DE102005025371A1

DE102005025371A1 - Vorrichtung zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids

Info

Publication number: DE102005025371A1
Application number: DE102005025371A
Authority: DE
Inventors: Reinhard Neuhaus; Reiker Crystal Lake Canfield
Original assignee: Seaquist Perfect Dispensing GmbH
Current assignee: Aptar Dortmund GmbH
Priority date: 2005-05-31
Filing date: 2005-05-31
Publication date: 2006-12-07
Also published as: ATE480470T1; DE502006007850D1; ES2352076T3; US20080197152A1; EP1885614A1; EP1885614B1; WO2006128574A1

Abstract

Es werden eine Vorrichtung zur Abgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids mit einem Ventilelement und einem zugeordneten Ventilsitz sowie eine Verwendung von thermoplastischem Silikon zur Herstellung eines Ventilelements vorgeschlagen. Eine einfache und kostengünstige Herstellung wird dadurch ermöglicht, daß das Ventilelement aus thermoplastischem Silikon besteht. Insbesondere wird das Ventilelement aus thermoplastischem Silikon bei einer Verarbeitungstemperatur von 140 DEG C bis 250 DEG C spritzgegossen.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie eine Verwendung von thermoplastischem Silikon zur Herstellung eines Ventilelements einer derartigen Vorrichtung.
Bei dem Fluid handelt es sich insbesondere um eine Flüssigkeit, einen Schaum, ein Gel, eine Lotion, eine Suspension oder dgl. Bedarfsweise kann das Fluid auch gelÖstes Gas oder eine Gasphase enthalten. Unter dem begriff "kosmetisches Fluid" sind in einem engeren Sinn vor allem Körperpflege und -Reinigungsprodukte, Kosmetika, oder dgl., wie Rasierschaum, Rasiergel, Haargel oder dgl., zu verstehen. Es kommen jedoch auch technische oder sonstige Fluide in Betracht. Nachfolgend wird aus Vereinfachungsgründen und aufgrund des Nutzungsschwerpunkts oft nur von kosmetischem Fluid gesprochen.

Die EP 0 442 858 A2 offenbart eine Abgabevorrichtung mit einem starren Unterteil und einem elastischen Oberteil. Zwischen dem Oberteil und dem Unterteil ist eine Pumpkammer gebildet. Das Oberteil ist einstückig ausgebildet und weist ein lappenartiges Ventilelement zur Bildung eines Einlaßventils in der Pumpkammer auf. Weiter bildet das Oberteil zusammen mit dem Unterteil ein Auslaßventil. Hierzu ist am Unterteil ein nutförmiger Auslaßkanal mit gekrümmten Querschnitt gebildet, in den ein Ausgabeabschnitt des Oberteils elastisch vorgespannt ist. Das Unterteil ist vorzugsweise durch Spritzgießen aus Polypropylen oder Polyethylen hergestellt. Das Oberteil ist vorzugsweise durch Vakuumformung aus thermoplastischem Polyethylen gebildet. Die bekannte Abgabevorrichtung funktioniert nicht zufriedenstellend, da ein einwandfreies Schließen der Ventile nicht immer gewährleistet ist. Des weiteren ist die Herstellung des Oberteils und Unterteils durch unterschiedliche Verfahren aufwendig.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung und eine Verwendung von thermoplastischem Silikon zur Herstellung eines Ventilelements anzugeben, so daß eine einfache, kostengünstige Herstellung ins besondere aller Teile durch Spritzgießen bei guten Dicht- und Schließeigenschaften des Ventilelements ermöglicht wird.

Die obige Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder eine Verwendung gemäß Anspruch 15 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen sind Gegenstand der Unteransprüche.

Eine wesentliche Idee der vorliegenden Erfindung liegt darin, das Ventilelement aus thermoplastischem Silikon herzustellen.

Die Elastizität des Silikons ist sehr vorteilhaft hinsichtlich der Abdichtwirkung und Verformbarkeit des Ventilelements.

Durch den Einsatz von thermoplastischem Silikon wird eine wesentlich einfachere Verarbeitung ermöglicht, insbesondere durch übliches Spritzgießen. Dies ist mit dem üblichen, aus zwei Komponenten unmittelbar vor der Verarbeitung hergestellten Silikon nicht möglich und reduziert den maschinellen und zeitlichen Aufwand folglich sehr wesentlich.

Insbesondere gestattet die vorschlagsgemäße Verwendung von thermoplastischem Silikon zur Herstellung eines Ventilelements einer Vorrichtung zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids, wobei das Ventilelement aus dem Silikon bei einer Verarbeitungstemperatur von 140°C bis 250 °C gespritzt wird, eine einfache und kostengünstige Herstellung. Hierbei können insbesondere die üblichen Spritzformen und Spritzmaschinen verwendet werden.

Besonders bevorzugt ist vorgesehen, daß das Ventilelement zumindest partiell direkt gegen den Ventilsitz und/oder ein sonstiges Teil der Vorrichtung – insbesondere in der selben Form, in der der Ventilsitz bzw. das Teil zuvor gespritzt wurde – gespritzt wird. Der Ventil und das Teil können insbesondere aus einem kostengünstigen Polyolefin, wie Polypropylen, hergestellt werden. So ergibt sich eine sehr einfache und kostengünstige Herstellung. Insbesondere kann eine ansonsten erforderliche Montage des Ventilelements an der Vorrichtung, insbesondere am Ventilsitz oder sonstigen Teilen der Vorrichtung, entfallen. Des weiteren erübrigen sich spezielle Maschinen für eine spezielle Herstellung des Ventilelements.

Das Ventilelement ist vorzugsweise elastisch gegen den Ventilsitz vorgespannt und selbstschließend ausgebildet. Dies gestattet einen einfachen Aufbau.

Das Ventilelement ist vorzugsweise kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere mittels mindestens eines Eingriffabschnitts bzw. durch Anspritzen, an der Vorrichtung befestigt. Dies gestattet insbesondere in Kombination mit dem bevorzugten unmittelbaren Anspritzen des Ventilelements eine sehr einfache Herstellung, da sonstige Montage- oder Befestigungsschritte entfallen können.

Weitere Vorteile, Merkmale, Eigenschaften und Aspekte der vorliegenden Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform anhand der Zeichnung. Die einzige Figur zeigt:
eine perspektivische, explosionsartige Ansicht einer vorschlagsgemäßen Ventilvorrichtung.

1 zeigt eine vorschlagsgemäße Vorrichtung 1 zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen, nicht dargestellten Fluids im eingangs genannten Sinn. Die Vorrichtung 1 kann insbesondere als ein Ausgabekopf oder Betätigungselement, eine Dosierpumpe bzw. handbetätigte Pumpe oder dgl. ausgebildet sein. Die Vorrichtung 1 kann auch in eine andere Vorrichtung, wie eine Pumpe oder dgl., integriert sein.
Die Vorrichtung 1 weist ein vorzugsweise zumindest partiell elastisch verformbares Ventilelement 2 auf, das beim Darstellungsbeispiel mit einem insbesondere gewölbten oder rinnenartigen Kontaktbereich 3 versehen ist.
Die Vorrichtung 1 weist weiter einen dem Ventilelement 2 bzw. dessen Kontaktbereich 3 zugeordneten Ventilsitz 4 auf, der beim Darstellungsbeispiel von einem insbesondere gewölbten oder kappenartigen Teil 5 der Vorrichtung 1 gebildet ist. Das Teil 5 bzw. der Ventilsitz 4 und das Ventilelement 2 bilden zusammen ein Ventil der Vorrichtung 1 für das Fluid.
Das Ventilelement 2 und das Teil 5 sind in 1 lediglich aus Veranschaulichungsgründen abgerückt voneinander bzw. explosionsartig dargestellt. Tatsächlich wird das Ventilelement 2 vorzugsweise nicht separat vom Teil 5 hergestellt, sondern unmittelbar gegen dieses spritzgegossen.
Das Ventilelement 2 ist vorzugsweise mit mindestens einem Eingriffsabschnitt 6 versehen, der in eine entsprechende Hinterschneidung oder Ausnehmung 7 am Ventilsitz 4 oder Teil 5 eingreift, um eine sichere Befestigung des Ventilelements 2 und/oder Abdichtung zu gewährleisten. Jedoch ist hier auch eine konstruktive Umkehr beispielsweise dahingehend möglich, daß das Eingriffselement 6 am Teil 5 angeordnet bzw. gebildet ist.
Das Ventilelement 2 und Teil 5 sind vorzugsweise über weitere, nicht dargestellte Eingriffselemente – insbesondere ebenfalls unlösbar – miteinander verbunden, die beispielsweise in Ausnehmungen oder Durchbrechungen 8 eingreifen und für eine insbesondere formschlüssige Verbindung sorgen.
Der Ventilsitz 4 und/oder das Teil 5 sind vorzugsweise spritzgegossen, insbesondere aus einem Thermoplasten, ganz bevorzugt aus einem Polyolefin, wie Polypropylen oder dgl., und insbesondere starr ausgebildet. Jedoch sind auch sonstige geeignete Materialien einsetzbar.
Das Ventilelement 2 ist insbesondere unmittelbar gegen den Ventilsitz 4 bzw. das Teil 5 spritzgegossen. Vorzugsweise erfolgt das Spritzen des Ventilelements 2 in der selben Gießform, in der das Teil 5 mit dem Ventilsitz 4 gegossen wurde, nachdem das Teil 5 eine zumindest ausreichende Festigkeit zum Anspritzen des Ventilelements 2 aufweist. So ergibt sich eine sehr einfache, schnelle und kostengünstige Herstellung.
Im fertiggestellten Zustand liegt das Ventilelement 2 mit seinem vorzugsweise rinnenartigen Kontaktbereich 3 am Ventilsitz 4 an bzw. greift in diesen ein. Dies bildet ein Ventil der Vorrichtung 1, das vorzugsweise selbstschließend ausgebildet ist. Ggf. ist das Ventilelement 2, insbesondere dessen Kontaktbe reich 3, elastisch gegen den Ventilsitz 4 vorgespannt, um eine gute Abdichtung zu erreichen. Diese Vorspannung kann durch entsprechende maßliche Anpassung und Berücksichtigung des Schrumpfverhaltens beim Abkühlen erreicht werden.
Das Ventil bzw. der Kontaktbereich 3 ist vom Eingriffselement 6 vorzugsweise allseitig oder U-förmig umgeben, wobei das Eingriffselement 6 in die entsprechend umlaufende Ausnehmung 7 unlösbar eingreift, so daß durch die Auslaßöffnung 9 aus dem Teil 5 austretendes Fluid nur zwischen Ventilsitz 4 und Kontaktbereich 3 – entlang der Rinne – ausgegeben werden kann.
Das Ventil kann bedarfsweise durch manuelle Betätigung oder dgl. geöffnet werden. Beim Darstellungsbeispiel erfolgt das Öffnen des Ventils insbesondere dadurch, daß das nicht dargestellte Fluid bei ausreichendem Fluiddruck – insbesondere bei Niederdrücken der Vorrichtung 1 zum Öffnen eines Zuführventils – das Ventilelement 2, insbesondere nur dessen Kontaktbereich 3, von dem Ventilsitz 4 abhebt, so daß das Ventil der Vorrichtung 1 geöffnet und eine Ausgabe des Fluids ermöglicht wird. Bei Unterschreiten eines gewissen Drucks schließt das Ventil vorzugsweise selbsttätig, indem die Rückstellkräfte eine Wiederanlage des Ventilelements 2 bzw. dessen Kontaktbereichs 3 an dem Ventilsitz 4 bewirken.
Das Ventilelement 2 besteht vorschlagsgemäß aus thermoplastischem Silikon. Über die normalen elastischen Eigenschaften eine Silikons hinaus ist das Silikon thermoplastisch. Insbesondere handelt es sich um ein Copolymer, wie ein ein zweiphasig aufgebautes Blockcopolymer, ganz besonders bevorzugt um ein Polydimethylsiloxan-Harnstoff-Copplymer. Die Shore-A-Härte des Silikons beträgt vorzugsweise 40 bis 100, insbesondere 60 bis 100 (Messung gemäß DIN 53505).
Der Einsatz von thermoplastischem Silikon gestattet eine wesentliche Vereinfachung der Herstellung. Insbesondere können die für die sonstigen Komponenten wie das Teil 5 oder den Ventilsitz 4, verwendeten Spritzgußformen, Spritzmaschinen oder dgl. auch zur Herstellung des Ventilelements 2 verwendet werden. Insbesondere erfordert das thermoplastische Silikon im Gegensatz zu herkömmlichem Silikon kein Arbeiten bei wesentlich höheren Temperatu ren, kein Verarbeiten von zwei Komponenten zur Herstellung des Silikons und kein (wesentliches) Aushärten nach der Formgebung.
Vielmehr gestattet das thermoplastische Silikon die Spritzguß-Herstellung auch dünnwandiger, elastischer Ventilelemente 2 bei einer Verarbeitungstemperatur von vorzugsweise 140°C bis 250°C.
Beim Darstellungsbeispiel ist das Ventilelement 2 zumindest im wesentlichen scheibenartig ausgebildet, wobei der Eingriffsabschnitt 6 und ggf. weitere nicht dargestellte Eingriffselemente, die in Durchbrechungen 8 am Teil 5 eingreifen, eine sichere Befestigung des Ventilelements 2 am Teil 5 sicherstellen. Insbesondere ist das Ventilelement 2 nach dem Anspritzen unlösbar mit dem Teil 5 verbunden. Trotz des unmittelbaren Anspritzens kann sich das Ventilelement 2 in den gewünschten Bereichen, insbesondere mit seinem Kontaktbereich 3, zum Öffnen des Ventils von dem Teil 5 bzw. Ventilsitz 4 trennen oder abheben. Dies ist ein besonderer Aspekt und Vorteil des thermoplastischen Silikons. Dieses verbindet sich nämlich nicht beim Anspritzen unmittelbar mit dem Material des Teils 5.
Die Vorrichtung 1 kann einen Pumpraum aufweisen, der vorzugsweise vom Teil 5 zumindest teilweise begrenzt oder gebildet ist. Insbesondere ist dann Fluid aus dem Pumpraum durch manuelles Verformen des Teils 5, insbesondere durch Niederdrücken, über das von dem Kontaktbereich 3 und Ventilsitz 4 gebildete Ventil abgebbar. Das Teil 5 ist hierzu dann entsprechend elastisch verformbar ausgebildet. Anschließend kann Fluid wieder in den Pumpraum durch vorzugsweise selbsttätiges elastisches Rückstellen des Teils 5 aufgenommen, insbesondere eingesaugt, werden.
Gemäß einer nicht dargestellten Ausführungsvariante kann das Ventilelement 2 auch separat unabhängig vom Ventilsitz 4/Teil 5 hergestellt, insbesondere spritzgegossen, sein und ggf. damit im montierten Zustand nicht fest verbunden werden. Alternativ oder zusätzlich kann das thermoplastische Silikon mit seinen überragenden Eigenschaften auch für ein sonstiges, insbesondere spritzgegossenes Teil der Vorrichtung 1 im genannten Sinne verwendet werden.

Claims

Vorrichtung (1) zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids, mit einem insbesondere elastisch verformbaren Ventilelement (2) und insbesondere mit einem zugeordneten Ventilsitz (4), dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) aus thermoplastischem Silikon besteht.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) spritzgegossen ist, insbesondere unmittelbar gegen den Ventilsitz (4) oder ein sonstiges, insbesondere den Ventilsitz (4) bildendes Teil (5) der Vorrichtung (1) spritzgegossen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) elastisch gegen den Ventilsitz (4) vorgespannt ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) selbstschließend ausgebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) durch manuelle Betätigung und/oder Druck des Fluids öffenbar ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (4) kraft- und/oder formschlüssig, insbesondere mittels mindestens eines Eingriffsabschnitts (6), an der Vorrichtung (1) oder dessen Teil (5) befestigt ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikon ein Copolymer, vorzugsweise ein zweiphasig aufgebautes Blockcopolymer, insbesondere ein Polydimeththylsiloxan-Harnstoff-Copolymer, ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikon eine Shore-A-Härte von 60 bis 100 aufweist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) aus einem Thermoplasten, vorzugsweise einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, besteht.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) spritzgegossen ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) von einem elastisch verformbaren, vorzugsweise einstückigen Teil (5) der Vorrichtung (1) gebildet ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (1) einen Pumpraum aufweist, der von einem Teil (5) der Vorrichtung (1) zumindest teilweise begrenzt oder gebildet ist, insbesondere wobei Fluid aus dem Pumpraum durch manuelles Verformen des Teils (5) abgebbar und anschließend Fluid in den Pumpraum durch vorzugsweise selbsttätiges elastisches Rückstellen des Teils (5) aufnehmbar, vorzugsweise einsaugbar, ist.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) insbesondere mit dem Ventilsitz (4) ein Einlaß-, Auslaß-, Einweg- oder Abgabeventil für das Fluid bildet.
Vorrichtung nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das die Vorrichtung (1) als Ausgabekopf, handbetätigte Pumpe oder Dispenser ausgebildet ist.
Verwendung von thermoplastischem Silikon zur Herstellung eines Ventilelements (2) einer Vorrichtung (1) zur Ausgabe eines vorzugsweise kosmetischen Fluids, wobei das Ventilelement (2) aus dem Silikon bei einer Verarbeitungstemperatur von 140 bis 250°C spritzgegossen wird.
Verwendung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß das Ventilelement (2) unmittelbar gegen einen Ventilsitz (4) der Vorrichtung (1) spritzgegossen wird.
Verwendung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) oder ein diesen bildendes Teil (5) der Vorrichtung (1) vor dem Ventilelement (2) – insbesondere in der selben Spritzform – spritzgegossen wird.
Verwendung nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß der Ventilsitz (4) oder ein diesen bildendes Teil (5) der Vorrichtung (1) aus einem Thermoplasten, vorzugsweise einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen, hergestellt wird.
Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikon ein Copolymer, vorzugsweise ein zweiphasig aufgebautes Blockcopolymer, insbesondere ein Polydimeththylsiloxan-Harnstoff-Copolymer, ist.
Verwendung nach einem der Ansprüche 15 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß das Silikon eine Shore-A-Härte von 60 bis 100 aufweist.