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CN112955385A - 折叠并密封柔性阀 - Google Patents

折叠并密封柔性阀 Download PDF

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CN112955385A
CN112955385A CN201980051671.1A CN201980051671A CN112955385A CN 112955385 A CN112955385 A CN 112955385A CN 201980051671 A CN201980051671 A CN 201980051671A CN 112955385 A CN112955385 A CN 112955385A
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Abstract

本公开内容涉及一种柔性阀(10)，其中，该阀可以被折叠并密封，以与柔性至半刚性容器组合地将液体容装在柔性包装中。该阀可以处于打开的展开构型，或者关闭的折叠构型。本公开内容的典型实施例包括在基层与气泡层之间形成的气泡(12)。在气泡层与通道层之间形成用于从储存体积(80)分配产品的通道(17)。

Description

折叠并密封柔性阀
发明背景
本申请要求于2019年8月16日提交的美国申请16/542,622的优先权，该申请要求于2018年8月21日提交的美国临时申请序列号62/720,323在35U.S.C.§119(e)下的优先权，其中的所有内容出于所有目的通过援引以其全部并入本文。
技术领域
本公开内容涉及一种柔性阀，其中，该阀可以被折叠并密封，以与柔性至半刚性容器组合地将液体容装在柔性包装中。该阀可以包括在气泡元件与通道层之间形成的通道，该通道在阀折叠并密封时关闭。
背景技术
食品/饮料、个人护理和家庭护理行业中的传统包装主要是刚性瓶或半柔性管与不同分配器类型的刚性配件或盖子的组合。容器主体向柔性袋的过渡继续使用类似的仍然是刚性配件。这些行业需要完成过渡，以产生完全柔性的解决方案。这种解决方案将通过代表流量控制机构和重新关闭特征两者来改进功能，通过减少材料和操作效率增加来增强包装的整体持续性轮廓并降低成本、并且提高不断增长的电子商务市场的性能预期。
突出的元件阀、或气泡阀是本领域众所周知的。这些阀经常与柔性至半刚性的容器一起使用。虽然这些阀的预期用途一般是令人满意的，但仍寻求进一步的改进。
在以下申请中公开了气泡阀或压力激活阀的代表性实施例：2018年6月14日提交的名称为“Pouch Flip-Top for Bubble Valve Applications[用于气泡阀应用的袋翻转盖]”的PCT/US2018/037461；2017年11月14日提交的名称为“Bubble Valve for FlexiblePackaging[用于柔性包装的气泡阀]”的PCT/US2017/61500；2018年5月8日发布的授予Steele的名称为“Package Valve Closure System and Method[包装阀封闭系统和方法]”的美国专利号9,963,284；2013年12月24日发布的授予Steele的名称为“Packages HavingBubble-Shaped Closures[具有气泡状封闭件的包装]”的美国专利号8,613,547；以及2007年4月24日发布的授予Steele的名称为“Package Having a Fluid Actuated Closure[具有流体致动封闭件的包装]”的美国专利号7,207,717。
发明内容
因此，本公开内容的目的是为柔性容器的各种阀提供包括气泡阀或突出元件阀的改进的关闭和密封。
阀包括基层，其中气泡形成在基层与气泡层之间。通道形成在气泡层与通道层之间。提供铰链元件或分离的互锁组件，以允许阀在折叠构型中关闭和固定。也就是说，阀的折叠并密封导致包括流体出口的通道关闭。
所公开的实施例提供了额外的再封闭功能，以在万一包装受到错误的外部压力(例如在手提包、背包中或以其他方式被运输)时可能泄漏的使用情况下提供消费者期望的额外安全性。消费者研究表明，在这些用例中，人们倾向于执行手动操作来实现包装真正关闭的感觉。因此，这种阀门的设计包括相同的结构和功能，多层薄膜结构起到流量控制的作用。
附图说明
根据以下描述并根据附图，本公开内容的进一步的目的和优点将变得明显，在附
图中：
图1是本公开内容的阀的第一实施例的打开构型的透视图，部分以剖视图示出。
图2是本公开内容的阀的第一实施例的关闭构型的透视图，部分以剖视图示出。
图3是包括本公开内容的阀的实施例的包装的前视图。
图4是本公开内容的阀的第一实施例的打开构型的侧视图。
图5是本公开内容的阀的第一实施例的关闭构型的侧视图。
图6是本公开内容的阀的第三实施例的打开构型的透视图，部分以剖视图示出。
图7是本公开内容的阀的第二实施例的打开构型的侧视图。
图8是生产本公开内容的阀的制造方法的实施例的示意图。
图9是本公开内容的阀的实施例的示意图，其中拉链的锁定元件横向于流动方向定向。
图10A和图10B是本公开内容的阀的实施例分别处于打开位置和关闭位置的示意图，在该实施例中，折痕处于流动方向上并且锁定元件与流动路径相邻。
图11A和图11B是本公开内容的阀的实施例的打开构型的侧视图，其中互锁元件横向地定位在气泡元件的上方和下方。
图11C是图11A的阀的实施例的关闭构型的侧视图。
图12是配置有袋或容器的壁的图1的阀的透视图。
图13是配置有袋或容器的壁的阀的另一个实施例的侧视图。
具体实施方式
现在详细地参照附图，其中，在这几个视图中，相似的附图标记表示相似的元件，可以看到图1和图4公开了处于展开或打开构型的阀10。阀10包括气泡阀子部件或突出元件或气泡元件12(带有流体出口13)。突出元件或气泡元件12典型地由捕获在基层14与柔性材料的气泡层24之间的气体、液体或流体构成。铰链元件16附接至基层14、与突出元件或气泡元件12相反。铰链元件16例如是但不限于压合式拉链或自配合拉链，典型地具有向外延伸的互锁元件，并且通过粘合剂或经由传统的薄膜密封方法附接至基层14(和气泡阀子部件或突出元件或气泡元件12)。这个铰链元件16的设计类似地可以是粘合剂元件或魔术贴式封闭件的形式。
如图3所展示的，通道层34与基层14和气泡层12中的至少一者之间的通道密封件15限定了通道17，流体穿过该通道从储存体积80(典型地是包装、袋、或类似容器)流向气泡阀子部件或突出元件或气泡元件12。阀10旨在用于包装或容器100中，该包装或容器具有限定在聚合物或类似材料的第一面板40与第二面板60之间的储存体积80。包装、容器或袋的其他材料或特征(例如但不限于底部面板或角撑板)可以是包装100的一部分。阀10被密封在包装100中、在第一面板40与第二面板60之间。在一个实施例中，基层14密封至第一面板40，而通道层密封至第二面板60。另请参见图12和图13。
气泡阀子部件12包括基层14、气泡层24、和通道层34，该通道层限定了气泡层24与通道层34之间的流体流动通道17。于2017年11月14日提交的名称为“Bubble Valve forFlexible Packaging[用于柔性包装的气泡阀]”的PCT/US2017/61500中描述了气泡阀子部件12及其制造，其全部内容通过援引并入本文。
铰链元件16为阀10提供了次级封闭措施。在正常操作中，当用户向储存体积80施加压力时，储存体积80的内容物仅穿过通道17和流体排放口或出口13。然而，在一些情况下，附加的或次级封闭件是有用的，例如当将包装100留在手提袋或另一个容器中时，其中包装100的内容物如果泄漏会弄得一团糟。如图2和图5所展示的，当铰链元件16处于折叠或关闭构型时，它提供了这样更安全的次级封闭。折叠部20至少在层14、24、34中形成，并且进一步限制了通道17，使得没有内容物可以穿过阀10(即使适度的压力施加至储存体积80)。
在图1至图5的实施例中，铰链元件16包括厚度减小的中点或中心区域18。如图2和图5所展示的，厚度减小部18允许沿着限定的铰链线折叠，并且当铰链元件折叠时，进一步减少了阻碍或鼓起。如图4所示，在一些实施例中，铰链元件16进一步包括至少一个倾斜区域19(例如，厚度减小的中心区域18的每一侧上各有一个)，以进一步利于铰链元件16的封闭。关闭构型中的层14、24、34的折痕通常在厚度减小的中心区域18处形成，该区域充当铰接点。整个阀10可以折回到自身上，并卡入固定位置，此时通道17扭结，流动被更可靠地切断或终止。当需要时，可以拉动阀10的端部，铰链元件16释放并返回到图1和图4所展示的展开或打开构型。用户可以像以前一样再次挤压袋80，以将产品穿过通道17和流体排放口或出口13从袋中的储存体积80进行分配。
虽然图1至图5所展示的实施例示出铰链元件16与突出元件12的中心平行并与之对齐，但是其他对齐也是可能的。例如，图6展示了阀10’的打开构型，其中铰链元件16’a和16’b与突出元件12垂直。类似的密封件15和层14、24、34如图1至图5所展示的实施例使用。铰链元件16’a和16’b两者都附接至基层14、与突出元件或气泡元件12相反。第一铰链元件16’a附接在突出元件或气泡元件12附近。第二铰链元件16’b附接在通道17附近。由于铰链元件16’a、16’b是分离的部件，因此不需要厚度减小的中心区域18。第一铰链元件16’a和第二铰链元件16’b包括互锁元件，使得第一铰链元件16’a和第二铰链元件16’b可以彼此互锁，从而将阀10’固持在折叠且关闭构型中。阀10’的操作大致类似于阀10的操作。阀10’的折叠或关闭构型类似于图2和图5所展示的构型。
图7展示了处于展开或打开构型的阀10”的又另一个实施例。类似的密封件15和层14、24、34如图1至图5所展示的实施例使用。然而，第一铰链元件16”a和第二铰链元件16”b是分离的，并应用于不同的层/面板。第一铰链元件16”a附接至基层14的与气泡阀子部件12相反的一侧。第二铰链元件16”b附接至包装100的第一面板16。在一些实施例中(例如，第一铰链元件16”a和第二铰链元件16”b典型地间隔小于一英寸)，第一铰链元件16”a和第二铰链元件16”b分别具有厚度减小的区域18”a和18”b。阀10”的操作大致类似于阀10的操作。阀10”的折叠或关闭构型类似于图2和图5中所展示的构型，其中折叠或关闭构型限制或消除了穿过通道17和流体排放口或出口13的流动。
图8展示了用于制造本公开内容的阀10、10’、10”的方法200。阀10的多个不同的部件典型地由聚合物材料构成，但不限于此。首先，由基层14和气泡层24制成气泡阀子部件12，该基层由基层退绕器202提供，该气泡层由气泡层退绕器204提供、通过第一气泡层热成形器206进行气泡热成形。气泡层24沿着预定区域(例如边缘，以便在基层14与气泡层24之间留下没有热成形的气泡中心区域)通过气泡至基体的超声波密封器209而被密封至基层14。通道层34由通道层退绕器208提供，通过第二气泡层热成形器210进行气泡热成形。通道密封件15由超声波密封器212或本领域已知的其他密封装置形成。热成形器206、210或本领域已知的用于形成聚合物材料的其他装置被用于创建气泡阀子部件12的形状。然后，铰链元件16通过铰链密封器220附接至气泡阀子部件12，从而形成阀10、10’、10”。在一个实施例中，例如但不限于图1至图5所示的阀10，铰链元件16在机器方向(即，在图8中指示“材料流动”的方向)上被应用并附接至子部件12。在另一个实施例中，例如但不限于图6所展示的阀10’，铰链元件16’在横向方向上应用并附接至气泡阀子部件12。在又另一个实施例中，例如但不限于图7所展示的阀10”，只有铰链元件16”的一部分(即第一铰链元件16”a)被应用并附接至气泡阀子部件12；第二铰链元件16”b稍后(例如，当阀10”被插入并密封到包装100时)被应用至第一面板40。在图9至图11C中展示了进一步类似的变型，并且需要铰链密封器220的变型，以便附接互锁元件组件。成品阀10、10’、10”卷绕到成品阀重绕器222上。
如图9所示，包括厚度减小区域18’的铰链元件16’可以横向(即，与流动路径垂直)定向在基层14(即，在突出元件或气泡元件12的相反侧)上。
如图10A和图10B所示，阀10的一个实施例包括互锁元件组件16”，该互锁元件组件布置在突出元件12和相关联的流动路径的侧面上，并与之平行。如图10B所示，阀10可以沿着突出元件12和相关的流动路径折叠，从而使两个互锁元件组件16”相互互锁。
如图11A所示，互锁元件组件16”’可以紧邻流体排放口或出口13向下放置、在突出元件12的相反侧(即，基层14)上，并且与流动路径垂直。互锁元件组件16””被放置在突出元件12的正下方、与突出元件12在同一侧(即，通道层34)上，并且与流动路径垂直。同样地，如图11B所示，互锁元件组件16可以紧邻流体排放口或出口13向下放置、与突出元件12在同一侧(即，通道层34)上，并且与流动路径垂直。进一步，在图11B中，互锁元件组件16””放置在突出元件12下方、在突出元件12的相反侧(即，基层14)上，并且与流动路径垂直。如图11C所示，图11A的实施例可以被卷起以隐藏流体排放口或出口13，并且互锁元件组件16”’和16””彼此连结或互锁。图11B的实施例可以被卷起以实现类似于图11C的构型。
图12展示了结合到包装100中的图1的阀10，其中基层14密封至包装100的第一面板40，并且通道层34密封至包装100的第二面板60。第一面板40包括切口区域42，铰链元件16延伸穿过该切口区域，从而露出铰链元件16的互锁元件，并允许该构型沿着厚度减小的区域18折叠，从而允许铰链元件16的上部部分和下部部分彼此互锁。第一面板40与切口区域42相邻的部分在切口区域42的整个周边被密封至第一面板40，以保持密封性。
图13展示了类似于图1和图12的阀10，不同之处在于，第一面板40被密封至阀10的基层14，并且包括厚度减小的区域1的铰链元件16最初作为分离的元件被密封或以其他方式附接至第一面板40的外表面。在图13所示的实施例中，不需要切口区域42(如图12所示)。也就是说，第一面板40的一部分定位并密封在阀10的一部分与铰链元件16之间。
因此，最有效地达成了多个前述目的和优点。虽然本文详细地公开并描述了本发明的优选实施例，但是应理解的是，本发明绝不限于这些实施例。

Claims (20)

1.一种用于包装的阀，所述阀包括：
突出元件，
通道层，所述通道层形成所述突出元件与所述通道层之间的通道，所述通道包括流体出口；以及
铰链元件，所述铰链元件附接至所述阀，所述铰链元件具有第一构型和第二构型，其中，在所述第一构型，所述铰链元件展开，并且流体能够穿过所述通道流到所述流体出口，而在所述第二构型，所述铰链折叠，并且防止流体穿过所述通道流到所述流体出口。
2.如权利要求1所述的阀，其中，所述突出元件是包括基层、气泡层、以及所述通道层的气泡阀子部件。
3.如权利要求3所述的阀，其中，所述铰链元件在所述气泡阀子部件的相反侧附接至所述基层。
4.如权利要求1所述的阀，其中，所述铰链元件包括厚度减小的中心区域，从而为处于所述第二构型的所述铰链元件提供折叠线。
5.如权利要求4所述的阀，其中，所述铰链元件包括靠近所述厚度减小的中心区域的至少一个倾斜区域。
6.如权利要求1所述的阀，其中，所述铰链元件是拉链。
7.如权利要求6所述的阀，其中，所述拉链是自配合拉链。
8.如权利要求1所述的阀，其中，所述铰链元件包括第一铰链元件和第二铰链元件。
9.如权利要求8所述的阀，其中，所述第一铰链元件附接至所述突出元件的一部分，而所述第二铰链元件附接至所述包装的一部分。
10.如权利要求9所述的阀，其中，所述第一铰链元件和所述第二铰链元件与所述突出元件垂直。
11.如权利要求1所述的阀，其中，所述铰链元件与所述突出元件平行，并且与所述突出元件对齐。
12.一种包装，包括：
储存体积，所述储存体积限定在第一面板与第二面板之间；以及
阀，所述阀在所述第一面板与所述第二面板之间，所述阀包括：
突出元件，所述突出元件具有通道和流体出口；以及
铰链元件，所述铰链元件具有第一构型和第二构型，
其中，在所述第一构型，所述铰链元件展开，并且流体能够穿过所述通道流向所述流体出口，而在所述第二构型，所述铰链折叠，并且防止流体流到所述流体出口。
13.如权利要求12所述的包装，其中，所述铰链元件包括厚度减小的中心区域。
14.如权利要求13所述的包装，其中，所述铰链元件包括靠近所述厚度减小的中心区域的至少一个倾斜区域。
15.如权利要求12所述的包装，其中，所述铰链元件是拉链。
16.如权利要求12所述的包装，其中，所述铰链元件附接至所述阀。
17.如权利要求16所述的包装，其中，所述铰链元件与所述突出元件平行，并且与所述突出元件对齐。
18.如权利要求12所述的包装，其中，所述铰链元件包括第一铰链元件和第二铰链元件。
19.如权利要求18所述的包装，其中，所述第一铰链元件附接至所述突出元件，而所述第二铰链元件附接至所述包装的第一面板。
20.一种用于包装的阀，所述阀包括：
突出元件，
通道层，所述通道层形成所述突出元件与所述通道层之间的通道，所述通道包括流体出口；以及
第一互锁组件和第二互锁组件，所述第一互锁组件和所述第二互锁组件附接至所述阀，所述第一互锁组件和所述第二互锁组件具有第一构型和第二构型，其中，在所述第一构型，所述第一互锁组件和所述第二互锁组件彼此分离，并且所述阀展开，并且流体能够穿过所述通道流到所述流体出口，而在所述第二构型，所述第一互锁组件和所述第二互锁组件彼此互锁，并且所述铰链折叠，并且防止流体穿过所述通道流到所述流体出口。
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