УКУПОРОЧНЫЙ УЗЕЛ
CLOSURE ASSEMBLY

Настоящее изобретение относится к укупорочному узлу, выполненному для установки на горловину емкости, в частности, на горловину гибкой емкости, такой как сжимаемая бутылка или тюбик, а также к устройству и способу обеспечения такого укупорочного узла.
Такие емкости, как сжимаемые бутылки и тюбики обычно снабжают укупорочными узлами для возможности контролируемой выдачи содержимого емкости. Такой укупорочный узел содержит колпачок с выдачным отверстием для выдачи содержимого, при этом колпачок выполняют для установки на горловинную часть емкости. Колпачок, кроме того, изготавливают для поддержки самозакрывающегося клапана для блокировки выдачного отверстия.
Такой упругий самозакрывающийся клапан обычно зажимают в укупорочном колпачке смежно с выдачным отверстием. Известно много видов самозакрывающихся клапанов.
Клапаны дискообразного типа обычно состоят из диска из резинового материала, как в US 1 989 714 и US3 445 042, снабженного центральной клапанной областью, имеющей одну или более щелей. Клапан дискообразного типа располагают в колпачке смежно с выдачным отверстием и закрепляют в его положении, используя вставку в форме зажимного кольца. После расположения клапана в колпачке его закрепляют в этом положении путем расположения зажимного кольца поверх клапана. Часто зажимное кольцо устанавливают на следующем этапе изготовления.
Недавно простые дискообразные клапаны заменили клапанами, выполненными путем литья под давлением, имеющими более сложную конструкцию и форму. Эти виды клапанов, например, раскрыты в WO2008/074517 и US 5743 443. Клапаны, выполненные путем литья под давлением, имеют сложную конструкцию, и процесс литья под давлением значительно повышает стоимость таких видов клапанов.
Задачей изобретения является обеспечение альтернативного укупорочного узла, предпочтительно имеющего невысокую стоимость.
Изобретение направлено на обеспечение альтернативного укупорочного узла, предпочтительно, укупорочного узла с недорогим клапаном, что предусматривает альтернативный, предпочтительно, упрощенный производственный процесс.
По настоящему изобретению эта задача достигается путем обеспечения укупорочного узла по п. 1 и укупорочного узла по п. 8 формулы изобретения. Кроме того, изобретение обеспечивает устройство по п. 21 и способ по п. 24 для обеспечения укупорочного узла по изобретению.
Укупорочный узел по изобретению выполнен для установки на горловину емкости и содержит колпачок с выдачным отверстием и самозакрывающийся выдачной клапан в форме пленочного диска. В одном варианте выполнения самозакрывающийся выдачной клапан прикреплен к колпачку так, что он располагается смежно выдачному отверстию колпачка. В альтернативном варианте выполнения по изобретению самозакрывающийся выдачной клапан прикреплен к вставке, при этом указанная вставка обеспечена в колпачке, так что указанный клапан располагается смежно выдачному отверстию колпачка.
Использование пленочного материала для обеспечения клапана обеспечивает более простой и недорогостоящий клапан. Однако когда клапан из такого материала прикрепляют к колпачку или вставке посредством термозапечатывающих технологий, центральная клапанная область, покрывающая выдачное отверстие, склонна покрываться волнами и, таким образом, утрачивается функция клапана.
По изобретению соответствующий колпачок или вставка снабжены ребром, которое смещает центральную клапанную область относительно периферической клапанной области, прикрепленной к колпачку или вставке. Указанное ребро позволяет натянуть клапан, то есть, растянуть указанный клапан по существу без его трансформации и, поддерживая его функцию, пока он прикреплен к колпачку или вставке. Таким образом, клапан, выполненный из тонкого пленочного материала, может быть прикреплен к колпачку с использованием термозапечатывающих технологий.
Эксперименты показали, что клапаны, выполненные из пленочного материала, имеющие толщину менее 0,7 мм, например, 0,005-0,6 мм, предпочтительно, 0,01-0,5 мм, особенно хорошо функционируют в укупорочном узле по изобретению.
В варианте выполнения по изобретению укупорочный узел содержит колпачок и самозакрывающийся выдачной клапан, прикрепленный к колпачку.
Выдачной клапан содержит корпусную часть цилиндрической формы, имеющую центральную ось. Указанная цилиндрическая корпусная часть образует внутреннее пространство, продолжающееся вдоль указанной центральной оси, отверстие для доступа с одного конца внутреннего пространства для вставления горловины емкости во внутреннее пространство, и верхнюю стенку на другом конце внутреннего пространства. Верхняя стенка имеет внутреннюю поверхность, обращенную к внутреннему пространству, и наружную поверхность, обращенную в противоположном направлении, и снабжена выдачным отверстием для выдачи содержимого емкости.
Внутренняя поверхность верхней стенки образует по существу плоскую и кольцевую область прикрепления, при этом указанная область прикрепления продолжается вокруг выдачного отверстия. Внутренняя поверхность, кроме того, образует кольцевое ребро, при этом указанное ребро расположено между областью прикрепления и выдачным отверстием, при этом указанное ребро выступает относительно по существу плоской области прикрепления. Выдачной клапан представляет собой пленочный диск, имеющий центральную клапанную область, в которой расположена, по меньшей мере, одна самозакрывающаяся щель, и кольцевую периферическую область прикрепления, продолжающуюся вокруг центральной клапанной области. Областью прикрепления выдачной клапан прикреплен к области прикрепления выдачного колпачка, предпочтительно, путем термосваривания, так что его центральная клапанная область выравнивается с выдачным отверстием выдачного колпачка для блокировки выдачного отверстия. По изобретению кольцевое ребро смещает центральную клапанную область выдачного клапана относительно по существу плоской области прикрепления колпачка в направлении внутрь.
Обеспечение колпачка ребром, выступающим относительно по существу плоской области прикрепления колпачка, для смещения центральной клапанной области относительно периферической клапанной области позволяет растягивать клапан, прикрепленный к колпачку, и, таким образом, использовать клапан из тонкого пленочного материала и термозапечатывать для его прикрепления к колпачку.
Также скрепление клапана с колпачком позволяет избегать использования зажимного кольца, что, в свою очередь, сокращает затраты на материал и/или обеспечивает упрощенный производственный процесс.
В варианте выполнения ребро колпачка обеспечено смежно выдачному отверстию, так что указанное ребро частично образует отверстие вставки.
В варианте выполнения клапан имеет верхнюю поверхность, обращенную к верхней стенке колпачка, и нижнюю поверхность, обращенную от верхней стенки колпачка, при этом в направлении, перпендикулярном области прикрепления колпачка, верхняя поверхность центральной области клапана расположена под нижней поверхностью периферической области указанного клапана. В варианте выполнения по изобретению это расстояние, по меньшей мере, на 0,01 мм больше толщины клапана, предпочтительно, на 0,05 мм. В дополнительном варианте выполнения расстояние, по меньшей мере, соответствует толщине клапана, предпочтительно, в 1,5 раз больше толщины клапана, например, в 2,5 раз больше толщины клапана. Такие размеры клапана и кольцевого ребра обеспечивают клапан из пленочного материала, термозапечатанный со вставкой, имеющий хорошие клапанные свойства.
В варианте выполнения кольцевое ребро имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области прикрепления колпачка, при этом клапан из пленочного материала имеет толщину, при этом высота кольцевого ребра равна или больше толщине пленочного клапана, предпочтительно, в 1,5 раз, более предпочтительно, в 2,5 раз, например, в 6 раз больше толщины указанного клапана. Такие размеры клапана и кольцевого ребра обеспечивает клапан из пленочного материала, термозапечатанный со вставкой, имеющий хорошие клапанные свойства.
В варианте выполнения кольцевое ребро имеет высоту, измеряемую от по существу плоской кольцевой области прикрепления колпачка, составляющую, по меньшей мере, 0,05 мм, предпочтительно, 0,1-0,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, равную толщине пленочного материала, прикрепленного к колпачку или вставке, более предпочтительно, превышающую, по меньшей мере, в 1,5 раз толщину пленочного материала, прикрепленного к колпачку, например, составляющую, по меньшей мере, 0,15 мм, например, 0,3 мм.
В варианте выполнения колпачок снабжен вставкой для приспособления внутреннего пространства колпачка к горловинному элементу емкости. Указанная вставка содержит дискообразную корпусную часть, имеющую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и направляющее отверстие для направления через него содержимого емкости, при этом верхняя поверхность образует кольцевое ребро, выступающее относительно верхней поверхности и продолжающееся вокруг направляющего отверстия. Вставка дополнительно содержит цилиндрическую корпусную часть, имеющую центральную ось, при этом указанная цилиндрическая корпусная часть вставки образует выдачной канал, продолжающийся вдоль указанной центральной оси, и отверстие для доступа на одном конце выдачного канала для вставления горловины емкости в указанный выдачной канал. Цилиндрическая корпусная часть прикреплена к нижней поверхности дискообразной корпусной части указанной вставки, так что указанный выдачной канал образует продолжение направляющего отверстия.
Выдачной колпачок и вставка предпочтительно выполнены таким образом, что указанная вставка зафиксирована, предпочтительно, защелкнута во внутреннем пространстве указанного колпачка, так что верхняя поверхность дискообразной корпусной части обращена к внутренней поверхности верхней стенки колпачка, направляющее отверстие вставки выравнивается с выдачным отверстием в верхней стенке колпачка, а клапан из пленочного материала зажат между кольцевым ребром вставки и верхней стенкой колпачка.
В дополнительном варианте выполнения по изобретению кольцевое ребро вставки имеет высоту, измеряемую от верхней поверхности дискообразной корпусной части указанной вставки, при этом кольцевое ребро колпачка имеет высоту, измеряемую от по существу плоской и кольцевой области прикрепления верхней стенки колпачка. Высота кольцевого ребра вставки превышает высоту кольцевого ребра колпачка, по меньшей мере, настолько, что ребро вставки удерживает верхнюю поверхность дискообразной корпусной части на расстоянии от кольцевого ребра колпачка, а выдачной клапан - поддерживаемым ребром.
В альтернативном варианте выполнения укупорочного узла по изобретению указанный узел, выполненный для установки на горловину емкости, содержит колпачок, вставку и самозакрывающийся выдачной клапан, прикрепленный к вставке, при этом указанная вставка снабжена колпачком, так что указанный колпачок расположен смежно выдачному отверстию колпачка.
Выдачной колпачок содержит цилиндрическую корпусную часть, имеющую центральную ось, при этом указанная цилиндрическая корпусная часть образует внутреннее пространство, продолжающееся вдоль указанной центральной оси, ответите для доступа на одном конце внутренней поверхности для вставления горловины емкости во внутреннее пространство и верхнюю стенку на противоположном конце внутреннего пространства. Верхняя стенка имеет внутреннюю поверхность, обращенную к внутреннему пространству, и снабжена выдачным отверстием для выдачи содержимого емкости.
Вставка содержит дискообразную корпусную часть, имеющую верхнюю поверхность, нижнюю поверхность и направляющее отверстие для направления через него содержимого емкости.
Верхняя поверхность дискообразной корпусной части образует по существу плоскую и кольцевую область прикрепления, при этом указанная область прикрепления продолжается вокруг направляющего отверстия, при этом указанная верхняя поверхность образует кольцевое ребро, выступающее относительно существу плоской области прикрепления и расположенное между областью прикрепления и направляющим отверстием.
Выдачной колпачок и вставка выполнены таким образом, что указанная вставка прикреплена, предпочтительно, защелкнута во внутреннем пространстве указанного колпачка, так что указанная верхняя поверхность вставки обращена к внутренней поверхности верхней стенки указанного колпачка, и направляющее отверстие вставки выравнивается с выдачным отверстием верхней стенки колпачка.
По изобретению выдачной клапан является пленочным диском, имеющим центральную клапанную область, в которой расположена, по меньшей мере, одна самозакрывающаяся щель, и кольцевую периферическую область прикрепления, продолжающуюся вокруг центральной клапанной области. Клапан из пленочного материала прикреплен к области прикрепления вставки областью прикрепления, предпочтительно путем термосваривания, так что его центральная клапанная область выровнена с направляющим отверстием вставки для блокировки указанного направляющего отверстия. Кольцевое ребро смещает центральную клапанную область выдачного клапана относительно по существу плоской области прикрепления вставки.
Снабжение вставки ребром, выступающим относительно по существу плоской области прикрепления вставки, для смещения центральной клапанной области относительно периферической клапанной области позволяет натягивать клапан, прикрепленный к вставке, и, таким образом, использовать клапан из тонкого пленочного материала и термозапечатывать для его прикрепления к колпачку.
В предпочтительном варианте выполнения по изобретению клапан прикреплен к области прикрепления колпачка или вставки, так что он зафиксирован в своем положении относительно выдачного отверстия во время использования исключительно путем термосваривания. Дополнительные средства прикрепления, такие как дополнительные зажимные кольца или трансформация частей колпачка для зацепления клапана, не требуются для фиксирования клапана в его положении в колпачке.
В варианте выполнения вставка с клапаном, прикрепленным к ней, расположена с ребром против верхней стенки колпачка, так что клапан из пленочного материала зажат между ребром и стенкой. Такс образом, протыкание клапана обеспечивает плотное запечатывание между клапаном и внутренней поверхностью верхней стенки колпачка. Отмечается, что протыкание по существу не способствует фиксации клапана с его центральной областью клапана, выровненной с выдачным отверстием. Клапан удерживается в своем положении путем соединения с областью прикрепления указанной вставки.
В варианте выполнения клапан имеет нижнюю поверхность, обращенную к верхней поверхности вставки, и верхнюю поверхность, обращенную от верхней поверхности вставки, при этом в направлении перпендикулярно по существу плоской области прикрепления указанной вставки нижняя поверхность центральной области клапана расположена над верхней поверхностью периферической области клапана. В варианте выполнения по изобретению это расстояние, по меньшей мере, на 0,01 мм больше толщины клапана, предпочтительно, по меньшей мере, на 0,05 мм. В дополнительном варианте выполнения расстояние, по меньшей мере, равно толщине клапана, предпочтительно, по меньшей мере, в 1,5 раз больше толщины клапана, например, в 2,5 раз больше толщины клапана. Клапан и кольцевое ребро таких размеров обеспечивают клапан из пленочного материала, термозапечатанный со вставкой, с хорошими клапанными функциями.
В варианте выполнения кольцевое ребро вставки имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области прикрепления вставки, при этом клапан из пленочного материала имеет толщину, при этом высота кольцевого ребра равна или больше толщины пленочного клапана, предпочтительно, по меньшей мере, в 1,5 раз больше толщины пленочного клапана.
В варианте выполнения кольцевое ребро вставки имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области прикрепления вставки, при этом высота составляет, по меньшей мере, 0,05 мм, предпочтительно, 0,1 мм - 0,5 мм, предпочтительно, по меньшей мере, соответствует толщине пленочного материала, прикрепленного к колпачку или вставке, более предпочтительно, в 1,5 раз больше толщины пленочного материала, прикрепленного к колпачку, например, составляет, по меньшей мере, 0,15 мм,, например, 0,3 мм.
В дополнительном варианте выполнения вставка дополнительно содержит цилиндрическую корпусную часть, имеющую центральную ось, при этом указанная цилиндрическая корпусная часть образует выдачной канал, продолжающийся вдоль указанной центральной оси, и отверстие для доступа на одном конце выдачного канала, при этом цилиндрическая корпусная часть прикреплена к нижней поверхности дискообразной корпусной части вставки, так что выдачной канал образует продолжение направляющего отверстия.
Это отверстие для доступа, образованное цилиндрической корпусной частью, может быть образованно для вставления горловины емкости в выдачной канал. Однако основной задачей цилиндрической корпусной части является обеспечение дискообразной корпусной части с большей жесткостью. В дополнение к цилиндрической корпусной части ребра могут быть обеспечены между боковой поверхностью цилиндрической корпусной части и нижней поверхностью дискообразной корпусной части вставки для дополнительного ужесточения вставки.
В дополнительном варианте выполнения дискообразная корпусная часть вставки снабжена одним или более кольцевыми углублениями радиально снаружи по существу плоской и кольцевой области прикрепления, при этом каждое указанное одно или более углублений действует как эластичный шарнир, предусматривающий локальный наклон дискообразной корпусной части вставки. Это одно или более кольцевых углублений позволяют локально наклонять дискообразную корпусную часть во время сборки в колпачке для возможности фиксации вставки защелкивающими устройствами, такими как одно или более ребер, обеспеченных во внутреннем пространстве колпачка.
В дополнительном варианте выполнения кольцевое ребро при виде в поперечном сечении имеет форму трапеции и предпочтительно имеет ширину в основании, по меньшей мере, 0,3 мм, предпочтительно, 0,4-0,8 мм, например, 0,5 мм и предпочтительно имеет высоту 0,1-0,5 мм, например, имеет высоту 0,3 мм.
Отмечается, что кольцевое ребро также может иметь другие виды форм в поперечном сечении, такие как треугольная, прямоугольная или выпуклая.
В варианте выполнения по изобретению колпачок в его внутреннем пространстве снабжен одним или более опорными ребрами, которые зацепляют нижнюю поверхность дискообразной корпусной части вставки, так что указанная вставка защелкивается между одним или более опорными ребрами и верхней стенкой колпачка и, таким образом, закрепляется в своем положении смежно верхней стенке.
В варианте выполнения по изобретению колпачок содержит юбку, продолжающуюся вокруг цилиндрической корпусной части колпачка, для по существу соответствия колпачка окружности емкости, на которую должен быть установлен колпачок. В таком варианте выполнения внутреннее пространство цилиндрической корпусной части выполнено для зацепления горловиной части или верхнего конца емкости, в то время как юбка выполнена для соответствия наружной окружности колпачка емкости, например, части основания горловиной части или окружности емкости. Кроме того, юбка обеспечивает дополнительную жесткость колпачка.
В варианте выполнения изобретения клапан выполнен из полиолефинового материала, например, РР или эластомерного материала, например, ТРЕ. Кроме того, клапан может быть ламинированным или многослойным материалом, то есть, содержать несколько слоев различных материалов, например, для усиления функции клапана или усиления соединения с колпачком или вставкой.
В варианте выполнения по изобретению клапан имеет толщину 0,005-0,6 мм, предпочтительно, имеет толщину 0,01-0,5 мм, например, имеет толщину 0,05 мм.
Отмечается, что клапаны, выполненные из РР материала, предпочтительно имеют толщину 0,01-0,15 мм, например, имеют толщину 0,05 мм, а клапаны, выполненные из ТРЕ материала, предпочтительно имеют толщину 0,1-0,5 мм, например, толщину 0,3 мм.
Изобретение, кроме того, обеспечивает устройство для прикрепления пленочного клапана к колпачку или к вставке, устанавливаемой в колпачок, для получения колпачка по изобретению. Устройство содержит гнездо и термозапечатывающий инструмент.
Гнездо выполнено для позиционирования и поддержки колпачка или вставки, предпочтительно, с областью прикрепления, обращенной вверх.
Термозапечатывающий инструмент содержит кольцеобразную головку, выполненную для зацепления кольцевой периферической области прикрепления пленочного клапана. Головка подвижно поддерживается так, что она может перемещаться к и от области прикрепления колпачка или вставки, расположенной и поддерживаемой в гнезде, для толкания кольцевой периферической области прикрепления клапана, контактирующего с кольцевым ребром колпачка или вставки, к области прикрепления колпачка или вставки. Термозапечатывающий инструмент, таким образом, выполнен для термосваривания области прикрепления клапана к области прикрепления колпачка или вставки, предпочтительно для давления на термозапечатанную часть указанного клапана в области прикрепления колпачка или вставки во время процесса термосваривания. Термозапечатывающий инструмент выполнен для термосваривания, например, путем теплового штабелирования или утразвуковой сварки, или для давления на клапан вместе с пленочным материалом и применения индукционного нагрева. Другие известные термозапечатывающие технологии также могут быть применены в пределах объема данного изобретения.
Сварной шов, вдоль которого клапан прикреплен к колпачку или вставке, может быть непрерывным сварным швом или прерывистым сварным швом. Когда клапан приварен к вставке с прерывистым сварным швом, вставку предпочтительно располагают против нижней поверхности верхней стенки колпачка, так что указанный клапан зажат между верхней стенкой колпачка и ребром и, таким образом, обеспечивается уплотнение, благоприятное для клапанной функции указанного клапана.
Предпочтительно сварной шов, на котором клапан по существу прикреплен к колпачку или вставке, обеспечен на минимальном расстоянии от кольцевого ребра, а не смежно с ним. В варианте выполнения по изобретению расстояние между сварным швом и кольцевым ребром составляет, по меньшей мере, 0,15 мм. Таким образом, выдачной клапан может слегка загибаться вверх к верхней части кольцевого ребра, что позволяет более равномерно распределять натяжение в материале клапана. Кольцеобразная головка предпочтительно имеет форму, сходную с кольцевым ребром, поверх которого устанавливают клапан. Например, когда кольцевое ребро имеет круглую форму, кольцеобразная головка предпочтительно также имеет круглую форму, и когда кольцевое ребро имеет овальную форму, кольцеобразная головка предпочтительно также имеет обвальную форму. Таким образом, сварной шов, посредством которого клапан прикреплен к колпачку, также обеспечивают с формой, подобной форме кольцевого ребра. Таким образом, натяжение в выдачном клапане распределяется более равномерно, что благоприятно для клапанной функции указанного клапана.
В дополнительном варианте выполнения кольцеобразная головка является кольцевым термозапечатывающим ребром, при этом указанное кольцевое термозапечатывающие ребро имеет высоту, превышающую высоту кольцевого ребра на колпачке или вставке в комбинации с толщиной клапана, так что указанное кольцевое запечатывающее ребро может прижимать область прикрепления клапана на и, предпочтительно, частично в область прикрепления колпачка или вставки во время термосваривания без контакта термозапечатывающего инструмента с центральной частью клапана, поддерживаемого кольцевым ребром.
Путем обеспечения термозапечатывающего инструмента кольцеобразной головкой в форме кольцевого термозапечатывающего ребра определенной высоты термозапечатывающий инструмент снабжают центральным пространством для принятия кольцевого ребра колпачка или вставки и части клапана, поддерживаемой кольцевым ребром колпачка или вставки, так что термозапечатывающий инструмент, в частности, кольцеобразная головка термозапечатывающего инструмента, может прижимать часть области прикрепления клапана на, и предпочтительно частично в, область прикрепления колпачка или вставки во время термосваривания без контакта термозапечатывающего инструмента с центральной частью клапана, поддерживаемой кольцевым ребром.
В дополнительном варианте выполнения гнездо снабжено устройством для создания отрицательного давления в выдачном отверстии колпачка или направляющем отверстии вставки, поддерживаемом в гнезде, для фиксации клапана в его положении до и/или во время процесса термосваривания.
Таким образом, посредством способа по изобретению выдачной клапан, выполненный из пленочного материала, устанавливают на колпачок или вставку, устанавливаемую на колпачок. Указанный колпачок или вставка снабжена ребром по изобретению. Когда клапан усыновлен на колпачок или вставку, клапан натягивают поверх ребра. Центральную область выдачного клапана, таким образом, натягивают посредством термозапечатывающего инструмента, когда указанное ребро прижимает область натяжения клапана к колпачку или вставке до термосваривания и предпочтительно частично в колпачок или вставку во время термосваривания.
Изобретение, кроме того, обеспечивает способ прикрепления выдачного клапана, выполненного из пленочного материала, к колпачку или вставке для установки в колпачок для получения колпачка по изобретению, предпочтительно путем использования инструмента по изобретению. Способ включает этапы:
- обеспечения колпачка или вставки для укупорочного узла по изобретению;
- позиционирования и поддержки колпачка или вставки, предпочтительно с ее областью прикрепления, обращенной вверх;
- обеспечения выдачного клапана для укупорочного узла по изобретению;
- позиционирования выдачного клапана на кольцевом ребре колпачка или вставки, так что указанный выдачной клапан контактирует с кольцевым ребром колпачка или вставки, с кольцевой периферической областью прикрепления выдачного клапана, выровненной с кольцевой областью прикрепления колпачка или вставки, с центральной клапанной областью выдачного клапана, выровненной с выдачным отверстием колпачка или направляющим отверстием вставки и, таким образом, с центральной клапанной областью клапана, расположенной в смещенном положении относительно и предпочтительно параллельно по существу плоской области прикрепления колпачка или вставки;
- толкания кольцевой периферической области прикрепления выдачного клапана на кольцевую область прикрепления колпачка или вставки, располагая таким образом область прикрепления клапана в смещенном положении относительно центральной клапанной области клапана и, таким образом, натяжения центральной клапанной области в процессе; и
- прикрепления области прикрепления клапана к кольцевой области прикрепления колпачка или вставки путем термосваривания и предпочтительно давления на часть области прикрепления клапана, термозапечатанной в направлении вниз в области прикрепления колпачка или вставки во время термосваривания, таким образом, дополнительно натягивая центральную клапанную область.
Таким образом, посредством способа по изобретению выдачной клапан, выполненный из пленочного материала, то есть, имеющий толщину 0,005-0,6 мм, устанавливают на колпачок или вставку для установки на колпачок. Колпачок или вставка снабжена ребром по изобретению, и клапан натягивают поверх ребра при установке на колпачок или вставку. Центральную клапанную область выдачного клапана натягивают, когда область прикрепления прижимают на и, предпочтительно, частично внутрь колпачка или вставки во время процесса термосваривания.
Колпачок или вставка по изобретению выполнена из пластикового материала путем литья под давлением. Клапан по изобретению выполнен из тонкого гибкого материала, то есть, вырезан из пленочного материала. По изобретению клапан из пленочного материала прикреплен к колпачку или вставке путем термосваривания, например, путем тепловой или ультразвуковой сварки. Эти технологии позволяют прикреплять область прикрепления клапана, выполненного из гибкого пленочного материала, к области прикрепления колпачка. Процесс термосваривания выделяет тепло, так что определенные части клапана и колпачка или вставки контактируют, плавятся, смешиваются и снова застывают. Таким образом клапан прикреплен к колпачку или вставке. Отмечается, что клапан и колпачок или вставку соединяют вдоль кольцевого сварного шва, при этом сварной шов может быть узким, по сравнению с областями прикрепления клапана, колпачка и вставки.
С укупорочным узлом по изобретению ребро предусматривает натяжение пленочного материала, в частности, предусматривает обеспечение радиального натяжения центральной области клапана при фиксации периферической области прикрепления клапана к области прикрепления колпачка или вставки во время изготовления. ребро, таким образом, предотвращает сгибание клапанной области во время процесса термосваривания. Кроме того, было обнаружено, что в особенности клапаны из пленочного материала с толщиной менее 120 мкм демонстрируют хорошее клапанное поведение, то есть, лучшие свойства самозакрывания.
Таким образом, изобретение обеспечивает альтернативный укупорочный узел. Кроме того, клапан, выполненный из пленочного материала, может быть получен при небольших затратах, по сравнению с клапанами, выполненными путем литья под давлением. Использование термосваривания для прикрепления клапана к колпачку или вставке обеспечивает более простое и недорогостоящее производство, по сравнению с использованием зажимных колец, двухкомпонентным литьем под давлением и т.д.
Изобретение, кроме того, обеспечивает емкость, такую как пластиковая сжимаемая бутылка или тюбик, снабженную укупорочным узлом по изобретению.
Дополнительные задачи, варианты выполнения и разработки устройства и способ по изобретению очевидны, исходя из последующего описания, в котором изобретение дополнительно показано и раскрыто на основе ряда примерных вариантов выполнения со ссылкой на чертежи.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг. 1 - вид в перспективе укупорочного узла по изобретению, снабженного крышкой и установленного на горловинную часть емкости;
Фиг. 2 - вид сверху в перспективе укупорочного узла по Фиг. 1 с крышкой, шарнирно прикрепленной в открытом положении;
Фиг. 3 - вид снизу в перспективе колпачка укупорочного узла по Фиг. 1 с крышкой, шарнирно прикрепленной в открытом положении;
Фиг. 4 - укупорочный узел по Фиг. 1 в поперечном сечении;
Фиг. 5 - крупный план части укупорочного узла по Фиг. 1 в поперечном сечении;
Фиг. 6 - вид в перспективе сверху вставки по изобретению;
Фиг. 7 - вставка по Фиг. 6 в поперечном сечении;
Фиг. 8 - альтернативная вставка с клапаном по изобретению в поперечном сечении;
Фиг. 9 - ребро по изобретению в поперечном сечении;
Фиг. 10 - вид сверху выдачного клапана по изобретению;
Фиг. 11 - альтернативный укупорочный узел по изобретению в поперечном сечении;
Фиг. 12 - крупный план части альтернативного укупорочного узла по Фиг. 11 в поперечном сечении;
Фиг. 13 - укупорочный узел по Фиг. 11, установленный на горловинную часть емкости в поперечном сечении;
Фиг. 14 - вид в перспективе устройства для обеспечения укупорочного узла по изобретению;
Фиг. 15 - вид сбоку в поперечном сечении устройства для обеспечения укупорочного узла по изобретению, имеющего ребро с поперечным сечением сферической формы;
Фиг. 16 - вид сбоку в поперечном сечении устройства для обеспечения укупорочного узла по изобретению, имеющего ребро с трапециевидным поперечным сечением;
Фиг. 17 - первый примерный вариант выполнения в поперечном сечении укупорочного узла по дополнительному объекту изобретения; и
Фиг. 18 - второй примерный вариант выполнения в поперечном сечении укупорочного узла по дополнительному объекту изобретения.
На Фиг. 1 укупорочный узел 1 по изобретению показан в перспективе. Указанный укупорочный узел 1 содержит колпачок 2 и установлен на горловину 3 емкости (не показана). В определенном показанном варианте выполнения колпачок 2 снабжен крышкой 20 и юбкой 19. На Фиг. 1 крышка 20 находится в закрытом положении, в котором она закрывает выдачное отверстие колпачка. Юбка 19 колпачка по существу соответствует наружной окружности горловины 3 емкости. Отмечается, что на Фиг. 1 показана только часть основания горловины 3. Колпачок 2 установлен на узкую верхнюю часть горловины, расположенную в пределах внутреннего пространства колпачка и, таким образом, невидимую на Фиг. 1.
Укупорочный узел 1 показан в перспективе сверху на Фиг. 2 с крышкой 20 колпачка 2, откинутой в открытое положение. С крышкой 20 колпачка, откинутой в открытое положение, выдачное отверстие 12 колпачка 2, снабженное выдачным клапаном 4, готово к использованию. На Фиг. 3 в перспективе снизу показан колпачок укупорочного узла по Фиг. 1 с крышкой 20 колпачка, откинутой в открытом положении.
На Фиг. 4 показан укупорочный узел 1 по Фиг. 1 в поперечном сечении. Укупорочный узел 1 содержит корпусную часть 5 цилиндрической формы, имеющую центральную ось 6. Цилиндрическая корпусная часть 5 окружена юбкой 19 колпачка. На Фиг. 4 показано, что юбка 19 колпачка 2 продолжается вокруг цилиндрической корпусной части 5 и, таким образом, образует наружную форму корпуса колпачка для, по существу, соответствия по форме наружной окружности указанного колпачка или наружной окружности емкости, на которую должен быть установлен колпачок.
Цилиндрическая корпусная часть 5 образует внутреннее пространство 7, продолжающееся вдоль центральной оси 6. Цилиндрическая корпусная часть 5, кроме того, образует отверстие 8 для доступа на одном конце внутреннего пространства 7 для вставления горловины емкости, а именно, верхнего конца горловины емкости во внутреннее пространство 6. Цилиндрическая корпусная часть 5 также образует верхнюю стенку 9 на противоположном конце внутреннего пространства 6, при этом указанная верхняя стенка имеет внутреннюю поверхность 10, обращенную к внутренней поверхности 6, и наружную поверхность 11, обращенную в противоположном направлении. Верхняя стенка 9 снабжена выдачным отверстием 12 для выдачи содержимого емкости. В определенном варианте выполнения укупорочного узла, показанного на Фиг. 1-4, самозакрывающийся клапан 4 прикреплен к вставке 21, при этом указанная вставка 21 обеспечена во внутреннем пространстве колпачка 2, так что указанный клапан расположен смежно выдачному отверстию 12 указанного колпачка 2. На Фиг. 5 крупным планом показаны выдачное отверстие 12, вставка 21 и выдачной клапан 4.
Выдачной клапан 4 показан изолированно сверху на Фиг. 10. Выдачной клапан 4 является пленочным диском, имеющим центральную клапанную область 15, в которой расположены две самозакрывающиеся щели 16, и кольцевую периферическую область 17 прикрепления, продолжающуюся вокруг центральной клапанной области 15.
Вставка 21 показана изолированно в перспективе на Фиг. 6 и в поперечном сечении на Фиг. 7. Она содержит корпусную часть 22 дискообразной формы, имеющую верхнюю поверхность 23, нижнюю поверхность 24 и центральное направляющее отверстие 25 для направления через него содержимого емкости.
Верхняя поверхность 23 дискообразной корпусной части 23 вставки 21 образует по существу плоскую и кольцевую область 13 прикрепления, при этом указанная область прикрепления продолжается вокруг направляющего отверстия 25. Выдачной колпачок 2 и вставка 21 выполнены так, что вставку фиксируют, предпочтительно путем зажима, во внутреннем пространстве 7 колпачка, так что верхняя поверхность 23 вставки обращена к внутренней поверхности 10 верхней стенки 9 колпачка, а направляющее отверстие 25 вставки выровнено с выдачным отверстием 12 в верхней стенке колпачка.
Выдачной клапан 4 из пленочного материала вместе с его областью 17 прикрепления прикреплен к области 13 прикрепления вставки 21, так что центральная клапанная область 15 клапана 4 выровнена с направляющим отверстием вставки для блокировки направляющего отверстия. Поскольку направляющее отверстие 25 выровнено с выдачным отверстием 12 колпачка, центральная клапанная область 15 клапана 4 также выровнена с выдачным отверстием колпачка 2.
По изобретению верхняя поверхность 23 дискообразной корпусной части 22 вставки 21, кроме того, образует кольцевое ребро 14, выступающее вверх относительно по существу плоской и кольцевой клапанной области 13 прикрепления. Кольцевое ребро 14 расположено между областью 13 прикрепления и направляющим отверстием 25. Следовательно, кольцевое ребро 14 смещает центральную клапанную область 15 выдачного клапана 4 относительно по существу плоской области 13 прикрепления вставки в направлении вверх, и, таким образом, к периферической области прикрепления указанного клапана. Это показано, например, на Фиг. 5.
Отмечается, что в определенном варианте выполнения показано, что вставка 21 с ее кольцевым ребром 14 расположена против внутренней поверхности 10 верхней стенки 9 колпачка 2, так что выдачной клапан 4 из пленочного материала зажат между ребром и стенкой. Таким образом, протыкание клапана обеспечивает плотное запечатывание между клапаном и внутренней поверхностью верхней стенки колпачка. Отмечается, что протыкание по существу не способствует фиксации клапана с его центральной клапанной областью, выровненной с выдачным отверстием. Клапан удерживается в своем положении путем соединения с областью прикрепления вставки.
Таким образом, изобретение обеспечивает альтернативный укупорочный узел, содержащий колпачок и выдачной клапан, являющийся пленочным диском. Ребро позволяет натягивать пленочный материал клапана, когда он установлен на колпачок, и, таким образом, позволяет использовать тонкий пленочный материал для клапана, который может быть запечатан с колпачком или вставкой путем термосваривания.
Наблюдается, что клапан по изобретению выполнен из пластикового листового пленочного материала и, таким образом, выполнен из материала, по существу плоского, то есть, продолжающегося в плоскости, не имеющего формы и несформованного как, например, сильфонный самозакрывающийся клапан, обычно используемый в уровне техники. Клапан из пленочного материала или плоскостный диафрагмальный клапан может быть выполнен путем печати и вырезания из листа относительно тонкого гибкого материала, такого как полиолефиновый материал, например, РР или эластомерный материал, например, ТРЕ.
Однако обнаружено, что клапаны из пленочного материала, в частности, клапаны из пленочного материала, имеющие толщину менее 0,140 мм, склонны к сгибанию или другой трансформации при прикреплении к колпачку или вставке с использованием термосваривания, теряя, таким образом, свои клапанные свойства. Снабжение колпачка или вставки кольцевым ребром по изобретению предотвращает по существу сгибание во время процесса термосваривания. Обнаружено, что обеспечение ребра особенно предпочтительно для клапанов, выполненных из пленочного материала, имеющего толщину менее 0,140 мм. Таким образом, пленочный материал имеет достаточную толщину для обеспечения функционирующего самозакрывающегося клапана, при этом она достаточно тонкая для возможности прикрепления клапана к колпачку или вставке путем термосваривания. Кроме того, клапан, выполненный из такого пленочного материала, хорошо приспосабливается к смещению кольцевым ребром по изобретению.
В варианте выполнения по изобретению клапан выполнен из пленочного материала, имеющего толщину в пределах 0,01-0,1 мм, например, имеющего толщину 0,06 мм, предпочтительно, имеющего толщину в пределах 0,04-0,06 мм, например, 0,05 мм. Обеспечение укупорочного узла по изобретению клапаном, выполненным из пленочного материала, имеющего такую толщину, обеспечивает клапан хорошими самозакрывающимися свойствами. В варианте выполнения, показанном на Фиг. 1-5, клапан 4 имеет нижнюю поверхность 27, обращенную к верхней поверхности 23 вставки 21, и верхнюю поверхность 28, обращенную от верхней поверхности указанной вставки. В направлении перпендикулярно по существу плоской области 13 прикрепления вставки 21 нижняя поверхность 27 центральной области 15 клапана 4 расположена над верхней поверхностью 28 периферической области 17 прикрепления клапана. Это, например, показано на Фиг. 5. В показанном варианте выполнения клапан выполнен из РР материала, имеющего толщину 0,05 мм.
В варианте выполнения по изобретению это расстояние между нижней поверхностью центральной области клапана и периферической областью прикрепления клапана, измеряемое перпендикулярно поверхности клапана, больше толщины клапана, предпочтительно, превышает 0,05 мм. В дополнительном варианте выполнения расстояние, по меньшей мере, в 1,5 раз больше толщины пленочного материала, из которого выполнен клапан, например, в 2,5 раз больше толщины пленочного материала, из которого выполнен клапан. Обеспечение клапана и кольцевого ребра таких размеров обеспечивает клапан из пленочного материала, термозапечатанный с вставкой, с хорошими клапанными функциями. Кроме того, как показано на Фиг. 7, кольцевое ребро 14 вставки 21 имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области прикрепления вставки, составляющую 0,3 мм. По изобретению высота кольцевого ребра предпочтительно, по меньшей мере, равна или больше толщины пленочного клапана, предпочтительно, по меньшей мере, равна 1 толщине пленочного клапана.
В определенном варианте выполнения, показанном на Фиг. 3-6, вставка 21 содержит цилиндрическую корпусную часть 26, имеющую центральную ось. Отмечается, что в предпочтительном показанном варианте выполнения центральная ось 30 цилиндрической корпусной части 26 вставки 21 совпадает с центральной осью 6 цилиндрической корпусной части 5 колпачка 2. Цилиндрическая корпусная часть 26 вставки 21 образует выдачной канал 31, продолжающийся вдоль указанной центральной оси 30, и отверстие 32 для доступа на одном конце выдачного канала. Цилиндрическая корпусная часть 26 прикреплена к нижней поверхности дискообразной корпусной части 22 вставки 21, так что выдачной канал 31 образует продолжение направляющего отверстия 25.
Наблюдается, что колпачок, а именно, внутреннее пространство колпачка, имеет размеры для принятия горловинной части емкости и вмещения горловинной части так, что содержимое емкости, выдаваемое через горловинную часть, направляется внутренним пространством колпачка в и через выдачное отверстие колпачка. Для возможности использования определенного колпачка с различными емкостями, то есть, с емкостями, отличающимися по форме и/или размерам горловинной части, во внутреннем пространстве колпачка может быть обеспечен переходник. Переходник обычно является трубкой, имеющей такие размеры, что его один конец устанавливается на горловинную часть определенной емкости, а другой конец устанавливается во внутреннее пространство колпачка. Таким образом, использование вставок позволяет устанавливать колпачок на различных тюбиках. Таким образом, отверстие 32 для доступа, образованное цилиндрической корпусной частью 26 вставки 21, может быть образовано для вставления горловины емкости в выдачной канал 30. Таким образом, вставку можно использовать в качестве элемента переходника, позволяющего устанавливать укупорочный узел на горловинной части емкости, слишком узкой для правильной установки отверстия для доступа внутреннего пространства цилиндрической корпусной части колпачка. Использование вставок, как таковых, для подгонки колпачков известно в уровне техники и, таким образом, не раскрыто здесь. Однако основной целью цилиндрической корпусной части вставки является обеспечение дискообразной корпусной части повышенной жесткости.
На Фиг. 8 показана альтернативная вставка 21 по изобретению, содержащая только дискообразную корпусную часть 22. Вставка, показанная на Фиг. 8, снабжена клапаном 4. Вставка и клапан, показанные на Фиг. 8, имеют те же позиции, что и элементы, уже обозначенные на описанной по Фиг. 4-7 вставке и показанном на Фиг. 4-7 клапане. Обе показанные вставки выполнены для защелкивания в положении во внутреннем пространстве колпачка. Для возможности защелкивания вставок в своем положении колпачок в его внутреннем пространстве снабжен одним или более опорными ребрами, которые зацепляют нижнюю поверхность дискообразной корпусной части вставки, так что указанная вставка защелкивается между одним или более опорными ребрами и верхней стенкой колпачка, и, таким образом, закрепляется в ее положении смежно верхней стенке. Обычно вставка и/или один или более ребер выполнены для возможности упругой локальной деформации, в то время как вставку толкают в ее положение.
Например, вставка 21, показанная на Фиг. 6-7, и альтернативная вставка 21, показанная на Фиг. 8, снабжены кольцевыми углублениями 29, продолжающимися радиально наружу от по существу плоской и кольцевой области 13 прикрепления. Углубление действует как эластичный шарнир, позволяющий локальное сгибание дискообразной корпусной части вставки, а именно, наружное кольцо 33 вставки. Кольцевое углубление позволяет локально сгибать дискообразную корпусную часть во время сборки в колпачке для возможности толкания указанной вставки за пределы одного или более ребер, обеспеченных во внутреннем пространстве колпачка.
В определенном варианте выполнения 1, показанном на Фиг. 1-5, колпачок 2 снабжен кольцевым ребром 34, продолжающимся вдоль внутренней поверхности 7 цилиндрической корпусной части 5. Во время сборки вставку 21 толкают во внутреннее пространство 7 и за пределы кольцевого ребра 34. За пределами ребра 34 гибкая часть вставки 21 снова сгибается наружу, и вставка зажимается между внутренней поверхностью 10 верхней стенки 9 и кольцевым ребром 34. Отмечается, что вставка также может быть зафиксирована посредством других зажимных устройств, таких как зажимные штифты, углубление и т.д. Известные технологии для зажима вставок по уровню техники в колпачке также могут использоваться с колпачком и вставкой по изобретению.
В дополнительном варианте выполнения по изобретению боковая поверхность дискообразной корпусной части вставки может быть снабжена углублениями, выступами, зажимными штифтами и т.д., взаимодействующими с обеспеченным во внутреннем пространстве колпачком, имеющим соответствующую форму, для фиксации указанной вставки в ее положении.
На Фиг. 11 показан альтернативный вариант выполнения укупорочного узла 101 по изобретению. Укупорочный узел 101 также имеет колпачок 102 и выдачной клапан 104, расположенный смежно с выдачным отверстием 112 колпачка, а также выполненный для установки на горловину 103 емкости. Однако он отличается от варианта выполнения 1, показанного на предыдущих чертежах тем, что самозакрывающийся выдачной клапан 104 прикреплен к колпачку 102, а не вставке. На Фиг. 12 вблизи показана часть альтернативного укупорочного узла по Фиг. 11 в поперечном сечении. На Фиг. 13 показан укупорочный узел по Фиг. 11, установленный на горловинную часть емкости в поперечном сечении.
Выдачной колпачок 102 содержит цилиндрическую корпусную часть 105, имеющую центральную ось 106, при этом указанная цилиндрическая корпусная часть образует внутреннее пространство 107, продолжающееся вдоль указанной центральной оси, отверстие 108 для доступа на одном конце внутреннего пространства 107 для вставления горловины 103 емкости во внутреннее пространство, и верхнюю стенку 109 на другом конце внутреннего пространства 107. Верхняя стенка 109 имеет внутреннюю поверхность 110, обращенную к внутренней поверхности 107, и наружную поверхность 111, обращенную в противоположном направлении. Верхняя стенка 109 снабжена выдачным отверстием 112 для выдачи содержимого емкости, на котором устанавливают укупорочный узел.
Внутренняя поверхность 110 верхней стенки 109 образует по существу плоскую и кольцевую область 113 прикрепления, при этом указанная область прикрепления продолжается вокруг выдачного отверстия 112. Внутренняя поверхность 110, кроме того, образует кольцевое ребро 114, при этом указанное кольцевое ребро расположено между областью 113 прикрепления и выдачным отверстием 112. Ребро 114 выступает относительно по существу плоской области 113 прикрепления колпачка 102, сходно с ребром 14 выступает относительно по существу плоской области 13 прикрепления вставки 2, показанной на Фиг. 1-5. Однако отмечается, что ребро, обеспеченное на колпачке, выступает в направлении вниз, в то время как ребро, обеспеченное на вставке, выступает вверх. Оба располагают центральную клапанную область смежно выдачному отверстию колпачка.
Выдачной клапан 104 снова является пленочным диском, имеющим центральную клапанную область 115, в котором расположена, по меньшей мере, одна самозакрывающаяся щель 116, и имеющим кольцевую периферическую область 117 прикрепления, продолжающуюся вокруг центральной клапанной области 117. Отмечается, что клапан из пленочного материала, подходящий для прикрепления к колпачку, также подходит для прикрепления к вставке.
Выдачной клапан 104 вместе с областью 117 прикрепления прикреплен к области 113 прикрепления выдачного колпачка 102 путем термосваривания, так что его центральная клапанная область 115 выровнена с выдачным отверстием 112 выдачного колпачка 102 для блокировки выдачного отверстия. Кроме того, по изобретению кольцевое ребро 114 смещает центральную клапанную область 115 выдачного клапана 104 относительно по существу плоской области 113 прикрепления колпачка 102.
В определенном показанном варианте выполнения кольцевое ребро 114 колпачка 102 обеспечено смежно выдачному отверстию 112, так что указанное ребро частично образует отверстие вставки. Также можно обеспечить ребро в более радиальном направлении наружу. Однако из-за обеспечения ребра смежно отверстию вставки не остается места между клапаном и нижней поверхностью верхней стенки, в котором во время использования может собираться содержимое емкости. Такой сбор содержимого может вызвать негигиеничные условия.
Обычно кольцевое ребро 114 колпачка 102 имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области 113 прикрепления колпачка 102, высота которого в показанном варианте выполнения равна 0,3 мм. Выдачной клапан 104 выполнен из пленочного материала, имеющего толщину 0,05 мм.
Как указано ранее в варианте выполнения 1, клапан 104 имеет верхнюю поверхность 128, в этом конкретном варианте выполнения обращенную к верхней стенке 109 колпачка 102, и нижнюю поверхность 127, в этом конкретном варианте выполнения обращенную от верхней стенки 109 колпачка 012. В направлении перпендикулярно по существу плоской области 113 прикрепления колпачка 102 верхняя поверхность 128 центральной области 115 выдачного клапана расположена под нижней поверхностью 127 периферической области 117 выдачного клапана 104. В показанном варианте выполнения расстояние смещения между верхней поверхностью 128 центральной клапанной области 115 и нижней поверхностью 127 периферической области 117 прикрепления клапана 104 составляет 0,25 мм.
Альтернативно кольцевое ребро 114 колпачка 102 имеет высоту, измеряемую от по существу плоской области прикрепления 113 колпачка 102, и выдачной клапан 104 из пленочного материала имеет толщину, при этом высота кольцевого ребра равна или больше толщины выдачного пленочного клапана. В предпочтительном варианте выполнения высота ребра, по меньшей мере, в 1,5 раз больше толщины выдачного клапана. В определенном показанном варианте выполнения высота ребра равна 0,3 мм, а выдачной клапан имеет толщину 0,05 мм. Высота ребра, таким образом, в 6 раз больше толщины выдачного клапана.
В варианте выполнения укупорочного узла 101 по изобретению, показанном на Фиг. 8 и 9, колпачок 102 снабжен вставкой 121 для подгонки внутреннего пространства 107 колпачка 102 к горловинному элементу 103 емкости (не показана).
Вставка 121 содержит дискообразную корпусную часть 122, имеющую верхнюю поверхность 123, нижнюю поверхность 124 и направляющее отверстие 125. Вставка 121 дополнительно содержит цилиндрическую корпусную часть 126, имеющую центральную ось 130, при этом указанная цилиндрическая корпусная часть образует выдачной канал 131, продолжающийся вдоль указанной центральной оси, и отверстие 132 для доступа на одном конце выдачного канала для вставления горловины емкости в выдачной канал. Цилиндрическая корпусная часть 126 вставки прикреплена к нижней поверхности 127 дискообразной корпусной части 122 вставки 121, так что выдачной канал 131 образует продолжение направляющего отверстия 125. Выдачной канал 131 и направляющее отверстие 125 вместе образуют средство передачи для направления содержимого из горловинной части емкости, принимаемого в отверстие 132 для доступа к выдачному клапану 104, расположенному смежно выдачному отверстию 112 колпачка 102. Вставка, таким образом, образует переходник, выполненный для вмещения горловинной части определенной емкости во внутреннее пространство 107 колпачка 102.
В определенном показанном варианте выполнения верхняя поверхность 123 вставки 121, кроме того, образует кольцевое ребро 133, выступающее относительно верхней поверхности 123 вставки в виде переходника, при этом указанное ребро продолжается вокруг выдачного отверстия. Поскольку выдачной клапан уже прикреплен к колпачку, дополнительные средства фиксации необязательны. Ребро, однако, протыкает клапан для обеспечения, таким образом, уплотнения между вставкой и колпачком.
Кольцевое ребро 133 вставки 121 имеет высоту, измеряемую от верхней поверхности 123 дискообразной корпусной части 122 вставки 121. Кольцевое ребро 114 колпачка 102 имеет высоту, измеряемую от по существу плоской и кольцевой области 113 прикрепления верхней стенки 109 колпачка 102. Отмечается, что высота кольцевого ребра 133 вставки 121 превышает высоту кольцевого ребра 133 колпачка 102, по меньшей мере, настолько, что ребро 133 вставки 121 удерживает верхнюю поверхность 123 дискообразного корпусной части 122 вставки 121 на расстоянии от кольцевого ребра 114 колпачка 102, а выдачной клапан 104 – поддерживаемым ребром 114.
На Фиг. 9 подробно в поперечном сечении показано ребро по изобретению, например, сходное с кольцевым ребром 14 укупорочного узла по Фиг. 1-5. В этом конкретном варианте выполнения ребро имеет трапециевидную форму поперечного сечения с шириной в основании 0,5 мм, шириной верхней части - 0,15 мм и высотой 0,3 мм.
На Фиг. 10 показан выдачной клапан по изобретению, например, сходный с клапаном 4 укупорочного узла, показанного на Фиг. 1-4 сверху. Клапан по изобретению предпочтительно имеет толщину 0,01-0,1 мм, предпочтительно, 0,04-0,06 мм. В конкретном показанном варианте выполнения выдачной клапан имеет толщину 0,05 мм.
Выдачной клапан по изобретению предпочтительно выполнен из полиолефинового материала, например, РР материала, или эластомерного материала, например, ТРЕ материала. Тесты показали, что клапаны, выполненные из такого пленочного материала, особенно хорошо функционируют в укупорочном узле по изобретению. Отмечается, что клапаны, выполненные из РР материала, предпочтительно имеют толщину 0,01-0,15 мм, например, имеют толщину 0,1 мм. Клапаны, выполненные из ТРЕ материала, предпочтительно имеют толщину 0,1-0,5 мм, например, имеют толщину 0,3 мм.
Отмечается, что кольцевое ребро по изобретению предпочтительно имеет высоту, по меньшей мере, равную, и предпочтительно превышающую толщину пленочного материала, из которого выполняют клапан. Например, когда пленочный материал имеет толщину 0,05 мм, ребро имеет высоту, по меньшей мере, 0,05 мм, предпочтительно, более 0,05 мм. Таким образом, центральный клапан смещен на расстояние, равное, по меньшей мере, толщине клапана.
Кроме того, изобретение обеспечивает устройство для прикрепления пленочного клапана к колпачку или к вставке, устанавливаемой в колпачок, для получения колпачка по изобретению. Такое устройство частично показано на Фиг. 14 и содержит гнездо (240) и термозапечатывающее устройство 235.
Гнездо выполнено для позиционирования и поддержки колпачка или вставки, предпочтительно с областью прикрепления, обращенной вверх. Таким образом, клапан из пленочного материала может быть расположен на кольцевом ребре гнезда или колпачка, удерживаемого гнездом. Отмечается, что клапан по изобретению предпочтительно выполнен из пленочного материала, который имеет такую жесткость, что клапан при расположении на кольцевом ребре колпачка или вставки не сгибается под собственным весом, а сохраняет свою листовую форму и, таким образом, по существу продолжается в плоскости.
На Фиг. 14 показана вставка 221 по изобретению, удерживаемая в гнезде (240). Клапан 204 из пленочного материала расположен на кольцевом ребре 214 по изобретению, так что его центральная клапанная область 215 выровнена с направляющим отверстием 225 вставки 221, а его кольцевая периферическая область 217 прикрепления выровнена с областью 213 прикрепления вставки 221. Выдачной клапан 221 выполнен из пленочного материала, который имеет такую жесткость, что клапан не сгибается под собственным весом, а сохраняет свою листовую форму и, таким образом, по существу продолжается в плоскости, в этом состоянии он показан на чертежах.
Термозапечатывающее устройство 235 имеет кольцеобразную головку, в определенном показанном варианте выполнения имеющую форму кольцевого ребра 237, обеспеченного на цилиндрической удерживающей головке 238. Кольцеобразная головка 237 выполнена для зацепления кольцевой периферической области 217 прикрепления пленочного клапана. Отмечается, что кольцеобразная головка контактирует с областью прикрепления клапана непрямым образом, поскольку она контактирует с верхней поверхностью клапана, в то время как действительная область прикрепления расположена на нижней поверхности указанного клапана. Однако в контексте данного документа следует понимать, что кольцеобразная головка, таким образом, зацепляет область прикрепления указанного клапана.
Термозапечатывающий инструмент 237, 238 подвижно поддерживается так, что он может перемещаться к и от области прикрепления колпачка или вставки, расположенной и поддерживаемой в гнезде. Таким образом, головку можно перемещать к вставке, то есть, в направлении вниз на Фиг. 14, для толкания кольцевой периферической области 217 прикрепления клапана 204 к области 213 прикрепления вставки 221. Таким образом, путем перемещения периферической части клапана к вставке центральная часть клапана, то есть, клапанная область, натягивается поверх ребра. Когда область 217 прикрепления клапана 204 контактирует с областью 213 прикрепления вставки 221, кольцеобразная головка 237 термозапечатывает клапан 204 со вставкой 221, устанавливая, таким образом, клапан на вставку. В дополнительном варианте выполнения термозапечатывающий инструмент прижимает на часть клапана, термозапечатанного со вставкой, к области прикрепления колпачка или вставки во время процесса термосваривания для дополнительного натяжения центральной клапанной области клапана во время термосваривания. Таким образом, клапан 204 и вставка 221 соединены вдоль кольцевого сварного шва, который по форме и размерам сходен с кольцеобразной головкой 237 термозапечатывающего устройства 236. Отмечается, что в показанном варианте выполнения кольцеобразная головка 237 и, таким образом, сварной шов, вдоль которого соединены клапан и вставка, являются узкими, по сравнению с областями прикрепления соответствующего клапана и вставки.
Отмечается, что тот же вид устройства может использоваться для термосваривания клапана со вставкой, например, для термосваривания клапана с колпачком путем изменения гнезда для поддержки колпачка или вставки. Термозапечатывающее устройство по изобретению выполнено для термосваривания области прикрепления клапана с областью прикрепления колпачка или вставки во время нажатия на область прикрепления клапана против области прикрепления колпачка или вставки.
Отмечается, что кольцеобразная головка термозапечатывающего устройства по изобретению может быть выполнена различным образом. В показанном варианте выполнения кольцеобразная головка 237 является кольцевым термозапечатывающим ребром, при этом указанное кольцевое термозапечатывающее ребро 237 установлено на цилиндрическую удерживающую головку 238. Альтернативно головка, например, имеет трубчатую или кольцевую форму.
Термозапечатывающее ребро 237 имеет высоту, превышающую высоту кольцевого ребра 214 на вставке 221 вместе с толщиной клапана 204. Таким образом, термозапечатывающее устройство 236 снабжено центральным пространством 239 для принятия кольцевого ребра 214 вставки 221 и частью клапана 204, поддерживаемой кольцевым ребром вставки. Таким образом, термозапечатывающее устройство 236, а именно, кольцеобразная головка 237 термозапечатывающего устройства может прижимать часть области 217 прикрепления клапана к и, частично, в область 213 прикрепления вставки 221 во время запечатывания, без термозапечатывающего устройства, контактирующего с центральной частью клапана, поддерживаемой кольцевым ребром.
В дополнительном варианте выполнения устройства по изобретению гнездо снабжено устройством для создания отрицательного давления в выдачном отверстии направляющего отверстия вставки, поддерживаемой в гнезде, для фиксации клапана в его положении до и/или во время термозапечатывающего процесса.
В варианте выполнения термозапечатывающего устройства по изобретению указанное термозапечатывающее устройство снабжено дополнительной термозапечатывающей поверхностью на внутренней стороне кольцевого термозапечатывающего ребра для дополнительного запечатывания клапана с верхом кольцевого ребра колпачка или вставки после того, как клапан запечатывают с областью прикрепления колпачка или вставки. Это достигается путем перемещения термозапечатывающего устройства далее к колпачку или вставке, так что дополнительная термозапечатывающая поверхность контактирует с частью клапана, расположенной непосредственно сверху на ребре, для ее запечатывания с верхней частью ребра. Отмечается, что также в этом варианте выполнения термозапечатывающее устройство предпочтительно снабжено центральным пространством, сходным с центральным пространством 239, показанным на Фиг. 14, так что термозапечатывающее устройство, в частности, кольцеобразная головка термозапечатывающего устройства, может прижимать части клапана на и частично в колпачок или вставку во время термосваривания, без контакта термозапечатывающего устройства с центральной частью клапана. Таким образом, центральная область клапана не может быть повреждена термозапечатывающим устройством во время процесса термосваривания. Укупорочный узел, снабженный таким термозапечатывающим устройством, имеет клапан, прикрепленный к колпачку или вставке, как в области прикрепления, так и в верхней части кольцевого ребра колпачка или вставки. Таким образом, колпачок исключительно надежно зафиксирован в своем положении.
В варианте выполнения термозапечатывающего устройства по изобретению указанное термозапечатывающее устройство снабжено дополнительной толкательной поверхностью снаружи кольцевого термозапечатывающего ребра, при этом указанная толкательная поверхность выполнена для толкания вниз любого материала, толкаемого вверх кольцевым термозапечатывающим ребром во время термосваривания клапана с областью прикрепления. Задачей толкательной поверхности является удержание поверхности прикрепления колпачка или вставки смежно по существу плоской термозапечатывающей области, то есть, предотвращение процесса термосваривания, в частности, вдавливание термозапечатывающего ребра в область прикрепления колпачка или вставки во время процесса термосваривания, предотвращение образования выпуклостей в области прикрепления непосредственно смежно желобу, при этом в указанном желобе клапан прикреплен к области прикрепления.
Кроме того, изобретение обеспечивает способ прикрепления клапана, выполненного из пленочного материала, к колпачку или к вставке, устанавливаемой в колпачок, для получения колпачка по изобретению, предпочтительно путем использования устройства по изобретению. Способ включает следующие этапы.
- Обеспечения колпачка или вставки для укупорочного узла по изобретению, то есть, колпачка, снабженного ребром, позволяющим натягивать клапан, в частности, центральную область клапана, прикрепленную к колпачку или вставке.
- Позиционирования и поддержки колпачка или вставки, например, в гнезде или сходном установочном устройстве. Предпочтительно колпачок или вставка расположена с областью прикрепления, обращенной вверх, так что гравитация может способствовать удержанию клапана на месте.
- Обеспечения выдачного клапана для укупорочного узла по изобретению, то есть, выдачного клапана, выполненного из пленочного материала и предпочтительно имеющего толщину в пределах 0,01-0,05 мм, например, выполненного из материала РР или ТРЕ.
- Позиционирования выдачного клапана на кольцевом ребре колпачка или вставки, так что выдачной клапан контактирует с кольцевым ребром колпачка или вставки, с кольцевой периферической областью прикрепления выдачного клапана, выровненной с кольцевой областью прикрепления указанного колпачка или вставки, с центральной клапанной областью выдачного клапана, выровненной с выдачным отверстием колпачка или направляющего отверстия вставки, и, таким образом, с центральной клапанной областью указанного клапана, расположенной в ступенчатом положении относительно по существу плоской области прикрепления колпачка или вставки, и, предпочтительно, параллельно ей. Дополнительные устройства могут быть обеспечены для фиксации клапана в его положении на колпачке или вставке, например, вакуумное устройство или устройство, образующее статическое электричество для удержания клапана и т.д.
- Толкания кольцевой периферической области прикрепления выдачного клапана на кольцевую область прикрепления колпачка или вставки, располагая, таким образом, область прикрепления клапана в ступенчатом положении относительно центральной клапанной области клапана и, таким образом, натягивая центральную клапанную область в процессе.
- Прикрепления области прикрепления клапана к кольцевой области прикрепления колпачка или вставки путем термосваривания, например, путем теплового штабелирования или утразвуковой сварки, предпочтительно путем нажатия на часть области прикрепления клапана, термозапечатываемой в области прикрепления колпачка или вставки во время термосваривания, таким образом, дополнительно натягивая центральную область клапана.
На Фиг. 15 частично показан вид сбоку в поперечном сечении альтернативного устройства по изобретению, то есть, устройства для прикрепления пленочного клапана к колпачку или вставке, устанавливаемой в колпачок для получения колпачка по изобретению. Как раскрыто выше, устройство содержит термозапечатывающее устройство 335, например, волновод для утразвуковой сварки, имеющий кольцеобразную головку. В примерном варианте выполнения, показанном на Фиг. 15, кольцеобразная головка имеет форму кольцевого ребра 337, обеспеченного на цилиндрической удерживающей головке 338.
В предпочтительном варианте выполнения, подробно показанном на Фиг. 15, ребро 337 имеет по существу сферическое поперечное сечение. Из-за обеспечения ребра таким поперечным сечением при первом контакте между ребром и кольцевой периферической областью 217 прикрепления пленочного клапана кольцевая контактная область между ребром и клапаном небольшая. Однако когда клапан толкают вниз и в область прикрепления колпачка или вставки, контактная область между ребром и клапаном увеличивается, что обеспечивает оптимальную передачу энергии между термозапечатывающим устройством и клапаном.
В альтернативном варианте выполнения по изобретению, показанному на Фиг. 16, кольцеобразная головка имеет форму кольцевого ребра 437, обеспеченного на цилиндрической удерживающей головке 438, при этом ребро 437 имеет трапециевидное поперечное сечение. В дополнительном альтернативном варианте выполнения ребро имеет по существу треугольное поперечное сечение.
Наблюдается, что в показанных вариантах выполнения укупорочного узла по изобретению область прикрепления вставки и колпачка продолжается в плоскости перпендикулярно центральной оси цилиндрической корпусной части колпачка. В альтернативных вариантах выполнения область прикрепления продолжается в плоскости, расположенной под углом к центральной оси. Например, колпачок может быть снабжен наклонной верхней стенкой, внутренняя поверхность которой расположена под углом к центральной оси цилиндрической корпусной части.
В показанных вариантах выполнения выдачной клапан, кольцевое ребро, вставка, выдачное отверстие и т.д. показаны имеющими круглую форму. Отмечается, что также возможно применение других форм, например, кольцевое ребро и клапан могут иметь продолговатую, например, овальную форму, выдачное отверстие может быть прямоугольным и т.д.
На Фиг. 17 и 18 показан первый примерный вариант выполнения 501 и второй примерный вариант выполнения 601 в поперечном сечении укупорочного узла по дополнительному объекту изобретения.
По дополнительному объекту изобретение обеспечивает укупорочный узел 501, 601 по п. 26 или 27 и емкость по п. 30. По этому объекту изобретения укупорочный узел 501, 601 является частью емкости 610 или выполнен для того, чтобы стать частью емкости, и содержит горловинную часть 503, 603 с выдачным отверстием 512, 612, самозакрывающийся выдачной клапан 504, 604, прикрепленный к по существу плоской области 513, 613 прикрепления горловинной части 503, 603, так что она расположена смежно выдачному отверстию, и кольцевое ребро 514, 614, смещающее центральную клапанную область выдачного клапана относительно по существу плоской области прикрепления горловинной части.
Таким образом, в конечном продукте горловинная часть и, таким образом, кольцевое ребро и область прикрепления, обеспеченные на горловинной части, являются интегральной частью емкости. Кроме того, в конечном продукте самозакрывающийся клапан прикреплен к интегральной части емкости.
Когда самозакрывающийся клапан устанавливают на кольцо, которое должно быть зажимным образом установлено в колпачке, необходимо убедиться, что указанное кольцо во время или после вставления указанного кольца в колпачок не подвергают зажимному усилию, меняющему форму кольца, так что это негативно отражается на запечатывании запечатывающего клапана.
Когда самозапечатываемый клапан устанавливают на внутренней стороне колпачка или на кольце, обеспеченном в колпачке, необходимо убедиться, что колпачок установлен на горловинной части емкости, так что не возникает протекания между клапаном и емкостью.
Из-за прикрепления самозакрывающегося клапана на горловинной части емкости по дополнительному объекту изобретения нет необходимости в зажимном усилии для фиксации самозакрывающегося выдачного клапана в его положении, и риск сгибания и потери формы самозакрывающегося клапана и/или протекания уменьшен.
Укупорочный узел по дополнительному объекту изобретения особенно подходит для использования с пластиковыми сжимаемыми тюбиками и сходными емкостями.
Пластиковые сжимаемые тюбики известны в уровне техники и используются иногда для выдачи текучих материалов, таких как лосьон для рук, шампунь, зубная паста, крем, гель, косметические средства или сходные продукты. Обычный сжимаемый пластиковый тюбик содержит рукавный корпус, имеющий гибкие стенки и заплечик, содержащий горловину с выдачным отверстием. Заплечик более жесткий, чем гибкий рукавный корпус с тонкими стенками. Для выдачи продукта, содержащегося в тюбике, рукавный корпус сжимают так, что продукт выталкивается через выдачное отверстие.
Пластиковые сжимаемые тюбики и емкости выполняют путем комбинации части заплечика, содержащей основание и горловинную часть, с трубчатым корпусом емкости. Альтернативно часть заплечика, содержащая основание и горловинную часть, выполняют путем литья под давлением в качестве цельного корпуса с трубчатым корпусом емкости.
В обоих случаях обеспечен гибкий корпус тюбика, содержащий верхний конец с заплечиком и открытый противоположный конец. Открытый конец запечатывают на этапе последовательного процесса, чаще всего путем термосваривания или утразвуковой сварки. Обычно до запечатывания корпуса тюбика указанный тюбик наполняют через открытый конец продуктом для выдачи.
Тюбики снабжают самозакрывающимся клапаном для блокировки выдачного отверстия для защиты от проливания и защиты продукта, содержащегося в тюбике, например, от высыхания.
Укупорочный узел 501, показанный на Фиг. 17, содержит горловинную часть 503, на ее нижнем конце снабженную юбкой 530, при этом указанная юбка продолжается в радиальном направлении, так что горловинная часть 503 и юбка 520 образуют корпус заплечика, выполненного как часть емкости, например, выполненного для комбинирования с рукавным корпусом тюбика для образования сжимаемого тюбика. Наблюдается, что в общем известно соединение предварительно изготовленной горловинно-юбочной части, также известной как заплечик, с рукавным корпусом тюбика для образования тюбика. Заплечик и рукавный корпус тюбика, например, можно комбинировать путем термосваривания.
В варианте выполнения, показанном на Фиг. 17, ребро 514 и самозакрывающийся выдачной клапан 504 обеспечены на внутренней поверхности горловинного элемента 503, а именно, на внутренней поверхности верхней стенки горловинного элемента.
Отмечается, что заплечик, показанный на Фиг. 17, может быть выполнен для принятия сходного колпачка.
Укупорочный узел 601, показанный на Фиг. 18, содержит горловинную часть 603, на нижнем конце снабженную юбкой 630, при этом указанная юбка продолжается в радиальном направлении. В показанном варианте выполнения юбка 630 является интегральной частью трубчатого корпуса 610 емкости. Такие комбинированные горловина, заплечик и корпус тюбика могут быть получены путем литья под давлением.
В варианте выполнения 601, показанном на Фиг. 18, ребро 614 и самозакрывающийся клапан 613 обеспечены на наружной поверхности горловинного элемента 603. На Фиг. 18 дополнительно показан колпачок 602 в поперечном сечении, при этом колпачок выполнен для расположения поверх горловинной части 603, так что горловинная часть принимается в колпачок. Колпачок 602 снабжен окружным углублением 621, защелкивающимся поверх окружного ребра 622, обеспеченного на горловинной части для фиксации колпачка в своем положении. Колпачок 602 дополнительно содержит крышку 620 для закрывания выдачного отверстия в колпачке и, таким образом, выдачного отверстия в элементе горловины.
Отмечается, что на Фиг. 17 и 18 схематически показаны варианты выполнения по дополнительному объекту изобретения исключительно для ясности, при этом они не ограничивают объем изобретения.
Изобретение никаким образом не ограничено примерным вариантом выполнения, раскрытым выше и включает также различные модификации в пределах объема формулы изобретения. Другие варианты раскрытых вариантов выполнения могут быть понятны и могут выполняться специалистами в данной области при выполнении настоящего изобретения, исходя из учения чертежей, описания и прилагаемой формулы. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественности. Указание позиций в формуле не следует понимать как ограничение объема изобретения.