製造噴嘴構件的方法
2023-05-13 09:15:26
專利名稱：製造噴嘴構件的方法
技術領域：
本發明涉及一種製造噴嘴構件的方法。更具體地說，本發明是涉及本文中所限定的一種製造拼合式噴嘴構件(split nozzle arrangement)的方法。
背景技術：
噴嘴構件被廣泛地用於驅動和控制市場上可獲得的各種產品，這些產品例如有殺蟲劑、噴漆、有色噴漆、空氣清新劑、蠟、上光劑、爐灶淨洗劑、漿料和織物清潔劑、窗戶/玻璃清洗劑、鞋/皮革清潔劑、家用產品、護髮產品、花露水和香水、除臭劑或噴體劑、止汗劑、藥劑、工業產品和一些食物產品。
噴嘴構件通常被裝配到壓力容器上，例如被裝配到可攜式噴霧罐上。其中一種最常用的噴嘴是被裝配到噴霧罐一端的所謂的「噴射蓋(spray-through cap)」，這種噴射蓋包括一驅動器，該驅動器被構造成可選擇性地接合和打開噴霧罐的出口閥，從而通過驅動器的操作，就能把存儲在容器內的產品釋放出來。
在所謂的泵或觸發噴嘴裝置中也具有噴嘴構件，這些泵或觸發噴嘴裝置被裝配到各種非壓力容器的開口上，以便提供這樣一設備，利用該設備就能把存儲在這種容器內的產品通過噴嘴構件噴射出來。通過泵或扳機的操作，就能有效地把存儲在容器內的產品通過噴嘴構件進行泵送，從而能通過噴嘴構件對存儲在容器內的產品進行分配。
典型的噴嘴構件具有一主體，該主體適合被裝配到一容器的出口附近。主體通常包括一入口，該入口用於接收從容器釋放或噴射出的產品，並且把產品引導到一流體通道內，該流體通道連接入口和出口，所說產品通過噴嘴構件經出口被噴射到外部環境，並且通常以噴霧的形式被噴射到外部環境。
近年來，已經研發出了一些噴嘴構件。「拼合式噴嘴構件」是指至少由兩個零部件形成的噴嘴構件，每個所說的零部件都具有一接合表面，當這些接合表面相互接合時，就在其間之間限定出噴嘴構件的出口、流體流通道和至少一部分入口。例如，在WO97/31841和WO01/89958中就公開了這種噴嘴構件的一些例子，在此引用這些文獻的全文作為參考。
拼合式噴嘴構件通常由塑料並利用傳統的塑料模製技術來製成。然而，當利用注模方法來製造拼合式噴嘴構件時會產生一些問題，這是由於常常會發生被稱作下陷(sinkage)的現象。在把模製物件從模具上拆除下來之後，當模製物件冷卻時就會發生下陷，塑料的冷卻會導致塑料在某些區域發生收縮，並最終在模製物件的一些區域導致變形或「下陷」。在有些情況下，例如，在模製物件是塑料餐具碗的情況下，這種變形在功能方面是無關緊要的。然而，在諸如WO97/3184和WO01/89958中所描述的兩部件式結構的拼合式噴嘴構件中，下陷就會成為一個問題，這是因為即使在其中一個接合表面發生小量的下陷，也會導致流體流通道、入口或出口的結構發生變形。如果這種結構變形發生在噴嘴構件的關鍵部分附近，例如發生在出口孔或設置在流體流通道中的任何內部特徵(例如，一個或多個膨脹室、內孔、文丘裡室、漩渦室或多條通道等)處，那麼，這種結構變形將是一個特別嚴重的問題，這是因為這些特徵的成形精度對於使噴嘴構件能正確操作並產生具有期望特性(例如，噴霧滴的大小分布、分散程度、分配流體的體積等)的噴霧來說是至關重要的。
此外，在兩個可分離部件中的每個部件上所設置的接合表面或密封元件的變形，經常會導致流體通過噴嘴構件發生洩漏，洩漏出的流體隨後會在接合表面之間發生滲漏。
發明內容
及
具體實施例方式
本發明的目的是提供一種製造用於氣霧劑的拼合式噴嘴構件的方法，其中，消除了或至少減輕了收縮的問題。
因此，根據本發明提供了一種製造拼合式噴嘴構件的方法，該方法包括步驟
(i)把塑料基料和起泡或發泡劑的混合物注入到用於製造所說噴嘴構件的模具內；(ii)允許所說塑料基料固化或硬化；(iii)把經硬化的塑料模製成的噴嘴構件從模具中拆卸下來；其中，所說的起泡或發泡劑能夠在塑料基料中產生泡或氣穴，以便形成硬化的塑料模製成的噴嘴構件，其中，至少90％的所說泡或氣穴所具有的最大直徑為0.5毫米或更小。
在塑料注模方法中使用起泡或發泡劑來製造模製物件是已知的，所製造出的模製物件由薄的和厚的塑料部分構成。然而，在製備塑料模製物件例如噴霧噴嘴構件的過程中還未曾使用過起泡或發泡劑，在噴霧噴嘴的一些區域(例如，流體流通道、入口或出口處)下陷可能會成為一個嚴重問題，噴霧噴嘴主要由模製塑料的薄的部分構成，其厚度通常在0.5至1.0毫米範圍內，最常見的厚度為0.7毫米。主要原因在於認為在非常薄的塑料部分中發泡劑不會減輕所說下陷問題，而在非常薄的塑料部分是能發生很小的下陷，例如這種下陷在0.2至0.1毫米數量級，而這種下陷用裸眼是看不出來的。此外，還認為不能使用這樣的塑料基料/起泡或發泡劑混合物，所說的混合物(i)包含足夠的起泡或發泡劑，以便解決這些塑料的薄部分中的下陷問題，並且(ii)不會導致與使用起泡或發泡劑相關的兩個常見的問題，即，在模具的一些區域中發生過度膨脹(這又會對噴嘴構件的結構和性能造成不利的影響)，以及當由起泡或發泡劑所產生的泡或氣穴刺穿模製物件的表面時，會發生被稱作「突破」的問題，從而會對所說表面的形狀造成不利的影響。當然，應當知道，如果前述問題中任何一個問題都會使拼合式噴嘴的零部件的一個或多個接合表面產生變形，從而使得這些接合表面不能正確地配合在一起，這就會導致流體通過所說接合表面之間的入口、出口和/或流體流通道發生洩漏。
此外，也從未想到過利用添加起泡或發泡劑能可靠地解決拼合式噴嘴構件中下陷問題，尤其是考慮到必須獲得緊密度容限，由於這個原因，當前在這個領域中的一些嘗試都是著重於其它一些方法，例如向模具內壓入更多的塑料基料，或使用一些填充材料(例如白堊或滑石粉)。
儘管認識到利用起泡或發泡劑會具有一些問題，但是，卻驚人地發現，通過選定這樣類別的起泡或發泡劑，即，這種起泡或發泡劑能產生「微小泡」，也就是說，泡或氣穴中的至少90％具有0.5毫米或更小的直徑或其它最大尺寸，這樣就能製造出能減輕下陷問題的塑料模製噴嘴構件。
此外，如果與單獨採用塑料基料的情況即未添加起泡或發泡劑的情況相比，那麼通過向塑料基料內加入起泡或發泡劑則改善了塑料基料的熔流特性。這些改善了的流動特性使得模具能被完全充滿塑料基料/起泡或發泡劑混合物，這樣就可以防止因模具未完全充滿而帶來的一些製造問題。
優選地是，由起泡或發泡劑所形成的95％的泡或氣穴所具有的最大直徑或其它尺寸為0.5毫米或更小。最優選地是，由起泡或發泡劑所形成的98-99％的泡或氣穴所具有的最大直徑或其它尺寸為0.5毫米或更小。
特別優選地是，由起泡或發泡劑所形成的98-99％的微小泡所具有的最大直徑或其它尺寸為小於0.15毫米。最優選地是所說的最大直徑或其它尺寸小於0.07毫米。
優選地是，用於製造噴嘴構件的塑料基料是熱塑性材料，這種熱塑性材料起初在注入到模具內之前呈液體或「可流動」形式，然後，通過加熱和隨後進行的混合物冷卻，可以使這種熱塑性材料固化或硬化，從而製造出最終的模製噴嘴構件。
起泡或發泡劑可以是放熱的起泡或發泡劑，但優選的是吸熱的起泡或發泡劑。「吸熱的起泡或發泡劑」是指在模製過程中所採用條件的情況下，能從周圍環境吸收熱量以便使起泡或發泡劑產生化學反應或分解以放出氣體的起泡或發泡劑。所說的氣體優選地是二氧化碳。如果塑料基料是熱塑性材料，那麼採用吸熱的起泡或發泡劑就會特別有利。由吸熱的起泡或發泡劑所產生的氣體就會使模具中的塑料基料具有微小泡結構。可以相信，正是這種微小泡結構防止了在最終噴嘴構件中發生收縮現象。
特別優選地是，在注入到模具內之前與塑料基料相混合的起泡或發泡劑是一種包含有碳酸氫鈉和乙酸混合物的起泡或發泡劑。碳酸氫鈉與乙酸發生反應，從而產生二氧化碳的微小泡，這些微小泡所具有的最大直徑或其它尺寸小於0.2毫米。這些微小泡被分散在模具中的塑料基料內，由於在最終模製成的拼合式噴嘴構件內具有這些泡，從而可防止在噴嘴構件中發生下陷。例如，作為這些發泡劑的例子有由ReedyInternational公司生產的商標名為「SAFOAM」FPE 50的發泡劑，以及由Gabriel-Chemie UK Limitec公司出售的商標名為「Maxithen」的發泡劑(例如Maxithen HP78945C TR和HP78/700TR發泡劑)。
優選地是，塑料基料中存在的碳酸氫鈉/乙酸混合物的濃度在0.3％至3％w/v範圍內。
此外，重要的是，在混合物中存在的發泡劑的類型和濃度以及模具中的條件是這樣子的，即，使得由起泡或發泡劑所產生的泡或氣穴不會導致突破的問題(即，泡不會刺穿模製物件的表面)，這是因為象前面所描述的那樣，模製成的噴嘴構件的壁和表面中的最終瑕眥會導致洩漏。
優選地是，發泡劑以粉末的形式被提供並且與塑料基料相互混合。
在實踐中可以在把混合物注入到模具之前把發泡劑混合到塑料基料內，或者是，可以在注入點使發泡劑被混合，或者同時注入到模具內。
利用本發明的方法製成的噴嘴構件的至少兩個可分離的部件在使用期間能被分離開，以便允許進入噴嘴構件中的流體流通道，這樣就能對噴嘴構件進行清洗，從而可防止噴嘴構件發生堵塞。或者是，在製造之後，至少兩個部件能被超聲焊接在一起。
現在將參照下面的具體例子來進一步描述本發明。
例子用於噴霧罐的噴射蓋噴嘴構件的製備把聚丙烯和2％w/v的商標為Safoam FPE 50的發泡劑注入到一模具內，從而製造出一噴射蓋噴嘴構件。然後在模具內在一升高了的溫度對混合物加熱10秒，然後允許其冷卻。這樣就製造出了一種顯然沒有下陷的噴射蓋噴嘴構件。
相比較而言，在未採用Safoam FPE 50發泡劑的情況下所製造出的同等的物件則會導致噴射蓋噴嘴構件中會產生有明顯的下陷。
當然，應當知道，上述實施例只是以舉例的方式進行描述的，本發明並不局限於上述實施例的一些細節。
權利要求
1.一種製造拼合式噴嘴構件的方法，所說方法包括步驟(i)把塑料基料和起泡或發泡劑的混合物注入到用於製造所說噴嘴構件的模具內；(ii)使所說塑料基料固化或硬化；(iii)把經硬化的塑料模製成的噴嘴構件從模具中拆卸下來；其中，所說的起泡或發泡劑能夠在塑料基料中產生氣泡或氣穴，以便形成硬化的塑料模製成的噴嘴構件，其中，至少90％的所說氣泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.5毫米或更小。
2.根據權利要求1所述的方法，其中，所說塑料基料是熱塑性的。
3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所說起泡或發泡劑是吸熱的起泡或發泡劑。
4.根據權利要求3所述的方法，其中，所說的起泡或發泡劑包含碳酸氫鈉和乙酸的混合物。
5.根據權利要求4所述的方法，其中，所說的碳酸氫鈉和乙酸的混合物在塑料基料中的濃度為0.3％至3％w/v。
6.根據權利要求4或5所述的方法，其中，所說的碳酸氫鈉和乙酸的混合物以粉末的形式被提供，用於與所說的塑料基料相混合。
7.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，所說的噴嘴構件呈噴射蓋的形式。
8.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，所說的拼合式噴嘴構件由兩個可拆卸可連接的部件構成，每個部件都具有一接合表面，當這兩個接合表面相互接觸時，就在其間形成一流體出口、一流體入口以及連接所說流體出口和流體入口的一流體流通道。
9.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，至少95％的所說氣泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.5毫米或更小。
10.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，98-99％的所說氣泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.5毫米或更小。
11.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，98-99％的所說氣泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.15毫米或更小。
12.根據前述權利要求之一所述的方法，其中，98-99％的所說氣泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.07毫米或更小。
全文摘要
本發明涉及一種製造拼合式噴嘴構件的方法，拼合式噴嘴構件是指至少由兩個部件組成的噴嘴構件，所說的兩個部件以可拆卸的方式被連接在一起或被永久地連接在一起，每個所說部件都個有一接合表面，當接觸表面相互接觸時，並限定出噴嘴構件的入口、出口以及連接該入口和出口的流體流通道。本發明中的方法包括步驟把塑料基料和起泡或發泡劑的混合物注入到用於製造所說噴嘴構件的模具內；允許所說塑料基料固化或硬化；隨後把經硬化的塑料模製成的噴嘴構件從模具中拆卸下來。起泡或發泡劑在塑料基料中產生泡或氣穴，以便形成硬化的塑料模製成的噴嘴構件，其中，至少90％的所說泡或氣穴所具有的最大尺寸為0.5毫米或更小。在本發明的一個優選實施例中，塑料基料是熱塑性材料，起泡或發泡劑是碳酸氫鈉和乙酸的混合物。
文檔編號B29K105/04GK1602242SQ02824532
公開日2005年3月30日 申請日期2002年12月6日 優先權日2001年12月8日
發明者基思·萊德勒 申請人:英克羅有限公司