专利名称：合成材料制成的复合塞子的制作方法
技术领域：
本发明可应用于瓶子或类似容器的塞子领域，尤其涉及一种如权利要求1的前序部分所述的合成材料制成的复合塞子。
背景技术：
在造酒工业中，最广为所知瓶塞是软木制成的传统塞子。
虽然对于用户来说，软木塞与质量同义，但本工业开始使用塑料制成的塞子。已经研究出了由各种类型的热塑性材料制成的新一代塞子，比如聚丙烯。某些合成塞子包含热塑性聚烯烃，热塑性橡胶和蜡基添加剂。热塑性材料制成的塞子具有许多客观的优点。
软木需求的增加和可用资源的有限使软木塞子日益昂贵。另一方面，合成塞子的基材实际上无穷无尽。除此之外，用于制造它们的方法可以容易地自动执行，使合成塞子的单位成本具有更强的竞争力。
软木塞子具有内部空腔，且由于其结构形式以及在某些情况下干燥不良，会发生剥落。然而，合成塞子由热塑性材料制成，且由于在模制步骤中原材料具有恒定的密度和压缩，因而具有连贯一致的质量。这些特征上的差别，仅在软木塞子的情况下，导致同一批瓶子之间氧化和缺乏均匀的葡萄酒酿造。
软木具有较长恢复时间的弹性滞后曲线，这意味着在装瓶过程中经历压缩后恢复其原始体积较慢。另一方面，在此领域通常使用的塑料具有更快的滞后曲线。这意味着具有软木塞的瓶子在紧接装瓶之后可能会泄漏一些内部的液体，且必须保持一定的角度，并放在潮湿环境中，以便有助于塞子吸收湿气及其随后的膨胀。然而，具有合成塞子的瓶子可以在装瓶之后立即搬运，且可以存储在竖直位置，节省空间和体积，且不需要潮湿的环境。
软木塞的结构和形状取决于多种因素，包括来源地，树皮的厚度和密度，收获之后的老化以及处理和精加工的程度。名义上相同，但实际上相互明显不同的塞子在自动装瓶步骤中产生问题，且随着时间的过去对于瓶装产品的密封不可预知。塑料制成的塞子通常由注塑法制造，尺寸误差小于软木的误差，且使用可高度重复的工艺。这样确保在塞子的自动装卸和随着时间的过去瓶装酒的稳定密封方面有更可靠的结果。
软木是一种有机材料，因此，在多种情况下可能会受到霉菌的侵袭。霉菌的味道污染了瓶子的内容物，发生机率在0.5％和10％之间。然而，用于制造塞子的塑料是惰性的，且没有污染。
实际上，已经注意到众所周知的合成塞子，比如在美国专利US5496862中描述的，尽管与软木塞相比有许多优点，但从长远的观点看密封作用较低。软木的优点是在存在外部湿气和潮湿的周围环境时，它膨胀，直到它完全附着于瓶子的内壁。热塑性塑料制成的普通塞子仅吸收可忽略数量的湿气，且仅可依靠其固有的弹性附着在瓶子的内壁上。因此，在塞子和玻璃壁之间产生缝隙，通过缝隙氧气能从周围大气渗入瓶子中。
美国专利US5904965描述了一种合成材料的塞子，该塞子由刚性的内部部分和具有较大密度的覆盖层形成，且可以通过摩擦啮合在瓶子颈部。除了昂贵之外，这种解决方案没有完全消除在塞子和玻璃之间间隙的形成，因此没有消除瓶子内容物的氧化。
美国专利US6179138，欧洲专利EP0629559和法国专利FR2731677描述了在其外表面具有能与瓶子的内壁相互作用并防止氧气进入瓶子的环形元件的塞子。
这些解决方案的局限性在于所述环形元件都由相同的材料制成，有时候由与塞子中心部分相同的材料制成。
为了保证密封作用，所述环形元件的材料必须具有多种性能，比如高弹性，低透气性，食物使用的高相容性和不太高的成本。在这些性能之间实现良好的折中而不影响塞子的密封作用是困难的。
发明内容
本发明的主要目的是通过提供一种塑料制成的塞子消除上述的缺陷，该塞子是有效的，且具有较低的单位成本。
具体的目的的是提供一种具有在密封作用，防止液体内容物损失和装瓶之后瞬间弹性恢复方面的最佳特征的塞子。
本发明的另一目的是提供一种可以在装瓶之后立即将瓶子放下或搬运，且可以存储在竖直位置，从而节省空间和体积的塞子。
另一具体的目的是提供不需要以便确保密封作用的潮湿环境，防止空气和气体通过的塞子。
本发明的另一目的是提供一种其尺寸、表面特征和致密度可以重复，且适于自动装卸的塞子。
这些目的，与在下文中更清楚地呈现的其他目的，是通过如权利要求1所述的一种合成材料制成的复合塞子实现的，尤其是用于瓶子或类似容器，该塞子包含热塑性材料制成的且限定纵向轴线的基本上圆柱形的中心体，中心体具有侧面和两个基本上平坦的端面，和至少两个位于所述侧面上相对应的环形座内的弹性环，其特征在于所述弹性环由互不相同且与所述中心体的基材不同的弹性材料制成。
适宜的是，所述弹性环的基材是无毒的，尤其至少其中之一是由腈橡胶制成，另一由硅酮橡胶制成。
由于这种特定的构造，可以在一个复合塞子中使不同的特征调和，比如空气和气体的高度密封作用，食物使用的完全相容性，在尺寸和形式方面的最佳误差，以及结构致密度。
可取的是，环形座的最小直径稍大于静止的弹性环的内径。这样，弹性环仅通过它们的弹性保持在相应的环形座内，而没有粘结剂。
由于这些特征，可以提供一种没有任何类型的粘结剂的复合塞子，因此具有高度的食物使用相容性，且易于组装。
而且，利用所述构造，由于其自身的弹性，可以获得使其形状快速适应瓶子颈部，并确保在紧接装瓶之后没有损失的塞子。
附图简要说明从下面借助于附图，对通过非限制性示例示出的本发明塞子的多个非排他性优选实施例的详细描述，将更清楚地理解本发明的其他特征和优点，其中
图1示出了本发明的塞子整体的局部剖面侧视图；图2示出了本发明的塞子部件的剖面侧视图；图3示出了本发明的塞子另一部件的侧视图。
优选实施例的详细描述参照上述附图，示出了本发明的塞子，整体上用附图标记1表示，且尤其适于瓶子或类似的容器。
塞子1包含热塑性材料制成的、限定纵向轴线L的基本上圆柱形的中心体2。该中心体2具有侧面3和两个基本上平坦的端面4，4′，它们互相平行且垂直于轴线L。至少两个弹性环5，6装在侧面3上相应的环形座7，7′内。所述弹性环5，6都由无毒材料制成。
中心体2和两个弹性环5，6由三种不同的塑料制成。具体而言，中心体2由热塑性材料制成，可取的是聚丙烯，而腈橡胶用于弹性环5，硅酮橡胶用于环6。
所使用的腈橡胶是一种丁二烯/丙烯腈共聚物，这样确保最佳的空气和气体的不渗透性。其他的配方也可以，以便增加尤其是腈橡胶的气体不渗透性。所使用的硅酮橡胶是聚硅氧烷聚合物，具有能保证完全的食物使用相容性的配方，具有非常高的抗老化性，生理和生物无毒性，以及几乎完全抗微生物的能力，比如细菌和真菌。
弹性环5，6具有大致环形的形式，在静止时内径DI小于环形座7，7′的最小直径DM。在塞子的组装过程中，弹性环5，6拉伸，然后插入座7，7′，由于弹性环5，6的内径DI增加，直到它与环形座7，7′的最小直径DM相同，此时它们在张力下保持弹性。弹性环5，6仅通过它们的弹性保持在其座7，7′中，没有使用任何粘结剂。
腈橡胶制成的弹性环5和硅酮橡胶制成的弹性环6形成以预定距离纵向交错排布的第一对8弹性环。可取的是，弹性环5，6形成的对8靠近中心体2的两个平坦面4，4′之一。
除了第一对8之外，塞子1包含腈橡胶制成的另一弹性环9和硅酮橡胶制成的另一弹性环10。这些另一弹性环9，10在侧面3上的两个其他环形座11，11′内以预定的距离纵向交错排布，从而形成第二对12弹性环9，10。第二对12位于侧面3上，从而形成第一对8弹性环相对于所述中心体2的中心平面P的镜像，所述中心平面平行于所述平坦面4，4′。这意味着两对8，12弹性环靠近中心体2的纵向端。两对8，12的这种镜像排布以及环5，9和环6，10之间的完全可互换性意味着不管哪一端面向内，塞子1都可以插入容器或瓶子的颈部。
两对8，12的硅酮橡胶制成的弹性环6，10比腈橡胶制成的弹性环5，9更靠近平坦面4，4′。
从操作的观点看，塞子1通过压入容器或瓶子的颈部而插入，从而使全部弹性环5，6，9，10压靠瓶子颈部的内表面。弹性环5，6，9，10，尽管在各自的环形座7，7′，11，11′内受张力，但都保持一定的残余弹性，使其在接触瓶子颈部的内壁时弹性变形。这意味着弹性环5，6，9，10沿其整个圆周完全附着于瓶子颈部。
此时，可以理解为什么与腈橡胶制成的弹性环5，9相对的硅酮橡胶制成的弹性环6，10已经位于端部。这样，当塞子1插入时，容纳的液体可仅接触硅酮橡胶制成的两弹性环6，10之一，该橡胶以完全没有毒性，高度的食物甚至卫生使用相容性而著名。所以，弹性环6，10的理想位置是在塞子的可能在一侧最容易与瓶子内容物相互作用的区域，和在另一侧与外部环境相互作用的区域，即靠近塞子纵向端的部分。然而，腈橡胶制成的弹性环5，9，以其最佳的空气和气体不渗透性而著名，且因此可以在位于纵向上更靠内侧时以最佳的方式完成它们的任务。
从上所述，显然本发明的塞子实现了预定的目的，尤其是保证了在密封作用和防止瓶子内的液体损失方面的高性能。而且，塞子具有较低的单位成本，因为它可以容易地制造和自动装卸，且制造工艺使尺寸误差较低，次品的数目减少和较低程度的不一致性。
本发明的塞子可以进行多种改进和变化，所有这些都落入所附权利要求中表述的本发明思想内。所有细节可以用其他技术上等同的元件来代替，根据需要材料可以不同，而没有脱离本发明的范围。
虽然参照附图描述了塞子，但在描述中使用的附图标记和权利要求用于帮助本发明的理解，并不构成对所要求保护的范围的任何限制。
权利要求
1.合成材料制成的复合塞子(1)，尤其是用于瓶子或类似容器，包含热塑性材料制成的且限定纵向轴线的基本上圆柱形的中心体(2)，中心体具有侧面(3)和两个基本上平坦的端面(4，4’)，和至少两个位于所述侧面(3)上相对应的环形座(7，7’)内的弹性环(5，6)，其特征在于所述至少两个弹性环(5，6)由互不相同且与所述中心体(2)的基材不同的弹性材料制成。
2.如权利要求1所述的塞子，其特征在于所述至少两个弹性环的基材是无毒的。
3.如权利要求1所述的塞子，其特征在于至少所述弹性环(5，6)之一由具有能确保最佳的不透气性的配方的腈橡胶制成。
4.如权利要求3所述的塞子，其特征在于至少所述弹性环(5，6)的另一个是由具有能确保完全的食物使用相容性和高度的抗老化性的配方的硅酮橡胶制成。
5.如权利要求1所述的塞子，其特征在于所述环形座(7，7’)的最小直径(DM)稍大于静止的所述弹性环(5，6)的内径(DI)。
6.如权利要求5所述的塞子，其特征在于所述弹性环(5，6)通过它们自身的弹性保持在所述环形座(7，7’)内，而不用粘结剂。
7.如权利要求4所述的塞子，其特征在于所述至少两个弹性环(5，6)包含至少第一对(8)纵向交错且位于预定距离的环，所述对(8)的一个环(5)由腈橡胶制成，而另一个(6)由硅酮橡胶制成。
8.如权利要求7所述的塞子，其特征在于所述第一对(8)弹性环(5，6)靠近所述端面(4，4’)之一。
9.如权利要求8所述的塞子，其特征在于所述至少两个弹性环(5，6)包含至少第二对(12)纵向交错且位于与第一对(8)相同距离的环(9，10)，所述第二对(8)的一个环(9)由腈橡胶制成，而另一个(10)由硅酮橡胶制成。
10.如权利要求9所述的塞子，其特征在于在所述第一和第二对(8，12)的环(5，6，9，10)之间的所述预定距离相对于所述中心体(2)的总长度来说较小。
11.如权利要求10所述的塞子，其特征在于所述第一和第二对(8，12)的环(5，6，9，10)位于相对于所述中心体(2)的中心平面(P)基本上对称的位置，所述中心平面基本上垂直于所述纵向轴线(L)。
12.如权利要求11所述的塞子，其特征在于所述第一和所述第二对(8，12)的硅酮橡胶制成的弹性环(6，10)比所述对(8，12)的腈橡胶制成的弹性环(5，9)更靠近所述端面(4，4’)。
13.如权利要求1所述的塞子，其特征在于所述中心体(2)的材料是聚丙烯。
全文摘要
一种合成材料制成的复合塞子(1)，尤其是用于瓶子或类似容器，包含热塑性材料制成的且限定纵向轴线的基本上圆柱形的中心体(2)，中心体具有侧面(3)和两个基本上平坦的端面(4，4’)，和至少两个位于所述侧面(3)上相对应的环形座(7，7’)内的弹性环(5，6)。所述两个弹性环由互不相同且与所述中心体(2)的基材不同的弹性材料制成。所述弹性环(5，6)的基材是无毒的，尤其是至少其中之一由具有能确保最佳的不透气性的配方的腈橡胶制成，至少另一个由具有能确保完全的食物使用相容性和高度的抗老化性的配方的硅酮橡胶制成。
文档编号B65D39/00GK1652979SQ03810449
公开日2005年8月10日 申请日期2003年5月8日 优先权日2002年5月8日
发明者布鲁诺·泽尼 申请人:西尔瓦诺·皮瓦, 布鲁诺·泽尼