CN104797233A - 用于填充容器的设备和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种在容器中填充在填充操作期间为粘性的至少第一产品的组件，该组件包括用于储存第一产品的贮存器、用于将第一产品从贮存器泵送到分配腔的机构、将贮存器连接到泵送机构并且将泵送机构连接到分配腔的导管、以及包括至少两个分配管口的填充设备，每个管口为管的形式，其在上游端固定到分配腔，并且具有通向分配腔的入口孔和在管口的自由端打开以便填充容器的出口孔。根据本发明，至少两个管口设计为以彼此不同的流量输送第一产品。

Description

用于填充容器的设备和方法
技术领域
本发明涉及一种用于填充的组件和一种用于在容器中填充尤其是化妆品的方法。
本发明更具体地涉及一种用于填充的组件和一种用于填充两种视觉上不同的产品以利用这两种产品在容器中形成图案的方法。
背景技术
短语“化妆品”应该理解为表示如在2009年11月30日的欧洲议会和理事会关于化妆品的规定（EC）No 1223/2009中所定义的任何产品。
US 6,516,838 B2公开了一种在容器中填充两种视觉上不同的产品的组件。该组件具有用于每种产品的相同填充管口。在填充操作期间，容器相对于管口的相对运动使得能够产生具有单螺旋结构的图案。
相似地，文献WO 2012/015796 A２公开了一种在容器中填充至少两种不同产品的组件，所述产品在热状态下发生分配时是粘性的并且然后在冷却时固化。同一种产品可以通过两个相同的管口分配，每个管口连接到其自身的贮存器。因此，该组件使用起来是相对昂贵的，并且不能产生复杂的图案。
US 2008/0041490 A1也公开了一种在容器中填充至少两种产品的管口。该管口包括同心导管，每个连接到产品贮存器。该设备不能产生复杂的图案。
文献US 4,159,028公开了一种具有分配两种不同产品的单个管口的填充设备。结果，不能够以受控且可重复的方式从一个填充操作到另一个填充操作产生图案。
最后，文献WO 2006/125663 A1公开了一种填充设备，包括用于分配产品的管口，其在下游端通过两个相同通道打开。在填充操作期间，所产生的图案具有尺寸相同的两个阶段的该产品。因此，该设备不能产生具有尺寸不同的同一个阶段的层的更复杂图案。
因此存在利用简单的填充组件在容器中填充至少两种产品并产生复杂图案的需要。
发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种改进的填充组件，以便尤其减轻以上所述的缺陷。
为此，本发明提出了一种在容器中填充在填充操作期间为粘性的至少第一产品的组件，该组件包括用于储存第一产品的贮存器、用于将第一产品从贮存器泵送到分配腔的机构、将贮存器连接到泵送机构并且将泵送机构连接到分配腔的导管、以及包括至少两个分配管口的填充设备，每个管口为管的形式，在上游端固定到分配腔，并且具有通向分配腔的入口孔和在管口的自由端打开以便填充容器的出口孔。
根据本发明，至少两个管口设计为以彼此不同的流量输送第一产品。
根据本发明的进一步特征，至少两个管口的出口孔可以具有尺寸彼此不同的截面。
对于全部管口，流量与每个管口的出口孔的截面之间的比例可以大约相等。
至少两个管口的出口孔可以具有直径不同的圆形截面。
至少两个管口的每个的出口孔上游的至少一个截面可以具有与出口孔的截面不同的截面。
出口孔的截面具有较大尺寸的管口可以在出口孔的上游具有尺寸比所述出口孔的尺寸小的截面。
出口孔的截面具有较小尺寸的管口可以在出口孔的上游具有尺寸比所述出口孔的尺寸大的截面。
在出口孔的上游具有不同尺寸的截面可以是入口孔的截面。
至少两个管口可以在填充操作期间被加热。
至少一个管口可以具有截头圆锥部和/或缩窄部。
本发明还涉及一种用于上述组件的填充设备，设计为将在填充操作期间为粘性的产品分配到容器中，具有至少两个分配管口，每个管口为管的形式，具有入口孔和在管口的自由端的出口孔，至少两个管口的出口孔具有彼此不同的截面。
本发明还涉及一种在容器中填充在填充操作期间为粘性的并且视觉上不同的至少第一产品和第二产品的方法，具有以下步骤：
－将每种产品储存在储存贮存器中；
－利用单个第一泵送机构朝向第一填充设备传送第一产品；
－利用第二泵送机构朝向第二填充设备传送第二产品；
－经由具有至少两个分配管口的第一填充设备将第一产品分配到容器中，至少两个分配管口设计为以彼此不同的流量输送第一产品；
－在分配第一产品之前或同时，经由具有至少一个分配管口的第二填充设备将第二产品分配到同一容器中。
该方法可以包括当正在分配第一产品时使容器开始相对于至少第一填充设备相对运动的步骤。
最后，本发明还涉及一种成品，其包括利用上述方法填充有第一产品和第二产品的容器，该成品包括至少两层具有不同尺寸的第一产品。
附图说明
通过阅读下面参考附图对本发明实施方式的非限制性示例的描述，将更好地理解本发明，其中：
图1示意性地表示根据本发明的填充组件；
图2表示通过连接到分配腔的图1的组件的填充设备的纵向截面；
图3表示连接到分配腔的图2的设备的变形；
图4表示利用图3的设备填充的容器。
具体实施方式
在整个下文中，术语“上游”和“下游”总体上理解为表示相对于流体尤其是化妆品流体的正常流通方向。
用来填充同一个容器5的产品（P1、P2）例如为化妆品，例如护理产品或化妆产品。这些产品视觉上是彼此不同的。第一产品P1尤其可以是有色的并且第二产品P2可以是透明的。作为变形，第一产品P1也可以像第二产品P2一样是透明的，但是然后第一产品P1包括闪光以便将其与第二产品区分开。
在填充和储存在容器5中期间，产品具有足够的粘度从而以稳定的方式彼此接触地保持其分布。因此，产品具有流变性，以便在容器内部没有机械动作的情况下它们不彼此混合，但是在即将应用之前离开容器时可以借由兼容质地而容易地均质地混合，并且一旦混合就具有良好的化妆品特性。
所选定的粘度应该尽可能地避免组成物的流动和意外混合。
粘度的第一测量技术
非常低的剪切粘度表征静止或几乎静止的产品的质地。
在25℃使用TA仪器ARG2施加应力流变仪进行测量，所述施加应力流变仪装备有与钟形罩形式的防蒸发设备配合的锥板测量体。
对于每次测量，将样品慎重地放置就位，并且在将样品放置在钳口中之后5分钟开始测量。产品然后以1Hz的设定频率承受从10－3 Pa到102 Pa的应力上升。
在25℃，第一和/或第二产品优选地具有低剪切粘度，也就是说在0.010 s-1大于或等于200 Pa.s并且优选地在200 Pa.s至5000 Pa.s之间，尤其是在200 Pa.s至2000 Pa.s之间或者在200 Pa.s至1000 Pa.s之间的粘度。
第二测量技术：在25℃使用Rheomat的粘度
在25℃使用装备有4号（M4）或3号（M3）锭子的Rheomat RM180粘度计来测量粘度，在锭子在产品中旋转10分钟之后（之后观察粘度的时间稳定性和锭子的回转速度的时间稳定性）以200s-1的剪切速率执行测量。获得DU（离差单位）的测量。
产品的粘度优选地大于15 DU M3，尤其是大于20 DU M3。下面是可以在使用本发明的填充设备填充的容器中使用的产品的粘度的示例：具有范围从10 DU M4到75 DU M4或从25到35 DU M4的粘度的粉底、具有范围从35到68 DU M3的粘度的保湿面霜、具有范围从50到80 DU M3的粘度的精华液、具有范围从35到60 DU M3的粘度的凝胶、或具有范围从15到25 DU M3的粘度的美黑霜，该清单不是限制性的。
因此，每种产品在环境温度下可以为粘性形式，例如为凝胶或膏体形式。
作为变形，每种产品在环境温度下可以为固体形式，但是在较高温度下为粘性形式。在这种情况下，将产品加热以便填充容器，并且然后冷却直到产品在容器中固化。加热部件改变产品的温度以便获得适合于填充的粘度。
容器5设计为容纳产品（P1、P2）。容器可以是本领域的技术人员已知的类型的柔性管。
有利地，容器5为装备有泵和从动活塞的半刚性或刚性管的形式。常规地容纳在分配头中的泵在填充之后定位在容器5上，以便闭合容器5。
优选地，容器5的壁是透明的，以便能够看见容纳在所述容器5中的产品（P1、P2）。
将参考图1描述填充组件1。
上面所述的第一和第二产品（P1、P2）在填充之前存储在两个不同贮存器（2、2’）中。
这样的贮存器（2、2’）可以装备有加热部件和/或混合部件，以便于使所述产品均质化并且获得适合于良好填充的粘度。
每种产品（P1、P2）分别借由泵送部件（4、4’）从其贮存器传送到第一和第二填充设备（3、3’）。
每个贮存器（2、2’）连接到泵送部件（4、4’），泵送部件（4、4’）本身通过供产品流流过的管线连接到填充设备（3、3’）。
泵送部件（4、4’）是填充机领域的技术人员已知的类型。这些泵送部件例如可以是活塞泵。
压力传感器和/或流量传感器（未示出）使得能够常规地控制泵送部件（4、4’），以便于在填充操作期间修改每种产品的流。
将填充设备（3、3’）固定，但是作为变形，可以将这些填充设备安装为能够运动，例如旋转或沿着纵向轴线Z-Z平移。作为变形，也可以将填充设备（3、3’）安装为能够沿着限定与轴线Z-Z正交的平面的垂直轴线X-X和Y-Y平移地运动。
填充设备通常为平行于纵向轴线Z-Z延伸的管形式的分配管口。这些分配管口可以由任何材料制造，例如由金属例如不锈钢制造，或者由热塑性材料制造。管口在上游端连接到泵送部件，并且其下游端是自由的以便于进入容器5中用于填充操作。可以将分配管口加热，以便于调节在填充操作期间输送的产品的温度。
第二产品P2通过经由管线直接连接到上游泵送部件4’的单个分配管口31’分配。
根据本发明，第一产品P1对于它来说借由第一填充设备3分配到容器5中，第一填充设备3具有多个管口，例如如图1所示具有两个管口（31、32）、或者取决于期望在容器5中产生的图案而具有更多个管口。例如，在图3中填充设备具有三个管口（31、32、33）。
第一填充设备3的两个管口（31、32）在上游端连接到分配腔13，其接收来自泵送部件4的第一产品P1的流。
因此，分配腔30是具有用于来自泵送部件的入口和通过填充管口（31、32、33）的出口的闭合空间。
如图1所示，用于第一产品P1的分配管口（31、32、33）可以定位在用于第二产品P2的分配管口31’旁边。作为变形（未示出），用于第一产品P1的分配管口（31、32、33）可以定位在形成用于第二产品P2的分配管口31’的管的内侧。因此，第二产品P2被绕着用于第一产品P1的分配管口（31、32、33）分配。
因此，每个管口（31、32）具有在分配腔的区域中的入口孔和在形成管口的管的自由端的出口孔。
连接到分配腔30的至少两个管口（31、32）分别具有出口孔（34、35），它们具有彼此不同的截面。出口孔（34、35）的截面可以在其形状或其尺寸方面不同。截面的不同使得能够在两个不同的位置并且以两种不同的流量将第一产品P1输送到容器中。
在图示示例中，管口的出口孔是圆形的并且具有不同的直径。因此，第一管口31可以具有出口孔34，出口孔34具有在1 mm到9 mm之间的直径，有利地在1 mm到3 mm之间，例如等于2 mm。第二管口32可以具有出口孔35，出口孔35具有比第一管口34的直径大的直径，例如在2 mm到10 mm之间，有利地在3 mm到6 mm之间，例如等于4 mm。
如图3所示的填充设备的变形与图1的填充设备的不同点在于，它具有与第一管口31相同但与第二管口32不同的第三管口33。作为变形，填充设备3的所有管口可以不同。
由于由在第一填充设备3的不同分配管口（31、32）之间的尺寸的差异导致的压降，并且为了避免第一产品P1的流选择从分配腔30到具有最大出口孔35的第二管口32的优先通道的情形，具有最大出口孔35的管口32的出口孔的至少一个上游截面例如入口孔的截面小于所述出口孔35的截面。
有利地，在第二管口32的出口孔35上游的截面都不大于所述出口孔35。
在该示例中，如在图2中可以看到的那样，第二管口32为大致圆柱形，并且具有形成入口孔的缩窄部36。作为变形，第二管口32可以为从上游到下游扩张的截头圆锥管的形式。
另一方面，出口孔34的截面具有较小尺寸的第一分配管口31具有在出口孔34的上游的截面，例如入口孔的截面具有比所述出口孔34的尺寸大的尺寸。
有利地，在第一管口31的出口孔34的上游的截面都不小于所述出口孔34。
在该示例中，如在图2中可以看到的那样，第一管口34为从上游到下游缩窄的截头圆锥管的形式。作为变形，第一管口34可以为大致圆柱形管的形式，并且具有形成出口孔的缩窄部。
每个管口的截面尺寸可以局部地也就是说以不连续的方式变化，例如具有缩窄部地变化，或者沿着管口的整个长度沿着轴线Z-Z规则地变化，或者仅沿着其长度的一部分变化。
作为进一步变形，用于第一产品P1的第一分配设备的至少一个管口可以具有恒定的截面。
因此，第二管口35具有圆形入口孔，其具有在1 mm至9 mm之间的直径，有利地在1 mm至3 mm之间，例如等于2 mm。
相似地，第一管口34具有圆形入口孔，其具有在2 mm至10 mm之间的直径，有利地在3 mm至6 mm之间，例如等于4 mm。
具有最大出口孔35的管口32的入口直径可以大约等于具有最小出口孔34的管口的出口直径。相反地，具有最小出口孔34的管口31的入口直径可以大约等于具有最大出口孔35的管口32的出口直径。
因此，将第一分配设备3的管口的尺寸确定为，尽管出口孔具有不同的尺寸，但是补偿每个管口中的压降，并且确定为对于所有管口，获得流量与每个管口的出口孔的截面之间的大约相等的比例。
这样意味着第一产品P1的每层的分配速度对于每个管口（31、32）是大约相同的，使得能够获得由第二产品P2支撑的第一产品P1的层，能够使得所述层较宽或较窄，但总是恒定的和非常清晰的。
该设备使得能够获得具有沿着轴线Z-Z测量的以下厚度的第一产品P1的第一层：大于或等于来自同一填充设备3的第一产品P1的第二层的厚度的3倍，更好地为5倍。
为了填充，例如利用传送器（未示出）将旨在接收第一和第二产品的容器5移动到与填充管口相对的底座6上。容器5以固定方式保持在其底座6中。
以适合于所容纳的产品的类型的方式来选择容器5的尺寸和材料。容器5中的纵向轴线Z-Z的开口也适合于使填充设备穿过所述开口。
在填充操作期间，使容器5开始相对于填充设备（3、3’）运动。在该示例中，将填充设备固定，并且使容器开始绕着轴线Z-Z旋转，和/或沿着轴线Z-Z平移，和/或沿着限定与轴线Z-Z正交的平面的垂直轴线X-X和Y-Y平移。作为变形，可以将容器固定而填充设备能够运动。作为进一步变形，容器和填充设备都能够运动。
在填充操作即将开始之前，容器5处于较高位置，并且管口的自由端在容器5中靠近所述容器5的底部定位。然后致动泵送部件（4、4’），以便将第一和第二产品同时分配到容器5中。作为变形，第一产品P1和第二产品P2的分配的开始和/或结束可以不是同时的。
在填充操作期间，使容器5平移地运动，以便在填充时使管口的自由端移动远离容器的底部。
与平移同时，对容器赋予旋转运动，以便在第二产品中产生第一产品的螺旋式图案。如可以在图4中的被填充且被分配头闭合的容器上看到的那样，具有与输送第一产品P1的管口的数量相同的数量的螺旋结构。
在填充操作期间，填充速率、容器的旋转速度或方向和容器的平移速度可以变化，以便形成不同的图案。
如果需要，可以设置在填充操作之后用于冷却容器的部件，以便将产品冷却并固化。
作为变形（未示出），容器预填充有第二产品，并且将第一产品注入到第二产品中以便形成图案。
本发明不限于图示的示例。各个示例的特征尤其可以组合为未图示的变形的一部分。
短语“包括一”应该理解为表示“包括至少一个”，除非相反地声明。

Claims (14)

1. 一种在容器（5）中填充在填充操作期间为粘性的至少第一产品（P1）的组件，该组件包括用于储存所述第一产品的贮存器（2）、用于将所述第一产品从所述贮存器泵送到分配腔（30）的机构（4）、将所述贮存器连接到泵送机构并且将所述泵送机构连接到所述分配腔的导管、以及包括至少两个分配管口（31、32）的填充设备（3），每个管口为管的形式，在上游端固定到所述分配腔，并且具有通向所述分配腔的入口孔和在所述管口的自由端打开以便填充容器的出口孔（34、35），其特征在于，所述至少两个管口设计为以彼此不同的流量输送所述第一产品。
2. 根据前述权利要求所述的组件，其特征在于，所述至少两个管口的出口孔具有尺寸彼此不同的截面。
3. 根据前述权利要求所述的组件，其特征在于，对于全部所述管口，所述流量与每个所述管口的出口孔的截面之间的比例大约相等。
4. 根据前述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，所述至少两个管口的出口孔具有直径不同的圆形截面。
5. 根据权利要求2至4中任意一项所述的组件，其特征在于，所述至少两个管口的每个的出口孔上游的至少一个截面具有与所述出口孔的截面不同的截面。
6. 根据权利要求2至5中任意一项所述的组件，其特征在于，出口孔的截面具有较大尺寸的管口在所述出口孔的上游具有尺寸比所述出口孔的尺寸小的截面。
7. 根据权利要求2至6中任意一项所述的组件，其特征在于，出口孔的截面具有较小尺寸的管口在所述出口孔的上游具有尺寸比所述出口孔的尺寸大的截面。
8. 根据权利要求５至7中任意一项所述的组件，其特征在于，在所述出口孔的上游具有不同尺寸的截面是所述入口孔的截面。
9. 根据前述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，所述至少两个管口在填充操作期间被加热。
10. 根据前述权利要求中任意一项所述的组件，其特征在于，至少一个管口具有截头圆锥部和/或缩窄部。
11. 一种用于根据前述权利要求中任意一项所述的组件的填充设备，设计为将在填充操作期间为粘性的产品分配到容器中，具有至少两个分配管口，每个管口为管的形式，具有入口孔和在所述管口的自由端的出口孔，所述设备的特征在于，所述至少两个管口的出口孔具有彼此不同的截面。
12. 一种用于在容器（5）中填充在填充操作期间为粘性的并且视觉上不同的至少第一产品（P1）和第二产品（P2）的方法，具有以下步骤：
－将每种产品储存在储存贮存器（2、2’）中；
－利用单个第一泵送机构（4）朝向第一填充设备（3）传送所述第一产品；
－利用第二泵送机构（4’）朝向第二填充设备（3’）传送所述第二产品；
－经由具有至少两个分配管口（31、32）的所述第一填充设备将所述第一产品分配到所述容器中，所述至少两个分配管口设计为以彼此不同的流量输送所述第一产品；
－在分配所述第一产品之前或同时，经由具有至少一个分配管口（31’）的所述第二填充设备将所述第二产品分配到同一容器中。
13. 根据前述权利要求所述的填充方法，其特征在于，所述方法包括当正在分配所述第一产品时使所述容器开始相对于至少所述第一填充设备相对运动的步骤。
14. 一种包括利用根据权利要求12或13所述的方法而填充有第一产品（P1）和第二产品（P2）的容器（5）的成品，其特征在于，所述成品包括至少两层具有不同尺寸的第一产品，每种产品在环境温度下为粘性形式。
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