КОРПУС И СПОСОБ ДЕЙСТВИЯ РАСПРЕДЕЛИТЕЛЬНОГО УСТРОЙСТВА ДЛЯ КОСМЕТИЧЕСКОГО СРЕДСТВА
CASE AND OPERATION METHOD OF DISTRIBUTION DEVICE FOR COSMETICS

Настоящее изобретение относится к корпусу распределительного устройства для косметического средства, а точнее к усовершенствованиям корпуса для шарика, прикрепляемого к флакону или резервуару для формирования устройства в виде шарикового аппликатора для подачи косметической жидкости. Изобретение также относится к способу плавного дозирования косметической жидкости из удерживаемого рукой косметического распределительного устройства, выполненного в виде шарикового аппликатора.
Предпосылки к созданию изобретения
В данном документе термин «текучая среда» означает материал, отличающийся от газа, который может течь, не сохраняя своей физической формы, и, соответственно, не допускает наличия твердых тел, которые сохраняют свою форму, когда их подвергают воздействию слабого давления. Этот термин включает в себя жидкости или кремы, которые могут быть водными или безводными, а также текучие порошкообразные материалы. В частности, настоящее изобретение относится к устройствам для подачи жидкости с низкой или средней вязкостью.
Один из классов устройств для распределения косметических текучих сред, включая, в частности, дезодоранты и средства от пота, обычно называют роликовым распределительным устройством или аппликатором. В таких распределительных устройствах флакон или резервуар имеет выходное отверстие, которому придают такую конфигурацию, чтобы сформировать корпус для вращаемого ролика, а обычно шарика. Ролик удерживают с помощью корпуса, при этом часть поверхности ролика по текучей среде связана с резервуаром или флаконом, а другая часть его поверхности открыта снаружи корпуса. При использовании ролик может вращаться внутри корпуса, перенося посредством этого жидкость из внутренней части резервуара наружу от корпуса, где она может быть приведена в соприкосновение с кожей (либо с другой выбранной поверхностью). Хотя в некоторых случаях корпус формируют совместно с резервуаром или флаконом, он, как вариант, может быть образован в виде отдельного элемента, который крепят к флакону с помощью соответствующих средств, например взаимодействующих винтовых резьб, а большей частью посредством посадки с защелкиванием с помощью взаимодействующих боковых буртиков на соответствующих контактных поверхностях корпуса и флакона, например, с целью содействия изготовлению и/или сборке распределительного устройства.
Обычно корпусы для роликов также включают в себя одно или более средства для уплотнения распределительного устройства и предотвращения выхода жидкости за ролик, когда установлен колпачок. Эти уплотнительные средства могут содержать кольцевое уплотнительное кольцо, расположенное на внутренней поверхности корпуса между роликом и резервуаром в виде флакона, и к этому кольцу ролик смещают посредством осевого давления, оказываемого колпачком, а обычно кольцевой стенкой, отходящей от внутренней части верха колпачка, которая входит в соприкосновение с роликом.
Хотя распределительные устройства в виде роликового аппликатора используют или предлагают для использования, по меньшей мере, в течение 50 лет, в известных публикациях лишь в незначительной степени было обращено внимание, если это вообще имело место, на одновременное противоположное течение жидкости из распределительного устройства и входного потока воздуха в резервуар в виде флакона через относительно узкое кольцевое пространство между роликом и внутренней частью корпуса. Одна из проблем, которая недавно была определена, заключается в непредсказуемом колебании дозирования жидкости посредством роликового аппликатора обычного размера. Не ограничиваясь какими-либо конкретными теориями или разъяснениями, можно полагать, что непредсказуемые колебания возникают, по меньшей мере, частично в результате прерывистого создания и исчезновения частичного вакуума в резервуаре или корпусе, когда жидкость отводят посредством ролика и она осаждается на коже. Когда создан частичный вакуум, ролик стремится войти в контакт с круглым кольцом на внутренней поверхности корпуса или, по меньшей мере, будет притянут к нему, что ограничивает поток жидкости. Возможны изменения степени частичного вакуума. Однако независимо от точного объяснения колебаний было бы желательно создать распределительное устройство, которое обеспечило бы снижение таких колебаний.
Аппликатор для жидкости, содержащий уплотнительное кольцо, к которому шарик прижимают колпачком, описан в патенте США USP 5810495. Однако в патенте 5810495 нет понимания проблем изменяемого потока текучей среды внутри корпуса с изменяемой подачей продукта и, следовательно, не предпринята попытка устранения или ослабления таких проблем. Фактически в патенте раскрыто использование клапана внутри от корпуса шарика, который может легко обострить проблемы, касающиеся потока.
В ряде описаний патентов, касающихся распределительных устройств в виде аппликатора с валиком/роликом-шариком, также предложено вводить внутрь корпуса для ролика/шарика уплотнительное кольцо и/или промежуточный резервуар, находящийся под роликом/шариком. Последний может удерживать текучую среду, когда распределительное устройство находится в вертикальной ориентации, например, так, как описано, наряду с другими, в патентах GB 1115861, GB 2255052, GB 2268912A, DE 19827965A, DE 20119329A, DE 29914452, US 3075230, US 3069718, US 3111703, US 324839, US 6155736 и US 6179505. В этих ссылках нет понимания проблем, связанных с потоком воздуха/газа в пределах внутренней поверхности корпуса и, следовательно, в них не сделана попытка устранения или ослабления таких проблем. Фактически, само по себе наличие промежуточного резервуара с ограниченной входной зоной легко могло бы обострить проблемы потока.
Цель настоящего изобретения заключается в снижении колебаний доз жидкости, выходящей из устройства для подачи жидкости в виде роликового аппликатора, имеющего съемный колпачок, в частности, из распределительного устройства, содержащего уплотнительное кольцо, к которому вращающийся ролик прижимают посредством установки колпачка.
Краткое изложение существа изобретения
Согласно первому аспекту настоящего изобретения создано устройство для распределения жидкости, выполненное в виде роликового аппликатора и соответствующее приведенному в этом документе пункту 1 формулы изобретения.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения создан способ снижения колебаний доз из распределительного устройства в виде роликового аппликатора, который описан в приведенном в этом документе пункте 21 формулы изобретения.
В результате можно полагать, что поток газообразных и/или жидких текучих сред внутри корпуса будет возмущен с помощью возмущающего средства или возмущающих средств на внутренней поверхности корпуса у уплотнительного кольца или снаружи от него, при этом прослеживается тенденция к уменьшению колебаний доз жидкости, распределяемой посредством распределительного устройства, так что какие-либо самые высокие или самые низкие уровни будут заметно меньше, чем в случае использования обычного корпуса для ролика.
В настоящем описании термин «внутренний», когда он применен к осевому направлению, например, «внутренний конец» в отношении корпуса, предназначенного для крепления на резервуаре в виде флакона или отливаемого заодно с ним, относится к концу, смежному с внутренней частью флакона, а «наружный конец» это тот, который находится на удалении от внутренней части флакона. Термин «осевой» относится к оси, проходящей по центру через внутренний и наружный концы корпуса.
В настоящем описании термины «вверх», «вниз», «над» и «под», когда они применены к распределительному устройству и образующим его деталям, относятся к тому случаю, когда распределительное устройство находится в вертикальной ориентации, то есть когда колпачок находится над флаконом.
Подробное описание изобретения и предпочтительных вариантов его осуществления
Настоящее изобретение относится к усовершенствованию управления потоком жидкости из распределительного устройства в виде роликового аппликатора путем изменений внутренней поверхности корпуса для ролика от ее уплотнительного кольца к наружному концу, что приводит к локальному нарушению или изменению потока текучих сред по этой поверхности в камере корпуса.
В настоящем описании изобретение описано с конкретной ссылкой на ролик, который в данном случае представляет собой шарик, а главным образом сферический шарик. Однако квалифицированный специалист подобным же образом может ввести возмущающее средство в поток текучей среды, проходящий через корпус, предназначенный для не сферических шариков и цилиндрических роликов, при этом размеры и форму корпуса задают так, чтобы приспособить его к этим альтернативным роликам. Приведенные ссылки на шарик, относящиеся к данному подробному описанию и предпочтительным вариантам осуществления конструкции, соответственно могут подразумевать включение таких альтернативных вариантов, за исключением тех случаев, которые указаны.
Внутренняя поверхность камеры корпуса может быть изменена посредством ряда различных способов для возмущения потока текучей среды по поверхности. Они могут содержать установку перегородок, предпочтительно перегородок на внутренней стороне, которые вероятно могут сообщать потоку текучей среды турбулентность. Обычно перегородки могут содержать один или более непрерывные или прерывистые боковые буртики в промежутке между наружным концом корпуса и боковым уплотнительным кольцом. При желании, буртики также могут быть выполнены с зубцами, либо могут иметь осевой компонент, например буртики располагают в виде шевронов или спиралей и/или в виде ряда коротких участков, распределенных симметрично или беспорядочно по внутренней поверхности корпуса. Буртики обычно имеют глубину примерно от 50 до 500 мкм, чтобы обеспечить возмущение текучей среды, но чрезмерно не препятствовать наружному потоку жидкости из распределительного устройства. Когда применены боковые буртики, например два буртика, желательно, чтобы они были параллельными, при этом их расстояние друг от друга в осевом направлении выбирают в диапазоне от 2 до 8 мм, например от 2,5 до 4,5 мм. Единственный буртик или ближайший буртик часто отстоит наружу в осевом направлении от уплотнительного кольца в диапазоне от 2 до 8 мм, в частности от 2,5 до 4,5 мм. Единственный буртик или ближайший буртик часто отстоит внутрь в осевом направлении от наружного конца корпуса на расстоянии от 5 до 10 мм.
Другой, особенно предпочтительный способ, посредством которого может быть изменена поверхность корпуса для шарика, чтобы создать возмущение текучей среды в камере, содержит выполнение в боковом уплотнительном уступе множества прорезей, проходящих в осевом направлении, у его верхнего края, то есть края, обращенного к наружному концу корпуса. В случае шарика уплотнительный уступ просто представляет собой круглое кольцо, в то время как в случае цилиндрического ролика уступ не только представляет собой боковой уступ, проходящий вдоль каждой стороны цилиндра, по существу кольцо, но также может проходить под роликом вблизи от каждого конца цилиндра. Прорезям придают такие размеры, чтобы создавать турбулентность текучей среды, при этом желательно, чтобы они имели острые края, например с углом от 90° до 110°, но предпочтительно с заострением под прямым углом. Прорези часто выполняют прямоугольными, причем возможно с сужающимися сторонами. Все прорези предпочтительно выполняют по окружности уплотнительного кольца, и они главным образом находятся приблизительно на одинаковом расстоянии от соседних прорезей. Число прорезей выполняют по усмотрению изготовителей, но предпочтительно выбирают таким образом, чтобы обеспечить промежутки в диапазоне от 2,5 до 7,5 мм, в частности в диапазоне от 3 до 5 мм для удерживаемых рукой распределительных устройств, в которых используют ролик-шарик диаметром от 25 до 36 мм, особенно подходящий для дозирования косметических продуктов, таких как дезодоранты и средства от пота. Для уплотнительного кольца, окружность которого составляет от 90 до 110 мм, количество прорезей обычно находится в диапазоне от 15 до 36, в частности от 20 до 30.
На практике прорези имеют такие размеры и профили, чтобы способствовать созданию турбулентности текучей среды. Ширина каждой прорези часто составляет примерно от 250 или 500 до 2000 мкм, например от 750 до 1500 мкм. Осевая глубина каждой прорези часто составляет, по меньшей мере, 500 мкм, а обычно не более 2500 мкм, но в ряде предпочтительных вариантов конструкции от 1200 до 1600 мкм. Прорези преимущественно имеют заостренный наружный край, например, с углом примерно от 85° до 110°, а предпочтительно с заострением под прямым углом. Сами прорези обычно выполняют с прямоугольным поперечным сечением, возможно имеющим сужающиеся стороны.
Предпочтительно, чтобы прорези на уплотнительном уступе (кольце) были связаны по текучей среде с кольцевой, предпочтительно v-образной или u-образной канавкой, образованной в боковой стороне-стенке корпуса около обращенного вверх края уплотнительного кольца. Эта боковая v-образная или u-образная канавка обычно имеет ширину (в верхнем конце, то есть во входном отверстии) и осевую глубину, которые выбирают в желательном диапазоне от 500 до 2500 мкм. Ее глубина преимущественно подобна глубине прорезей в уплотнительном кольце, а предпочтительно имеет ту же самую величину.
Предпочтительно, чтобы в корпусе были применены как перегородки, так и уплотнительное кольцо с прорезями.
Способ согласно изобретению преимущественно предусматривает создание турбулентного потока текучей среды на протяжении, по меньшей мере, части пути текучей среды между уплотнительным уступом и наружным открытым концом корпуса, а особенно той части, которая составляет больше половины длины этого пути.
Настоящее изобретение, по меньшей мере, в некоторых вариантах его осуществления, можно рассматривать как содержащее создание корпуса для роликового аппликатора, который имеет одну или более перегородок, например буртик или буртики, которые здесь описаны, и/или главным образом прорези обращенного наружу края уплотнительного кольца на внутренней стороне корпуса так, как здесь описано, в частности, когда оно сообщено с кольцевой канавкой, независимо от того, по какой причине они плавно изменяют дозу косметической жидкости, наносимой распределительным устройством.
Корпус, кроме того, может иметь закрепленную в нем ступицу со спицами, расположенную между уплотнительным уступом и внутренней частью флакона. Такая ступица со спицами может содержать множество спиц, как вариант, с промежуточным кольцом, связывающим между собой две или более спицы. Спицы могут быть фиксированными, то есть с закрепленными обоими концами, например, когда один конец крепят на внутренней поверхности корпуса, а другой конец крепят к ступице, либо они могут быть свободными, когда один их конец фиксируют, например крепят к стенке корпуса, либо к вышеупомянутой ступице. Ступица со спицами может иметь плоский, вогнутый или выпуклый профиль, обращенный к ролику.
Однако особенно желательно использовать ступицу со спицами, имеющую верхнюю поверхность, параллельную поверхности ролика, которая, когда роликом является шарик, представляет собой выпуклый профиль, а особенно ступицу со спицами согласно содержанию одновременно рассматриваемой заявки на патент с той же самой датой, озаглавленной «Распределительное устройство для косметического средства», при этом какое-либо дополнительное описание и какие-либо дополнительные фигуры по сравнению с настоящим текстом введены сюда посредством ссылки на нее. Использование такой особенно предпочтительной ступицы со спицами, которая может счищать избыточную жидкость с шарика, чтобы оставлять пленку из косметического средства заданной толщины, может содействовать уменьшению колебаний между последовательными местными нанесениями косметического состава.
Используемая здесь ступица со спицами содержит множество спиц, которых, как минимум может быть две, при условии, что они совместно стягивают широкую дугу корпуса, например, предпочтительно, по меньшей мере, от 120 до 240 градусов, но предпочтительно дугу, составляющую 180 градусов или близкую к этой величине. Предпочтительно, чтобы число спиц составляло, по меньшей мере, 3, но в некоторых случаях число спиц составляет, по меньшей мере, 4. Число спиц обычно составляет не более 12, чтобы чрезмерно не ограничивать прохождение жидкости между спицами, и в некоторых предпочтительных вариантах осуществления конструкции оно составляет не более 9. Обычно число спиц равно 3, 4, 5 или 6, но главным образом используют 6 спиц. Хотя спицы и могут быть расположены асимметрично по окружности внутренней части боковой стороны-стенки корпуса, предпочтительно использовать симметричное расположение, например, с симметрией точек или зеркальную симметрию.
Ступица со спицами может быть закреплена на внутренней части боковой стороны-стенки корпуса посредством одного или более мест крепления. Когда используют одно место крепления, спица, идущая в сторону от места крепления, заканчивается своим противоположным концом в ступице, от которой отходит, по меньшей мере, одна дополнительная спица, а предпочтительно отходят от 2 до 5 дополнительных спиц. Предпочтительно, чтобы ступица со спицами была закреплена на боковой стороне-стенке в двух или более местах, которые сами по себе предпочтительно симметрично расположены по окружности внутренней боковой стороны-стенки, при этом число мест крепления обычно составляет 3 или 4. Наиболее желательно, чтобы места крепления были расположены на одинаковом расстоянии по окружности боковой стороны-стенки корпуса и были боковыми по отношению друг к другу, то есть так, чтобы все они находились на одном и том же расстоянии в осевом направлении снизу от самого широкого диаметра корпуса.
Во многих вариантах осуществления конструкции ступица со спицами представляет собой ступицу, от которой спицы проходят к боковой стороне-стенке корпуса. По желанию, все спицы могут проходить между боковой стороной-стенкой и ступицей, и здесь для удобства их можно называть фиксированными спицами. Однако некоторые из спиц, которые проходят от ступицы, и спицы, которые проходят к центру корпуса от боковой стороны-стенки, могут иметь свободный конец, при этом термин «свободный конец» означает, что он не прикреплен соответственно к боковой стороне-стенке или к ступице, и здесь для удобства такие спицы можно называть свободными спицами. Предпочтительно использовать сочетание свободных и фиксированных спиц, например, в соотношении от 1:2 до 2:1, а обычно 1:1. Свободные спицы склонны к большему изгибу, в то время как фиксированные спицы склонны к большей жесткости и способствуют изготовлению объединенных корпуса и ступицы со спицами, например, посредством литья под давление. Особенно желательно симметричное расположение фиксированных и свободных спиц, например, когда 1 или 2 свободные спицы расположены между смежными фиксированными спицами. При использовании симметричного расположения можно легче сцентрировать шарик, тем самым наилучшим образом будет обеспечено более равномерное регулирование спицами толщины жидкой пленки косметического средства. Одна из особенно желательных компоновок содержит четное число спиц, в общем, составляющее 4, 6 или 8, при этом компоновка включает в себя чередующиеся фиксированные и свободные спицы, симметрично расположенные по окружности боковой стороны-стенки.
Желательно, чтобы ступица со спицами имела средства для обеспечения локального контакта с шариком, главным образом в том случае, когда она имеет вогнутую, направленную вверх поверхность, обращенную к шарику. Предпочтительно, чтобы ступица со спицами была гибкой и упругой, по меньшей мере, в осевом направлении, либо гибкостью и упругостью обладали бы образующие ее спицы, при этом ее устанавливают таким образом, чтобы смещать шарик в верхнем направлении, удерживая посредством этого ступицу со спицами в локальном контакте с шариком, когда снят колпачок. Направленная вниз сила, прикладываемая к шарику, обеспечивает сохранение контакта между шариком и ступицей со спицами, когда колпачок установлен, изгибая при этом вниз ступицу со спицами, либо, по меньшей мере, спицы, несущие на себе выступ или выпуклость.
Желательно, чтобы средство для локального контакта содержало выступ или выпуклость, возвышающиеся с поверхности ступицы со спицами, в частности, возвышающиеся с поверхности спиц, обращенной к шарику. Желательно, чтобы поперечное сечение выступа или выпуклости имело круглую или закругленную форму. Выступ или выпуклость преимущественно имеют скошенную или закругленную фаску для их кромочного контакта с шариком, чтобы таким образом довести до минимума фрикционный контакт с шариком. Выступ или выпуклость преимущественно выполняют в виде полусферы или цилиндра, оканчивающегося полусферой. Ортогональную высоту выпуклости, которая обеспечивает регулирование толщины жидкой пленки, налипающей к шарику, в случае удерживаемого рукой распределительного устройства часто выбирают в диапазоне от 300 до 2000 мкм, а во многих случаях от 350 до 750 мкм.
Выпуклость или выступ часто имеет диаметр от 300 до 2500 мкм, в частности от 350 до 1000 мкм, причем они часто сужаются до точки (например, диаметром менее 25 мкм) для контакта с шариком. Выступ или выпуклость можно использовать на свободных или фиксированных спицах и на ступице. По меньшей мере, одну выпуклость или один выступ преимущественно располагают в том месте, которое находится на удалении от места крепления спицы, в зависимости от обстоятельств свободной по отношению к ступице и фиксированной по отношению к боковой стороне-стенке корпуса. Особенно предпочтительно, чтобы выпуклость имела каждая свободная спица. Наиболее предпочтительно, чтобы выпуклости имели симметричное построение. Желательно, чтобы любая спица имела множество выпуклостей, составляющее, например, 2 или 3. Предпочтительно, чтобы в том случае, когда корпус содержит круглое уплотнительное кольцо между шариком и местом (местами) крепления ступицы со спицами, какая-либо выпуклость на спице, закрепленной на стенке, находилась на равном расстоянии между стенкой и центром корпуса или ближе к центру.
Как вариант, в случае свободной спицы средство для обеспечения промежутка между поверхностью спицы и поверхностью шарика может содержать кончик спицы, изгибаемый наружу к шарику, при этом желательно обеспечивать промежуток, подобный промежутку, обеспечиваемому выпуклостью. Вблизи от ступицы локальный контакт может быть обеспечен посредством вертикальной стенки, которая выполнена непрерывной, либо прерывистой, и концентрична по отношению к боковой стороне-стенке корпуса.
Желательно, чтобы свободная спица проходила, по меньшей мере, примерно 40% радиуса внутренней части корпуса, так чтобы она была относительно гибкой. Во многих вариантах осуществления конструкции свободная спица проходит вплоть до 95% внутреннего радиуса корпуса, а главным образом от 75 до 95%, в частности тогда, когда она проходит от ступицы. Когда свободная спица проходит от боковой стороны-стенки, она, в частности, проходит от 50 до 80% внутреннего радиуса корпуса.
Желательно, чтобы спицы имели треугольный боковой профиль с вогнутой верхней стенкой, предпочтительно согласующейся с радиусом шарика, причем с вершиной треугольника у ступицы или ближе к ступице для свободной спицы, которую крепят на боковой стороне-стенке. Такой профиль способствует изгибу спицы, но в то же время усиливает ее вблизи от места ее крепления. Желательно, чтобы спицы могли содержать прямую стенку, часто сужающуюся, и пластину основания, обеспечивающие Т-образное поперечное сечение.
Предпочтительно, чтобы вогнутость обращенной к шарику верхней поверхности спиц имела радиус, подобный радиусу шарика, так чтобы обеспечить возможность получения фактически одной и той же толщины пленки по длине спиц. Место крепления спиц на боковой стороне-стенке таково, чтобы шарик отстоял в радиальном направлении от места крепления на ту же самую высоту, что и выпуклость, либо подобное средство для формирования зазора.
Упругая ступица со спицами часто обеспечивает силу контакта (действующую на шарик в верхнем направлении) от 0,01 до 0,1 кг, а главным образом в диапазоне от 0,04 до 0,06 кг, причем эта сила достаточна для сохранения контакта, но не так велика, чтобы создавать трудности при работе распределительным устройством.
Предпочтительно, чтобы спицы ступицы со спицами слегка сужались от основания к кончику. Этот отличительный признак обеспечивает возможность прохождения боковых сторон спицы, смежных с ее кончиком, в радиальном направлении шарика или близко к этому направлению, например, в пределах примерно 10 градусов, тем самым позволяя кончику сталкиваться с жидкой пленкой, налипающей на шарик, приблизительно ортогонально. Спицы имеют поверхность между своими боковыми сторонами, хотя она и узкая, которая обращена к поверхности шарика. Оба отличительных признака способствуют тому, чтобы спица действовала в качестве счищающей лопасти. Напротив, если угол столкновения был бы значительно меньше, скажем между 30 и 60 градусами, создавая угловой изгиб, способность спицы действовать в качестве счищающего средства была бы ухудшена.
На практике, когда пользователь применяет распределительное устройство обычным образом, наиболее удобно, чтобы промежуток между ступицей со спицами и шариком, например тот, который определен высотой выпуклости или выступа, был меньше, чем промежуток между шариком и корпусом, причем даже в его верхушечной части. Таким образом, ступица со спицами регулирует толщину текучей среды, налипающей к шарику.
Изобретение, в частности, относится к использованию шариков, имеющих диаметр примерно от 20 до 40 мм, а главным образом примерно от 25 до 36 мм. Характерные диаметры шариков составляют 25, 29, 32 или 35,5 мм, или около этого.
Корпус и ступица со спицами предпочтительно изготавливают совместно посредством литья под давлением в единой форме, используя термопластичный полимер, например полиэтилен или полипропилен.
Корпус служит в качестве выхода флакона роликового аппликатора, при этом термин «флакон» охватывает родственные резервуары, например пакеты. Поскольку корпус согласно изобретению имеет в его внутреннем конце ступицу со спицами, наиболее удобно формировать корпус отдельно от флакона и крепить их друг к другу, как принято в этой отрасли. В этом случае средство крепления может представлять собой посадку за счет трения, хотя предпочтительно применение посадки с защелкиванием, в случае которой буртик будет защелкнут в соответствующей канавке или поверх сопрягающегося с ним буртика, чтобы прикрепить две детали друг к другу. Как вариант, корпус и флакон крепят посредством взаимодействующих винтовых резьб. В том случае, когда прибегают к неразъемному креплению, два компонента могут быть связаны друг с другом посредством приклеивания. В то время как корпус предпочтительно изготавливают из термопластика, флакон может быть изготовлен из любых материалов, которые к настоящему времени используют для изготовления косметических флаконов, либо предложены для такого использования. Такие материалы включают в себя термопластики, стекло и гладкие металлы.
Распределительное устройство для косметического средства, оснащенное корпусом согласно настоящему изобретению, обычно также оснащают колпачком, который расположен над корпусом и обычно во взаимодействии с корпусом и/или шариком обеспечивает уплотнительное средство для предотвращения выхода жидкости из распределительного устройства. Колпачок может быть закреплен непосредственно на флаконе или корпусе. Он может содержать верхнюю стенку, имеющую расположенную по центру отходящую от него стенку, предназначенную для контакта с шариком в течение закупорочной операции, и смещает его к внутреннему концу корпуса, в частности, для зацепления с уплотнительным кольцом, как описано выше. Как вариант или в дополнение к указанному, он может содержать отходящую от него юбку или отходящую кольцевую стенку, близкую к юбке, которой придают размеры для ее зацепления с наружной стороной боковой стенки корпуса вблизи от его наружного конца, и для прижатия боковой стенки к шарику.
Колпачок может быть прикреплен к флакону или к корпусу посредством системы с винтовой резьбой или, как вариант, посредством байонетной системы, например, так, как описано в тексте и показано на фигурах одновременно рассматриваемой заявки на патент с той же самой датой, озаглавленной «Средства крепления распределительного устройства для косметического средства», которая введена в настоящее описание. Настоящее изобретение пригодно для удерживаемого рукой распределительного устройства, то есть такого, которое предпочтительно содержит примерно от 20 до 120 мл, то есть обычное количество дезодоранта или средства от пота. Особенно желателен флакон, содержащий от 40 до 75 мл жидкости. Корпусная часть флакона (резервуара) может иметь любую форму из применявшихся ранее форм или предложенных для такого применения в косметических распределительных устройствах в виде роликового аппликатора, в частности, для устройств, подающих дезодорант или средство от пота. Примеры приемлемых флаконов включают в себя флаконы, в которых корпус для шарика или головка флакона отлиты отдельно от резервуара или тела флакона, причем такой выбор особенно предпочтителен, когда корпус дополнительно содержит ступицу со спицами и его крепят на резервуаре посредством защелкивания, либо корпус и резервуар могут быть отлиты как единое целое. Тело флакона может принимать любую форму, диктуемую эстетическими соображениями, например, форму цилиндра, который в боковом поперечном сечении может быть круглым или овальным, возможно с противоположными зубчатыми сторонами, либо это тело может иметь одну или более степени асимметрии, например, распределительное устройство может иметь донную стенку головки и боковую сторону-стенку тела флакона, пересекающиеся приблизительно под прямым углом, чтобы создать уступ для указательного пальца, как описано и/или представлено в европейском патенте ЕР-А-1175165, а в качестве варианта, с головкой, расположенной под углом к телу флакона.
Корпус согласно изобретению может быть применен в распределительном устройстве, которое предназначено для хранения в обычной вертикальной ориентации, при этом его флакон имеет плоское или вогнутое основание, на которое он может быть устойчиво установлен, либо, как вариант, в распределительном устройстве, которое предназначено для хранения в перевернутой ориентации, при этом колпачок имеет плоскую или вогнутую верхнюю часть, на которую он может быть устойчиво установлен. Соответственно, верхней части колпачка и основанию флакона может быть придана форма, предназначенная для предотвращения устойчивого хранения распределительного устройства, самого по себе, в другой ориентации, либо, безусловно, обоим из них может быть придана плоская или вогнутая форма, так чтобы потребитель мог выбрать предпочтительную для него ориентацию.
Поскольку проблема изменения дозы жидкости, подаваемой на предназначенную для этого поверхность, относится к фазе нанесения, а не к фазам хранения или увлажнения шарика, настоящее изобретение в равной степени может быть применено к распределительным устройствам, предназначенным для хранения как в обычной вертикальной ориентации, так и в перевернутой ориентации, поскольку шарик должен быть обращен к заданной поверхности и входить с ней в контакт в течение использования устройства.
Желательно, чтобы косметическая жидкость, которая может быть подана из описанного здесь распределительного устройства для косметического средства, имела вязкость от низкой до средней. То есть она должна быть не такой подвижной, чтобы быстро стекать с какой-либо поверхности, с которой она входит в соприкосновение, и не такой вязкой, чтобы возникали затруднения при стирании ее с поверхности. Косметическую жидкость часто выбирают так, чтобы ее вязкость находилась в диапазоне от 1000 до 10000 мПа·с (сантипуазов), а обычно от 1500 до 60000 мПа·с. Приведенные здесь значения вязкости, как правило, измеряют посредством обычного вискозиметра, например вискозиметра Брукфильда при 25°С, комнатной температуре измерения вязкости, с термическим анализом, 20 об/мин, Hellipath, если не указано что-то иное, используя смеситель и скорость смесителя, которые соответствуют конкретному диапазону вязкости.
Косметическая жидкость может представлять собой раствор, например водный, либо спиртовые растворы (включающие в себя, если желательно, двухатомные или трехатомные спирты), например вяжущего активного средства от пота, причем эти растворы хорошо известны из литературных источников, касающихся дезодорантов или средств от пота. Как вариант, жидкость может содержать эмульсию, которая может представлять собой масло в воде или воду в масле в зависимости от относительных пропорций этих фаз, их химической природы и выбора эмульгаторов. Примеры таких косметических жидкостей также раскрыты в литературных источниках. Другой вариант содержит суспензию косметически активного материала из мелких частиц в приемлемой несущей жидкости, которая может представлять собой не смешивающуюся с водой жидкость, например летучий силикон и/или другое косметическое масло. Раствор, эмульсия или суспензия могут быть загущены до любой необходимой степени с помощью обычных загустителей, известных для таких несущих жидкостей, включая крахмал или производные целлюлозы, определенные глины, сгущающие полимеры и воски.
После приведения подробного описания настоящего изобретения и ряда предпочтительных вариантов его осуществления далее будут описаны конкретные варианты конструкции со ссылками на прилагаемые фигуры, на которых:
фиг.1 - вид в плане корпуса для вращающегося шарика, пригодный для установки на косметический флакон, без нахождения шарика на своем месте;
фиг.2 - вид в поперечном сечении корпуса согласно фиг.1;
фиг.3 - вид распределительного устройства в поперечном сечении, на котором показан корпус согласно фиг.1 и 2 с находящимся на своем месте шариком, установленный на флакон и имеющий плотно навинченный колпачок;
фиг.4 - вид в плане альтернативного варианта конструкции, содержащего объединенные резервуар в виде флакона и корпус согласно фиг.3;
фиг.5 - осевое сечение резервуара и корпуса согласно фиг.4;
фиг.6 - осевое сечение сравнительного флакона, подобного флакону согласно фиг.4 и 5, на котором отсутствуют возмущающие буртики.
Как показано на фиг. 1-3, распределительное устройство в виде шарикового аппликатора содержит флакон (1) (представлено горлышко флакона), сферический шарик (2), корпус (3) для шарика (2), отлитый заодно со звездообразной деталью (4), и колпачок (5), при этом каждый из упомянутых элементов отлит из термопластичного полимера.
Флакон (1) у своего открытого конца имеет наружный кольцевой выступ (6) и кольцевую канавку (7), в которую с защелкиванием заходит взаимодействующий с ней кольцевой буртик (9), который отлит на обращенной внутрь поверхности кольцевого канала (10), образованного раздвоенной боковой стороной-стенкой корпуса (3), и который имеет размеры, обеспечивающие посадку на флакон, непроницаемую для текучей среды. Утечки также доведены до минимума посредством мелкого v-образного кольцевого буртика (9а), параллельного буртику (9) и находящегося над ним внутри раздвоенной боковой стенки корпуса.
Корпус (3) содержит кольцевую боковую сторону-стенку (11) с круглым поперечным сечением, проходящую между внутренним концом (12) и наружным концом (13). Боковая стенка (11) содержит верхнюю стенку с сужающимся поперечным сечением (14), которая обладает гибкостью вблизи от наружного конца (13). Боковая сторона-стенка (11) имеет вогнутую внутреннюю поверхность (15) с двумя боковыми мелкими буртиками (20), а также витки винтовой резьбы (16) на наружной поверхности. Мелкие кольцевые буртики (20) действуют в качестве перегородок, которые создают возмущение воздуха, когда он течет во флакон по внутренней поверхности корпуса в течение использования, и таким образом сглаживают отклонения при нанесении жидкости. Корпус (3) имеет утолщенный средний участок стенки с обращенным внутрь круглым уплотнительным кольцом (17), в наружном (верхнем) крае которого выполнено множество коротких прорезей (18), отстоящих друг от друга на одинаковом расстоянии по окружности кольца и проходящих вниз в осевом направлении примерно на 30% высоты уплотнительного кольца (17). Прорези (18) нарушают поток воздуха по внутренней поверхности корпуса. Прорези (18) имеют примерно ту же самую глубину, что и глубина боковой кольцевой v-образной канавки (19), с которой они сообщаются и которая определена внутренней поверхностью верхней стенки (11) и наружной поверхностью кольца (17). Канавка (19) также создает небольшой промежуточный резервуар для жидкости, когда распределительное устройство находится в вертикальной ориентации.
Боковая сторона-стенка корпуса раздвоена внутрь от уплотнительного кольца (17), создавая внутреннюю кольцевую юбку (21), которая проходит во флакон (1) от среднего участка корпуса (3). Ступица со спицами (4) закреплена в трех местах (22) по окружности юбки (21), отстоящих друг от друга на одинаковом расстоянии, при этом ступица со спицами (4) проходит через внутренний конец (12) корпуса.
Ступица со спицами (4) содержит три фиксированных спицы (23), проходящих от мест крепления (22), отлитых заодно с юбкой (21) корпуса, к ступице (24), от которой отходят три свободных спицы (25), каждая из которых находится на одинаковом расстоянии от смежных фиксированных спиц (23), при этом они проходят примерно 90% расстояния от ступицы до внутренней поверхности юбки. Каждая соответствующая спица (23), (25) имеет соответствующие вогнутые поверхности (26) и (27), обращенные к шарику (2) в корпусе, радиус кривизны которых подобен радиусу шарика, при этом они имеют Т-образное поперечное сечение с упрочняющими фланцами основания, от которых вверх проходит сужающаяся стенка (не показано). Каждая свободная спица имеет на своем свободном конце выпуклость (30), возвышающуюся над вогнутой поверхностью (27), которая обеспечивает промежуток между этой поверхностью (27) и шариком (2), причем выпуклости, расположенные симметрично, центрируют шарик. Спицы (23, 25) действуют в качестве счищающих лопастей, когда происходит вращение шарика.
Колпачок (5) содержит верхнюю часть-стенку (31), имеющую поперечную плоскую наружную поверхность, обеспечивающую возможность установки распределительного устройства в перевернутой ориентации, и кольцевую, отходящую внутрь стенку (32), которая может входить в соприкосновение с шариком (2) для его смещения к уплотнительному кольцу (17), а также боковую сторону-стенку (33), имеющую на своей внутренней поверхности множество проходящих в осевом направлении внутренних ребер (34), которые могут входить в соприкосновение с верхней стенкой (14) корпуса (3) и смещают ее к шарику (2), а на своей наружной поверхности он имеет винтовую резьбу (35) для взаимодействия с соответствующей винтовой резьбой (16) на корпусе (3). Когда колпачок (5) устанавливают на корпус (3), вращение колпачка вокруг корпуса будет преобразовано посредством взаимодействующих винтовых резьб в относительное осевое движение, так что шарик (2) посредством кольцевой стенки (32) будет смещен к флакону (1) и, в свою очередь, шарик (2) при приведении в соприкосновение с выпуклостями (30) на свободных спицах (25) изгибает ступицу со спицами (4) и, в частности, свободные спицы (25) к флакону (1). Когда колпачок снят, ступица со спицами и, в частности, свободные спицы возвращаются в их положения покоя благодаря своей упругой природе. В этом положении покоя вогнутые поверхности (26, 27) спиц (23) и (25) создают совместно с наружной поверхностью шарика кольцевой зазор (36) с приемлемой постоянной глубиной, определяемой высотой выпуклостей (30). Когда распределительное устройство находится в своей вертикальной ориентации, шарик (2), если он вращается, будет сталкиваться с передним краем спиц (23) и (25), при этом избыточная жидкость будет счищена, оставляя на шарике пленку средства желаемой толщины, а остаток падает назад во флакон (1).
Как показано на фиг.4 и 5, флакон и корпус представляют собой единую деталь (150), изготовленную посредством литья под давлением из полиэтилена и содержащую головку (151), расположенную над основной частью (152). Головка с круглым поперечным сечением обеспечивает корпус для шарика (не показан), подобного шарику (2) согласно фиг. 1-3, и может быть закрыта колпачком с винтовой резьбой, подобным колпачку (5), показанному на фиг. 3, но имеющим более длинную боковую стенку.
Корпус для шарика в случае единых флакона и корпуса имеет круглое отверстие (113) у наружного конца, образуемого гибкой верхней боковой стороной-стенкой (114) с круглым поперечным сечением и вогнутой внутренней поверхностью, на которой отлиты два параллельных буртика (120), возмущающих поток воздуха между внутренней поверхностью корпуса и шариком. Корпус также имеет боковое уплотнительное кольцо (117), расположенное между нижним буртиком (120) и внутренней частью флакона (101), к которому шарик (не показан) может быть смещен посредством колпачка (не показан) для предотвращения выхода жидкости, когда колпачок плотно навинчен. Уплотнительное кольцо (117) имеет множество прорезей (118), выполненных в верхнем крае кольца и образующих совместно с боковой стороной-стенкой (114) корпуса v-образную кольцевую боковую канавку.
Головка (151) на своей наружной поверхности имеет винтовую резьбу (116) для взаимодействия с имеющим винтовую резьбу колпачком (не показан), проходящий по окружности фланец (155), который действует в качестве стопора для колпачка, и стенку (153) основания, которая проходит под острым углом, находящимся в диапазоне от 5 до 25 градусов к горизонтали, приблизительно к центру головки с одной стороны и составляет с наклонной задней боковой стороной-стенкой (154) основной части (152) угол в диапазоне от 90 до 110 градусов для создания предпочтительного с эргономической точки зрения места захвата. Таким образом, стенка (153) основания головки легко может обеспечивать уступ для опирания указательного пальца руки, которая зажимает флакон, когда охватывает наклонную стенку (154).
На фиг.6 представлена головка известного распределительного устройства, подобного распределительному устройству, показанному на фиг.4 и 5, но имеющего головку, в которой отсутствуют средства возмущения воздушного потока согласно изобретению. В головке (251) известного распределительного устройства имеются общие с изобретением отличительные признаки, включая круглое входное отверстие (213), образуемое боковой стороной-стенкой с круглым поперечным сечением, имеющей подобным же образом расположенное уплотнительное кольцо (217) и наружную винтовую резьбу (216), круглый наружный фланец (255) для остановки колпачка (не показан) и наклонную стенку (253) основания, которая отлита заодно с основной частью, подобной основной части, которая показана на фиг.4 и 5, имеющей наклонную стенку (254), которая подобным же образом пересекается с наклонной стенкой основания для формирования уступа с целью опирания на него указательного пальца, когда рука захватывает основную часть вокруг стенки (254).
Способность распределительного устройства согласно изобретению сглаживать отклонения дозы, поступающей из распределительного устройства в виде шарикового аппликатора, была измерена посредством сравнения доз, наносимых распределительным устройством согласно изобретению, с дозами, наносимыми известным распределительным устройством, подобным тому, которое показано на фиг.6. Два распределительных устройства были заполнены до одного и того же объема одним и тем же составом против пота в виде водной эмульсии, был вставлен шарик и после этого были выполнены повторяемые циклы нанесения. Каждый цикл содержал взвешивание распределительного устройства, находящегося в вертикальной ориентации со снятым колпачком, его перевертывание, установку на плечо испытательного стенда с осью корпуса шарика, направленной вниз, последующее вытирание шарика от 350 мм наждачной бумаги (класса 1200) с постоянной скоростью, перевертывание распределительного устройства назад в вертикальную ориентацию и его повторное взвешивание. Различие состояло в весе, наносимом по месту. Испытательный стенд обеспечивал приложение постоянного, направленного вниз давления порядка ≈62 мПа (9 фунтов на квадратный дюйм абсолютного давления), расстояние представляло собой типичное расстояние, соблюдаемое пользователями шариковых аппликаторов, а наносимый вес, предполагаемая величина которого примерно составляла 0,3 г, представлял собой типичную дозу нанесения. Из последовательных проходов каждый следовал по новому (но параллельному) пути на наждачной бумаге, при этом они отстояли друг от друга, чтобы избежать каких-либо взаимодействий жидкости в течение прохода.
Результаты были представлены графически. Первые 15 циклов этого испытания не были приняты во внимание, поскольку доза из известного распределительного устройства в среднем имела тенденцию к увеличению, тогда как распределительное устройство согласно изобретению достигало дозы в пределах своего диапазона доз на 6-м цикле.
Из полученных в результате графиков между 15-м и 150-м циклами было отмечено, что в случае известного распределительного устройства пиковая наносимая величина составила порядка 0,42 г, а минимальная наносимая величина составила 0,17 г, что можно представить как 0,29+/-0,13. С 15-го по 75-й циклы изменение носимой дозы в среднем составило 0,29 г, при этом с 75-го по 150-й циклы прослеживалась тенденция к падению средней наносимой дозы, так что после 150 циклов ее среднее значение составило примерно 0,23 г. Наибольшая разность между последовательными циклами представляла собой падение между 0,34 и 0,17 г, и увеличение между 0,24 и 0,42 г. Тем не менее, опытные пользователи шариковых аппликаторов потенциально могут компенсировать отклонения, каждый раз удлиняя выполнение дозированной подачи, хотя при этом гораздо труднее раньше закончить дозирование, так что известное распределительное устройство предоставляет пользователю существенную возможность применять на практике свои собственные навыки по регулированию дозы.
С другой стороны, распределительное устройство согласно настоящему изобретению в течение того же самого периода от 15-го до 150-го цикла обеспечивало среднюю величину подачи, которая была постоянной на всем протяжении, причем подобно известному распределительному устройству подавало в среднем 0,29 г на дозу, но с пиковым значением порядка 0,32 г и минимальным значением порядка 0,26 г, то есть 0,29+/-0,03. Очевидно, что изменение между пиковым значением и минимальным значением существенно меньше, чем в случае известного распределительного устройства. Наибольшее различие между последовательными циклами составило от 0,31 до 0,28 г и от 0,27 до 0,30 г, что значительно меньше, чем соответствующие данные для известного распределительного устройства.
Соответственно, распределительное устройство согласно изобретению с его средствами возмущения демонстрирует следующие преимущества по сравнению с известным распределительным устройством:
оно достигает среднего диапазона быстрее - после 6 циклов вместо 15 циклов;
оно дольше сохраняет средний диапазон - на протяжении 150 циклов вместо 75 циклов;
оно обеспечивает значительно меньшие колебания между последовательными циклами, при этом их максимальное значение составляет 0,03 г вместо 0,18 г;
оно обеспечивает значительно меньшую разность между пиковой величиной и минимальной величиной доз - 0,06 г вместо 0,25 г.