CN109890427B

CN109890427B - 挥发性物质散发装置及其制造方法

Info

Publication number: CN109890427B
Application number: CN201680090474.7A
Authority: CN
Inventors: L·索尔多; C·莫兰; S·德弗洛里安
Original assignee: Zobele Holding SpA
Current assignee: Zobele Holding SpA
Priority date: 2016-09-21
Filing date: 2016-09-21
Publication date: 2021-03-26
Anticipated expiration: 2036-09-21
Also published as: US11534521B2; US20200023093A1; EP3515508B1; EP3515508A1; JP2019529276A; CA3037579C; CN109890427A; CA3037579A1; JP6850353B2; WO2018054458A1

Abstract

一种挥发性物质散发装置(101)及其制造方法，该装置基于由膜层(220)密封的容器(201)，其中，该膜层具有至少一个防止挥发性物质在储存期间横向扩散的周边缝隙(103)。该至少一个周边缝隙(103)至少部分填充有阻挡单元，例如胶水(303)或通过在固定到容器(201)的过程中施加热焊接而产生的分离层(230)的突起(302)。该散发装置(101)还包括位于分离层(230)顶部的可移除阻隔层(240)。

Description

挥发性物质散发装置及其制造方法

技术领域

本发明总体上涉及挥发性物质散发器，更具体地，涉及一种利用膜逐步扩散挥发性物质的散发器。

背景技术

基于膜的空气清新剂已经成为越来越受欢迎的替代物，用于将挥发性物质受控散发到周围大气中。在许多其他示例中，US 7213770 B2公开了一种基于可渗透膜的散发系统，其可附接到框上，并且包括多个突起，这些突起防止精细表面中的气体浓度过高。US7530503 B2提出了一种具有散发膜和挂钩的可折叠层状元件，该元件能够实现用于装置安装的各种配置。最后，US 2005/0127538 A1公开了一种依靠外部气流的装置，例如汽车通风出口，以通过膜加强挥发性物质的蒸发和扩散。

最常见的系统基于聚烯烃整体膜，即非微孔膜，其与阻隔材料一起提供多层结构。多层在一个步骤中被密封在包含芳香剂的容器上，并且阻隔层通过使用者的剥离而被移除。这种方法易于制造，但功效有限，且仅与某些类型的香料兼容。然而，低渗透性的芳香剂通过膜能够有利地使香料穿过薄膜壁，而不穿过密封凸缘(厚度通常约为2至5mm)。这样防止了产品储存期间的蒸发。

还提出了具有更高传输速率的膜。然而，这也意味着穿过密封凸缘的传输速率更高。因此，在储存期间，可能会通过膜的周边发生微量的蒸发。这就是最近研发的通过毛管作用(capillarity)工作的微孔系统。周边凸缘能够不受任何限制地沿着几毫米的距离传输挥发性物质，因此周边凸缘成为一个非常开放的系统，在储存期间并不能保证补充物的稳定性(即没有重量损失)。

因此，仍然需要基于膜的挥发性物质散发器和补充物，其可以提供高传输速率，同时防止产品的周边泄漏。

发明内容

本发明通过公开一种基于膜的挥发性物质散发器，例如空气清新剂补充物，解决了上述问题，该散发器具有周边缝隙，用于防止产品通过装置的侧面蒸发。

本发明的第一方面，公开了一种挥发性物质散发装置，该装置包括通过多层结构密封的挥发性物质的容器，优选地，为热成型容器，该多层结构包括以下：

膜层，该膜层在装置打开时，将挥发性物质逐渐扩散到周围大气中。在第一优选选择中，膜包括微孔薄膜。在第二优选选择中，膜层包括整体可渗透聚合物，更优选地还包括膜层下方的机械增强基底。

可移除阻隔层，其在被移除之前，防止挥发性物质的扩散。在开始使用时，使用者通过剥离阻隔层将其移除。阻隔层由于分离层而与膜分离。该阻隔层优选包括铝层和塑料层。

分离层，位于膜层和阻隔层之间，有助于该阻隔层的移除。优选地，分离层具有较低的内部粘合机械阻力，并且沿着其厚度方向分离，部分保留在膜层上，部分保留在阻隔层上。

膜层还包括至少部分地填充有阻挡单元的至少一个周边缝隙，优选地，该膜层用聚合物材料实现，防止挥发性物质的侧向扩散。在优选的选择中，膜层可以包括多个同心的周边缝隙。优选地，一个或多个周边缝隙位于周边焊接凸缘的顶部，并且优选地，宽度在0.15mm至3mm之间。

公开了阻挡单元的两个优选的选择：

例如通过热焊接产生的膜层的缝隙中的分离层的突起。

不可渗透的聚合树脂，在将容器和多层结构连接之前，通常被涂覆到缝隙中。在优选的选择中，该聚合树脂包括限定装置外边缘的横向切口。

本发明的第二方面，公开了一种挥发性物质散发器的制造方法，包括以下步骤：

将膜层、分离层和可移除层焊接到挥发性物质的容器上。膜层、分离层和可移除层以本发明第一方面中公开的所述层的特征的方式提供。焊接优选通过热焊接进行。

切割膜层中的一个或多个周边缝隙。该切割步骤优选通过激光切割进行。

用阻挡单元至少部分地填充一个或多个周边缝隙，该阻挡单元阻止了挥发性物质的侧向扩散。在第一优选的选择中，该填充步骤优选包括将聚合树脂涂覆到缝隙上，更优选通过紫外线曝光对树脂进行固化。

更优选地，可以通过聚合树脂进行横向切割，所述切割限定了散发器的边缘。同样优选地，多个散发器可以在制造过程中位于相邻位置，共享相同的材料层，并且随后通过聚合物树脂形成的横向切口而分离。

在第二优选的选择中，该填充步骤包括通过在焊接期间加热和加压，熔化分离层，直到该分离层部分或完全填充缝隙。

注意，本发明的装置的任何优选的选择或特定的实施例可以应用于本发明的方法，反之亦然。

所描述的本发明的装置和方法提供了基于膜的挥发性物质的散发，具有高传输速率并且没有周边蒸发可以安全储存，还提供了简单制造和易于使用，以及坚固的结构。根据本发明的详细描述，这些和其他优点将变得显而易见。

附图说明

为了帮助理解本发明的特征，根据本发明的优选实际实施例，并且为了补充该描述，所附的附图作为本发明的整体部分，具有说明性和非限制性的特征：

图1示出了根据本发明的具体实施例的具有单个周边缝隙的散发器的示意图。

图2示出了根据本发明具体实施例的具有三个同心周边缝隙的散发器的示意图。

图3示出了根据本发明的散发器的具体实施例的通过热焊接的第一制造方法。

图4示出了由图3的制造方法得到的散发器。

图5示出了根据本发明的散发器的具体实施例的具有不可渗透聚合物树脂的第二制造方法。

图6示出了由图5的制造方法得到的散发器。

图7示出了根据本发明的散发器的具体实施例，具有穿过不可渗透聚合物树脂的横向切口的第三制造方法。

图8进一步示出了具有散发器的正视图的所述第三制造方法。

图9示出了根据本发明具体实施例的第四制造方法，其中横向切口将相邻的散发器分离。

具体实施方式

提供具体实施方式中限定的内容是为了帮助全面理解本发明。因此，本领域普通技术人员将认识到，在不脱离本发明的范围和精神的情况下，可以对本文描述的实施例进行各种变化、改变和修改。同时，为清楚和简洁起见，省略了公知的功能和元件的描述。

注意，在本文中，术语“包括(comprises)”及其派生词(如“包含(comprising)”等)不应被理解为排除的含义，也就是说，这些术语不应被解释为排除所描述和定义的内容可以包括另外元件、步骤等的可能性。

图1示出了根据本发明的挥发性物质散发装置101的优选实施例的正面视图，该装置包括位于热成型装置的周边焊接凸缘102顶部的单个周边缝隙103。缝隙103为沿着装置101的外部区域中闭合的连续线，靠近所述装置101的边缘，但与边缘至少保留一些间距。也就是说，膜层存在于缝隙103的两侧。注意，缝隙103的具体几何形状可以根据装置的具体形状和具体设计选择而变化。缝隙103优选占据了膜层的全部厚度，尽管具体实施例中，可以实现缝隙103仅部分地切割膜的厚度。此外，如图2所示，在一个装置中可以包括几个同心缝隙，因此进一步减少了储存期间沿着焊接凸缘的液体传输以及随之发生的重量损失。

图3示出了通过热焊接制造期间散发装置101的侧视图。提供了两个单独的部件，即热成型容器210以及包括膜层220、分离层230和可移除阻隔层240的多层元件。还示出了用于将两个部件固定在一起的焊接工具301。

热成型容器210可以通过将PET(Polyethylene terephthalate)层211和PE(Polyethylene)层212进行组合实现。容器210储存用于通过膜层220逐渐散发的液体形式的挥发性物质，防止其通过装置101的任何其他表面进行扩散。

膜层220可以用不同的可替代技术实现：

微孔薄膜，例如聚乙烯、聚丙烯、超高分子量聚乙烯、聚四氟乙烯或现有技术中已知的任何其他微孔材料。

对所使用的挥发性物质具有高渗透性的聚合物的单分子层，如乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、离聚物、聚氨酯或各种热塑性弹性体。此外，该单分子薄膜可以通过放置在与分离层230相对的膜层220的另一侧上的纤维基材来机械地进行加固。

优选地，缝隙103通过激光切割形成，虽然也可以使用现有技术中已知的其他切割技术。优选地，缝隙的宽度为0.15mm至3mm。缝隙103随后被对挥发性物质具有低传输能力的聚合材料填充。

在这种情况下，分离层230由对膜层220具有减少的粘附力的热塑性材料制成，该材料在加热时熔化。分离层230的厚度至少等于膜层220的厚度，并且优选地，高于膜层220的所述厚度。注意，在本文中术语“减少的(reduced)”应该理解为分离层230和膜层220之间的粘合强度足够高，以在储存期间和首次使用之前的位置保持不变，但同时也足够低，以允许当用户手动从阻隔层240拉下时分离。膜层220和分离层230之间的粘附机械阻力应当低于膜层220和阻隔层240的机械阻力，并且应当足够低以避免使用任何外部工具来分离这些层的需要。

优选地，阻隔层240包括对挥发性物质具有高阻隔性能的材料，例如铝层241以及用于机械增强的塑料层242，如PET。

焊接工具301适于在焊接过程中加热和熔化分离层230。在该熔化状态下，分离层230的材料可以流动并基本上填充膜层220的间隙。此外，焊接工具301提供了基本上对应于缝隙103的区域中具有更深的深度的突起，以便促成该区域中的材料更好地流动并更好地填充膜层220中的间隙。对于“基本上”，应该理解，在焊接过程中，焊接工具301中的额外深度落入膜中的间隙内。因此，例如，对于3mm的间隙，定位精度为1mm的机器，焊接工具的最大额外深度应为1mm，以便始终落入间隙内。尽管膜的切割和所得间隙的填充可以在离线过程中完成，但有利地其可以在成型-充填-密封(Form Fill Seal)工艺中完成。

图4示出了根据本发明的装置和方法的具体实施例，根据图3所示的制造方法所得的装置101。在热焊接和熔化分离层230之后，此时，该分离层230的突起302填充缝隙103，防止挥发性物质的横向扩散。最后，例如5mm的焊接凸缘102在补充物上形成。

作为一个非限制性的示例，由此提供了用于该选择的一些具体材料和尺寸。热成型容器210是基于厚度为500μm的PET/EVOH/PE(EVOH：Ethylene vinyl alcohol，乙烯－乙烯醇共聚物)的。膜层220是厚度为50μm的聚乙烯微孔。分离层230是厚度为100μm的PP层。阻隔层240包括厚度为20μm的铝层和厚度为20μm的PET层。PE膜被激光切割，使其宽度为3mm。激光设定了精确切割PE膜的深度。

图5举例示出了可替代制造方法，其中填充缝隙103的塑料材料是聚合树脂303。在这种情况下，分离层230优选用纸层实现。带状树脂303被涂覆在由切割产生的缝隙103中。可以例如，由电动三轴喷嘴进行聚合树脂的涂覆。优选地，带的宽度略宽于膜中切割的缝隙103的宽度(例如，对于1mm的切口，1.5mm的带)。优选地，聚合树脂303为环氧树脂或丙烯酸胶，可UV固化。在涂覆胶水和将多层结构焊接在热成型容器210上之间，向胶水施加UV光。可选地，可以在焊接后施加第二剂量的UV，以完成胶水固化。

图6示出了将多层结构连接到容器210之后的图5的所得装置。作为一个非限制性的示例，由此提供了用于该选择的一些具体材料和尺寸。膜层220是厚度为200μm的UHMWPE(Ultra-high-molecular-weight polyethylene)。该膜层220被层压或粘合到40gsm(克每平方米)的纸层上，其另一侧也粘合到20μm铝层/20μmPET层上。所用的胶是聚氨酯反应性热熔胶，剂量为15gsm。由激光将微孔UHMWPE切割成1mm宽的连续线。激光切割穿过整个膜厚度，也穿过纸层。

图7示出了本发明制造方法的可替代实施例，得到了本发明装置的后续可选实施例。在这种情况下，在用聚合树脂303填充缝隙103(如果需要的话，进行固化)之后，在该聚合树脂303的位置处穿过装置101的整个厚度进行横向切割304。因此，横向切口304确定装置101的边缘，并通过去除缝隙103外部的所有层以减小装置101的尺寸。在具有多个缝隙103的情况下，横向切口304横跨最外侧的缝隙103形成。该过程也在图8中示出，其中，丢弃在横向切口304的虚线之外的装置101的剩余材料。

图9示出了本发明制造方法的又一实施例，得到了本发明装置的后续实施例，也基于在填充缝隙103的聚合树脂303的位置穿过装置101的整个厚度进行横向切口304。然而，在这种情况下，通过共享全部或一些材料层(容器210、材料层220、分离层230和阻隔层240)，两个或多个装置101同时且相邻地被制造。每两个相邻的器件101共享填充有聚合树脂303的缝隙103。因此，当通过该共享的缝隙103形成横向切口304时，两个相邻的装置101被分离。该制造方法进一步优化了横向切口304外部的废弃材料的量。

Claims

1.一种挥发性物质散发装置(101)，至少包括：

所述挥发性物质的容器(210)；

密封所述容器(210)的膜层(220)，所述膜层(220)适于将所述挥发性物质逐渐扩散到周围大气中；

防止所述挥发性物质扩散的可移除阻隔层(240)；

所述膜层(220)和所述阻隔层(240)之间的分离层(230)，

其特征在于，所述膜层(220)包括在所述膜层(220)中切割的至少一个周边缝隙(103)，其至少部分地填充有防止所述挥发性物质扩散的塑料阻挡单元，所述阻挡单元包括所述分离层(230)的突起(302)。

2.根据权利要求1所述的装置(101)，其特征在于，所述容器(210)是具有周边焊接凸缘(102)的热成型容器，并且所述至少一个周边缝隙(103)位于所述焊接凸缘(102)的顶部。

3.根据权利要求1所述的装置(101)，还包括多个同心的周边缝隙(103)。

4.根据权利要求1所述的装置(101)，其特征在于，所述膜层(220)包括微孔薄膜。

5.根据权利要求1所述的装置(101)，其特征在于，所述膜层(220)包括单分子可渗透聚合物。

6.根据权利要求5所述的装置(101)，还包括位于所述膜层(220)下方的机械增强基底。

7.根据权利要求1所述的装置(101)，其特征在于，所述阻隔层(240)还包括铝层(241)和塑料层(242)。

8.一种挥发性物质散发装置(101)的制造方法，包括：

将膜层(220)、分离层(230)和可移除阻隔层(240)焊接到所述挥发性物质的容器(210)上；所述膜层(220)适于将所述挥发性物质逐渐扩散到周围大气中；以及所述阻隔层(240)防止所述挥发性物质的扩散；

其特征在于，所述方法还包括：

切割所述膜层(220)中的至少一个周边缝隙(103)；以及

用防止所述挥发性物质扩散的塑料阻挡单元至少部分填充所述至少一个周边缝隙(103)；

所述填充所述周边缝隙(103)的步骤还包括通过在焊接期间加热，产生所述分离层(230)的突起(302)。

9.一种挥发性物质散发装置(101)，至少包括：

所述挥发性物质的容器(210)；

防止所述挥发性物质扩散的可移除阻隔层(240)；

所述膜层(220)和所述阻隔层(240)之间的分离层(230)，

其特征在于，所述膜层(220)包括在所述膜层(220)中切割的至少一个周边缝隙(103)，其至少部分地填充有防止所述挥发性物质扩散的塑料阻挡单元；

所述阻挡单元包括不可渗透的聚合树脂(303)。

10.根据权利要求9所述的装置(101)，还包括穿过所述聚合树脂(303)的横向切口(304)。

11.根据权利要求9所述的装置(101)，其特征在于，所述容器(210)是具有周边焊接凸缘(102)的热成型容器，并且所述至少一个周边缝隙(103)位于所述焊接凸缘(102)的顶部。

12.根据权利要求9所述的装置(101)，还包括多个同心的周边缝隙(103)。

13.根据权利要求9所述的装置(101)，其特征在于，所述膜层(220)包括微孔薄膜。

14.根据权利要求9所述的装置(101)，其特征在于，所述膜层(220)包括单分子可渗透聚合物。

15.根据权利要求14所述的装置(101)，还包括位于所述膜层(220)下方的机械增强基底。

16.根据权利要求9所述的装置(101)，其特征在于，所述阻隔层(240)还包括铝层(241)和塑料层(242)。

17.一种挥发性物质散发装置(101)的制造方法，包括：

其特征在于，所述方法还包括：

切割所述膜层(220)中的至少一个周边缝隙(103)；以及

所述填充所述周边缝隙(103)的步骤还包括将聚合树脂(303)涂覆到所述至少一个周边缝隙(103)。

18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于，所述填充所述周边缝隙(103)的步骤还包括将所述聚合树脂(303)暴露于紫外线辐射。

19.根据权利要求17所述的方法，还包括在涂覆所述聚合树脂(303)之后，通过所述至少一个周边缝隙(103)形成横向切口(304)。