專利名稱：制造透氣蓋的工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及封裝產(chǎn)生氣體的液體物質(zhì)的領(lǐng)域，更具體地涉及透氣蓋。
背景透氣問題在本領(lǐng)域中是眾所周知的。確實(shí)眾所周知，某些液體物質(zhì)產(chǎn)生氣體，而這可能在一個(gè)裝有此類液體物質(zhì)的容器內(nèi)導(dǎo)致壓力的升高。此類物質(zhì)通常為過氧化氫或其它漂白液以及碳酸飲料。
如果不采取預(yù)防措施來應(yīng)付這種壓力升高，裝有該物質(zhì)的容器可能受到嚴(yán)重的應(yīng)力，這種應(yīng)力通常造成容器鼓脹或應(yīng)力裂紋。鼓脹指的是容器變形，而應(yīng)力裂紋可能造成泄漏或甚至爆炸。因此為了避免這類現(xiàn)象，必須使容器透氣，即提供裝置使得可以釋放容器內(nèi)升高的壓力。換句話說，必須提供裝置使得液體物質(zhì)產(chǎn)生的氣體可以逸至周圍環(huán)境中，同時(shí)保持容器不泄漏。
達(dá)到這一點(diǎn)的一種方法是提供一種帶孔的蓋和一個(gè)插在蓋中蓋住該孔的膜。該膜可以透過氣體但不能透過液體。
使用半滲透膜存在幾個(gè)有關(guān)問題。
第一個(gè)問題是半滲透膜是昂貴材料。因此本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種使用盡可能少的膜材料的透氣蓋。這一目的意味著不僅使用小的膜，而且提供制造這種蓋的工藝，該工藝能大大減少膜材料的浪費(fèi)量、即未用于制造蓋的膜材料量。該工藝當(dāng)然應(yīng)當(dāng)兼有現(xiàn)代工業(yè)所需要的高生產(chǎn)率。
在本領(lǐng)域中，通常將膜設(shè)計(jì)成壓配合在安放膜的蓋子中。這是一種相當(dāng)簡單的工藝，因?yàn)樗恍枰糜趯⒛す潭ㄔ谏w子上的特殊裝置。但是在那種構(gòu)型中，膜與蓋子的內(nèi)尺寸一樣大是很基本的，然而從透氣性能的觀點(diǎn)而言這是不需要的。而且這意味著必須為每種蓋和每個(gè)蓋研制一種新設(shè)計(jì)的膜。因此本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種具有最大適應(yīng)性的透氣裝置，它能適用于極多種類的蓋子。
另一種需要的適應(yīng)性是膜材料的適應(yīng)性。事實(shí)上，有許多不同的用途需要透氣，而每一種這些不同的用途可能需要不同的膜材料。
膜的又一個(gè)問題是它們通常用易損的物品制成，一方面是由于通常用來制造它們的材料，另一方面是由于它們通常非常薄。因此在將膜插入蓋中的過程中，它們可能非常易于損壞。因此本發(fā)明的另一個(gè)目的是在所述插入過程中不需要特別的防護(hù)措施。
在美國專利4,765,499中提供一種裝置，其中將一個(gè)小的膜裝入一個(gè)襯套，其尺寸相應(yīng)于容納該裝置的蓋子的內(nèi)徑。該裝置并不滿足本發(fā)明的目的，因?yàn)樗荒苓m合定尺寸的蓋子、即它不能提供所需的適應(yīng)性。其次，美國專利4,765,499中的裝置不能用一種滿足所有上述目的的工藝來獲得。實(shí)際上，美國專利4,765,499根本沒有公開任何適合的工藝。
在澳大利亞專利9341259中公開了一種透氣蓋，其中用超聲波焊接將一個(gè)小的膜固定在蓋子頂壁的內(nèi)表面上。因?yàn)槌暡ê附邮切纬稍撗b置的基本要求，所以用以制造該裝置的合適材料受到很大的限制，即人們只能利用可以用超聲波焊接的材料。因此澳大利亞專利9341259的裝置也不能提供所需的適應(yīng)性。
發(fā)明概述在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括一種制造透氣蓋的工藝，所述工藝包括下列步驟形成一個(gè)包括頂壁和懸垂側(cè)壁的蓋子，所述頂壁或側(cè)壁包括一個(gè)從它們伸出的基本上呈管狀的凸出部，所述蓋子包括一個(gè)通過所述頂壁或側(cè)壁厚度的孔，該孔對(duì)應(yīng)于所述凸出部；形成一個(gè)座罩，在該座罩內(nèi)安裝有膜，所述座罩的截面外尺寸小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸；然后將帶有安裝好膜的所述座罩與所述蓋子中的所述凸出部進(jìn)行裝配。
在該實(shí)施方案的一種高度優(yōu)選的實(shí)施例中，帶有安裝好膜的座罩是用夾物注塑成型法(insert injection molding)制造的。
在第二個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明還包括一種通過上述工藝可得到的透氣蓋，所述蓋包括頂壁(2)和懸垂的側(cè)壁(3)，所述頂壁或側(cè)壁包括一個(gè)從它們伸出的基本上呈管狀的凸出部(5)，所述蓋還包括一個(gè)通過所述頂壁或側(cè)壁厚度的孔(4)，該孔對(duì)應(yīng)于所述凸出部，所述蓋還包括一個(gè)半滲透膜(7)，所述膜利用一個(gè)已裝入了該膜的座罩(6)而裝到所述蓋中，所述座罩與蓋的凸出部進(jìn)行裝配，所述座罩的截面外尺寸小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸。
附圖簡述

圖1和圖2是根據(jù)本發(fā)明的蓋子的截面?zhèn)纫晥D；圖3是一種適合于實(shí)現(xiàn)本發(fā)明工藝的設(shè)備的示意圖；圖4是座罩與膜相互同軸的優(yōu)選實(shí)施方案的示意圖。
發(fā)明詳述在描述了蓋子結(jié)構(gòu)后將更好地理解制造蓋子的工藝。因此在一個(gè)實(shí)施方案中，本發(fā)明包括一種透氣蓋(1)。根據(jù)本發(fā)明的蓋子可以用各種材料制成，特別適合的材料包括(熱)塑性聚合物或共聚物，包括聚乙烯(高密度和低密度)、聚丙烯、聚苯乙烯、聚酯、聚氯乙烯、聚碳酸酯、尼龍、PETG(二醇類改性聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯)。
蓋子(1)包括頂壁(2)和懸垂的側(cè)壁(3)。蓋子例如通過壓配合、螺紋連接、卡合等方法與容器(8)的頸部相配合而被固定在容器頸部上。蓋子包括一個(gè)通過頂壁或側(cè)壁厚度的孔(4)，該孔使容器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體能夠逸入周圍環(huán)境?？梢岳斫?，蓋子中可以有一個(gè)或幾個(gè)孔。
蓋子還包括一個(gè)從側(cè)壁或頂壁伸出的基本上呈管狀的凸出部(5)。該凸出部可以如圖1所示那樣從頂壁或側(cè)壁的內(nèi)表面伸向內(nèi)部、即向著容器內(nèi)部延伸，或者如圖2所示那樣從該表面伸向外部。在后一種情況下，如果頂壁或側(cè)壁足夠厚，那么該凸出部由孔形成，或者更準(zhǔn)確地說由限定該孔的頂壁或側(cè)壁的周邊形成?；旧显撏钩霾繎?yīng)當(dāng)與該孔相對(duì)應(yīng)。此處的“對(duì)應(yīng)”意味著該凸出部必須圍繞該孔，以便當(dāng)后面說明的座罩(6)和它的膜被裝入凸出部后，當(dāng)蓋子蓋在容器上時(shí)，該孔和容器內(nèi)部之間的任何接觸至少必須通過膜(7)的一部分。如下面本發(fā)明的工藝描述中所說明的，該凸出部可以例如與蓋子模塑成型，或者可以在該凸出部成型后例如通過粘合、摩擦焊接、靜配合等與蓋子組裝在一起。
該蓋子還包括一個(gè)半滲透膜(7)?！鞍霛B透”被理解為該膜足以透過容器內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，以便使這些氣體能夠逸至周圍環(huán)境中，同時(shí)足以使容器內(nèi)裝有的物質(zhì)不能滲透過去，以便防止顯著的泄漏、優(yōu)選地是防止所有泄漏。本發(fā)明不限于任何特定類型的膜材料。適用的材料包括聚乙烯(高密度和低密度)、聚丙烯、聚酯、尼龍、PTFE(聚四氟乙烯)。對(duì)于該用途的優(yōu)選膜材料是由杜邦公司(Du Pont company)用Tyvek商品名稱出售的非織造紡粘型聚乙烯薄膜材料，其中用碳氟化合物處理以獲得高的液體不滲透性的Tyvek10型是最優(yōu)選的材料；由美國密歇根州(MI 48106)安娜堡市(Ann Arbor)SouthWagner路600號(hào)的吉爾曼科學(xué)公司(Gelman Sciencescompany)用Versapor商品名稱出售的利用提供疏水性的fluoro-moner后處理的非織造基底(尼龍或聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯(pET))上澆注成的丙烯酸共聚物；在本發(fā)明的蓋子中，將膜裝配在座罩(6)中，座罩再與凸出部(5)裝配在一起。以下對(duì)制造本發(fā)明蓋子用的工藝的描述說明了膜(7)是如何裝配在座罩(6)中的。該座罩和凸出部(5)還可以包括各種固定裝置。合適的固定裝置包括配合螺紋以及用于將所述座罩圍繞所述凸出部卡合或卡入所述凸出部的相配合的脊和槽。座罩(6)和凸出部(7)也可以簡單地粘合、摩擦焊接或靜配合在一起。而且，凸出部和座罩可以裝配在一起，從而牢固地支持頂壁或側(cè)壁。例如，凸出部可以是一個(gè)管子，在其末端有一個(gè)懸垂的凸緣。然后該凸出部從蓋子的任一側(cè)通過該孔引入，使得該凸緣安置在頂壁或側(cè)壁上。然后使座罩在所述任一側(cè)的另一側(cè)與凸出部裝配在一起。
本發(fā)明的另一個(gè)基本因素是所述座罩的截面外尺寸(dH)小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸(dS)。
同樣，帶有已裝配好膜的合適座罩可以購買到。尺寸特別適合用于透氣蓋的座罩可以從意大利的Zola Predosa(bo)，40069，Via Rome50的GVS公司購買到。
可以看出，本發(fā)明的蓋子為在可以裝配入此種座罩的各種蓋子和座罩的設(shè)計(jì)方面提供了很大的適應(yīng)性。事實(shí)上，座罩和蓋子之間的連接并不像大多數(shù)已經(jīng)提出的先有技術(shù)裝置那樣依賴于側(cè)壁和/或容器頸部的內(nèi)尺寸。而僅需要一種確定的凸出部尺寸，這可以一種直接了當(dāng)?shù)姆绞窖b入現(xiàn)有蓋子。由于同一理由，膜在蓋子中的裝配不再取決于蓋子的尺寸，本發(fā)明允許使用較小的膜。本發(fā)明允許使用像孔的表面一樣小或比孔的表面更小的膜。優(yōu)選地是，此處使用的膜其表面至多為頂壁內(nèi)表面的25％至50％，優(yōu)選地是至多為5％到10％。
另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是該膜和罩住該膜的座罩部分應(yīng)當(dāng)是同軸的，其理由在后面的工藝描述中說明。還一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是座罩的厚度(t)至少在其罩住膜的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)是盡可能小的，優(yōu)選的為3mm到10mm，最優(yōu)選的為1mm到3mm，其理由在后面說明。
本發(fā)明的一種蓋子可以用本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的工藝來制造。在其最廣泛的定義中，該工藝包括下列步驟形成一個(gè)包括頂壁和懸垂側(cè)壁的蓋子，所述頂壁或側(cè)壁包括一個(gè)從它們伸出的基本上呈管狀的凸出部；所述蓋子包括一個(gè)通過所述頂壁或側(cè)壁厚度的孔，該孔對(duì)應(yīng)于凸出部；形成一個(gè)座罩，在該座罩內(nèi)安裝有膜，所述座罩的截面外尺寸小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸；然后將帶有安裝好膜的所述座罩與所述蓋子的所述凸出部進(jìn)行裝配。第一和第二步驟當(dāng)然可以以任何給定順序進(jìn)行，但第三步驟只能在前面兩步驟完成后再進(jìn)行。
列舉的第一步驟對(duì)應(yīng)于蓋子的成形，其具有孔和凸出部但沒有座罩和膜。它可以用任何為此目的所使用的技術(shù)進(jìn)行，諸如注塑成型法、吹塑法、熱成形法、注射吹塑法。該步驟可以在單獨(dú)一次操作或幾次操作中完成。例如蓋子可以在第一次操作中模塑成型，而頂壁中的孔可以在第二次操作中鉆出。凸出部可以分開制造，但有利地是與蓋子一起制造、例如通過模塑成型法。這一步驟的最后結(jié)果是一個(gè)帶有孔和相應(yīng)凸出部的蓋子，其為裝入帶有已安裝好膜的座罩做好準(zhǔn)備。
列舉的第二步驟是制造座罩和在座罩中安裝膜。在本發(fā)明的一個(gè)高度優(yōu)選的實(shí)施方案中，參照?qǐng)D3，該步驟可以用一種“夾物模塑操作”來完成，其中將一張膜材料片(9)送入一臺(tái)設(shè)備；該膜材料片最好由一卷膜材料送入；在所述設(shè)備中，從所述膜片至少切割出一個(gè)膜并將其安置在一個(gè)其內(nèi)將形成所述座罩的模具中。有利地是，膜的切割與其在該模具中的安置可以利用一根帶有尖銳周邊且被推入模具(11)中的桿(10)來完成，該膜材料片最初被安置在所述桿和模具之間。在該實(shí)施方案中，膜的切割與其在模具中的安置基本上是同時(shí)完成的。這種做法特別有利，因?yàn)樗苊饬嗽谝姿榈哪げ牧仙细郊硬僮鞯男枰?br> 然后，以一種將該膜固定在所述座罩中的方式基本上圍繞所述膜模塑該座罩?！盎旧蠂@”在此處意味著一旦完成后，該步驟將產(chǎn)生一個(gè)帶有安裝好膜的座罩，其中該膜的兩個(gè)表面可以接觸空氣，但膜被緊密地保持在該座罩中。
為了提高帶安裝好膜的座罩的生產(chǎn)率，有利地是使用的設(shè)備包括對(duì)多個(gè)座罩同時(shí)操作且?guī)в邢鄳?yīng)桿的多個(gè)模具腔。
為了盡可能減少膜材料的浪費(fèi)，膜和罩住該膜的座罩部分應(yīng)當(dāng)基本上同軸。事實(shí)上，參照?qǐng)D4.1，座罩和膜的同軸性(沿軸線A)產(chǎn)生較少的未利用的膜片部分，反之，如圖4.2所示，如果座罩(軸線A)與膜(軸線A′)不同軸，那么用陰影線表示的膜片的非常大的部分被浪費(fèi)了，而該膜片材料的僅僅一小部分被用來制造膜?；谕瑯釉?，高度優(yōu)選地是，座罩的厚度(t)至少在其罩住該膜的區(qū)域內(nèi)應(yīng)當(dāng)盡可能小，因?yàn)樽趾穸葘?duì)應(yīng)于膜材料片的未用于制造膜的部分。優(yōu)選地是座罩厚度應(yīng)當(dāng)小于5mm，最優(yōu)選地是小于1mm。
在本說明書的優(yōu)選工藝中，所述膜材料片的不用于制造膜的表面小于膜材料片總表面的80％，優(yōu)選地是小于50％，更優(yōu)選地是小于25％。
將膜安裝到座罩中的這一工藝可以完全與所述工藝的其余部分分開進(jìn)行。同樣，帶安裝好膜的合適座罩可以購買到。尺寸特別適用于透氣蓋的座罩可以從意大利的Zola Predosa(bo)，40069，Via Rome 50的GVS公司買到。
列舉的第三步驟是將第二步驟中生產(chǎn)的帶安裝好膜的座罩裝配到第一步驟中生產(chǎn)的蓋子中。對(duì)這一步驟沒有特定的限制，這一步驟基本上取決于座罩和蓋子是否有配合裝置，如果有，那么就取決于這些裝置的性質(zhì)。這第三步驟中的合適操作因此可以包括粘合、靜配合、摩擦焊接、卡合鎖定或?qū)⒆中o在蓋子中。靜配合因其快速性可以是優(yōu)選的方法。
權(quán)利要求
1.一種制造透氣蓋的工藝，所述工藝包括下列步驟形成一個(gè)包括頂壁和懸垂側(cè)壁的蓋子，所述頂壁或側(cè)壁包括一個(gè)從它們伸出的基本上呈管狀的凸出部，所述蓋子包括一個(gè)通過所述頂壁或側(cè)壁厚度的孔，該孔對(duì)應(yīng)于所述凸出部；形成一個(gè)座罩，該座罩帶有安裝在其中的膜，所述座罩的截面外尺寸小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸；然后將帶有已安裝好膜的所述座罩與所述蓋子的所述凸出部進(jìn)行裝配。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于，所述形成一個(gè)在其中安裝了膜的座罩的步驟包括將一張膜材料片送入一臺(tái)設(shè)備中；至少從所述膜片切割出一個(gè)膜并將其安置在一個(gè)模具中，在模具中該座罩以一種將所述膜固定在所述座罩中的方式基本上圍繞該膜成形。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于，所述切割膜的步驟和所述將切割好的膜安置在所述模具中的步驟基本上是同時(shí)完成的。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求2和3所述的工藝，其特征在于，所述設(shè)備包括對(duì)多個(gè)座罩同時(shí)操作的多個(gè)模具腔。
5.一種根據(jù)權(quán)利要求4所述的工藝，其特征在于，所述膜材料片的未用于制造膜的表面小于所述膜材料片總表面的80％，優(yōu)選地是小于50％，更優(yōu)選地是小于25％。
6.一種可以通過根據(jù)上述權(quán)利要求的工藝得到的透氣蓋，所述蓋包括頂壁(2)和懸垂的側(cè)壁(3)，所述頂壁或側(cè)壁包括一個(gè)從它們伸出的基本上呈管狀的凸出部(5)，所述蓋還包括一個(gè)通過所述頂壁或側(cè)壁厚度的孔(4)，所述孔對(duì)應(yīng)于所述凸出部，所述蓋還包括一個(gè)半滲透膜(7)，所述膜利用一個(gè)裝入了所述膜的座罩(6)裝到所述蓋中，所述座罩與蓋子的凸出部進(jìn)行裝配，所述座罩的截面外尺寸小于所述側(cè)壁的截面內(nèi)尺寸。
7.一種根據(jù)上述權(quán)利要求所述的工藝或蓋，其特征在于，所述膜和所述座罩的罩住該膜的部分基本上是同軸的。
8.一種根據(jù)上述權(quán)利要求所述的工藝或蓋，其特征在于，所述座罩的厚度(t)至少在其罩住所述膜的區(qū)域內(nèi)為3mm到10mm，優(yōu)選地為1mm到3mm。
9.一種根據(jù)上述權(quán)利要求所述的工藝或蓋，其特征在于，所述凸出部和所述座罩包括固定裝置。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝或蓋，其特征在于，所述固定裝置包括配合螺紋。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝或蓋，其特征在于，所述固定裝置包括相互配合的脊和槽，用于將所述座罩圍繞所述凸出部卡合或卡入該凸出部中。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的工藝或蓋，其特征在于，所述固定裝置包括將所述座罩圍繞所述凸出部靜配合或靜配合在該凸出部中。
13.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7所述的工藝或蓋，其特征在于，所述座罩和所述凸出部粘合在一起。
14.一種根據(jù)權(quán)利要求1～7所述的工藝或蓋，其特征在于，所述座罩和所述凸出部是摩擦焊接在一起的。
全文摘要
本發(fā)明是一種帶有孔(4)和半滲透膜(7)的透氣蓋(1)。所述膜裝配在一個(gè)特定尺寸的座罩(6)中，后者又裝配在一個(gè)對(duì)應(yīng)于蓋中孔的凸出部(5)中。本發(fā)明還包括一種用于制造該蓋的工藝。
文檔編號(hào)B65D51/16GK1168657SQ95196598
公開日1997年12月24日 申請(qǐng)日期1995年10月13日 優(yōu)先權(quán)日1994年10月13日
發(fā)明者R·M·貝金斯基, N·J·羅杰斯 申請(qǐng)人:普羅格特-甘布爾公司