专利名称：防泄漏的制作方法 果汁盒或袋是众所周知的密封饮料容器。通常，这些容器附着一个塑料的密封吸管，其可取下并且用来穿洞和吸取其中的液体。这些容器多数为儿童所使用，他们通过各种手段使得液体在不饮用的情况下流出吸管。与吸管相关联的一个问题是通过挤压容器或者通过与毛细效应相关的真空使得液体被强迫排空。容器的倾倒也可能导致液体溅出。本发明减少或者消除了容器的不希望的排液。不管现有技术的准确价值、特征和优点如何，其不会实现或满足本发明的目的。
本发明使用在流体路径内的阀用于泄漏保护。该阀优选地是诸如鸭嘴状构件(duckbill)或交嘴状构件(crossbill)的柔性止回阀。该阀包括两个或更多柔性元件，这些元件限制了液体在不饮用的情况下从容器中流出。该阀的柔性元件限制了受压流动并且基本上阻止了液体在保持正常关闭的情况下的流出。为了打开阀部，施加外部压力(例如通过用户的手指或嘴唇)，该压力分开柔性元件，允许液体从中流过。当外部压力不再施加到阀部时，阀返回其正常的关闭位置，并且阻止流体流出。压力——例如当用户挤压饮料容器时试图通过吸管使液体流出——只能利用较大的力将柔性元件压在一起。柔性止回阀优选地在管状部内使用，该管状部具有流体路径并且附着到吸管的出口端。可选实施方式包括完全在吸管内使用的柔性止回阀。优选地，柔性止回阀是利用适配器附装的交嘴状阀。该阀的附着方式和柔性元件可包括多个实施方式。图1示出了用于饮料产品的现有吸管。
图2a示出了使用之前(即附着到产品的外侧)图1的吸管的包装。
图2b示出了图1中的吸管当插入饮料产品中时的应用。
图3示出了用于本发明中的鸭嘴状止回阀的剖面或截面。
图4a示出了交嘴状阀的立体图。
图4b示出了图4中交嘴状阀的内部后视图。
图4c示出了图4e中的截面A-A，其为图4a中的交嘴状阀的剖视图或侧部截面图。
图4d示出了图4e的截面B-B，其为图4a中的剖视图或顶部(或底部)截面视图。
图4e示出了图4a中交嘴状阀的端视图。
图5a示出了单个鸭嘴状阀的立体图。
图5b示出了图5a中单个鸭嘴状阀的内部后视图。
图5c示出了图5e中的截面A-A，其为图5a中的交嘴状阀的剖视图或侧部截面图。
图5d示出了图5e的截面B-B，其为图5a的剖视图或顶部(或底部)截面视图。
图5e示出了图5a中单个鸭嘴状阀的后视图。
图6示出了使用芯部制造鸭嘴状阀。
图7示出了制造鸭嘴状阀的方法。
图8示出了带有交嘴状阀的吸管的优选实施方式。
图9示出了用于形成图8中优选实施方式的吸管的元件。
图10a示出了在制造优选实施例过程中用于组装吸管和适配器的步骤。
图10b示出了在制造优选实施例过程中用于通过声波焊接吸管和适配器的步骤。
图11a和11b示出了在制造优选实施例过程中用于将交嘴状阀机械附着到吸管和适配器的步骤。

虽然在优选实施方式中已经图示和描述了本发明，该设备可由多种不同的构造、形式和材料制造。在附图中绘出了本发明的一个优选实施方式，这里将对其详细描述，同时应当理解，该公开内容被视为本发明原理和针对其结构的相关功能描述的例示，而不是用来将本发明限制在图示的实施方式中。本领域的技术人员在本发明范围内将设想许多其他可能的变型。在下面的描述中应当指出，术语“流体”应当包括任何类型的液体、气体、粉末、颗粒、凝胶体或胶体。此外，在优选实施方式中示出的附带的方法可与其他的柔性止回阀一起使用而不超出本发明的范围。
图1示出了用于饮料容器或产品——例如饮料盒或饮料袋——的现有吸管100。吸管100包括用于弯曲吸管以便于吸取饮料的柔性段102。吸管通常为6.02英寸长、0.180英寸宽、壁厚0.007英寸、外径0.0168英寸。此外，吸管可具有5700psi的拉伸强度、0.0038平方英寸的截面积和21.7磅的拉伸极限。
图2a示出了与果汁盒200一起包装的现有吸管100的示例。该盒可具有例如4.20英寸的长度。为了适合果汁盒的长度，在包装过程中吸管100弯曲。图2b示出了吸管100在果汁盒200内的使用。通常，吸管100在盒200上穿孔以够到其内的果汁(或饮用流体)。
图3中示出的是柔性“鸭嘴”止回阀300的剖面或截面的示例。鸭嘴状阀300是一般为单体式构造的“单向”阀。鸭嘴状阀300包括两个类似于“鸭嘴”的柔性元件306；然而，可使用任何种类、形状、数量、材料或变型的瓣片或唇状物。使用了柔性的元件306以形成止回部或嘴部302以及流动部304。柔性元件306优选地由弹性材料制成并且被用来阻止回流或泄漏。然而，应当指出，阀体可由任何材料制成，并且柔性元件可由允许柔性元件优选地通过手指或唇或嘴的压力移动的任何材料制成。
阀300可用来防止具有流体路径的管状部泄漏。该阀用来阻止处于压力状态下(例如由于挤压、毛细作用或倾倒)的流体从容器中流出。为了减少或消除容器不期望的排液，本发明一个实施方式使用在图300中例示的鸭嘴状阀，该阀与吸管一起使用。由于这种鸭嘴状阀在正常情况下关闭，因此当与果汁或饮料等液体一起使用时是有利的。柔性阀(例如鸭嘴状阀)可由消费者的很小的动作打开(例如，利用嘴、手指、牙齿或唇在周围挤压阀)，并且当动作停止后返回关闭位置。换言之，用户在内部封装的阀附近捏管状表面。返回图3，当压力303施加到阀上时，柔性元件306分开，由此允许来自304的流体穿过开口。然而，当不施加该压力303(不饮用饮料的情况)并且用户施加挤压力(例如挤压果汁容器)时，流体流入空腔307，向柔性元件306施加压力，由此加强了阀的密封件或止回件302，并且完全或者基本上阻止流体从中流出。
图4a至4e和图5a至5e示出了可附着到现有吸管上的本发明的柔性止回阀的实施方式；然而，吸管也可形成为单一结构，其中阀作为吸管结构的内部部件。这些图更详细示出了该阀。然而，一般地，吸管的出口端(末端)包括至少一个嘴部、柔性止回阀、侧部或压力点以及连接部。柔性止回阀优选地位于嘴部之内并且包括两个或更多类似于“鸭嘴”阀的柔性元件；然而，可使用任何种类、形状、数量、材料或变型的瓣片或唇片。例如，图4a和4b示出了交叉嘴状阀400的立体图和内部后视图，其可与现有的吸管100一起使用。图4c-4e示出了交叉嘴状阀管状结构400的剖面图或侧截面图、俯视(仰视)剖面图和端视图。图4c示出了图4e中A-A截面。图4d示出了图4e中B-B截面。截面B-B示出了阀400的俯视或仰视截面图。鸭嘴状阀400包括嘴部406，该嘴部406带有交叉倾斜元件402和外周侧404。通常，阀400的直径大于吸管100；然而，相同的直径将不会偏离本发明的范围。如图所示，阀400在正常情况下保持关闭。
为了使用吸管，用户向侧部404施加压力405例如通过使其嘴(或唇或手指或牙齿)在嘴部406之上以扭曲阀400的交叉倾斜元件402的连接。交叉倾斜元件402然后打开以允许液体通过其间的空间。当力或压力不再施加到侧部404时，阀400返回其正常的关闭位置，并且完全或者基本上阻止液体从容器中流出。选择优选的交叉嘴状实施方式(图4a-4e)的一个优点是在使用或制造过程中，当将阀连接到吸管时无需定位步骤。即，用户可在外周侧404的几乎任何区域上施加压力而无需考虑内部止回阀的取向(全向的)。
本发明的柔性止回阀的另一实施方式示于图5a-5e。图5a和5b示出了与现有吸管100一起使用的单个鸭嘴状阀500的立体图和内部后视图。图5c-5e示出了单个鸭嘴状阀500的剖面图或侧截面图、俯视剖面图和端视图。图5c示出了图5e中A-A截面。图5d示出了图5e中B-B截面。截面B-B示出了阀500的俯视或仰视截面图。鸭嘴状阀500包括嘴部506，该嘴部506带有叶片状元件502和外周侧504。同样，阀500的直径大于吸管100；然而，相同的直径将不会偏离本发明的范围。两个叶片状元件502形成于嘴部506内。如图所示，阀500在正常情况下保持关闭。为了使用吸管，用户向侧部504施加力例如通过使其嘴(或唇或手指或牙齿)在嘴部506之上，压缩阀500的叶片状元件502强迫阀打开。然而，在此情况下，必须考虑阀施加到吸管的取向以优化其性能。压力应当施加到与叶片502成直线的圆周侧504上的区域——其由508和510表示——以最优地打开阀。当合适施加力或压力时，叶片502相互接近，打开阀，从而允许液体通过其间的空间。当力不再施加到在508和510处的侧部504，阀500返回其正常的关闭位置，并且阻止液体流出容器。因此，在制造过程中，当将阀附着到吸管上时，该附着应当考虑叶片502的位置。
在图4a、4b、4c、4d、4e和5a、5b、5c、5d、5e中，示出柔性止回阀结构附着到现有的吸管100上。一般地，可使用任何已知方法——例如焊接、机械连接、收缩管(热收缩)、摩擦配合或粘合剂——将(例如在图4a、4b、5a和5b中描述的)阀附着到现有吸管上。
图6示出了用于制造上述柔性止回阀的芯的剖面或截面。使用模芯A 602和模芯B 604形成用于吸管的鸭嘴状阀600。如图所示，阀被压缩变形模制以形成附着到现有吸管的附着区606和包括鸭嘴阀的嘴部608。然而，在形成和附着上述鸭嘴阀的方法中可发生一些问题。如前所述，鸭嘴状阀元件的直径一般大于现有吸管。因此，当使用模芯B 604来形成阀600时，形成显著的底切610。当从模制的阀缩回芯时会产生问题。例如，若模制的阀不是由弹性材料形成，该阀会有形状保持问题。当向吸管上附着和形成阀时阀的尺寸(与吸管相比)也会产生尺寸问题。此外，阀和吸管材料的差异可产生问题。现有的吸管由例如聚丙烯塑料形成。在优选实施方式中，鸭嘴状阀由弹性材料——例如硅酮——形成。材料差异在保持阀附着到吸管方面产生问题。一些附着方法可产生对于孩子的安全问题(例如窒息)。
为了解决某些上述问题，图7示出了用于制造鸭嘴状阀的一个可选实施方式。阀700由模芯A 702和模芯B 704形成。利用此方法扭曲阀的风险及其前述保持问题得以降低。此外，在图6中产生的显著的底切被去除，并且消除了芯的回缩问题。示出阀700作为剖面或截面。阀700包括带有柔性止回阀708的嘴部706和唇部710。唇部710提供了至吸管的机械连接，下面将进一步描述。
图8示出了待使用的吸管和柔性止回阀的组合的优选实施方式。图9示出了用于形成图8中吸管的优选实施方式的元件。防漏吸管800包括例如吸管100(见图1)的饮用吸管、适配器900和封装在一个管状端700内的柔性止回阀(如图7所示)。优选地，吸管100包括折曲段102，并且由例如聚丙烯等塑料材料制成。此外，在优选实施方式中，阀700是图4a-4e中示出的交叉嘴状阀。
为了解决与材料差异和附着方法相关的问题，提供适配器900作为从吸管100至阀700的过渡元件。适配器900是包括管状部902、配合界面904和端部906的过渡件。在优选实施方式中，适配器900包括聚丙烯材料。管状部902设计成足够大以配合吸管100的外径。配合界面904设计成容纳柔性止回阀700。阀700包括唇部710，其设计成接合适配器的配合界面904。阀700优选地由例如硅酮等弹性材料制成。如下所述，图8和9的设计允许不同材料(聚丙烯和硅酮)的配合。
图10a示出了用于制造优选实施例的装配吸管100和适配器900的步骤。使用一个砧或杆1000将适配器900的管状部902套在吸管100上。由于管状部902优选地包括与吸管100相同或相似的材料，可使用正向粘合或焊接而将适配器900附着到吸管100上。如图10b所示，一旦杆1000处于合适位置，吸管100的端部略微弯曲而有助于焊接过程。在优选实施方式中，适配器900利用声波焊接到吸管100上(例如，通过在非常高频率下的振动)。保持接合面904打开以接纳阀700。
图11a和11b示出了将柔性止回阀700机械连接到图10中形成的吸管/适配器组件的步骤。吸管/适配器组件由固定设备1002保持。阀700机械地插入适配器900。如图所示，唇部710设计成配合在配合界面904内。一旦插入，适配器端部906折叠或者形成在唇部710之上以保持柔性止回阀。在优选实施方式中，端部906和唇部710热密封用于记忆性保持(memory retention)，并且永久地将吸管100、适配器900和阀700锁定在一起以产生防漏吸管800。
在上述实施方式中已示出了一种系统和方法，用于有效地实施用于吸管的阀。虽然已经示出和描述了多种优选实施方式，应当理解，这种公开不是为了限制本发明，相反，其意在涵盖落入由附带的权利要求定义的本发明的主旨和范围内的所有变型和可选结构。例如，本发明不应当由尺寸、材料或者特定的制造技术所限制。
此外，柔性阀结构、制造和附着技术可用来防止任何液体、气体、粉末、颗粒、凝胶体或胶体的压力损失/或用来保持这些物质。该装置可同样应用于非果汁容器吸管(例如其他吸管、婴儿瓶奶嘴等)，并且可用于例如医疗等可选领域。泄漏防止装置的完整性可基于材料质量、制造技术、附着技术和所面对的压力。在任何实施方式中，该结构应当基本上阻止流体流过柔性止回阀并且理想地提供了100％的止回性。


一个柔性止回阀被引入用于泄漏防护的流体路径内。柔性止回阀(300)可以是鸭嘴状/交叉嘴状阀，包括多个限制流体在管状元件内流动的柔性元件(306)。该柔性止回阀优选地与吸管(100)一起使用以阻止液体从例如饮料盒(200)的容器内流出。优选地，柔性止回阀是使用适配器(900)附着的交叉嘴状阀(400)。液体设计成仅当外部压力(405)(例如用户的手指或唇)施加到阀上时才流过。当力不再施加到阀段上时，该阀返回其正常的关闭位置并且全部或基本上阻止流体流出。