包括塑料瓶的加压分配系统的制作方法

本发明大体涉及包括塑料瓶的加压分配系统。该系统可用于对例如气雾剂喷雾进行分配。更具体地，本发明涉及一种分配系统，该系统包括一个用于容纳加压产品的塑料瓶，塑料瓶的瓶口包括槽，该槽用于当瓶子暴露在高温下时以可控的方式排出气体，并且在非高温(例如室温)时对瓶进行有效密封。

背景技术：

例如用于分配气雾剂产品的系统，通常包括用于在从系统中进行分配之前供容纳加压产品的金属(例如钢或铝)容器。通过此系统进行分配的产品有空气清新剂、织物清新剂、驱虫剂、涂料、身体喷雾剂、头发喷雾剂、鞋或鞋类喷雾产品、鲜奶油和加工奶酪。近来，由于塑料瓶所具有的优点，人们对于使用塑料瓶替代加压分配系统的金属容器的兴趣不断提高。例如，相比金属容器，塑料瓶在制造上更加便利与经济，并且，塑料品能够生产为更多的有趣的形状。

当加压分配系统被加热时，系统容器内的压力增加和/或容器的容积增加。对于使用塑料瓶容纳产品的系统，将系统暴露在高温(例如，对于聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)制成的塑料瓶为70℃)会增加瓶子体积。所增加的体积可能不是均匀分布在整个瓶子中。例如，塑料瓶的某些区域向外凸出，而其他区域未凸出。塑料瓶的上述突起可能导致潜在的危险，例如瓶子的上述扭曲可能使得阀门不能牢固地附着在瓶子上。最终，随着瓶子越来越扭曲，阀门可能从瓶子的顶部脱离，变成抛射物，伤害瓶子周围的人。

美国专利第5,199,615号公开了一种气雾剂分配器，其包括具有减压机构的塑料瓶，该减压机构设计用于缓解当分配器暴露在高温时发生阀门从瓶子分离的问题。特别地，安装有阀门的瓶子的瓶口设有多个槽。并且，对瓶子和阀门进行配置使得瓶子被加热时，能够通过槽形成通向分配器外部的通道。该通道允许瓶内的气体快速排出，从而释放压力，由此，阀不会从瓶的顶部发生脱离。

虽然当系统被加热时，美国专利第5,199,615号的泄压槽可以降低发生阀门从瓶子顶部脱离的问题的可能性，但是我们发现该专利中所示的槽的结构会导致在瓶子和阀门之间无法形成有效的密封。因此，瓶口处的任何微小的缺陷都可能导致瓶内气体从系统中泄漏。值得注意的是，在几分钟之内就会出现明显的压力下降。由于加压分配系统通常用于具有多年保质期的产品，因此，非常不希望出现上述缺陷。

技术实现要素：

根据一方面，本发明提供一种包括塑料瓶的加压分配系统，所述塑料瓶，包括：位于瓶子底端的底座；围绕所述瓶子的轴线从所述底座朝向所述瓶子的顶端延伸的主体；围绕所述瓶子的轴线从所述主体朝向瓶子顶端延伸的瓶口。所述瓶口,包括：从所述瓶口的相邻表面向外延伸的压接环，所述压接环形成所述瓶子的上表面和所述瓶子的外表面；从所述上表面延伸的第一密封突起；以及从所述上表面延伸的第二密封突起，所述第二密封突起从所述瓶子的轴线定位的距离大于所述第一密封突起从所述瓶子的轴线定位的距离。至少一个槽从所述外表面向内延伸，所述至少一个槽包括与所述上表面相邻的第一部分，所述第一部分从所述瓶子的轴线定位的距离大于所述第二密封突起从所述瓶子的轴线定位的距离，并且所述至少一个槽包括第二部分，所述第二部分到轴线的距离与所述瓶口的相邻表面到轴线的距离相同。并且，加压分配系统还包括压接到压接环的阀门；以及位于上表面及所述阀门之间，从而在所述瓶子和阀门之间形成密封的垫圈。

根据另一方面，本发明提供一种包括塑料瓶的加压分配系统，所述塑料瓶包括：位于瓶子底端的底座；围绕所述瓶子的轴线从所述底座朝向所述瓶子的顶端延伸的主体；围绕所述瓶子的轴线从所述主体朝向瓶子顶端延伸的瓶口。所述瓶口包括：从所述瓶口的相邻表面向外延伸的压接环，所述压接环形成所述瓶子的上表面和所述瓶子的外表面；从所述上表面延伸的第一密封突起；以及从所述上表面延伸的第二密封突起，所述第二密封突起从所述瓶子的轴线定位的距离大于所述第一密封突起从所述瓶子的轴线定位的距离。至少一个槽从所述外表面向内延伸，所述至少一个槽包括从所述上表面延伸的第一部分以及在所述第一部分下方的第二部分，所述第二部分与所述瓶子的所述轴线的距离短于所述第一部分与所述瓶子的轴线的距离。并且，加压分配系统还包括压接到压接环的阀门；以及位于上表面及所述阀门之间，从而密封所述瓶子的垫圈。

附图说明

图1是根据本发明的实施例的瓶子的侧视图。

图2是图1中所示瓶子的俯视图。

图3是沿着图2的3-3线截取的图1和2所示瓶子的瓶口的一部分的截面图。

图4是沿着图1的4-4线截取的压接至图1所示瓶子的瓶口的阀门的截面图。

图5是图4所示的压接至瓶口的阀门的详细视图，能够通过包括泄压槽的瓶口部分的一部分观察。

图6a和6b是当瓶子暴露在高温下时的图4和5所示的瓶口和压接的阀门的截面图。

图7是显示根据本发明实施例的对瓶子进行测试的结果。

图8是显示对根据本发明实施例的瓶子和对照瓶进行测试的结果。

图9是根据本发明的实施例的加压分配系统的侧视图。

图10是沿着图9的10-10线截取的加压分配系统的截面图。

具体实施方式

本发明总体上涉及一种包括塑料瓶的加压分配系统。更具体地，本发明涉及一种分配系统，该系统包括用于容纳加压产品的塑料瓶，该瓶子的瓶口包括槽，以便当瓶子暴露在高温下时允许气体以可控的方式排出，并且在非高温(例如室温)下对瓶子进行有效密封。

在下面的描述中，我们有时将在气雾剂分配系统的特定背景下解释本发明的特征。但本领域普通技术人员应当理解，本发明不限于与气雾剂产品一起使用。相反，在此说明的加压分配系统能够与除气雾剂之外的其他产品结合使用。例如，本文所述的分配系统能够用于分配泡沫产品，例如剃须膏或肥皂，或用于分配例如苏打、鲜奶油，或加工奶酪的食品。

图1显示了根据本发明的一实施例的用于分配气雾剂产品的瓶子100。为清楚起见，该图省略一些组件，这些组件是包括瓶子100的完整的分配系统的一部分。例如，图1中的瓶子100的顶部未示出喷射机构，瓶子100也不包括供瓶子100直立的底部结构(例如底座)。下面，将对使用瓶子100的分配系统进行更完整的描述。

本实施例的瓶子100由塑料材料制成。如本领域的公知，可以使用例如注塑、压塑和/或吹塑技术制成瓶子100。在注塑和吹塑过程中，首先使用注塑成型形成塑料瓶坯。随后将塑料瓶坯加热并拉伸吹塑成瓶子100的最终形状。该塑料的一些实例包括支化或线性聚对苯二甲酸乙二醇酯(pet)、聚碳酸酯(pc)、聚萘二甲酸乙二醇酯(pen)、聚乙烯呋喃酸酯(pef)、例如聚乙烯(pe)和聚丙烯(pp)等的聚烯烃(po)，以及其他聚酯及其混合物。应注意，图1所示的瓶子100的形状、尺寸和比例仅仅是示例性的。实际上，使用塑料形成瓶子100的一个优点是塑料可以模制成各种形状和尺寸。

瓶子100包括：上端102、下端106，和位于上端102和下端106之间的主体104。在本实施例中，瓶子100的主体104是圆形的并且围绕轴线a1延伸。上端102包括瓶口108，瓶口108具有围绕瓶子100的开口112的压接环110。如将在下面详细解释，泄压槽116设置在压接环110，并且可将阀门(未示出)压接至压接环110，以便将阀门牢固地连接到瓶子100。在图1中所示的特定瓶子100中，主体104从轴线a1朝向瓶子100的下端106略微向外弯曲。然而，在其他实施例中，瓶子100的主体104能够形成为不同的形状。例如，瓶子100可以是通过主体104的长度形成的圆柱形。弧形底部114形成在瓶子100的下端106。弧形底部114可以包括供瓶子100直立的其他结构(例如底座)。但是，在其他实施例中，瓶子100的底部114可以形成为不同的形状，使得瓶子能够以不需要提供附接到底部114的附加结构的方式实现直立。

图2是瓶子100的俯视图。在该图中，可以看到压接环110的上表面111的细节。第一密封环118和第二密封环120从上表面111延伸。如将在下面全面地说明，当阀门压接到瓶子100时，密封环118和120与垫圈接合，由此形成密封，防止内容物从瓶子100泄漏。通过两个密封环118和120，能够确保即使是在密封环118和120中的一个存在任何缺陷时也能够形成充分的密封。从图2中还可以看出，两个泄压槽116形成在压接环110，并且，两个泄压槽116位于瓶子100的相对侧。值得注意的是，当泄压槽116从压接环110的外表面121朝向瓶子100的轴线a1向内延伸时，泄压槽116不延伸到比第二密封环120更靠近轴线a1的位置。因此，第二密封环120围绕上表面111完全延伸并且不受泄压槽116的中断。

图2所示的瓶子100的实施例包括两个泄压槽116。在不同的实施例中，泄压槽116的数量能够具有差异(例如两个至四个)。本发明的其他实施例可以仅包括形成在压接环110的一个泄压槽116，同时仍可以实现本文所述的释放压力的效果。而在其他实施例中，瓶子100能够具有多于四个的泄压槽116，例如在另一实施例中，瓶子能够具有六个泄压槽116。而且，当使用两个或更多个泄压槽116时，泄压槽116可以设置在压接环110上的不同位置，并且不必彼此等距地进行设置。

图3是从图1和2所示的泄压槽116中的一个所截取的截面图。泄压槽116的第一部分122的从外表面121朝向瓶子100的轴线a1延伸的距离为x1。在第一部分122下方，第二部分124的从外表面121朝向轴线a1延伸的距离为x2。泄压槽116构成为距离x2大于距离x1的形式，由此在槽116中形成不同的阶梯。此外，泄压槽116的第一部分122延伸小于槽116的高度z的一半，而第二部分124延伸超过槽的高度z的一半。如将在下面进一步说明，我们已经发现具有第一部分122和第二部分124的泄压槽116能够打开通道，由此，当系统被加热到高温时，能够通过瓶子100有效地将气体从加压系统中释放。而且，如图2和图3所示，相比第二密封突起120，在泄压槽116的第一部分122内的瓶子100的表面119更远离瓶子100的轴线a1。也就是说，泄压槽116的第一部分122没有形成至压接环110中，使得未移除第二密封突起120的任何部分。这是本发明的重要特征，因为第二密封突起120对于在瓶子100和压接到压接环110的阀门之间形成良好的密封来说十分重要。因此，利用图3所示的泄压槽116的结构，可以创建一种系统，该系统既具有良好的密封，还具有能够在系统被过度加热时减轻瓶子100内压力的机构。

图3中示出了泄压槽116的其他方面。例如，第二部分124形成为使得第二部分124中的瓶子100的表面123与轴线a1的距离与瓶子100的相邻表面126与轴线a1的距离相同。然而，应该注意的是，在其他实施例中，第二部分124距轴线a1的距离不同于相邻表面126距离轴线的距离，由此，在泄压槽116内形成第二不同阶梯。并且，本领域技术人员将理解，图3描绘的两部分泄压槽116可以以其他方式变化，仍然能够实现本文所述的压力释放和密封的特征。

图4示出了瓶子100的瓶口以及压接到压接环110的阀门200。阀门200包括连接到导管201的触发机构202，导管201向下延伸到瓶子100中。在具有瓶子100和阀门200的系统中，当从包括瓶子100的系统排出时，瓶子100中的产品移动通过导管201和触发机构202。触发机构202和导管201是本领域中的公知技术，因此未在图4中详细示出。

阀门200包括设置在瓶子100的顶端102开口处的杯203。杯203的外部204在上表面111上延伸并环绕瓶子100的压接环110。由此，阀门200牢固地附接到瓶子100上。更具体地，通过将阀门90压接到压接环110上，阀门200牢固地连接到瓶子100上，由此，当使用产品对瓶子加压时阀门200能够保持在适当的位置。为了在瓶子100和阀门200之间形成紧密密封，垫圈300位于压接环110的上表面111和阀门200之间，并且，当阀门200压接到压接环110时垫圈300被压缩。这种紧密密封足够长时间保持瓶内的压力。

图5是具有泄压槽116和压接的阀门200的瓶子100的瓶口108的一部分的截面图。泄压槽116配置成阶梯式的两部分，并且，第二密封突起120邻近泄压槽116并且与垫圈300接合。进一步地，垫圈300接触第一密封突起118、阀门200的第一(内)表面302、阀门200的第二(外)表面304，以及阀门200的表面306的全长，其中，阀门200在第一表面302和第二表面304之间延伸。换句话说，垫圈300填充压接环110的上表面111和阀门200之间的几乎全部空间。我们已经发现，为了在更长的时间(例如，多个月)内保持瓶子100内的压力，必须使垫圈300实质上填充压接环110和阀门200之间的空间，并且使垫圈300一直围绕压接环110的上表面111与第一密封突起118和第二密封突起120接合。并且，如上所述，根据本发明的泄压槽116的结构使得第二密封突起120的任何部分都不会被泄压槽116移除。因此，本发明的瓶子100在设置有泄压槽116的同时，不会破坏瓶子100和阀门200之间的密封。

在本发明的特定实施例中，垫圈300是丁基垫圈，我们发现丁基(butyl)垫圈的可压缩性质使其能够很好地起到作用。然而，本领域技术人员能够认识到可以使用其他类型的垫圈。例如，垫圈300可以由橡胶、丁纳橡胶(buna)、氯丁橡胶(neoprene)、epdm橡胶(epdmrubber)、碳氟化合物(fluorocarbons)、腈类(nitriles)、聚丙烯或聚乙烯制成。

图6a和6b是瓶口108和压接的阀门200的部分的视图，示出了瓶子100暴露于高温的状态的视图。当在本文中提及“高温”时，是指温度等于或略低于瓶子的热变形温度的水平。如本领域技术人员所理解的，塑料材料的热变形温度(heatdeflectiontemperature)是塑料在特定负荷下变形的温度。热变形温度可以通过例如astmd648或iso75标准进行确定。如本领域技术人员所理解，实际上，塑料材料将在略低于热变形温度的温度下开始移动，并且热变形温度将根据塑料的特定类型和塑料的加工方式产生变化。因此，本文中的瓶子的“高温”是指略低于瓶子的塑料材料开始移动的热变形温度的温度。并且，本文中的“非高温”是指低于开始塑料移动的高温的温度。一般而言，在本发明的实施例中，当瓶子100由例如pet的塑料材料制成并加压至约140psig时，当暴露在约70℃或更高的高温2小时或更长时间时，瓶子可能会扭曲。如上所述，瓶子100的瓶口108发生这种扭曲是因为当塑料瓶子100被加热时，塑料瓶子100的部分将向外凸出。通常，瓶子100的瓶口108正下方的部分的膨胀尤其严重。因此，如图6a和6b大致所示，瓶口108发生扭曲。如果没有某种类型的压力释放机构使得气体从瓶子100的内部排出，可以看出，瓶子100将继续向外凸出，使得瓶口108扭曲至导致阀门200从压接环110脱落的程度。这可能非常危险，因为瓶子100内的高压可能导致阀门200从瓶子100的顶部脱离。但是，利用本发明，在大多数情况下可以避免潜在的危险情况，如图6b所示，对压接环110中的泄压槽116进行配置，由此形成通道(如箭头所示)以用于将气体从瓶子100的内部排出。因此，在阀门200保持连接的同时，气体通过通道从系统排出。也就是说，瓶子100中的压力以受控的方式排出，并且即使在显著升高的温度下，阀门200也保持附着在瓶子100上。

图7显示了使用根据本发明实施例的塑料瓶进行的减压试验的结果。经测试的瓶子由pet制成并如上所述进行配置，具有两个泄压槽和一个压接到瓶子顶部的阀门。测试瓶的体积为296.4ml，并用去离子水和氮气进行填充直到其内部压力达到140psig的程度。在测试期间，将瓶子加热至75℃的温度。图7中的图表显示了对瓶子进行加热时瓶内的压力。在测试的最初几分钟，瓶内的压力出现略微的初始升高，然后在约30分钟的过程中压力逐渐降低。不受理论束缚，我们认为压力的初始升高是因为瓶子中的气体被加热。随着测试的继续，瓶子的温度升高。瓶中增加的热能引起构成瓶子的pet聚合物的移动，这在聚合物链之间产生更多的自由体积。随着额外的自由体积，瓶内的压力导致聚合物链移动并且瓶子发生膨胀。随着测试的继续，瓶子逐渐膨胀并且压力下降。当压力达到约80psig时，压力迅速下降。在约80psig以下发生压力下降是因为瓶子已经扭曲到打开由泄压槽形成的通道并且来自瓶子内部的气体通过通道排出的点。重要的是，在整个测试期间，阀门仍然附着在瓶子的顶部。因此，尽管从大约80psig到零的压力释放相对较快，但并非如同阀门从瓶子顶部分离那样压力瞬间下降到零。

图8示出了将具有如本文所述的泄压槽的塑料瓶与不具有任何泄压槽的塑料瓶进行比较的测试结果。在这些测试中，瓶子各自具有296.4ml的体积，并且最初用氮气加压至140psig。然后将瓶子加热至75℃的温度。如图8所示，在没有泄压槽的情况下，瓶子内部的压力首先略微降低。但是，当压力达到83psig时，阀门从瓶顶吹出，压力突然降至零。另一方面，在根据本发明的瓶子中，压力适度地从90psig下降到约81psig。此时，瓶子已经扭曲到压力释放通道打开的程度，因此排出瓶子内的气体。但是，即使压力释放通道打开，仍需超过50秒才能将压力完全降至零。在整个过程中，阀门仍然附着在瓶子上。

图9和图10示出了使用塑料瓶子100的高压分配系统400的示例。在系统400中，瓶子100的弧形底部114附接到底座600。底座600的细节以及底座600连接到瓶子100的方式可以在美国专利申请第15/166,337号中找到，该申请全文引入此处作为参考。尽管瓶子100具有弧形底部114，但底座600允许系统400直立在平坦表面上。系统400的顶部是喷射机构502，其包括如上所述的阀门200。包含在瓶子100内的加压产品通过喷射机构502实现分配。尽管未示出，但是可以在喷射机构502上方设置盖帽。

在本发明的一具体实施例中，系统400用于分配空气清新剂组合物。可以在美国专利申请号15/094,542中找到用于空气清新剂组合物的制剂的示例，该专利申请的全文引入此处作为参考。

以上，结合特定的具体实施例对本发明进行了说明，然而对于本公开进行额外的修改与变更对于本领域普通技术人员是显而易见的。因此，应该理解，本发明可以通过不同于以上具体描述的方式进行实施。由此，本发明的示例实施例应该在所有方面都被认为是示例性的而非限制性的，本发明的范围由本申请支持的权利要求及其等同物所确定，而非上述描述。

工业实用性

在此说明的本发明能够用于加压分配系统的商业化生产。该加压分配系统具有广泛的用途，例如，能够用于气雾剂产品市场中。