具有一輕微的拔模角,如所屬技術領域中常見的,以便於注射模製,通常小於2°,較佳地在0.5與1°之間。應暸解,在本發明之框架內,可在不具有圓形基底之圓柱形表面之間(例如在具有橢圓形基底、四邊形基底之圓柱表面之間),或在定義一封閉平面曲線(諸如,例如,鋸齒形之一折線)之任何其他形狀之基底之間建立一缸內摩擦。
由於本發明,藉由該透氣插入件與該管狀體之互補機械固持部分之間的表面干涉而將該透氣插入件牢固地附接至該管狀體。藉由該表面干涉或干涉契合之附接件對應於在該透氣插入件與該管狀體之組裝時產生一變形,使得該透氣插入件之該外徑在組裝之前比一旦該透氣插入件與該管狀體組裝之後更高。通常而言,就該透氣插入件之周長而言,該變形可為0.5%至3%。
在本發明之一個實施例中,該透氣插入件之該側壁之該機械固持部分可由一光滑表面形成,該光滑表面經組態以藉由表面干涉來與形成該管狀體之該側向壁之該機械固持部分之一互補光滑表面協作。
在本發明之另一實施例中,該透氣插入件之該側壁之該機械固持部分可由一縱向條紋表面形成,該縱向條紋表面經組態以藉由表面干涉來與形成在該管狀體之該側向壁上提供的實質上平行於其縱軸之該機械固持部分之一互補縱向條紋表面協作。
在兩個實施例中,該透氣插入件之該側壁之該機械固持部分及該管狀體之該側向壁之該機械固持部分藉由缸內摩擦而協作。與包括諸如WO2016116551A1中之該管狀體之該周邊凹槽之浮雕的徑向特徵之卡扣契合固持部分相比,本發明之機械固持部分可避免該管狀體之該側向壁及該透氣插入件之該側壁中之任何底切。由於此結構,可藉由注射模製容易地獲得該透氣插入件及該管狀體,因為該等機械固持部分可在沒有模製底切之情況下獲得,因此部件自該注射模具釋放期間之損壞風險很低。該總成之製造亦可為完全自動化的,特別是用活性材料填充該透氣插入件可為自動化的,且立即將經填充之透氣插入件插入該管狀體中,藉此允許高生產率。
有利地,在錨固構形中,在該透氣插入件與該管狀體之間形成的連續周邊密封件防止活性材料自腔室中洩漏。根據本發明之一總成之腔室可接收多種活性材料,其包含脫水劑(或乾燥劑),諸如分子篩、矽膠、脫水黏土;氧氣清除劑;氣味吸收劑;濕度或揮發性嗅覺有機化合物之發射器;或其混合物。本發明之總成對於活性材料之實體形式亦為非常通用的,其可為例如粉末、丸粒、顆粒、片劑或其混合物之形式。
在本發明之上下文中,應暸解,連續的周邊密封件未必建立在該透氣插入件及該管狀體之光滑面對的表面之間,但連續的周邊密封件可例如由該透氣插入件及該管狀體上提供的互補浮雕特徵之互鎖而產生,只要在錨固構形中在該透氣插入件及該管狀體之整個周邊上存在一連續接觸。在一個實施例中,可在該透氣插入件之浮雕縱向特徵與該管狀體之浮雕縱向特徵互鎖之間建立連續的周邊密封件。
根據本發明之一個特徵,在錨固構形中,該透氣插入件之該開口端由形成在該透氣插入件與該管狀體之間的連續周邊密封件封閉,而無需任何其他封閉構件。此與先前技術相比是非常有利的,特別是與EP2573007A1相比,其中該內箱之該開口端必須用一濕氣傳輸防塵片密封。相反,在本發明中,在該透氣插入件已填充有活性材料之後,該透氣插入件之該開口端保持打開,且該經填充之透氣插入件在其開口端仍然打開的情況下直接插入該管狀體中。在實踐中,由於該管狀體及該透氣插入件在插入期間及在錨固構形中之相對配置,封閉該透氣插入件之該開口端的是管狀體本身。此特性是實現高生產率之關鍵。
根據本發明之一個特徵,在25°C、40%RH下,該透氣插入件之水蒸氣吸收率高於或等於80 mg/天。該透氣插入件之水蒸氣吸收率可藉由一重量測試方法量測,其中在測試開始時,該透氣插入件用含水量小於3%之一4Å分子篩填充至其含量容量之至少80%。由於該透氣插入件之該氣體滲透性,氣體可穿過該總成之錨固構形中之該透氣插入件流入及流出該腔室。因此,含有在該總成之該腔室中之活性材料可調節該腔室外部之大氣。
根據本發明之一個特徵,該透氣插入件之該底壁包括一氣體滲透部分,該氣體滲透部分經組態以防止該活性材料自該腔室通過至該腔室外部。除了該底壁之該氣體滲透部分之外,其包含該側壁之該透氣插入件之其餘部分可由不透氣的聚合物基材料製成。該氣體滲透部分確保氣體可自包裝在包括該總成之一容器中之產品周圍之大氣中通過,同時防止活性材料對包裝產品之污染。依此方式,由該透氣插入件及該管狀體之該總成形成之該腔室是防塵的且透氣的。
根據一個特徵,該氣體滲透部分包括覆蓋有一氣體滲透保護片之至少一個孔。該氣體滲透保護片可避免活性材料穿過該等孔逃出該腔室。在一個實施例中,該氣體滲透保護片是一紙板。在另一實施例中,該氣體滲透保護片是封閉該孔之一多孔膜。在後一種情況下,例如藉由熱密封、超聲波焊接、包覆模製等,將該膜有利地固定至該等孔周邊周圍之該透氣插入件之一壁上。根據一個實施例,該膜是一聚合物膜部分,諸如包括聚合物纖維之一紡織品或織物,編織或非編織,或多孔聚合物膜。可用於該膜之聚合物織物之實例包含基於聚乙烯或聚丙烯纖維之非編織織物。特定言之,合適的材料包含由DUPONT以商標TYVEK出售之產品,其是包括聚乙烯纖維、特別是基於高密度聚乙烯(HDPE)纖維之紡黏非編織織物。可用於該膜之多孔聚合物膜之實例包含聚乙烯或聚丙烯之多孔膜。
根據一個實施例,在錨固構形中,該連續的周邊密封件形成在該透氣插入件之一端表面與該管狀體之該橫向壁之間。在此實施例中,在該透氣插入件及該管狀體之表面之間獲得連續的周邊密封件,此等表面是橫向於該管狀體之縱軸。
根據一個實施例,在錨固構形中,連續的周邊密封件形成在該透氣插入件之該側壁與該管狀體之該側向壁之間。在此實施例中,在實質上平行於該管狀體之該縱軸之表面之間獲得連續的周邊密封件。
根據本發明之一個特徵,該透氣插入件之該側壁進一步包括一光滑表面部分,該光滑表面部分經組態以在該透氣插入件插入該管狀體中時與該管狀體之該側向壁之該內表面滑動接觸,該光滑表面部分在該透氣插入件上沿該透氣插入件插入該管狀體之一方向定位在該機械固持部分之前部。由於其在該透氣插入件插入該管狀體之一方向上位於該機械固持部分之前部,光滑的表面部分在該透氣插入件插入該管狀體時可作為一刮刀或一刮板使用,以將該活性材料推向該管狀體之該底部且遠離該透氣插入件及該管狀體之該機械固持部分,從而可藉由該機械固持部分之間的表面干涉獲得一最佳的機械附接品質。依此方式,該光滑表面部分之存在防止儲存在一容器中之產品之任何污染,在該容器中藉由本發明之總成來調節大氣。在具有細顆粒及輕顆粒(諸如矽膠或活性炭)之活性材料之情況下,避免活性材料之洩漏是更重要的,該活性材料之顆粒易於藉由靜電相互作用黏附至該透氣插入件及該管狀體之該等向壁上。
根據一個特徵,該光滑表面部分形成在定界該透氣插入件之該開口端之一自由邊緣附近。此一配置,其中該光滑表面部分在該透氣插入件插入該管狀體之方向上處於最靠前的位置,使得可在插入期間儘早受益於該光滑表面部分之「刮擦效應」,因此防止活性材料顆粒滯留在該透氣插入件之該側壁與該管狀體之該側向壁之間。由於該光滑表面部分之此最靠前位置,亦可最大化該透氣插入件之該機械固持部分在插入方向上在該光滑表面部分後部之縱向延伸,且因此最大化在錨固構形中該透氣插入件與該管狀體之間的附接之固持力。
根據一個實施例,在將該透氣插入件插入該管狀體中,其中該開口端轉向該橫向壁時,該透氣插入件之該側壁及該管狀體之該側向壁具有在相反角度方向上之拔模角。更確切地說,該透氣插入件之該側壁最初在遠離該底壁加寬之一方向上具有一拔模角,而該管狀體之該側向壁最初在遠離該橫向壁加寬之一方向上具有一拔模角。接著,在將該透氣插入件插入該管狀體中時,由於該透氣插入件之該開口端轉向該管狀體之該橫向壁,因此該透氣插入件之該側壁相對於該管狀體之該側向壁成一角度。因此,與該側壁及該側向壁彼此平行之情況相比,在插入期間,兩個部件之間的契合更強且更早地發生,在此情況下,契合在插入期間增加,且在插入結束時變得最強。該透氣插入件及該管狀體之該反向拔模角導致該透氣插入件及該管狀體彼此一致的變形更快地契合。根據一個實施例,該透氣插入件之該側壁及該管狀體之該側向壁之該拔模角之值被選擇為小於2°,較佳地在0.5°與1°之間,較佳地係約0.5°。
根據本發明之一個特徵,該透氣插入件及該管狀體由具有一彈性之聚合物基材料製成。有利地,在將該透氣插入件插入該管狀體中時,該透氣插入件及該管狀體之變形保持在彈性變形範圍內。依此方式,防止該透氣插入件及該管狀體塑性變形。由於其等彈性,在將該透氣插入件插入該管狀體中期間,該透氣插入件及該管狀體可彼此一致,此導致藉由表面干涉而將該透氣插入件相對於該管狀體更強地錨固。
根據一個實施例,該透氣插入件之該側壁之該厚度在該光滑表面部分附近之該側壁之一遠端區域中減小。此一變薄的遠端區域(其是該透氣插入件在該透氣插入件插入該管狀體中之方向上接觸之該管狀體之該第一區域)為該透氣插入件提供更大的撓性,以在插入時變形。該變薄的遠端區域亦使得能夠盡可能快地吸收該透氣插入件與該管狀體之間的拔模角中之一潛在差異,且吸收圓形之任何幾何缺陷,因為該透氣插入件之撓性意味著更易於適應輕微的設計變化,諸如,例如由組件之生產及冷卻製程或歸因於一些中間儲存條件產生之橢圓形。
根據一個實施例,該透氣插入件之該側壁之該機械固持部分包括複數個浮雕縱向特徵,該浮雕縱向特徵經組態以藉由與該管狀體之該側向壁之該機械固持部分上提供的實質上平行於其縱軸之互補的浮雕縱向特徵相互接合而協作。與具有光滑圓柱形表面之機械固持部分相比,浮雕縱向特徵之存在確保在更大的表面積上之一緊固,此導致藉由表面干涉使該透氣插入件相對於該管狀體之一更強的錨固。特定言之,藉由浮雕特徵獲得之更大的實體干涉表面積增加該透氣插入件與該管狀體之間的介面處之摩擦力,且因此降低拆卸之風險。
在本發明之框架內,該透氣插入件之複數個浮雕縱向特徵是相對於該透氣插入件之該側壁之一外部一般表面之複數個凹陷或突出圖案,諸如縱向凸條或凹槽。以一類似的方式,該管狀體之複數個浮雕縱向特徵是相對於該管狀體之該外周壁之一內部一般表面之複數個突出或凹陷圖案,與該透氣插入件之該等凹陷或突出圖案互補,諸如縱向凹槽或凸條。在整個本文中,當浮雕中之一特徵經組態以與其他特徵協作且互鎖時,浮雕中之另一特徵是互補的,且該等兩個特徵可具有相同的形狀或不同的形狀。例如,浮雕中之兩個互補特徵可都具有一V形橫截面,或其等可包含具有一V形橫截面之一第一特徵及具有一矩形橫截面之一第二特徵,該矩形橫截面適合於接收V形第一特徵且與該V形第一特徵互鎖。
根據一個特徵,該透氣入件之該浮雕縱向特徵之一端與該透氣插入件之該光滑表面部分有一定距離。依此方式,該等浮雕縱向特徵之存在不會改變該光滑表面部分之「刮擦效果」之品質,該光滑表面部分在將該透氣插入件插入該管狀體中時與該管狀體之該側向壁之該內表面接觸滑動,因此防止活性材料顆粒向該腔室外部通過。
根據一個特徵,該透氣插入件之該複數個浮雕縱向特徵周向地分佈在該機械固持部分之周圍上。此有助於將該透氣插入件牢固地錨固在該管狀體內部之該總成之整個周邊上。
根據一個實施例,該透氣插入件及該管狀體中之一者之至少一個浮雕縱向特徵具有兩個側翼,該側翼相對於穿過該浮雕特徵之該透氣插入件或管狀體之一徑向方向傾斜,且,在錨固構形中,該透氣插入件及該管狀體中之一者之至少一個浮雕縱向特徵之兩個傾斜側翼與該透氣插入件及該管狀體中之另一者之一互補浮雕縱向特徵接觸。在本文中應暸解,該透氣插入件及該管狀體中之另一者之該互補浮雕縱向特徵亦可具有兩個傾斜的側翼,抑或可不具有兩個傾斜側翼。在該透氣插入件相對於該管狀體之錨固構形中,至少一個浮雕特徵之該等兩個傾斜側翼之配置與另一部分互補浮雕縱向特徵接觸,不僅在該總成之徑向方向上提供一緊固作用,而且在該等傾斜側翼上提供一橫向緊固作用,其實質上是周向的。此導致藉由表面干涉將該透氣插入件更牢固地錨固在該管狀體內。
根據一個實施例,該透氣插入件與該管狀體之間的一個部件之複數個浮雕縱向特徵(周向地分佈在該部件之周邊上)具有兩個側翼,該等側翼相對於穿過該浮雕特徵之該透氣插入件或管狀體之一徑向方向傾斜,在藉由表面干涉的該透氣插入件相對於該管狀體之錨固構形中,具有傾斜側翼之各浮雕縱向特徵之兩個傾斜側翼與該透氣插入件及該管狀體中之另一部件之一互補浮雕縱向特徵接觸。在此實施例中,由於周向地分佈之一個部件之複數個浮雕特徵具有傾斜側翼,且在錨固構形中與另一部件之互補浮雕特徵接觸,因此在該等傾斜側翼上產生之橫向緊固分佈在該總成之周邊上。此有助於將該透氣插入件牢固地錨固在該管狀體內部之該總成之整個周邊上。
根據一個實施例,該透氣插入件之至少一個浮雕縱向特徵具有相對於穿過該浮雕特徵之該透氣插入件之一徑向方向傾斜的兩個側翼,而該管狀體之至少一個浮雕縱向特徵具有相對於穿過該浮雕特徵之該管狀體之一徑向方向傾斜的兩個側翼,且,藉由表面干涉在該管狀體內部之該透氣插入件之錨固構形中,該透氣插入件之該至少一個浮雕縱向特徵之該等兩個傾斜側翼與該管狀體之該至少一個浮雕縱向特徵之該等兩個傾斜斜面接觸。在此實施例中,至少有兩個互補浮雕特徵,包含一個互補浮雕特徵在該透氣插入件上及一個互補浮雕特徵在該管狀體上,各者具有兩個傾斜側翼,且在該透氣插入件相對於該管狀體之錨固構形中,具有傾斜側翼之兩個互補浮雕特徵相互接合,且該等傾斜側翼成對接觸。在此情況下,例如,與平行於徑向方向之側壁之矩形橫截面之凸條及凹槽相比,該等協作側翼相對於該總成之徑向方向之傾斜確保該互補特徵在一更大的表面上之一緊固。此導致藉由表面干涉將該透氣插入件更牢固地錨固在該管狀體內。
根據一個實施例,周向地分佈在該透氣插入件之外周上的該透氣插入件上之複數個浮雕縱向特徵具有相對於穿過所考慮之浮雕特徵之該透氣插入件之一徑向方向傾斜的兩個側翼,而周向地分佈在該管狀體之內周上的該管狀體之複數個浮雕縱向特徵具有相對於穿過所考慮之浮雕特徵之該管狀體之一徑向方向傾斜的兩個側翼,且,藉由表面干涉在該管狀體內部之該透氣插入件之錨固構形中,具有傾斜側翼之該透氣插入件之該浮雕縱向特徵與亦具有傾斜側翼之該管狀體之互補浮雕特徵接合,使得該等傾斜側翼成對接觸。此實施例結合上述實施例之優點,即,由於具有傾斜側翼之該浮雕特徵之周向分佈,在該等傾斜側翼上產生之橫向緊固(實質上是周向的)分佈在該總成之周邊上;且,對於相互接合之每對互補縱向特徵,兩個互補縱向特徵都具有傾斜側翼,該等協作側翼相對於該總成之徑向方向之傾斜確保在該等互補特徵之一較大表面上之一緊固。此有助於將該透氣插入件牢固地錨固在該管狀體內部之該總成之整個周邊上。
在一個實施例中,在垂直於該總成之該縱軸之一截面中,根據該透氣插入件及該管狀體之兩個不同的直徑,具有傾斜側翼之該透氣插入件之浮雕特徵之傾斜側翼遵循具有傾斜側翼管狀體之浮雕特徵之傾斜側翼之一同向輪廓。接著,該透氣插入件及該管狀體具有一相同的傾斜表面圖案。由於形狀互補,該接觸壓力不僅發生在該總成之徑向方向上,而且發生在垂直於傾斜側翼之傾斜側翼上,即實質上周向上。
根據一個實施例,該管狀體之浮雕縱向特徵及該透氣插入件之該浮雕縱向特徵,分別在該管狀體之周邊上及該透氣插入件之周邊上彼此鄰接。根據一個特徵,該管狀體之浮雕縱向特徵及該透氣插入件之浮雕縱向特徵,分別在該管狀體之內周上及該透氣插入件之外周上形成至少一個條紋表面。特定言之,該透氣插入件及該管狀體可各自包括彼此不同且圍繞其等周邊分佈之若干條紋表面。
根據一個實施例,該透氣插入件在其外周上包括複數個縱向凸條,各縱向凸條在該縱向凸條之各端部具有一圓形或倒角的端部,該端部經組態以在該透氣插入件在該管狀體中接合時首先與設置在該管體之內周上之一互補縱向凹槽相互作用。凸條之此圓形或倒角端部使得可易於啟動該透氣插入件之縱向凸條與該管狀體之縱向凹槽之接合,而不必確切地對準圖案。根據一個特徵,一縱向凸條之各圓形或倒角端部相對於該透氣插入件之側壁具有5°至30°之一倒角。
根據一個實施例,浮雕縱向特徵藉由相互接合而協作之長度大於該管狀體直徑之1/10,較佳地大於該管狀體直徑之1/6。在此評估中考慮之管狀體之直徑是該管狀體之側向壁表面之直徑,該表面包括浮雕縱向特徵,即該側向壁之內表面,取自與該透氣插入件之該等浮雕縱向特徵接合之那端,該端離該管狀體之橫向壁最遠。浮雕特徵之間的相互作用長度確保該透氣插入件在該管狀體內之一牢固附接。
根據一個實施例,在該透氣插入件之側壁之外表面上之連續浮雕縱向特徵在側壁之周向方向上分佈,其中兩個連續浮雕特徵之間的一角節距小於3°,較佳地約2°。應注意,歸因於管狀體之浮雕特徵之形狀互補,管狀體之側向壁之內表面上之浮雕特徵之間的角節距與透氣插入件之浮雕特徵之間的角節距相同。透氣插入件及管狀體上之連續浮雕特徵之此一角節距提供諸多互補浮雕特徵,此確保藉由表面干涉將透氣插入件適當地錨固在管狀體內部。特定言之,浮雕特徵之數量越高,透氣插入件相對於管狀體之緊固度越高。
根據一個特徵,該透氣插入件在其外周上包括複數個縱向凸條,各縱向凸條具有包括一頂點及兩個側翼之一V形橫截面,其中各側翼自頂點延伸且相對於穿過頂點之透氣插入件之一徑向方向傾斜。根據一個特徵,管狀體在其內周上包括複數個縱向凹槽,各縱向凹槽具有包括一底部及兩個側翼之一V形橫截面,其中各側翼自底部延伸且相對於穿過底部之管狀體之一徑向方向傾斜。根據一個實施例,透氣插入件之各縱向凸條之頂點處之角度可與管狀體之各縱向凹槽之底部處之角度相同。根據另一實施例,透氣插入件之各縱向凸條之頂點處之角度可高於管狀體之各縱向凹槽之底部處之角度,例如具有約2°至10°之一角度差。可能有意思的是,透氣插入件之凸條具有一稍微更高的頂角,即比管狀體之凹槽稍微更開放,以促進傾斜側翼上之接觸且增強徑向干涉。
在一個實施例中,透氣插入件之各縱向凸條之兩個側翼相對於彼此以70°與90°之間的一角度傾斜,較佳地約80°。根據一個特徵,透氣插入件之各縱向凸條具有大於0.2 mm之一峰谷高度,較佳地大於0.3 mm。當然,歸因於其等形狀互補,管狀體之浮雕特徵對於其等頂角及峰谷高度亦具有類似的範圍。
根據一個特徵,透氣插入件之各縱向凸條之兩個側翼在穿過頂點之徑向方向之兩側以一相同的角度傾斜,即,穿過頂點之徑向方向是各縱向凸條頂點處之角度之平分線,且對於管狀體之各縱向凹槽之兩個側翼是相同的。根據一個實施例,透氣插入件之各縱向凸條之頂點處之角度,分別是管狀體之各縱向凹槽之底部處之角度在70°與90°之間,較佳地係約80°。根據一個實施例,對於透氣插入件之各縱向凸條,各側翼相對於穿過凸條之頂點之一徑向方向之傾斜角在35°與45°之間,較佳地係約40°。根據一個實施例,對於管狀體之各縱向凹槽,各側翼相對於穿過凹槽底部之一徑向方向之傾斜角在35°與45°之間,較佳地係約40°。
根據一個特徵,管狀體之各縱向凹槽之底部具有一尖頭形狀,而透氣插入件之各縱向凸條之頂點具有一圓形形狀。依此方式,對於相互接合之每對互補縱向凸條及凹槽,在凸條之頂點與凹槽之底部之間留下一間隙,即一空白空間。此間隙允許透氣插入件之縱向凸條及管狀體之縱向凹槽在相互接合中變形,使得透氣插入件與管狀體之間的接觸表面及因此緊固最大化。透氣插入件之各縱向凸條之頂點處之曲率(或截斷,例如,以在橫截面中形成一梯形而非一三角形輪廓)亦藉由避免在凸條之一尖端處之接觸而改善傾斜側翼上之接觸,此將導致一徑向(向心)緊固力且將不太有效。應注意,當透氣插入件之浮雕縱向特徵及管狀體之浮雕縱向特徵是連續的時,一底部形成在透氣插入件兩個相鄰凸條之間,而一頂部形成在管狀體之兩個相鄰凹槽之間。在此情況下,同樣的構形,具有透氣插入件之各底部之一尖頭形狀及管狀體之各頂點之一圓形形狀,亦有利地實施使得在每對面對的頂點及底部之間存在一間隙。
根據一個特徵,透氣插入件之底壁與側壁之間的接合處之倒角小於0.5 mm,較佳地小於或等於0.2 mm。此一小的倒角有助於減少灰塵之滯留,該等灰塵可來自於儲存在一容器中之產品,在該容器中,藉由本發明之總成調節大氣。
根據一個實施例,在錨固構形中,透氣插入件與管狀體之橫向壁接觸。此配置有利地對應於透氣插入件之機械固持部分與管狀體之間的一最大縱向接合。此外,在此情況下,腔室或腔室之任何子腔室之容積是已知的,使得可調節活性材料之數量,使得其對應於腔室或腔室之子腔室之容積。接著,在管狀體內部之透氣插入件之錨固構形中,透氣插入件與管狀體之橫向壁接觸,可避免活性材料顆粒之一鬆散分佈,否則可產生噪音。
根據一個實施例,透氣插入件包括一內部管狀壁,該內部管狀壁在由底壁及側壁定界之透氣插入件之內部容積中定義調節容積之一子隔室。在此實施例中,可調節子隔室之容積,使得其對應於一給定應用之腔室中之活性材料之一期望數量。例如,腔室中之活性材料之數量可被調節以達到一容器內之大氣調節之一期望水準,或其可基於待儲存在一容器中之產品之性質(諸如,水分含量)來改變,在容器中藉由本發明之總成調節大氣。在實踐中,在將透氣插入件插入管狀體中之前,調節容積之子隔室被活性材料完全填充。接著,在錨固構形中,活性材料由子隔室之壁及管狀體之橫向壁緊密包圍,且不能在腔室中移動,因此防止產生噪音(例如,類似於一「maracas」),否則在腔室中活性材料顆粒鬆散分佈之情況下可產生噪音。
根據一個實施例,透氣插入件及/或管狀體可由可注射熱塑性材料獲得,該可注射熱塑性材料以其自身充當大氣調節器之一方式製成,例如能夠吸收各種不同的化學物質,諸如濕度、氧氣、氣味及其他可能的污染物。在此情況下,構成透氣插入件及/或管狀體之熱塑性材料本身用屬於以下群組之添加劑配製:濕度吸收劑;氧氣清除劑;氣味吸收劑;及/或濕度或揮發性嗅覺有機化合物之發射器。合適的添加劑之實例包含上述脫水劑及氧氣收集劑。應注意,用此等添加劑配製之熱塑性材料表現出一較低的彈性。然而,一較低的彈性與根據本發明之總成相容,其中藉由表面干涉將透氣插入件固定在管狀體內。特定言之,此一總成製程不需要與所需之部件之彈性程度相同的彈性程度,例如,藉由與一周邊凹槽之卡扣契合來鎖定。
特定言之,當透氣插入件是由包含活性材料之一聚合物基材料製成之一活性插入件時,可將在腔室中接收之活性材料之作用與存在於透氣插入件之組合物中之活性材料之作用相結合。在一個實施例中,透氣插入件可為一乾燥劑插入件,其中一聚合物組合物包括一熱塑性基礎聚合物及一無機乾燥劑材料作為活性材料,較佳地選自包含下列之組群:分子篩、沸石、矽膠、黏土、水合物鹽、金屬氧化物及其混合物,如例如WO2019197165A1中所揭示。在另一實施例中,透氣插入件可為一調味插入件,其中一聚合物組合物包括一熱塑性基礎聚合物及一香味助劑作為活性材料,較佳地選自揮發性嗅覺有機化合物。
根據一個特徵,透氣插入件被容納在管狀體內,使得用於活性材料之腔室被定義在管狀體之內部容積內。
在本發明之一個實施例中,該總成是用於儲存產品(特別是敏感產品)之一小瓶,該管狀體是一容器,在該容器內,該透氣插入件定界位於該透氣插入件兩側上之兩個隔室,該隔室包含在該透氣插入件之內部容積中之一側之用於活性材料之腔室,及用於在透氣插入件之另一側、在透氣插入片之外之管狀體內部容積之剩餘部分中儲存產品之一可填充罐。
在本發明之另一實施例中,管狀體及透氣插入件是一塞子之一部分,其等在塞子內部為活性材料定義腔室,塞子經組態以封閉一容器,該容器意欲接收產品,特別是敏感產品,且調節容器內之大氣。
根據一個實施例,腔室填充有活性材料,特別是一粉末或顆粒狀態之活性材料,其可為任何類型的活性材料。在本發明之意義內,活性材料是能夠調節一容器中之大氣之一材料,尤其是在意欲接收敏感產品之一容器中。特定言之,活性材料可屬於以下群組:濕度吸收劑;氧氣清除劑;氣味吸收劑;及/或濕度或揮發性嗅覺有機化合物之發射器。視情況,活性材料能夠釋放氣態物質,諸如濕氣或香水。此等性質例如對於敏感產品需要一定濕度之應用是有用的。此等產品是例如粉末,尤其是用於產生氣霧劑、明膠膠囊、草藥、凝膠及霜,包含化妝品、食品等。
合適的脫水劑之實例包含但不限於矽膠、脫水黏土、活性氧化鋁、氧化鈣、氧化鋇、天然或合成沸石、分子篩或類似的篩子,或潮解鹽,諸如硫化鎂、氯化鈣、氯化鋁、氯化鋰、溴化鈣、氯化鋅或其類似者。較佳地,脫水劑是一分子篩及/或一矽膠。
合適的集氧劑之實例包含但不限於具有一還原能力之金屬粉末,特別是鐵、鋅、錫粉末、仍具有氧化能力之金屬氧化物,特別是氧化亞鐵,及單獨使用或在一活化劑(諸如,碳化物、羰基、氫氧化物)存在下使用之鐵化合物,諸如,氫氧化物、碳酸鹽、亞硫酸鹽、硫酸鹽、磷酸鹽、有機酸鹽,或鹼金屬或鹼土金屬之氫鹽,活性炭、活性氧化鋁或活性黏土。用於收集氧氣之其他試劑亦可選自特定的反應性聚合物,諸如在專利文件US 5,736,616 A、WO 99/48963 A2、WO 98/51758 A1及WO 2018/149778 A1中描述之此等。
根據一個特徵,透氣插入件及管狀體中之各者由一合適的聚合物基材料製成。合適的聚合物材料之實例包含但不限於自由基或線性高密度及低密度聚乙烯、乙烯之共聚物,諸如,例如,乙烯乙酸乙烯酯、乙烯丙烯酸乙酯、乙烯丙烯酸丁酯、乙烯馬來酸酐、乙烯α-烯烴,無論藉由接枝、聚丙烯、聚丁烯、聚異丁烯進行聚合或改性之方法如何。因為成本原因且易於使用,選擇聚烯烴來製作透氣插入件及管狀體是有利的。然而,亦可考慮其他聚合物材料,諸如聚氯乙烯、氯乙烯共聚物、聚偏二氯乙烯、聚苯乙烯、苯乙烯共聚物、纖維素衍生物、聚醯胺、聚碳酸酯、聚甲醛、聚對苯二甲酸乙二醇酯、聚對苯二甲酸丁二醇酯、共聚酯、聚苯醚、聚甲基丙烯酸甲酯、丙烯酸酯共聚物、氟聚合物、聚醯亞胺、聚氨酯等。
若需要,可使用此等聚合物之組合。用於生產透氣插入件及管狀體之聚合物亦可含有一種或多種添加劑,諸如纖維、膨脹劑、添加劑(諸如穩定劑及著色劑)、滑動劑、脫模劑、黏合劑或強化捕捉劑及/或根據使用要求之任何其他添加劑。
根據一個實施例,透氣插入件之構成材料之楊氏(Young)模數小於或等於管狀體之構成材料之楊氏模數。當透氣插入件及主體之構成材料具有實質上相同的楊氏模數時,透過在兩個部件之浮雕縱向特徵之間建立一平衡的相互作用,可增強透氣插入件在管狀體內之契合。為透氣插入件選擇具有一較低楊氏模數之一材料可允許透氣插入件更容易地接合在管狀體內。
本發明之另一主題是一種用於製造如上所描述之總成之方法,其包括以下步驟: -用活性材料填充該透氣插入件之該內部容積之至少一部分; -將該經填充之透氣插入件插入該管狀體中,其中該透氣插入件之開口端轉向該管狀體之該橫向壁,直至達到錨固構形,其中該透氣插入件之該機械固持部分與該管狀體之該相應機械固持部分接合,且在該透氣插入件與該管狀體之間形成一連續密封件。
本發明之另一主題是一種用於製造一總成(諸如,一小瓶或塞子)之方法,該總成包括一管狀體及一透氣插入件,該透氣插入件經組態以附接在該管狀體內部,以便在該管狀體之內部容積中為活性材料定義一腔室,該管狀體包括一橫向壁及一側向壁,該透氣插入件包括一底壁及一側壁,該側壁在與該底壁相對側上具有一開口端,該腔室由包含該橫向壁之該管狀體之一底部定界且由該透氣插入件封閉,該透氣插入件之開口端轉向該橫向壁,該透氣插入件之側壁包括一機械固持部分,該機械固持部分經組態以藉由表面干涉來與該管狀體之該側向壁之一相應機械固持部分協作,其中該方法包括以下步驟: -用活性材料填充該透氣插入件之該內部容積之至少一部分; -將該經填充之透氣插入件插入該管狀體中,其中該透氣插入件之開口端轉向該管狀體之該橫向壁,直至藉由該機械固持部分之該相互接合產生之表面干涉而將該透氣插入件相對於該管狀體錨固,且在該透氣插入件與該管狀體之間形成一連續的周邊密封件。
有利地,該製造方法可完全自動化。特定言之,用活性材料填充該透氣插入件可為自動的,且立即將經填充之透氣插入件插入該管狀體中,而不需要封閉該透氣插入件,因此允許高生產率。
根據一個特徵,透氣插入件之側壁之機械固持部分包括複數個浮雕縱向特徵,該浮雕縱向特徵經組態以藉由與在管狀體之側向壁之機械固持部分上提供的實質上平行於其縱軸之互補浮雕縱向特徵相互接合而協作。
根據該製造方法之一個特徵,在該透氣插入件已填充有該活性材料之後,該透氣性插入件之該開口端保持打開,且該經填充之透氣插入件在插入該管狀體時其開口端仍然打開,其中,在將該經填充之透氣插入件插入該管狀體時,該透氣插入件定位為其開口端朝上,而該管狀體定位為其開口端朝下。
根據該製造方法之一個特徵,在將經填充之透氣插入件插入該管狀體中時,該透氣插入件保持靜止,同時該管狀體在該透氣插入件上移位,例如藉由在該透氣插入件上方被推動或拉動。有利地,在該製造方法之所有步驟期間,經填充之透氣插入件保持靜止,直至達到錨固構形,因此限制活性材料從該透氣插入件脫落及浪費活性材料之風險。
根據該製造方法之一個特徵,將經填充之透氣插入件插入該管狀體中,直至其抵靠該管狀體之橫向壁。
與管狀體填充有活性材料且透氣插入件在一空的狀態下插入管狀體中之製造方法相比,以上描述之製造方法,其中活性材料直接倒入具有一杯形之透氣插入件中,且管子被顛倒且在經填充之透氣插入件上移位,具有若干優點。
首先,填充活性材料之步驟之持續時間顯著減少,因為透氣插入件之高度低於管狀體之高度。此外,在填充步驟期間,活性材料顆粒從管狀體脫落或顆粒藉由靜電相互作用保持黏附在管狀體之側向壁上,且該等顆粒可能會留在透氣插入件外面,且干擾透氣插入件及管狀體之機械固持部分之正確接合等等之風險降低。
重要的是,在將透氣插入件插入管狀體之前填充透氣插入件允許克服組裝速度之限制,否則此將適用於管狀體填充有活性材料之情況。特定言之,歸因於在組裝時在兩個部件之間通過之排氣,活性材料之揮發性顆粒可朝著在透氣插入件之壁與管狀體之間定義之間隙噴射,且若顆粒大小大於間隙之一厚度,則其等可卡在間隙中。此可改變透氣插入件之機械固持部分與管狀體之間的協作,且藉由表面干涉降低機械附接件之品質。此外,此可導致較小顆粒沿著黏附顆粒之側翼通過,因此導致儲存在包括本發明總成之一容器中之產品可受到污染。
相反,在上述描述之製造方法中,透氣插入件之光滑表面部分可用作一刮刀,以將活性材料推向管狀體之底部且遠離透氣插入件及管狀體之機械固持部分,此藉由機械固持部分之間的表面干涉確保機械附接件之一最佳品質。
在圖1至圖10所展示之第一實施例中,根據本發明之總成1是用於儲存濕敏產品之一小瓶,諸如診斷測試條,或營養品或藥品,例如藥丸、錠劑或片劑,特別是泡騰片。總成1包括一防潮容器,該防潮容器包含一管狀體2及用於氣密地封閉管狀體2之一蓋3。管狀體2及蓋3經由一鉸鏈(諸如,一薄膜鉸鏈)彼此連接。總成1亦包括附接在管狀體2內之一透氣插入件4,其定界位於透氣插入件4兩側之兩個隔室,其包含一側上用於活性材料之一腔室6及另一側上用於敏感產品之一可填充罐7。
作為一非限制性實例,在罐7中接收之敏感產品可為診斷測試條10,或例如藥丸、錠劑或片劑形式之營養品或藥品,而在腔室6中接收之活性材料5可為一粉末或顆粒形式之一脫水劑(或乾燥劑),例如選自分子篩、矽膠及/或脫水黏土。管狀體2具有一圓形橫截面,且包括一橫向壁20、一側向壁22及在橫向壁20之相對側上之一開口端23,該開口端23經組態以由蓋3封閉。透氣插入件4亦具有擁有一圓形橫截面之一管狀形狀,且包括一底壁40、一側壁42及在底壁40之相對側上之一開口端43。
用於活性材料5之腔室6由包含橫向壁20之管狀體2之一底部24定界且由透氣插入件4封閉。如圖1至圖3所清楚可見,透氣插入件4定位在管狀體2中,使得該透氣插入件之開口端43轉向橫向壁20。透氣插入件4之底壁40包括一中心孔41,該中心孔由一氣體滲透膜411覆蓋,以避免活性材料5穿過該孔逸出腔室6。透氣插入件4有利地藉由注射模製獲得,該注射模製透過將熱塑性材料注射到膜411預先定位在其中之一模具中,以便形成透氣插入件4之主體,且在注射模製期間產生之熱及/或壓力之作用下同時將膜411結合至孔41之邊緣。
如圖4至圖10所見,為了將透氣插入件4相對於管狀體2附接,透氣插入件4之側壁42在其外表面上包括複數個縱向凸條47,該等縱向凸條47經組態以藉由與在底部24附近之管狀體2之側向壁22之內表面上提供的互補縱向凹槽27相互接合而協作。縱向凹槽27實質上平行於管狀體2之縱軸X 2。在圖1及圖3所展示之總成構形中,與管狀體2之縱向凹槽27接合之透氣插入件4之縱向凸條47亦實質上平行於縱軸X 2
縱向凸條47及縱向凹槽27以此一方式組態,即,當透氣插入件4之縱向凸條47與管狀體2之縱向凹槽27接合時,透氣插入件4藉由表面干涉相對於管狀體2錨固。更確切地說,如圖8及圖9之橫截面所展示,透氣插入件4之各縱向凸條47具有一V形橫截面,該V型橫截面包括一頂點470及兩個側翼471,其中各側翼471自頂點470延伸,且相對於穿過頂點470之透氣插入件4之一徑向方向傾斜。依一類似的方式,管狀體2之各縱向凹槽27具有一V形橫截面,該V形橫截面包括一底部270及兩個側翼271,其中各側翼271自底部270延伸且相對於管狀體2穿過底部270之一徑向方向傾斜。在此實施例中,各縱向凸條47之頂點處之角度實質上與各縱向凹槽27之底部處之角度相同,在圖中用δ表示。
較佳地,如圖所展示,各縱向凸條47之兩個側翼471在穿過頂點470之徑向方向之兩側以一相同的角度傾斜,即,穿過頂點470之徑向方向是各縱向凸條47頂點處之角度之平分線,且對於各縱向凹槽27之兩個側翼271是相同的。作為一非限制性實例,在所繪示之實施例中,在各縱向凸條47之頂點處,分別在各縱向凹槽27之底部處之角度δ係約80°。在管狀體2中之透氣插入件4之總成構形中,對於相互接合的每對互補縱向凸條47及凹槽27,此對應於各側翼471或271相對於穿過頂點470及底部270之一徑向方向之約40°之一傾斜角。
對於相互接合的每對互補縱向凸條47及凹槽27,協作側翼471及271相對於總成之徑向方向之傾斜確保與例如具有平行於徑向之側壁之矩形橫截面之凸條及凹槽相比,在互補浮雕特徵47及27中之一更大表面上之一緊固。對於每對互補縱向凸條47及凹槽27,成對地彼此接觸之傾斜側翼471及271之配置不僅提供在總成1之徑向方向上之一緊固,而且亦提供傾斜側翼上之一橫向緊固,此緊固實質上是周向的,如圖9中箭頭F 2及F 4所展示,對應於傾斜側翼之間接觸產生之力。由於具有傾斜側翼之縱向凸條47及凹槽27之周向分佈,在傾斜側翼上產生之橫向緊固分佈在總成1之周邊上。此藉由在總成1之整個周邊上之表面干涉導致透氣插入件4相對於管狀體2之一更強錨固。此外,如圖9之放大視圖所示,管狀體2之各縱向凹槽27之底部270具有一尖頭形狀,而透氣插入件4之各縱向凸條47之頂部470具有一圓形形狀。因此,對於相互接合的每對互補縱向凸條47及凹槽27,在凸條47之頂點470與凹槽27之底部270之間存在一間隙。此空隙與透氣插入件4及管狀體2之構成聚合物材料之彈性相結合,允許透氣插入件之縱向凸條47及管狀體之縱向凹槽27兩者變形,使得在透氣插入件4與管狀體2之間最大化接觸表面,且因此最大化緊固。此外,透氣插入件4之各縱向凸條47之頂點處之曲率亦藉由避免在凸條47之一尖端處之一接觸而改善傾斜側翼471與271之間的接觸,此將導致一徑向緊固力的效果降低。
在此實施例中,透氣插入件4上之縱向凸條47彼此鄰接,且管狀體2上之縱向凹槽27亦彼此鄰接,使得在透氣插入件之每對相鄰凸條47之間形成一底部,且在管狀體之每對相鄰凹槽27之間形成一頂部。如圖9所展示,亦實施具有透氣插入件4之各底部之一尖頭形狀及管狀體2之各頂點之一圓形形狀之相同構形,使得在每對頂點與底部之間存在一間隙。總成之每對頂部與底部之間的間隙之尺寸可有利地最小化,以避免灰塵或活性材料顆粒自腔室6流向用於接收敏感產品之可填充罐7。
如圖4和圖5所見,透氣插入件4之縱向凸條47彼此鄰接,且在透氣插入件之外周周圍形成一條紋表面45。同樣,如圖2及圖10所示,管狀體2之縱向凹槽27彼此鄰接,且在管狀體之內周周圍形成一條紋表面25。條紋表面25、45是互補的機械固持部分,確保藉由表面干涉將透氣插入件附接至管狀體。縱向凸條47及縱向凹槽27在整個周邊周圍之配置,及透氣插入件4及管狀體2之圓形橫截面,確保凸條及凹槽之相對接合很容易啟動,具有一自定心效果。
如圖7所展示,透氣插入件4之連續縱向凸條47沿側壁42之周向方向分佈,其中兩個連續凸條之間的一角節距β係約2°。此一小的節距值有助於透氣插入件4之縱向凸條47與管狀體2之縱向凹槽27的接合,而不必確切地預先將圖案角度對準。圖7亦展示各縱向凸條47之兩個側翼471,該等側翼以約80°之一角度δ彼此傾斜,且在頂點470處連接,其中一峰谷高度係約0.30 mm。當然,歸因於其等形狀互補,管狀體2之縱向凹槽27亦具有類似的角節距、頂角及峰谷高度值。凸條47及凹槽27之此幾何特徵確保透氣插入件4藉由表面干涉相對於管狀體2正確錨固。
此外,為了確保透氣插入件4相對於管狀體2之一牢固附接(甚至可為不可移動的),透氣插入件4之縱向凸條47與管狀體2在錨固構形中之縱向凹槽27協作之長度L被選擇為大於管狀體直徑之1/10,較佳地大於管狀體直徑之1/6。
管狀體2及透氣插入件4中之各者有利地藉由熱塑性材料之注射模製獲得。高密度聚乙烯(HDPE)及聚丙烯是特別合適的材料,因為其等為部件提供一定程度的剛性,此可促進凸條47及凹槽27之互補表面之間的一緊固相互作用之建立。在其組合物中配製有活性材料之熱塑性材料亦可用於製造管狀體2及/或透氣插入件4。作為一非限制性實例,管狀體2可由聚丙烯熱塑性樹脂製成;透氣插入件4之主體可由高密度聚乙烯(HDPE)熱塑性樹脂製成;且膜411可由DUPONT製造之TYVEK HBD 1059B製成,此為一種包括聚乙烯纖維之非織造織物。透氣插入件4可藉由在膜411上注射模製透氣插入件4之主體而獲得。
藉由用3 g乾燥劑(4Å分子篩)填充透氣插入件4,接著將透氣插入件4組裝在一管狀體內,評估透氣插入件4之水蒸氣吸收率。在該實例中,透氣插入件之底壁40包括具有一直徑為12.1 mm之一孔41。一TYVEK膜圍繞孔41密封到底壁40,允許與位於腔室內之乾燥劑進行水分交換。在25°C、40%RH之一氣候腔室中儲存0.9天後,根據重量差異評估水蒸氣吸收率。結果見下文表1。 表 1: 水蒸氣吸收率(mg at 25°C, 40%RH):
樣本 水蒸氣吸收率 (mg)
1 202.50
2 199.70
3 183.20
因此,在25°C、40%RH下,透氣插入件4之水蒸氣吸收率高於80 mg/天。
如圖2所展示,當將透氣插入件4插入管狀體2中且開口端43轉向橫向壁20時,透氣插入件之側壁42及管狀體之側向壁22具有拔模角γ、γ′,其呈相反的角度方向。更準確地說,透氣插入件之側壁42最初在遠離底壁40之一方向上具有一拔模角γ,而管狀體之側向壁22最初在遠離橫向壁20之一方向上有一拔模角γ′。接著,在將透氣插入件插入管狀體中時,由於透氣插入件之開口端43轉向管狀體之橫向壁20,因此透氣插入件側壁42相對於管狀體之側向壁22成一定角度。因此,與透氣插入件之側壁及管狀體之側壁彼此平行之情況相比,兩個部件2、4之緊固在插入期間更強且更早地發生。透氣插入件4及管狀體2之反向拔模角γ、γ′導致透氣插入件及管狀體彼此一致地變形而更快地緊固。例如,在圖中所展示之實施例中,拔模角γ、γ′被選擇為實質上等於0.5°。
根據本發明,在錨固構形中,在透氣插入件4與管狀體2之間形成一連續的周邊密封件。如圖3中清楚可見,在透氣插入件之端面421與管狀體之橫向壁20之間建立連續的周邊密封件,此防止活性材料5從腔室6中洩漏。在錨固構形中,管狀體2本身沿著連續的周邊密封件封閉透氣插入件之開口端43,而不需要任何其他封閉構件。在定界透氣插入件之開口端43之端面421附近,透氣插入件之側壁進一步包括一光滑表面部分46,該光滑表面部分經組態以在可透氣插入插入管狀體中時與管狀體之側向壁22之內表面滑動接觸。光滑表面部分46在透氣插入件上沿透氣插入件插入管狀體之一方向定位在機械固持部分45之前部。由於其位於機械固持部分45之前部,當將透氣插入件插入管狀體中時,光滑表面部分46可用作一刮刀,以將附接至管狀體之側向壁上之活性材料或顆粒推向管狀體之底部24且遠離透氣插入件及管狀體之機械固持部分25、45。依此方式,光滑表面部分46防止儲存在調節大氣之罐7中之產品10之任何污染。
圖11展示一透氣插入件4之一變型,該變型使得可調節活性材料5之腔室6之容積。在此變型中,透氣插入件4包括一內部管狀壁44,該內部管狀壁在由底壁40及側壁42定界之透氣插入件之內部容積中定義調節容積之一子隔室。使用圖11之透氣插入件4,可調節子隔室之容積,使得其對應於一給定應用之腔室6中之活性材料5之一期望數量。實際上,在將透氣插入件4插入管狀體2之前,調節容積之子隔室被活性材料5完全填充。接著,在錨固構形中,活性材料5由子隔室之壁40、44及管狀體之橫向壁20緊密地包圍,且不能在腔室6中移動,因此防止在活性材料顆粒在腔室中鬆散分佈之情況下可產生之噪音。在此實施例中,連續的周邊密封件有利地形成在內部管狀壁44之遠端表面與管狀體之橫向壁20之間,以防止活性材料從腔室中洩漏。
參考圖10,一種用於製造小瓶1之方法包括以下描述之步驟。
在一第一步驟S1中,具有一開口杯形狀之透氣插入件4填充有活性材料5。為此,可使用一填充噴嘴15,以穿過開口端43將活性材料顆粒注入透氣插入件4之容積中。
接著,在一步驟S2中,將經填充之透氣插入件4插入管狀體2中,該透氣插入件之開口端43轉向管狀體之橫向壁20。在實踐中,由於透氣插入件4填充有活性材料5且開口端43保持打開,因此管狀體藉由被推動或拉動而在透氣插入件上方移位,如圖10之步驟S2中之箭頭F所展示,而透氣插入件較佳地在插入管狀體期間保持靜止。
如圖10中清楚可見,在將經填充之透氣插入件4插入管狀體2中時,透氣插入件4定位成其開口端43朝上,而管狀體2定位成其開口端23朝下。非常有利的是,在將透氣插入件4插入管狀體2中時,透氣插入件之光滑表面部分46用作一刮刀,以將活性材料5推向管狀體之底部24且遠離條紋機械固持部分25、45。此藉由條紋機械固持部分25、45之間的表面干涉確保機械附接件之一最佳品質。
管狀體2在透氣插入件4上方移位,直至透氣插入件4之端面421抵靠管狀體之橫向壁20。在此階段,達到錨固構形,且透氣插入件之條紋機械固持部分45與管狀體之相應條紋機械固持部分25完全接合。在如圖10之步驟S3所展示錨固構形中,在透氣插入件之端面421與管狀體之橫向壁20之間形成一連續密封件,因此防止活性材料5從腔室6中洩漏。
有利地,此製造方法可完全自動化。特定言之,使用填充噴嘴15用活性材料填充透氣插入件4之步驟S1可由一機器自動地實施,且對於管狀體2沿著其縱軸X 2移位元之步驟S2是相同的,使得管狀體2圍繞經填充之透氣插入件4滑動,此可藉由一致動器(諸如,一氣動致動器、液壓或電動致動器),推動或拉動管狀體來實施。有利地,管狀體2直接在經填充之透氣插入件4上移位元,而不需要預先封閉開口端43,因此允許高生產率。
較佳地,如圖10示意性所展示,在製造方法之所有步驟期間,經填充之透氣插入件4保持靜止,直至達到錨固構形,因此限制活性材料5從透氣插入件中脫落且浪費活性材料之風險。
在圖12所展示之第二實施例中,與第一實施例中之該等元件類似的元件具有相同的元件符號。第二實施例之總成與第一實施例之總成不同之處在於,其為一塞子1,該塞子包括在塞子1內為活性材料5定界一腔室6之一管狀體2及一透氣插入件4之聯合。塞子1經組態以密封其中儲存敏感產品之一容器9,且另外調節容器9內之大氣。由於第二實施例之其他特徵與第一實施例之該等特徵相同,因此對於本發明之其他特徵,參考以上對第一實施例之描述。
本發明不限於所描述及展示之實例。特定言之,如已提及,透氣插入件及管狀體之機械固持部分可為光滑圓柱形表面,而非縱向條紋表面。此外,可提供若干彼此不同且圍繞周邊分佈之條紋表面,而非圍繞周邊形成之一條紋表面。在上述實例中,在透氣插入件之一端表面與管狀體之橫向壁20之間建立在錨固構形中形成在透氣插入件與管狀體之間的連續周邊密封件。然而,此外或作為一變型,連續的周邊密封件亦可建立在透氣插入件之側壁之一部分與管狀體之側向壁之一部分之間。此外,在透氣插入件與管狀體之光滑表面之間不一定建立連續的周邊密封件。例如,只要在錨固構形中,透氣插入件及管狀體之整個周邊有一連續的接觸,那麼連續的周邊密封件可為由透氣插入件及管狀體上提供的互補浮雕特徵之互鎖造成,特別是機械固持部分之該等特徵。當然,可考慮諸多其他變體,該等屬於隨附申請專利範圍之範疇內。
1:總成/塞子 2:管狀體 3:蓋 4:透氣插入件 5:活性材料 6:腔室 7:罐 9:容器 10:診斷測試條 15:填充噴嘴 20:橫向壁 22:側向壁 23:開口端 24:底部 25:條紋表面/機械固持部分 27:縱向凹槽 40:底壁 41:孔 42:側壁 43:開口端 44:內部管狀壁 45:條紋表面/機械固持部分 46:光滑表面部分 47:縱向凸條 48:遠端區域 271:側翼 411:氣體滲透膜 421:端面 470:頂點 471:側翼 F:箭頭 F2:箭頭 F4:箭頭 L:長度 VI:線 VII:箭頭 VIII:線 X 2:縱軸 δ:角度 β:角節距 γ: 拔模角 γ′: 拔模角
本發明之特徵及優點將從以下對根據本發明之一總成及一方法之若干實施例之描述中變得明顯,該描述僅藉由實例且參考附圖給出,其中:
圖1是根據本發明之一第一實施例之一總成之一縱向截面圖,該總成是用於儲存產品(諸如診斷測試條)之一小瓶,該小瓶包括一容器,該容器包含一管狀體,在管狀體內,一透氣插入件定界位於透氣插入件兩側之兩個隔室,即在一側上用於活性材料之腔室,及另一側上之一可填充罐;
圖2是類似於圖1之一橫截面圖,在透氣插入件插入管狀體之一構形中,透氣插入件插入管狀體之前之初始狀態以虛線展示,以展示插入時之變形及透氣插入件及管狀體各自的初始拔模角;
圖3是圖1中細節III之一放大視圖,腔室中填充有活性材料;
圖4是圖1之透氣插入件之一透視圖;
圖5是圖1之透氣插入件之一正視圖;
圖6是沿圖5中VI-VI線之一橫截面圖;
圖7是根據圖6中箭頭VII之一視圖;
圖8是沿圖3中VIII-VIII線之一放大截面圖;
圖9是圖8中細節IX之一放大視圖;
圖10是展示圖3之小瓶之一製造方法之連續步驟S1、S2、S3之一示意圖;
圖11是可用於根據本發明之一總成之一透氣插入件之一變型之類似於圖6之一橫截面,僅旋轉180°;及
圖12是根據本發明之一第二實施例之一總成之一縱向截面圖,該總成是一塞子,該塞子包括一管狀體及為活性材料定界一腔室之一透氣插入件。
1:總成/塞子
2:管狀體
4:透氣插入件
5:活性材料
6:腔室
7:罐
10:診斷測試條
20:橫向壁
22:側向壁
24:底部
27:縱向凹槽
40:底壁
41:孔
42:側壁
43:開口端
46:光滑表面部分
47:縱向凸條
48:遠端區域
411:氣體滲透膜
421:端面
L:長度
VIII:線
X2:縱軸

Claims (21)

  1. 一種總成(1),諸如一小瓶或一塞子,其包括一管狀體(2)及一透氣插入件(4),該透氣插入件經組態以附接在該管狀體(2)內部,以便在該管狀體之該內部容積中為活性材料(5)定義一腔室(6),該管狀體(2)包括一橫向壁(20)及一側向壁(22),該透氣插入件(4)包括一底壁(40)及一側壁(42),該側壁在與該底壁(40)相對之側上具有一開口端(43),其中該腔室(6)由包含該橫向壁(20)之該管狀體(2)之一底部(24)定界且由該透氣插入件(4)封閉,該透氣插入件之開口端(43)轉向該橫向壁(20),其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)包括一機械固持部分(45),該機械固持部分經組態以藉由表面干涉來與該管狀體(2)之該側向壁(22)之一相應機械固持部分(25)協作,該透氣插入件(4)藉由該機械固持部分(25、45)之相互接合產生之表面干涉而相對於該管狀體(2)錨固,其中,在錨固構形中,該透氣插入件(4)之該側壁(42)及該管狀體(2)之該側向壁(22)藉由缸內摩擦而無底切地協作,且在該透氣插入件與該管狀體之間形成一連續的周邊密封件。
  2. 如請求項1之總成,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)之該機械固持部分(45)由一光滑的圓柱形表面形成,該圓柱形表面經組態以藉由表面干涉來與形成該管狀體(2)之該側向壁(22)之該機械固持部分(25)之互補的光滑表面協作。
  3. 如請求項1之總成,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)之該機械固持部分(45)由一縱向條紋表面形成,該縱向條紋表面經組態以藉由表面干涉來與形成在該管狀體(2)之該側向壁(22)上提供的實質上平行於其縱軸(X 2)之該機械固持部分(25)之一互補縱向條紋表面協作。
  4. 如請求項3之總成,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)之該機械固持部分(45)包括複數個浮雕縱向特徵(47),其經組態以藉由與該管狀體(2)之該周壁(22)之該機械固持部分(25)上提供的實質上平行於其縱軸(X 2)之互補浮雕縱向特徵(27)相互接合而協作。
  5. 如請求項4之總成,其中該透氣插入件(4)及該管狀體(2)中之一者之至少一個浮雕縱向特徵(27、47)具有兩個側翼(271、471),該等側翼相對於穿過該浮雕特徵之該透氣插入件或管狀體之一徑向方向傾斜,其中,在錨固構形中,該透氣插入件與該管狀體中之一者之至少一個浮雕縱向特徵之兩個傾斜側翼(271,471)與該透氣插入件及該管狀體中之另一者之一互補浮雕縱向特徵接觸。
  6. 如上述請求項中任一項之總成,其中,在錨固構形中,該透氣插入件(4)之該開口端(43)藉由在該透氣插入件與該管狀體(2)之間形成該連續的周邊密封件封閉,而無需任何其他封閉構件。
  7. 如上述請求項中任一項之總成,其中在25°C、40%RH下,該透氣插入件(4)之水蒸氣吸收率高於或等於80 mg/天。
  8. 如上述請求項中任一項之總成,其中該透氣插入件(4)之該底壁(40)包括一氣體滲透部分(411),該氣體滲透部分經組態以防止該活性材料(5)自該腔室(6)通過至該腔室之該外部。
  9. 如上述請求項中任一項之總成,其中,在錨固構形中,該連續的周邊密封件形成在該透氣插入件之一端面(421)與該管狀體(2)之該橫向壁(20)之間。
  10. 如上述請求項中任一項之總成,其中,在錨固構形中,該連續的周邊密封件形成在該透氣插入件之該側壁(42)與該管狀體(2)之該側向壁(22)之間。
  11. 如上述請求項中任一項之總成,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)進一步包括一光滑表面部分(46),該光滑表面部分經組態以在將該透氣插入件插入該管狀體中時與該管狀體(2)之該側向壁(22)之該內表面滑動接觸,該光滑表面部分(46)在該透氣插入件(4)插入該管狀體中之一方向上位於該機械固持部分(45)之前部。
  12. 如上述請求項中任一項之總成,其中,當該透氣插入件(4)插入該管狀體(2)中時,該透氣插入件(4)之該開口端(43)轉向該管狀體之該橫向壁(20),該透氣插入件之該側壁(42)及該管狀體之該側向壁(22)在相反的角度方向上具有拔模角(γ, γ’)。
  13. 如上述請求項中任一項之總成,其中,在將該透氣插入件(4)插入該管狀體(2)中時,該透氣插入件及該管狀體之變形保持在彈性變形範圍內。
  14. 如上述請求項中任一項之總成,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)之厚度在該光滑表面部分(46)附近之一遠端區域(48)中減小。
  15. 如上述請求項中任一項之總成,其中該透氣插入件(4)包括一內部管狀壁(44),該內部管狀壁在由該底壁(40)及該側壁(42)定義之該透氣插入件之該內部容積中定界調節容積之一子隔室。
  16. 如上述請求項中任一項之總成,其中該透氣插入件(4)之一主體由包含活性材料之一聚合物基材料製成。
  17. 一種用於製造一總成(1)之方法,諸如一小瓶或一塞子,該總成包括一管狀體(2)及一透氣插入件(4),該透氣插入件經組態以附接在該管狀體(2)內部,以便在該管狀體之該內部容積中為活性材料(5)定義一腔室(6),該管狀體(2)包括一橫向壁(20)及一側向壁(22),該透氣插入件(4)包括一底壁(40)及一側壁(42),該側壁在與該底壁(40)相對之側上具有一開口端(43),該腔室(6)由包含該橫向壁(20)之該管狀體(2)之一底部(24)定界且由該透氣插入件(4)封閉,該透氣插入件之開口端(43)轉向該橫向壁(20),該透氣插入件(4)之該側壁(42)包括一機械固持部分(45),該機械固持部分經組態以藉由表面干涉來與該管狀體(2)之該側向壁(22)之一相應機械固持部分(25)協作,其中該方法包括以下步驟: 用活性材料(5)填充該透氣插入件(4)之內部容積之至少一部分; 將該經填充之透氣插入件(4)插入該管狀體中,其中該透氣插入件之開口端(43)轉向該管狀體(2)之該橫向壁(20),直至該透氣插入件(4)藉由該機械固持部分(25、45)之該相互接合產生之表面干涉而相對於該管狀體(2)錨固,且在該透氣插入件與該管狀體之間形成一連續的周邊密封件。
  18. 如請求項17之方法,其中該透氣插入件(4)之該側壁(42)之該機械固持部分(45)包括複數個浮雕縱向特徵(47),其經組態以藉由與該管狀體(2)之該側向壁(22)之該機械固持部分(25)上提供的實質上平行於其縱軸(X 2)之互補浮雕縱向特徵(27)相互接合而協作。
  19. 如請求項17或18之方法,其中在該透氣插入件(4)已被填充該活性材料(5)之後,該透氣插入件(4)之該開口端(43)仍然是打開的,且經填充之透氣插入件在插入該管狀體(2)時,該透氣插入件之開口端(43)仍然是打開的,其中,在將該經填充之透氣插入件插入該管狀體時,該透氣插入件被定位為其開口端(43)朝上而該管狀體被定位為其開口端(23)朝下。
  20. 如請求項17至19中任一項之方法,其中,在將該經填充之透氣插入件(4)插入該管狀體(2)中時,該透氣插入件(4)保持靜止,同時該管狀體(2)在該透氣插入件(4)上移位。
  21. 如請求項17至20中任一項之方法,其中該經填充之透氣插入件(4)插入該管狀體(2)中,直至其抵靠該管狀體(2)之該橫向壁(20)。
TW111150888A 2021-12-31 2022-12-30 為活性材料定義腔室的總成和製造該總成的方法 TW202327952A (zh)

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