DE60210353T2

DE60210353T2 - Selbstschliessender Abgabeverschluss für Flüssigkeiten

Info

Publication number: DE60210353T2
Application number: DE60210353T
Authority: DE
Inventors: Philip J. Sylvania Robinson
Original assignee: Owens Illinois Closure Inc
Current assignee: BPrex Healthcare Brookville Inc
Priority date: 2001-02-02
Filing date: 2002-02-01
Publication date: 2007-01-04
Anticipated expiration: 2022-02-02
Also published as: EP1228975A3; EP1228975B1; PL202858B1; ES2259361T3; CA2369546C; US6325253B1; AR035535A1; EP1228975A2; MXPA02001070A; ZA200200891B; AU1477902A; CA2369546A1; JP2002302144A; BR0200277A; DE60210353D1; CN1369413A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft Verschlüsse zum Abgeben von Flüssigkeiten aus Behältern als Verpackungen und betrifft insbesondere einen Verschluss, der sich unter Druck aus dem Inneren eines Behälters öffnet, um Flüssigkeit abzugeben, und der sich von selbst schließt, wenn der Flüssigkeitsdruck aufgehoben wird, um zu verhindern, dass Flüssigkeit oder anderen Verunreinigungen in den Behälter zurücklaufen.
Hintergrund und Zusammenfassung der Erfindung
Eine allgemeine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Flüssigkeitsabgabeverschluss zur Verfügung zu stellen, der, wenn er in Kombination mit einem Behälter genutzt wird, bei dem sich ein geringer oder gar kein Unterdruck im Inneren ergibt, wenn Flüssigkeit abgegeben wird, verhindert, dass Flüssigkeit oder Gas in den Behälter rückströmt, nachdem die Flüssigkeit abgegeben worden ist. Dadurch wird verhindert, dass Schmutz oder Organismen eindringen, und die ursprünglichen Zustände in dem Behälter werden aufrechterhalten. Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Verpackung zur Verfügung zu stellen, die einen solchen Verschluss beinhaltet.
Die WO 99/41158 offenbart eine verformbare Mehrfachdosisflasche mit einer Dosiertülle, welche eine starre Düse umfasst, die von einer Öffnung zum Ausströmen von Flüssigkeit gekreuzt wird, auf welcher eine flexible Kappe hermetisch abdichtend aufgebracht ist. Die Kappe weist einen Abgabeauslass auf, und ein Zusammendrücken der Flasche bewirkt, dass Flüssigkeit zwischen der Düse und der Kappe durchsickert.
Ein Flüssigkeitsabgabeverschluss entsprechend einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung umfasst eine Abströmspitze mit einer äußeren peripheren Oberfläche und mindestens einem Flüssigkeitskanal, der sich entlang der äußeren peripheren Oberfläche von einem inneren Ende der Abströmspitze zu einer Stelle entfernt von einem äußeren Ende der Abströmspitze erstreckt. Ein flexibler, federnd nachgiebiger Überzug umgibt die äußere Oberfläche der Abströmspitze, wobei er eine äußere Wandung des Kanals bildet, und weist ein äußeres Ende auf, das über dem äußeren Ende des Flüssigkeitskanals liegt und dieses verschließt. Ein Gehäuse hält den Überzug außen an der Abströmspitze fest, wobei sich das äußere Ende des Überzugs und das äußere Ende der Abströmspitze durch ein äußeres Ende des Gehäuses hindurch erstrecken. Das äußere Ende des Überzugs wird infolge des durch Flüssigkeit in dem Strömungskanal anliegenden Druckes, von der äußeren Oberfläche der Abströmspitze weg ausgedehnt, um den Austritt von Flüssigkeit aus dem Kanal zu ermöglichen, und eine Entlastung des Drucks, der infolge der Flüssigkeit in dem Kanal anliegt, ermöglicht, dass sich das äußere Ende des Überzugs über dem äußeren Ende des Kanals zusammenzieht, um den Rückfluss von Flüssigkeit oder anderen Schmutzstoffen in den Kanal und in den Behälter, auf welchem der Verschluss befestigt ist, zu verhindern. (Richtungsanzeigende Adjektive wie etwa "innere" und "äußere" beziehen sich auf das Innere des Behälters, der in den Zeichnungen dargestellt ist.)
Der elastische Überzug oder die Abströmspitze können mit einem antibakteriellen Wirkstoff imprägniert sein, um ein Bakterienwachstum auf der Außenseite der Abströmspitze und des Flansches zwischen den Anwendungen des Verschlusses und der Verpackung verhindern zu helfen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die Erfindung wird zusammen mit ihren weiteren Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen am besten anhand der folgenden Beschreibung, der anhängenden Ansprüche sowie der beigefügten Zeichnungen verständlich werden, wobei:
1 eine perspektivische Ansicht einer Verpackung aus Verschluss und Behälter entsprechend einer derzeit bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist;
2 eine fragmentarische Schnittansicht des an dem Behälterhals angebrachten Verschlusses der Ausführungsform aus 1 ist;
3 eine Ansicht des in den 1 und 2 dargestellten Flüssigkeitsabgabeverschlusses von unten ist;
4 eine perspektivische Ansicht des in den 1–3 dargestellten Verschlusses ist; und
5 ein auseinandergezogener Aufriss des in den 1–4 dargestellten Verschlusses ist.
Detaillierte Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen
Die 1 und 2 stellen eine Flüssigkeitsabgabeverpackung 10 dar, die einen Behälter 12 umfasst, an welchem ein Flüssigkeitsabgabeverschluss 14 angebracht ist. Der Behälter 12 umfasst einen Behälterkörper 16 mit einem integralen, sich axial erstreckenden Hals 18. Der Hals 18 weist eine äußere Schraubwindung oder einen Wulst 20 auf, an welchem der Verschluss 14 befestigt wird. Der Behälter 12 kann einen beliebigen geeigneten Aufbau aufweisen, beispielsweise kann er aus flexiblem, elastischem, formgeblasenem Kunststoff aufgebaut sein. Der Behälter 12 kann von einem Typ sein, wie er in US-Patent 6,083,450 dargestellt ist, mit einer inneren Auskleidung zum Aufnehmen der abzugebenden Flüssigkeit, und mit einer Belüftungsöffnung mit einem Rückschlagventil, um die Bildung eines Unterdrucks (Vakuums) zwischen der Auskleidung und dem Behälterkörper zu verhindern. Andere herkömmliche Behälter können ebenfalls verwendet werden, wenn nur das Ausströmen durch die Wirkung eines auf die Flüssigkeit in dem Behälter ausgeübten Drucks ausgelöst wird, beispielsweise durch eine Quetsch- oder Pumpwirkung, und solange ein geringer oder gar kein interner Unterdruck im Inneren des Behälters erzeugt wird, wenn Flüssigkeit abgegeben wird.
Der Verschluss 14 umfasst ein Gehäuse 22 mit einer zylindrischen Basis oder Ringwand 24 mit einer inneren Schraubwindung oder einem Wulst 26 zur Befestigung auf einer äußeren Schraubwindung oder einem Wulst 20 an dem Behälterhals 18. Eine periphere Wandung 28 erstreckt sich koaxial von der Ringwand des Gehäuses aus und verjüngt sich zu einer kreisförmigen Öffnung 30 an ihrem oberen oder äußeren Ende im Abstand zu der Gehäuseringwand hin. Die kreisförmige Öffnung 30 ist koaxial mit der Gehäuseachse vorgesehen und liegt in einer Ebene senkrecht zu dieser Achse. Ein umfänglich symmetrischer, flexibler, federnd nachgiebiger Überzug 32 weist einen Körper 34 auf, der innerhalb der peripheren Wandung 28 des Gehäuses 22 eingeschlossen ist. Der Überzug 32 weist einen Flansch 36 als Lippenverschluss auf, welcher sich axial durch die Öffnung 30 am äußeren Ende der peripheren Wandung 28 des Gehäuses hindurch erstreckt und radial über dem axial äußeren Rand der peripheren Wandung 28 um die Öffnung 30 herum anliegt. Ein unterer Flansch 38 erstreckt sich vom unteren Ende des Überzugkörpers 34 aus radial nach außen und wird unter einer Schulter 40, die am unteren oder inneren Ende der peripheren Wandung 28 des Gehäuses angrenzend an die Ringwand 24 vorgesehen ist, festgehalten. Der Überzug 32 wird somit in zusammengebautem Zustand an dem Gehäuse 22 zwischen dem Flansch 36 und dem Flansch 38 elastisch festgehalten.
Eine Abströmspitze 42 wird innerhalb des Überzugs 32 und des Gehäuses 22 festgehalten. Die Abströmspitze 42 stellt vorzugsweise einen einteiligen Körper dar, mit einem starren oberen oder äußeren Ende 44 und einer Mehrzahl von umfänglich beabstandeten radialen Rippen 46, die sich von dem äußeren Ende 44 aus integral axial erstrecken. Die Zwischenräume zwischen den Rippen 46 enden an radial nach außen und axial nach oben angewinkelten Oberflächen 52, welche die Unterseite des Endes 44 bestimmen, die ihrerseits an der äußeren Oberfläche der Abströmspitze 42 unterhalb des Flansches 36 des Überzugs und oberhalb des Außenrandes der Gehäusewandung 28 enden. Die Rippen 46 und die Oberflächen 52 bilden somit Strömungskanäle für die Flüssigkeit, welche sich vom inneren Ende des Verschlusses 14 zu einer Stelle radial einwärts des Flansches oder Lippenverschlusses 36 an dem Überzug 22 hin erstrecken. Bei der Ausführungsform aus den 1 – 5 sind drei Rippen 46 in einem Winkelabstand von 120° voneinander dargestellt, so dass drei sich axial erstreckende Strömungskanäle für Flüssigkeit im Winkelabstand zueinander zwischen den Rippen bestimmt sind. Ein sich radial nach innen erstreckender Flansch 48 am inneren Ende des Überzugs 32 wird in Ausnehmungen 50 (5) an den inneren Enden der Rippen 46 aufgenommen, um in zusammengebautem Zustand die Abströmspitze 42 festzuhalten. Die periphere Wandung 28 des Gehäuses, der Überzug 32 und die Abströmspitze 42 sind bei der bevorzugten Ausführungsform alle nach außen konvex. Der Überzug 32 sitzt im zusammengebauten Zustand eng innerhalb der peripheren Wandung 28, und die Abströmspitze sitzt im zusammengebauten Zustand eng innerhalb des Überzugs 32. Das Gehäuse 22 und die Abströmspitze 42 können aus einem beliebigen geeigneten gegossenen Kunststoff aufgebaut sein, beispielsweise Polypropylen oder Polyethylen wie etwa HDPE. Der Überzug 32 kann aus jedem geeigneten flexiblen, nachgiebigen Material aufgebaut sein, beispielsweise einem thermoplastischen Elastomer (TPE), Gummi oder Silikon. Ein TPE, das von der Advanced Elastomer Systems unter dem Markennamen SANTOPRENE vermarktet wird, wird derzeit bevorzugt. Die Abströmspitze 42 und/oder der Überzug 32 können mit einem antibakteriellen Wirkstoff imprägniert sein, um eine Bildung von Fäulnis und dergleichen zu verhindern. Wenn der Verschluss 14 auf dem Behälterhals 18 angebracht wird, führt das Zusammendrücken der Flansche 38, 48 des Überzugs dazu, die Abströmspitze 42 nach oben gegen den oberen Abschnitt des Überzugs 32 zu drücken. Dies hilft, den Überzug in dem Gehäuse 22 abzudichten, insbesondere, wenn der Überzug möglicherweise durch Bestrahlung für Sterilisationszwecke erschlafft ist. Der Flansch 38 des Überzugs dient zudem als Abdichtung gegen den Behälterhals 18.
Um Flüssigkeit abzugeben, wird die Seitenwand des Behälterkörpers 16 zusammengedrückt oder die Bodenwand des Behälterkörpers 16 wird derart eingedrückt, dass Flüssigkeit unter dem Druck durch die Kanäle zwischen den Rippen 46 hindurchgedrückt wird und einen nach außen gerichteten Druck auf den Flansch oder Lippenverschluss 36 des Überzugs 32 ausübt. (Typischerweise wird die Verpackung 10 umgedreht, um Flüssigkeit, wie etwa Augentropfen, abzugeben.) Der Flansch 36 wird durch diesen Flüssigkeitsdruck radial nach außen gedehnt, und zwar oberhalb des Außenrandes der Gehäusewandung 28, so dass Flüssigkeit, zu Abgabezwecken nach Belieben durch das durch den Flansch 36 geschaffene Ventil ausströmen kann. Wenn der Flüssigkeitsdruck aufgehoben wird, zieht sich der Flansch oder Lippenverschluss 36 radial nach innen zusammen, an die Außenfläche des oberen Endes 44 der Abströmspitze heran, so dass die Flüssigkeitskanäle geschlossen werden und verhindert wird, dass irgendwelche Flüssigkeit, die möglicherweise an der Abströmungsspitze 42 verbleibt, in den Behälter zurückfließen kann, wenn die Verpackung zurück in die aufrechte Ausrichtung, wie sie in den Zeichnungen dargestellt ist, gedreht wird. Es wird darauf hingewiesen, dass die periphere Wandung 28 des Gehäuses 22 nach außen konvex ist und sich zur Öffnung 30 hin verjüngt. Die Außenseite des Flansches 36 ist gleichfalls nach außen konvex und weist eine solche Kontur auf, dass sie in die Außenseite der Abströmspitze übergeht und auch in die Außenseite der peripheren Wandung 28 übergeht. Dadurch wird das Abströmen etwaiger überschüssiger Flüssigkeit von der Abströmspitze nach unten entlang der äußeren Oberfläche des Flansches 36 und der peripheren Wandung 28 begünstigt. Gleichfalls ist das obere Ende 44 der Abströmspitze 42 nach außen konvex und verjüngt sich zu einem Punkt hin, um ein solches Fließen von überschüssiger Flüssigkeit vom oberen Ende der Abströmspitze weg zu begünstigen. Die nach außen konvexe, konische Oberfläche und das spitze Ende des Abströmspitzenendes 44 sind derart gestaltet, dass sich Tröpfchen bilden, wenn der Verpackungsbehälter 10 umgedreht und zusammengedrückt wird. Die Flüssigkeit rinnt an der Außenseite der Abströmspitze entlang, sammelt sich an der Spitze und tropft von dieser ab. Die Größe des Tropfens wird teilweise durch den Radius an der Spitze reguliert, wobei ein kleinerer Radius kleinere Tropfen ergibt. Die Abströmspitze 42, der Flansch 36 und die Gehäusewandung 28 können auch eine andere geeignete, weniger bevorzugte Kontur aufweisen, beispielsweise konisch sein.
Der Verschluss gemäß der vorliegenden Erfindung hat somit eine Reihe von Vorteilen. Der Verschluss gestattet eine Abgabe von Flüssigkeit, während das Eindringen von Gas, Flüssigkeit oder begleitenden Mikroorganismen als Ersatz für die Flüssigkeit, wenn diese abgegeben wird, verhindert wird. Der Verschluss schnappt zusammen und kann in einfacher Weise als eine einzelne Einheit zusammengefügt werden, welche ihrerseits in einfacher Weise an einem Behälterhals befestigt werden kann, nachdem der Behälter von einem Abfüller gefüllt worden ist. Der Überzug 32 ist in sicherer Weise in dem Gehäuse 22 zwischen den Flanschen 36 und 38 eingefügt, und die Abströmspitze 42 ist mittels eines Wulstes 48 am Überzug und Ausnehmungen 50 an der Abströmspitze innerhalb des Überzugs 22 befestigt. Der Verschluss ist mit standardmäßigen oder kundenspezifischen Behälterhälsen kompatibel und kann in einfacher Weise in einer Reihe von Größen hergestellt werden. Die in den Zeichnungen dargestellte spezielle Abströmspitze 42 ist derart gestaltet, dass Flüssigkeit in Tröpfchen abgegeben wird, kann aber in einfacher Weise modifiziert werden, um Flüssigkeit in einem Strom oder in anderer Form abzugeben. Das Gehäuse, der Überzug und die Abströmspitze sind derart gestaltet, dass etwaige Restflüssigkeit vom Abgabebereich weg und an der Außenseite des Verschlusses nach unten gelenkt wird, um die Wahrscheinlichkeit einer Kontaminierung nachfolgender abgegebener Dosen von Flüssigkeit in dem Abgabebereich zu minimieren. Wie am besten in 2 zu sehen ist, liegt der Flansch 38 des Überzugs 32 am oberen Ende des Behälterhalses 18 an und wirkt somit als abdichtende Einlage zwischen dem Verschluss und dem Behälterhals. Die Rippen 46 der Abströmspitze positionieren den Überzug 32 während des Zusammenbaus automatisch relativ zu dem Gehäuse 22 und halten eine konsistente Abdichtung zwischen der Außenseite des Überzugs und der innenseitigen Oberfläche des Gehäuses aufrecht. Die Flexibilität des Überzugs 32 an dem Behälterhals macht unterschiedliche Befestigungsarten für den Verschluss an dem Behälter möglich, beispielsweise ein Anbringen durch Verschraubung, wie dargestellt, und eine Schnappbefestigung mit Wulst, wie beschrieben. Der Verschluss kann auch mit solchen Mitteln wie klinkenartigen Sperren vorgesehen werden, um ihn derart zu gestalten, dass er nicht von dem Behälter entfernbar ist. Der Verschluss kann optional von einer Deckelkappe mit Gewinde, Schnapppassung oder Scharnier umschlossen werden.
Vorliegend wurden also ein Verschluss, eine Verpackung aus Verschluss und Behälter sowie ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses offenbart, welche vollständig allen zuvor aufgeführten Aufgaben und Zielen genügen. Eine Reihe von Modifikationen und Varianten wurde beschrieben. Andere Modifikationen und Varianten werden für Fachleute auf dem Gebiet nahe liegend sein. Die Erfindung soll alle diese Modifikationen und Varianten, wie sie in den Schutzumfang der anhängenden Ansprüche fallen, einschließen.

Claims

Flüssigkeitsabgabeverschluss, umfassend: eine Abströmspitze (42) weist eine äußere periphere Oberfläche und mindestens einen Flüssigkeitskanal auf, der sich entlang der äußeren peripheren Oberfläche von einem inneren Ende der Abströmspitze zu einer Stelle entfernt vom äußeren Ende (44) der Abströmspitze erstreckt; ein Überzug (32) von flexibler, federnd nachgiebiger Ausbildung umgibt die äußere Oberfläche der Abströmspitze und bildet eine äußere Wandung des mindestens einen Kanals und weist ein äußeres Ende auf, das über dem äußeren Ende des mindestens einen Flüssigkeitskanals angeordnet ist und dieses verschließt; und ein Gehäuse (22), das den Überzug an der Abströmspitze von außen befestigt, wobei das äußere Ende des Überzugs und das äußere Ende der Abströmspitze sich durch ein äußeres Ende des Gehäuses erstrecken, so dass Druck, der durch Flüssigkeit in dem mindestens einen Kanal angelegt wird, das äußere Ende des Überzugs weg von der äußeren Oberfläche der Abströmspitze federnd ausdehnt, um den Austritt von Fluid aus dem mindestens einen Kanal zu ermöglichen, und dass die Entlastung des Drucks, der infolge der Flüssigkeit in dem mindestens einen Kanal anliegt, das Zusammenziehen des äußeren Endes des Überzugs über das äußere Ende des Kanals mit sich bringt, um den Rückfluss von Flüssigkeit in den Kanal zu verhindern.
Verschluss nach Anspruch 1, worin das äußere Ende des Überzugs einen Flansch (36) umfasst, der sich axial entlang der Abströmspitze (42) erstreckt, an der äußeren Oberfläche der Abströmspitze federnd anliegt und radial nach außen über das äußere Ende des Gehäuses (22) reicht.
Verschluss nach Anspruch 2, worin der Flansch (36) des Überzugs eine radial nach außen weisende Oberfläche aufweist, die in eine radial nach außen weisende Oberfläche des Gehäuses (22) übergeht, um es Überschussflüssigkeit zu ermöglichen, entlang den radial nach außen weisenden Oberflächen weg von der Abströmspitze (42) zu fließen.
Verschluss nach Anspruch 3, worin der Überzug (32) einen zweiten, radial nach außen weisenden Flansch (38) an seinem inneren Ende gegenüber dem anderen Ende aufweist, wobei der Überzug innerhalb des Gehäuses (22) durch die Flansche (36, 38) gefangen ist.
Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 9, worin das äußere Ende der Abströmspitze fest ist und worin der mindestens eine Kanal zwischen Rippen (46) gebildet wird, die in Umfangsrichtung im Abstand voneinander um die Abströmspitze herum angeordnet sind.
Verschluss nach Anspruch 5, worin es drei Rippen (46) gibt, die einen Winkelabstand von 120° voneinander einnehmen.
Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 6, worin das Gehäuse eine Basis mit einer Ringwand (24) und mit innen liegenden Befestigungsmitteln (26) zur Befestigung des Verschlusses an einem Behälter aufweist.
Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 7, worin die äußeren Oberflächen der Abströmspitze (42), der Überzugs (32) und des Gehäuses (22) nach außen konvex sind und sich zum oberen Ende (44) der Abströmspitze hin verjüngen.
Verschluss nach einem der Ansprüche 1 bis 8, worin die Abströmspitze und/oder der Überzug mit einem antibakteriellen Wirkstoff imprägniert ist bzw. sind.
Eine Verpackung aus Verschluss und Behälter, umfassend: ein Behälter (12) mit einem Hals (18), der mit äußeren Befestigungsmitteln (20) zur Befestigung eines Verschlusses versehen ist, und ein Flüssigkeitsabgabeverschluss (14) nach einem der vorhergehenden Ansprüche.