挤奶设备的制作方法

专利名称：挤奶设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及用于挤奶装置的设备和构件，尤其涉及所述设备比如提取奶的设备的构件，和衬套。在具体方面，它涉及衬套，所述衬套包含容纳乳头的柔性套管和任选的短奶管道(short milktubing)，所述短奶管道优选并不需要和衬套集成，所述衬套由热塑性弹性体(TPE)和热塑性聚合物的组合制备。
背景技术：
机器挤奶已经进行了大约1个世纪。目前仍在使用的挤奶设备的基本构造基于Gillies在1902年的发明，包含被设计成用脉动真空操作的双室挤奶杯。挤奶杯包括用橡胶制备的柔性套管，所述套管形成室的一个柔性壁，而挤奶杯外壳形成另一个壁。在两个壁之间的空间中施加脉动真空，由此套管发生膨胀和收缩，从而导致在其上已经施加了挤奶杯的乳头上发生按摩动作。
柔性套管是所谓的挤奶杯衬套(liner)(或者在美国英语中称作“inflation”；在本说明书和权利要求书中全部采用术语“衬套”)的部分。
挤奶装置作为一个整体包括多个不同构件，许多构件目前由不同类型的橡胶制备，比如管、喷嘴、衬套等。
举例而言，在美国专利6176200(Patterson)中公开了现代的挤奶杯系统。它包括能够容纳乳头的管状头部部分，和形成脉动真空室内壁的轴部分。轴部分是柔性的，通常由橡胶化合物制备。
为了被市场接受，形成挤奶装置构件的设备，比如挤奶杯和衬套，必须具有很多性质。可以提到的例子如下良好的挤奶性能，例如，挤奶速度、挤奶产率、滑落(slip)、脱落率(strip yield)良好的乳头处理设备寿命长，而且在整个寿命内能在同一高水平性能下工作。
设备质量一致。
耐化学、物理性设备应该容易清洁设备应该容易替换设备应该环保，例如材料应该能够回收生产能耗低产物必须符合和将与食物接触的材料、制品和产品相关的规定。
挤奶装置的当前可用的构件，比如衬套和管道，最常用橡胶材料制备，而这些橡胶材料和上述要求的符合程度并不完全让人满意。
申请人自己的PCT/SE03/02024公开了通过采用TPE类型材料制备挤奶设备的新方法。相对于现有技术的设备和方法，公开的该发明提供了大量的优点。

发明内容
尽管上述方面提供了改进之处，但是仍有改进空间。
所以，本发明致力于提供可用于挤奶装置的、满足上述所有要求的、经改进的设备和构件。本发明也使得可以更广泛地实现设备的定制。根据本发明，这在第一方面通过权利要求1定义的挤奶设备得以实现，即，通过由软材料和硬材料(即，分别为TPE和热塑性材料)的组合制备挤奶设备。
优选地，挤奶设备是改进的挤奶杯衬套。
因此，提供了挤奶设备，它至少包括容纳乳头的柔性套管，用于设置在乳头上(on/over)。特征在于其至少第一部分包含选自热塑性弹性体(TPE，在ISO18064中定义)的材料，以及特征在于其至少第二部分包含选自热塑性材料的材料。
挤奶装置在权利要求15中定义。
在第三方面，提供了用于制备挤奶设备的方法，该方法在权利要求16中定义。
本发明的设备具有下列优点由于根据本发明选择了组合的材料，所以在成型工艺中常常出现的浇口(ingress gate)和毛刺可以消除或者至少明显下降，这意味着可以消除为了精加工而进行的耗时的后处理，由此降低了生产成本。
本发明的两步成型又由于本发明的具体材料选择而令人惊奇地在成型设备的连接部分的不同材料之间获得了极其光滑的过渡，即，不同材料以不产生沟槽或凹陷的方式集成，而在沟槽或凹陷处可以生长细菌或其它微生物，带来了潜在的污染危险。所以，这种装备满足了远远超过当前规定的严格的卫生要求。
另外，通过为承受更强力的那些部分采用更硬或刚性更大的材料，和现有技术设备相比可以减少所需的材料量，例如，搭扣适配连接件(snap fit coupling)可以用少的多的材料制备。更硬的材料还为构件提供了更好的公差。另外，一般而言，在构造/设计选择上有更大的自由度。
值得提出的特殊特征是利用本发明的材料可以减少对乳头按摩有影响的参数的变化。
现在设计的衬套具有执行不同功能的不同部分。套管动态工作，而和爪的连接是静态工作并具有密封功能。在一个实施方案中，本发明指出短的奶管道和靠在挤奶杯中央上的连接件应该用刚性/有刚度的材料制备。这样通过采用快捷的连接件使得所述连接更加简单，广而言之，用刚性材料比用软橡胶材料更容易实现。另一方面，套管由软橡胶材料制备，从而获得最优的按摩和挤奶性质。
对于将本发明的概念用到(挤奶杯)衬套上的具体应用而言，采用TPE具有大量的具体的、意料不到的优点。
即，与制备有关的优点是例如制备成本更有吸引力；更容易在所制备的零件中获得更接近的公差，因此更容易预测最终产品的性质；可以减少材料浪费；生产工艺方面的变化减少使得批次之间的产品性能更一致；本发明的材料使用使得焊接可以作为生产方法。但是，最意料不到的性质是耐疲劳性高。
要提出的环保方面的优点是可以通过将废料粉碎而将生产碎料直接回收进行生产；潜在有害的添加剂的量更少，从而对操作人员的危害更小，例如，没有硫化气体。
通过下面的详述和附图，本发明的进一步适用范围变得显而易见，所述附图仅仅用于示例，不应理解成对本发明的限制，和其中

图1给出了挤奶装置的现有技术设备的例子，即挤奶杯和衬套；和图2是挤奶杯衬套横截面形式的本发明实施方案的示意图，体现了本发明的概念，即在不同部分采用不同材料。
优选实施方案详述对于本申请而言，在该申请全文中使用的术语“挤奶设备”是指在挤奶系统中使用的任何设备。
语句“衬套”或者“挤奶杯衬套”包括可以和挤奶装置或者系统一起使用的设备，其将用于奶制品行业，例如和奶接触，所以必须符合将和食品接触的材料和物品的有关规定。衬套至少包括容纳乳头的柔性套管，该套管用于设置在乳头上，合适情况是精密配合。在最接近乳头容纳端部的端部，可以提供短的奶管道，所述奶管道将连接到挤奶杯中心处。它还可以包括用于使介质发生脉动的供给管道，称作“脉动管道”。应该注意的是，本发明的衬套可用于各种不同动物，例如，奶牛、水牛、绵羊、山羊和其它反刍动物。
“挤奶杯”是包括外罩的设备，即“挤奶杯外壳”，如上所述的衬套被安装在该外壳中成或者形成它的整体部分。具体而言，挤奶杯可以是提取奶的设备，即，构成挤奶装置的部分或者构件的设备，它作用在动物乳头上或者和挤奶装置的其它部分共同作用，以使乳房以受控方式释放奶水。挤奶杯包括衬套，该衬套进而包含至少柔性的容纳乳头的套管，用于以紧密配合方式设置在乳头上。
对于本申请而言， “热塑性聚合物”这种表述是指该术语在聚合物技术领域中的普通意思。目前，在本发明中，优选半晶态的热塑性聚合物，但是其它类型的热塑性聚合物也是可行的。优选的热塑性聚合物的典型例子是聚烯烃(聚丙烯、聚乙烯等)和聚酰胺。它可以包括聚烯烃单体的共聚物，可以进一步包含各种填料，比如玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维、金属纤维等，或者其它用于聚合物中的常规填料。应该注意的是，热塑性材料是和TPE聚合物不同的一类材料。
在图1中，公开了示例性的现有技术挤奶杯。它具有挤奶杯衬套1，该衬套安装在挤奶杯外壳2内。挤奶杯衬套1相对于纵轴3基本成转向对称，包括上面的管状头部部分4和管状的柔性容纳乳头的套管部分5，所述套管部分从头部部分4向下延伸。头部部分4包括第一上端6和第二下端7。在上端6处，管状头部部分4包括唇部8，所述唇部沿径向向内延伸并限定了基本为圆形的中心开口。管状头部部分4形成了通过头部直到挤奶杯衬套内部空间的通道，用于在套管5中容纳乳头。下端7包括环形的凹槽9，所述凹槽和挤奶杯外壳2的上端部分相啮合。套管5的下部部分包括和挤奶杯外壳2的下端部分相啮合的外围周边凹槽10。凹槽9和10的形状使得在挤奶杯衬套和挤奶杯外壳2之间形成密闭空间11，所述空间11形成挤奶杯的脉动室。挤奶杯衬套1在其下部和延长件12和13相连接，所述件形成可以连接到爪(未公开)上的奶导管。挤奶杯衬套用弹性材料例如天然橡胶或者合成橡胶制备。
根据本发明，由于采用了本文所讨论的这类材料的令人惊奇的柔性，尤其可以制备出在其不同部分或区域中显示不同机械和物理化学性质的设备，从而能够针对具体用途实现性能的定制，其中所述材料由指定的材料性质进行广义的限定，其例子比如是热塑性弹性体和热塑性材料的组合，比如聚烯烃(聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)等)或者聚酰胺(PA)。因此，不同的部分，即第一部分、第二部分等，可以由不同的材料制备。具体而言，在第一部分中的TPE可以包含与第二部分中的热塑性材料相容优选非常相似的热塑性材料。
术语“相容的”是指聚合物技术领域的普通技术人员应该赋予的广义含义。
在Http://www.fiberset.com/html/glossary/glos_c.htm上，找到了相容性的下列意义“不同树脂体系在相互接触的状态下处理但不损害最终产物性质的能力”。
相容性的另一种意义是“能够在无需修改的情况下和其它设备或者部分一起使用或者连接到其它设备或部分上”。
这些另外的意义都包括在聚合物领域常用的定义之内。
在本发明的具体情况下，相容性的结果是在该设备不同部分中的两种材料形成非常象焊缝的接头。优选情况是材料非常相似或者甚至实际相同。
在优选实施方案中，TPE材料的硬度为50-90肖氏硬度A，拉伸强度为4-8Mpa。
本发明基于下述发现虽然可用于挤奶设备的TPE材料(如PCT/SE03/02024)一般而言提供了挤奶设备尤其是挤奶杯衬套的设计可行性，但是从设计或构造观点上看，它们并不象人们所希望的那样具有通用性。
本发明人惊奇地发现热塑性材料(比如聚丙烯、聚乙烯和/或聚酰胺)和TPE材料的组合为构造/设计提供了崭新的可行性范围。因此，通过选择具有合适性质的TPE和热塑性材料，这些材料可以大量的方式进行组合。一方面，不同部分可用不同材料制备、经过组合和集成，即，通过分离相的机械(物理)连接，但也可以采用共注入技术，从而可以制备出具有优异性质的复合制品。
首先给出适用于本发明的TPE材料的简单综述。
热塑性弹性体(TPE)在TPE:s出现之前，一般而言，仅仅只有刚性或者半刚性的颗粒制品可以用新技术加工和处理成热塑性材料。制备热塑性材料更快、能耗更小、更清洁、残片也更容易重新使用。
对于弹性体材料而言，缺乏热固性橡胶的替换品。对于不会暴露到极端温度下的应用而言，耐温性交联位点并不是基本的需求。采用热固性橡胶就会伴随有交联的缺点。
所以，对开发出具有弹性性质但没有永久性交联位点的热塑性材料的需求就变得非常强烈。
热塑性弹性体(TPE)是将热塑性材料的加工性质和橡胶材料的弹性体性质结合在一起的材料。
热塑性弹性体是两相系统。一相是在工作温度下具有机械强度但当加热到熔融温度或者玻璃转变温度(Tg)之上时变成流体的硬聚合物。另一相是软橡胶聚合物。
有两种主要方式来获得这些性质；即，通过提供嵌段共聚物或者聚合物掺合物形式的材料。
满足热塑性弹性体定义的嵌段共聚物由两相组成，一个硬一个软，所述相由分子同一链上的片段形成。较硬的片段可以是高熔融温度的晶态材料，或者高玻璃转变温度的非晶态材料。软片段通常是具有极低玻璃转变温度的非晶态。
由聚合物掺合物制备的TPE是硬材料在掺混有较软材料的连续相中的掺合物，所述硬材料具有高熔融温度并且几乎无一例外是半晶态，所述较软材料是玻璃转变温度极低的并且至少主要是非晶态的材料。
根据ISO 18064，TPE一般是指热塑性弹性体。ISO 180642003(E)中给出的确切定义如下“TPE热塑性弹性体，由具有如下性质的聚合物或者聚合物的掺合物组成在工作温度时和硫化橡胶的性质相似，但是和热塑性材料一样可以在升高的温度下加工和再加工”。
热塑性硫化橡胶(TPV)热塑性硫化橡胶(TPV)是由热塑性连续相和作为不连续相的交联橡胶组成。主要的体系是PP/EPDM，但也有PP/NBR体系。
橡胶相比TPO:s硫化更彻底，而TPO:s的橡胶相仅仅是部分硫化或者没有硫化。橡胶相的硫化导致性质明显提高。
TPV材料的一般性质密度(kg/dm3) 0.9-1.0肖氏硬度 35A-50D温度下限℃ -60温度上限(连续)℃ 135100℃时的抗压缩变定性 G对烃流体的抵抗力 G/E对含水流体的抗力 G/E价格比 2.5-3.0热塑性烯烃TPO:sISO定义的热塑性烯烃是聚丙烯(PP)和乙烯-丙烯共聚物(EPM)或者乙烯-丙烯-二烯聚合物(EPDM)的掺合物。术语EP(D)M包括EPDM和EPM。
PP-EP(D)M掺合物通过PP和EPDM和/或EPM的强烈混合制备。
聚丙烯通常是全同立构的共聚物或者具有少量乙烯的全同立构PP。这些半晶态聚合物的熔点是145-165℃。
所以，TPO在高温时保留了它的许多机械性质。
虽然聚乙烯和聚丙烯是半晶态聚合物，但是乙烯和丙烯的比为50∶50的EP(D)M几乎完全是非晶态。将乙烯含量比值变得更高导致出现一些结晶。少量乙烯结晶的净影响显著影响了橡胶的强度。
性质由于PP和EP(D)M可以以任何比例掺混，所以理论上存在着从轻微改性的热塑性PP到用热塑性材料强化的EP(D)M的连续谱。

根据本发明，如前定义的挤奶设备，尤其是挤奶杯衬套，由包含选自材料组(包括上述材料)的一种材料或者多种材料组合的材料、和热塑性材料制备。所考虑的热塑性材料包括选自聚烯烃和聚酰胺的任何材料，所述聚烯烃比如聚丙烯、聚乙烯等。这些材料(TPE vs)性质上的主要不同在于其柔性。因此，该设备的需要是柔软的那些部分或者部件，例如挤奶装置的挤奶杯衬套的容纳乳头部分，例如位于所述设备上部的膜件部分(所述膜件具有容纳乳头的开口)，由TPE制备。另外，对于其中连接有或者集成有短的奶管道的设备而言，所述管道也优选由TPE制备。
具有连接功能的那些部分，即，联结件等，尤其是用于将奶管道连接到具有支撑功能的衬套或者部分上的搭扣配合连接件(snap fitcoupling)，由刚性材料比如热塑性材料比如聚烯烃(例如，聚丙烯，聚乙烯)或者聚酰胺制备。
下面的列表包含了具有基于TPE的柔性套管、而且可以连接到乳头/动物以及整个挤奶系统上的衬套应该具备的性质——必须能够通过真空方法从动物乳房上取走奶——应该能够在密闭系统中输送奶——应该可以经由接口连接到整个挤奶系统上
——乳头应该承受按摩——柔性套管应该对动物有刺激——柔性套管应该满足和将与食物接触的材料和制品有关的规定——柔性套管应该能够充当阻挡层，不应受到奶的影响——柔性套管应该具有恒定的或者变化的拉伸性或者压缩性——它应该具有密封功能——柔性套管应该可以自动或者手动附着到乳头上——柔性套管的功能应该可控——柔性套管基于应该容忍挤奶环境的材料——柔性套管基于应该可加工的材料——柔性套管应该能够固定到外部的硬壳上并在其上密封——柔性套管应该和所有尺寸的乳房相适应——优选的，柔性套管应该有一种或多种材料或其组合组成——柔性套管基于由TPE构成的材料或TPE与其它材料的组合所构成的材料——应该可以顺利的传输奶采用具有至少由包含TPE(如ISO 18064所述)的材料所制备的柔性套管的衬套，满足了上述规则。
用于本发明挤奶设备的热塑性弹性体材料(TPE)应该具有下列性质——硬度为25肖氏A-50肖氏D——杨氏模量为0.1MPa-50MPa——拉伸强度通常大于0.5MPa——最小伸长率为50％，并且不断裂任选的，所述挤奶设备应该具有——通常为-60℃-+200℃的工作温度合适的，材料对酸，尤其是甲酸、丙酸、过醋酸和/或H2O2具有抵抗力。该材料也优选对碱尤其是氨、NaOH和KOH有抵抗力。所述碱的浓度为在奶制品工业中通常用于清洗或清洁程序的浓度。
该材料也应该对氯、臭氧、UV辐射和热氧化具有抵抗力。
在优选实施方案中，该材料的撕扯强度为5-50kN/m，优选15-35kN/m。
在优选实施方案中，该材料的拉伸强度为0.5-40MPa，优选5-20MPa。
在优选实施方案中，在断裂前的伸长率也应该大于200％，优选大于300％。
该材料可以是热塑性硫化橡胶(TPV)，包含由热塑性连续相和作为非连续相的交联橡胶组成的两相，其中热塑性弹性体包含选自丁二烯橡胶、硅酮、EPDM、NBR(任选用丙烯酸酯或者酐接枝)的橡胶。
热塑性弹性体优选还含有选自聚乙烯(HDPE、LDPE或者LCDPE)、聚丙烯、或其混合物，例如共聚物，的晶态聚烯烃。由于根据本发明所选的材料的优异可加工性，所以能够针对制奶领域的大量不同应用或需求定制衬套。因此，能够用简单的成型工艺制备尺寸精度高的衬套，同时在制品的不同部分中结合不同的材料，例如，能够提供刚性比柔性套管大的头部部分和奶管道。
适用于本发明的一类TPE材料是购自Advanced ElastomerSystems的SANTOPRENE材料。它们是适于和含水食品接触并且满足Directive 90/128/EC及其修订版的要求的热塑性弹性体。它们可以通过注射成型制备，而且完全可以回收。
下面列出了三种SANTOPRENE材料的典型测试值(注射成型片，最终尺寸为100mm×150mm×2mm)。
X271-73EU

X271-64EU


X271-55EU

根据本发明的挤奶设备中的TPE材料的优选值是硬度为50-90肖氏A，拉伸强度为4-8MPa。
用于本发明设备的刚性部分的热塑性材料应该优选具有下列性质——杨氏模量为800-8500MPa，优选1000-6500MPa，最优选为1100-1300MPa——拉伸强度通常为25-140MPa，优选30-60Mpa，更优选为35-90MPa。
热塑性材料可以任选地用玻璃纤维增强，其中整体拉伸强度将落在上述范围的上面部分之内。可以根据需要针对具体应用采用选自其它纤维材料比如碳纤维、矿物纤维和其它常规纤维的其它填料。
在本发明的特定实施方案中，提供了挤奶杯衬套，其中它具体而言是由所述材料或者材料组合制备的衬套的柔性容纳乳头的套管部分。本发明的衬套20的截面示意图如图2所示，它安装在同样示意性表示的挤奶杯外壳21上。衬套包括头部部分22、用以以基本紧密配合方式容纳乳头的柔性套管部分24。“紧密配合”是指在操作中从乳头和套管之间没有明显量的空气泄漏；即，在挤奶过程中。套管从头部部分22延伸到连接部分27，在此处存在着可以连接到套管24的短奶管道。可替换的，所述奶管道可以和套管集成。
合适的，连接部分27由刚性材料(热塑性材料)制备，以便使衬套可以刚性连接到挤奶杯外壳21上，从而不导致泄漏。重要的是套管要固定在外壳的确定的具体位置。
而且，为了使衬套的套管能够行使其功能，挤奶杯外壳要连接到脉动介质源上。所述源由可以在进口连接器23处连接到挤奶杯外壳21的脉动管道提供，从而使所述脉动可以作用在套管24上。
衬套的最重要元素是柔性套管24，原因在于它是通过交替进行压缩和打开/膨胀(由施加的脉动真空引起)来执行功能的构件。因此，为了使衬套能够完成其技术功能，至少柔性套管必须满足有关材料性质的某些准则。
基于材料选择和材料组合的大量实施方案都是可行的。所有这些变化和改变可以应用到在本发明设备的一般性定义之内的所有设备上。
因此，通过采用在材料组合方面的一些变化或修改，可以制备本发明的设备(例如，衬套，可能包含短奶管道和/或短脉动管)，从而提供针对本发明设备的每种具体用途或应用的合适性质。另外，设备的所有部分可以具有不同性质，从而适应该设备的具体部分或部分将接触的那种环境。
具体而言，应该注意的是采用下列组合落在本发明的概念之内多于一种的TPE材料和一种或多种热塑性材料的组合。因而，例如，柔性套管的外表面可以具有和内表面不同的性质，比如在疏水性/亲水性方面存在着不同。通过采用不同等级的例如聚烯烃，页可以获得不同的刚性程度。
现在，描述本发明的方法。
适当的情况下，上述设备通过根据所需性质而选的一种或多种材料的注射成型来制备。可替换地，如果结构更加复杂，则优选注射成型或者其它成型技术。因此，包含两种或多种材料的组合(即，形成复合材料)的设备可以以数种方式连接在一起。可以将两种(或多种)材料顺序双重注射到同一模具中。另一个选项是在第一模具中由一种材料制备“前体”，然后将“前体”移到第二模具中，在第二模具中注入一种或多种另外的材料。页可以采用不同材料分别注射成型或者挤压出不同的部分，然后将部分焊接到一起。一些部分或部分可以通过简单地互相放在一起来连接。
但是，由于是本领域熟练技术人员对成型方法进行详细设计以获得所需结构以及获得所需结构所需的装备，所以本文中并不对这些方法进行进一步地详细讨论。
本发明的用于制备挤奶设备尤其是挤奶杯衬套的方法，在优选实施方案中是两步成型法。但是，执行不止两个步骤来制备更复杂的结构，也在本发明的概念之内。
因此，在第一步骤中，在优选实施方案中，将热塑性材料，优选聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)注入到模具中，其中所述模具仅仅限定了该设备的将显示出较高刚性或者刚度的部分，比如连接件。所述模具包括限定设备内腔的芯。所述芯目前承载着上述刚性较强的部分，被从模具中脱模并置于第二模具中，在第二模具中注入合适的TPE作为第二步骤。可替换地，所述芯可以放置在同一模具的第二空腔中，或者如果模具可以被调成不同的形状则可以甚至放置在同一空腔中，从而限定第二成型结构或部分。
第二(和按需的其它步骤)成型步骤限定了该设备的其余待制备的部分。由于TPE基质材料和第一步骤中所用的热塑性材料如果不相同则非常相似，使得TPE和热塑性材料相容，因而在材料之间有良好的连接，它们实际上可以互相“焊接”。两种材料之间(即刚性较大的部分和较软的部分)的过渡近乎完美。“近乎完美”是指在两种材料交汇处没有可见的台阶或者沟槽。因此，细菌或者其它微生物和充当细菌营养物的有机材料，比如残余奶，事实上不会圈闭在这些过渡区域中。从卫生的观点来看，这是本发明的方法和设备的基本而重要的特征。
在挤奶杯衬套的上部分，即使用中乳头所在的位置，可以提供刚性较大的部分以提供连接功能，并且同时保持实际的乳头接触表面光滑，从而使弄疼乳头的风险降低最低或者甚至消除。
在图2所示的具体实施方案中，挤奶杯衬套被制成可以通过搭扣配合连接件28连接的两个独立部分。因此，包括容纳乳头的开口26的上部或头部部分被制成“盖”22，所述盖可以连接到其余部分上，所述其余部分包括衬套的实际上柔性的套管。所以，所述盖通过两步法制备。因此，优选在第一步制备硬的环形的连接部分，在该连接部分仍旧处于暖热状态而且仍旧位于该模具芯上时放置到第二模具中，在第二模具中注入TPE以形成具有容纳乳头开口的模件部分。套管部分具有两个连接件，一个位于上部(在头部部分中)用于连接到所述盖上，一个在底部用以连接到奶管道或者挤奶杯外壳上，如上所述也是用两步法制备的。
虽然上述方法，即在第一步骤成型刚性或者硬的部件而在第二步骤成型软的或者柔性的部件，是优选方式，但是也可以按照另一种方式制备，即，在硬部件成型之前成型软部件。这两种方法没有本质上的差别，本领域技术人员可以很容易对成型参数进行调整以和每一种程序相适应。
对于某些应用而言，可能需要为设备的不同部分采用不止一种TPE，和/或为不同部分采用不止一种热塑性材料。在这种情况下，这种方法可能必须在多于两个步骤中实施，其中每种材料采用一个步骤。但是，将两种不同材料同时注入到模具的不同部分中也是可行的。工艺上的这些变化落在本领域技术人员的知识内，本身不是本发明的一部分。
应该注意的是，由于材料选择，即，TPE和热塑性材料进行结合，以及由于这些材料之间的相容性，所以针对具体需要对设计细节进行定制将是非常简单的。
举例而言，一种直观的设计选项是通过在具有环形几何形状的合适通道中成型TPE而在设备的较硬部分中直接引入密封环。由于材料集成性很好，所以具有良好的密封功能。
权利要求
1.挤奶设备，至少包括容纳乳头的柔性套管，所述套管用于设置在乳头上，特征在于其至少第一部分包含选自热塑性弹性体(TPE)的材料，所述弹性体由ISO 18064限定，以及特征在于其至少第二部分包含选自热塑性材料的材料。
2.权利要求1的挤奶设备，其中所述TPE具有下列性质a)硬度为25肖氏A-50肖氏D；b)杨氏模量为0.1MPa-50MPa；c)拉伸强度大于0.5MPa；和d)最小伸长率为50％而且不断裂；和其中所述热塑性材料具有下列性质i)杨氏模量为800-8500MPa，优选1000-6500MPa，最优选1100-1300MPaii)拉伸强度通常为25-140MPa，优选30-60MPa，更优选35-90MPa。
3.权利要求1或2的挤奶设备，任选地具有在-60℃-+200℃之间的工作温度。
4.权利要求1-3任一的挤奶设备，其中所述第一部分中的TPE含有热塑性材料，该材料和第二部分中的热塑性材料相容，优选非常相似。
5.前述任一权利要求的挤奶设备，其中TPE材料具有50-90肖氏A的硬度；4-8MPa的拉伸强度。
6.权利要求1-5任一的挤奶设备，其中所述热塑性材料包含选自聚烯烃的材料，比如聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)和聚酰胺、或其组合。
7.前述权利要求任一的挤奶设备，具有含有不同于第一部分材料的TPE材料的至少又一部分。
8.前述权利要求任一的挤奶设备，其中所述设备的至少一部分的外表面含有不同于内表面的TPE材料。
9.权利要求8的挤奶设备，其中所述表面性质在疏水性/亲水性方面不同。
10.前述任一权利要求的挤奶设备，包括集成在所述设备中的密封构件，所述密封构件包含TPE材料。
11.前述任一权利要求的挤奶设备，包含两个部分，第一部分包含所述柔性的容纳乳头的套管，第二部分包含具有膜件的顶部盖，所述膜件具有容纳乳头的开口，所述部分可以通过搭扣配合连接件而相连接，其中所述膜件和所述套管由TPE制备，所述连接件由热塑性材料制备。
12.前述任一权利要求的挤奶设备，其中所述热塑性材料进一步包括选自纤维材料比如玻璃纤维、碳纤维、矿物纤维、金属纤维和其它常规纤维的填料。
13.前述任一权利要求的挤奶设备，其是挤奶杯衬套，具有由TPE制备的柔性套管；上部部分，包含具有容纳乳头的开口的膜件，由TPE制备，所述上部部分和柔性套管通过热塑性材料制备的搭扣配合连接件连接；底部部分，充当奶管道的连接器。
14.权利要求13的挤奶设备，进一步包括短的奶管道，通过热塑性材料制备的搭扣配合连接件连接到底部部分上。
15.挤奶装置，包括前述任一权利要求的挤奶设备。
16.制备挤奶设备的方法，所述挤奶设备至少包含容纳乳头的柔性套管，用于设置在乳头上，所述方法包括下列步骤提供具有空腔和芯的模具；在所述模具中采用至少一种第一聚合物材料成型所述设备的至少一部分；采用至少一种第二聚合物材料成型所述设备的至少一个其它部分；任选地采用相同的或者其它聚合物材料按照设备的设计所需而重复所述成型步骤；其中所述聚合物材料选自TPE聚合物和热塑性聚合物，其中TPE聚合物用于设备的至少一个部分，和热塑性聚合物用于至少一个其它部分。
17.权利要求16的方法，其中在第一成型步骤中，第一聚合物材料是TPE，在第二成型步骤中第二聚合物材料是热塑性材料。
18.权利要求16的方法，其中在第一成型步骤中第一聚合物材料是热塑性材料，在第二成型步骤中第二聚合物材料是TPE。
19.权利要求16-18任一的方法，进一步包括将承载所述至少一个部分的芯脱模，和将所述芯放置在第二模具中。
20.权利要求16-18任一的方法，进一步包括将承载所述至少一个部分的芯脱模，并将所述芯放置在同一模具的第二空腔中。
21.权利要求16-18任一的方法，进一步包括调整所述模具以限定第二形状，从而成型另一构件。
全文摘要
本发明的挤奶设备至少包括容纳乳头的柔性套管，用于放置在乳头上。其第一部分包括选自热塑性弹性体(TPE)的材料，所述弹性体由ISO 18064限定，其第二部分包含选自热塑性材料的材料。制备挤奶设备尤其挤奶杯衬套的方法，是在两个或多个步骤中进行的成型方法。在第一步骤中，将热塑性材料优选聚丙烯(PP)或者聚酰胺(PA)注入到模具中，所述模具仅仅限定该设备的显示出较高刚性或刚度的那些部分，比如连接件。刚性部分从模具中脱模，并置于第二模具中，在第二模具中注入合适的TPE作为第二成型步骤。如果设计需要，可以执行其它步骤。
文档编号C08J5/00GK1976580SQ200580019204
公开日2007年6月6日 申请日期2005年6月1日 优先权日2004年6月10日
发明者T·彼得森, J·卡斯布拉希姆, J·奥得伯格 申请人:德拉瓦尔控股股份有限公司