廣口容器的密合蓋組件的製作方法
2023-09-11 05:22:30 2
專利名稱：廣口容器的密合蓋組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及用於廣口容器，特別是飲用容器的改進的螺紋密合蓋組件。本發明還提供了用於此類組件中的改進的螺紋密合蓋。
術語「飲用容器」指的是在頂部具有開口的容器，該開口要大到足以從該開口吮吸到液體。例如，其可以是飲用玻璃杯或杯子。本發明使多種日常的飲用玻璃杯或杯子構型能夠裝有安全、防漏以及任選的壓力密閉的密合蓋。人們將認識到本發明的密合蓋組件還適用於多種其它的廣口容器，特別是用來在壓力下貯存材料的那些。
當前，商業上大量生產的飲料容器在容器頸部和密合蓋上採用連續的螺旋式螺紋。該螺紋包含在容器頸部的基本連續的單螺紋部分，其具有小傾角，一般小於5°。為確保所述密合蓋不會自發旋鬆需要小傾角。當將密合蓋上緊在容器頸部時，小傾角還在密合蓋和容器頸部之間提供了為獲得氣密性壓縮密封所需的扭轉力矩。螺旋式螺紋的小傾角還意味著一般需要將密合蓋旋轉360°以上以使其從容器頸部完全脫離下來。
這些小傾角螺紋的缺點包括將密合蓋去掉和重新緊固在頸部上需要費力的旋轉、為形成長螺紋而要過量使用模塑材料和由螺紋的小傾角造成的擅動指示環從密合蓋裙邊上的不可靠分離。對飲用容器而言，由於較大開口所需的小傾角螺紋容易發生溢扣(crossed)，所以將密合蓋上緊在頸部上非常困難。而且，對廣口飲用容器而言，過量使用模塑材料的問題特別嚴重。
在國際專利申請WO95/05322中，本申請人描述了一種碳酸飲料容器用的改進的壓力安全密合蓋。該申請描述了具有基本連續螺紋的密合蓋組件，該螺紋確定了基本連續的螺旋形螺紋線，但螺距可以變化。通過旋轉360°或更少，可以將密合蓋在容器頸部從完全脫離位置移動到完全上緊的位置。頸部或密合蓋上的螺紋設有相互接合的元件，當密合蓋處於從容器頸部產生的軸向壓力下時，這些元件在中間位置以上阻擋或限制密合蓋在旋鬆方向上的旋轉，所述頸部和密合蓋被構造和布置以便至少當密合蓋在中間位置時，為來自容器頸部的排出氣體提供了排氣口。這一壓力安全特徵防止了密合蓋一旦從容器頸部開始被旋鬆即被失控地吹出。這樣，就能在容器和密合蓋組件中採用較短的、傾斜更大的螺紋或多頭螺紋，這樣使所述組件在不犧牲壓力安全性的情況下而更加老幼皆宜。WO97/21602和WO99/19228描述了WO95/05322的組件的改進型。
WO95/05322示範的飲料容器密合蓋組件在蓋子上具有較短突起螺紋段，在容器頸部上具有較長(但仍比常規的小傾角密合蓋組件短)突起螺紋段。該布置是常規性的，部分是因為蓋子高速注塑的要求，根據該要求，蓋子必須在最小扭曲的條件下被從(優選)單件塑模心軸上撞下來。
有意思的是，飲料容器的各種螺旋頂蓋形式至今仍未完全取代帶有冠狀密合蓋的玻璃瓶。儘管冠狀密合蓋需要用瓶啟子打開，且不能以氣密方式重新上緊在瓶頸上，由此這需要在打開後立即將這種瓶中的全部內容物消費掉。
本申請人認為冠狀密合蓋持續被應用的原因之一是它們更適宜從瓶中直接消費，因為其瓶頸相對較光滑的表面在消費者的唇間更為舒適。這一特徵稱作瓶頸的「用戶友好性」。相反，螺旋頂蓋容器的頸部具有頸部螺紋，這呈現給口唇以相對較粗糙或摩擦性的表面。
本發明的一個目的是提供改進的飲用容器用螺旋頂蓋式密合蓋組件。本發明尤其適用於裝有飲料，包括碳酸飲料的飲用容器。
本發明提供了飲用容器用螺紋密合蓋組件，其包含在飲用容器頂部的帶螺紋的開口(頸部)；所述開口的密合蓋，該密合蓋具有基座部分和裙邊部分；在開口上的第一螺紋，該第一螺紋包含一或多個第一螺紋段；在密合蓋裙邊的內表面上的第二螺紋段，該第二螺紋包含一或多個第二螺紋段；所述第一和第二螺紋被構造以使用戶只需通過將密合蓋在開口上簡便地旋轉即能夠上緊、取下和將密合蓋重新上緊在開口的密封位置上；其中所述第一螺紋段比第二螺紋段短，且其中每個第二螺紋段由多個徑向間隔開的突起部分組成，每個所述部分沿密合蓋裙邊周圍徑向延伸不超過約60°。
術語「飲用容器」指在頂部具有開口(頸部)的容器，該開口大到足以從該開口吮吸液體。通常，飲用容器的開口的內徑至少為約3cm，優選約4cm-約10cm，更優選約5cm-約8cm。該開口通常基本為圓筒形。本發明也適用於具有這些優選直徑的開口的其它廣口容器。
在某些實施方案中，飲用容器基本呈管狀，例如可以是飲用玻璃杯的形狀。在某些實施方案中，頂部開口的面積至少為容器基底面積的約50％，優選為容器基底面積的至少約80％，在某些實施方案中，容器頂部開口的面積大於容器基底的面積。
飲用容器優選由熱塑性材料形成，即由模塑聚合物形成，但也可以由玻璃形成。優選將螺紋開口與飲用容器形成一件製品。
密合蓋優選由注塑用的熱塑性材料製成，本發明的一個特別的優點就是密合蓋可以容易地通過高速注塑工藝製造，以下將進一步描述。
優選至少有四個所述第一螺紋段。特別是在較大開口的構造中，可能要有八個、十二個、十六個或更多的第一螺紋段。第二螺紋段的數量一般與第一螺紋段的數量相同。優選地，這造成螺紋頭的數量與第一螺紋段的數量相等，或者優選至少兩個螺紋頭，更優選至少四個，更優選八個，十二個、十六個或更多的螺紋頭。
開口上的第一螺紋段比第二螺紋段短。這就是說它們圍繞開口徑向延伸的角比第二螺紋段圍繞密合蓋裙邊延伸的角要小。第一螺紋段不是在圍繞開口的所有方向上延伸，通常不會圍繞開口重疊。優選地，至少一個第一螺紋段圍繞開口周圍以約1-約30°周向延伸，更優選約2-約15°，更優選約3-約10°，更優選所有的第一螺紋段都是這樣延伸的。優選地，每個第一螺旋段的最大長度為約2-約20mm，更優選約4-約15mm，更優選約6-約12mm。優選至少約40％的開口周長不含第一螺紋段，更優選約50％-約95％的開口周長不含該螺紋段。大部分開口周長不帶有螺紋段提高了該開口的用戶友好性。
優選所有的第一螺紋段都具有基本相同的形狀和構型，這樣螺紋頭的數量可以等於第一螺紋段的數量。
術語「第一螺紋段」一般指在開口外側上細長的傾斜的突起。優選其不指簡單的突起部分或突起的短樁(peg)。第一螺紋段表面的平均傾角優選為約5°-約25°，更優選約10°-約20°。第一螺紋段的上部和下部表面可以具有不同的傾角，沿一個或其它表面的傾角也可以不同。優選地，至少一個所述表面具有至少一個圍繞著開口延伸至少約2mm，優選約5mm-約20mm的恆定傾角的區域。例如，第一螺紋段可以是具有圓滑端部的短螺旋式螺紋段，與詳細描述於WO95/05322或WO97/21602中的密合蓋上的螺紋段相似。
第一螺紋段沿容器縱軸的橫截面可以是基本呈三角形、矩形、圓形或帶倒角的矩形或梯形的。優選使第一螺紋段經過光滑處理。這就是說，在沿容器的縱軸方向上，至少所述段的一個邊緣經成型而在所述段的側面和所述段的頂部之間呈現出圓滑的或具有倒角的橫截面，而不是三角形、矩形或梯形橫截面。優選對基本上所有的所述段唇部的邊緣按該方式進行光滑處理。優選地，相對於現有技術而言，這樣的結果是增加了所述段頂部和所述段側面之間的曲率半徑。例如，該曲率半徑可以至少是0.5mm，更優選至少為1mm或2mm。優選地，沿容器縱軸方向的所述段的橫截面是基本連續的曲線如半圓或正弦曲線。這一經光滑處理的輪廓改善了開口螺紋成品的用戶友好性。
優選地，開口上第一螺紋段在成品螺紋的圓筒形基底之上的最大徑向高度大於0.1mm，更優選大於0.2mm且甚至更優選為0.5-3mm，最優選為1-2mm。優選地，第一螺紋段的寬度(沿容器的縱軸測量)為1mm-6mm，更優選2mm-4mm。採用這樣的相對較寬大和高的螺紋段有助於生產出用戶友好的頸部成品，在其上，可以以氣密方式上緊和重新上緊適用的螺旋式頂蓋。然而，短的第一螺紋段以及通常該第一螺紋段的帶圓角的或經光滑處理的橫截面使開口上相對較高的螺紋成品能被製成具有用戶友好性，特別是製成使直接從開口飲用的用戶的口唇感覺舒適。
優選在密合蓋裙邊內側上的第二螺紋段確定了基本連續的螺旋形螺紋線，沿該螺旋形螺紋線第一螺紋段在螺紋開口上從基本完全脫離位置移動到基本完全上緊的密合蓋位置。這就是說，第一和第二螺紋不是像錯齒式密合蓋(常用於短螺紋段)那樣以步進式接合，而是以常規的連續螺旋式螺絲的方式接合。換句話說，在螺旋形螺紋線的全長上，其傾角通常小於90度。人們將認識到，螺旋線的傾角可能不是恆定的。優選螺旋式螺紋線的平均傾角為5-20度。
連續的螺紋線使老人和體弱者或幼兒能特別容易地閉合組件。相反，US-A-5135124所述種類的錯齒式螺紋需要相對複雜的步進式操作來將密合蓋上緊在開口上，結果是密合蓋經常上緊得不充分。而且，極其難於為密合蓋設計一個在錯齒式密合蓋組件打開時能可靠又輕易地分離的擅動指示環。最後，對於體弱的人而言，在容器內側的壓力下，連續螺紋比錯齒式螺紋更易於旋鬆下來。
第二螺紋段不是錯齒式螺紋段。第二螺紋段圍繞著密合蓋裙邊延伸足夠的距離，這樣一個螺紋段的頂部就靠近了另一個螺紋段的基底，即充分地靠近相鄰的螺紋段，二者的間隙太窄以致於不能使一個第一螺紋段垂直通過。在某些實施方案中，相鄰的第二螺紋段各自的頂部和基底以周向方式重疊。
優選地，至少一個第二螺紋段圍繞著密合蓋裙邊延伸至少約30°，優選至少45°，更優選圍繞著密合蓋裙邊延伸至少60°。在所述的螺紋段的頂部和基底部分間限定了螺紋間隙。當密合蓋在容器開口上旋緊或從其上旋鬆下來時，一個第一螺紋段移動通過該螺紋間隙。
優選要有八個、十二個或十六個第二螺紋段。優選由第一和第二螺紋段確定了四頭、八頭或十二頭的基本連續的且快速傾斜的螺旋形螺紋線。
優選地，通過一次順滑地旋轉約180°或更少，更優選約90°或更少，且最優選45°或更少，就能夠將密合蓋在開口上從完全鬆開位置移動到完全接合的位置(或相反方式)。
優選地，在密合蓋裙邊的圓筒形表面上第二螺紋段的最大徑向高度大於約0.1mm，更優選大於約0.2mm，甚至更優選約0.5-約3mm，最優選約1-約2mm。優選地，第二螺紋段的寬度(沿密合蓋裙邊的縱軸測量)為約1mm-約6mm，更優選約2mm-約4mm。
每個第二螺紋段由一或多個徑向間隔開的突起部分組成，每個所述部分圍繞著密合蓋裙邊徑向延伸不超過約60°，優選圍繞著密合蓋裙邊不超過約45°，更優選圍繞著裙邊約2°-約35°。徑向間隔開的突起部分優選被徑向延伸0°-約10°，優選約0.5°-約2°的間隙徑向隔開。優選間隙寬度為約0.1mm-約5mm，更優選約0.5mm-約2mm。換句話說，該第二螺紋優選是在每個螺紋段中具有多個間隙的斷開的或中斷的螺紋，但所述間隙要在徑向上足夠窄小以不會干擾第二螺紋段的運轉。這就是說，在第二螺紋段之間仍然確定了基本連續的螺旋形螺紋線。這要求第二螺紋段中的間隙(以及第二螺紋段間的間隙)在徑向上要比第一螺紋段窄。
優選地，每個第二螺紋段由至少兩部分，優選至少三或四部分組成，這意味著在該螺紋段中優選存在至少一個或優選至少二或三個間隙。在第二螺紋段中存在間隙可以改善在打開壓力容器時經由第二螺紋的排氣作用。更重要地，因為斷開的螺紋提供了對密合蓋裙邊徑向膨脹的阻力更小，該密合蓋在高速生產過程中更易於從單件塑模芯軸上撞下來。
優選地，至少一個所述的第二螺紋段也具有經光滑處理的橫截面。第二螺紋橫截面優選與上述的第一螺紋段的橫截面是互補的。人們會意識到，這樣的結果是第一和第二螺紋段之間配合得更好，例如，如果在平行於旋轉軸方向上它們具有相互匹配的橫截面形狀。而且，錐形或光滑的密合蓋螺紋使從塑模芯軸上將密合蓋撞下來更為容易，這有助於注塑法高速製造密合蓋而無需多部件模具組件。
本發明適用於任何形狀的各種飲用容器，其中需要用戶友好性，包括碳酸和非碳酸飲料的飲用容器。本發明適用於模塑的熱塑性塑料容器密合蓋組件，也適用於玻璃和金屬容器的密合蓋組件，以及它們的組合(例如帶有金屬或熱塑性塑料密合蓋的玻璃容器)。
優選地，本發明的容器密合蓋組件在容器開口和密合蓋上還包含互補的鎖緊裝置，該裝置能阻止在密合蓋被上緊或重新上緊到開口上以後，密合蓋從開口上完全接合的位置被旋鬆下來，直至施加了預定的最小打開力矩。這些元件使傾斜更大的螺紋和自由滑動(平行)螺紋得到應用而沒有密合蓋發生自動旋鬆的危險。採用傾斜更大的螺紋使在正常的頸部成品的尺寸和高度範圍內採用更寬和更高的螺紋段成為可能。
優選地，開口上的鎖緊裝置包含與密合蓋裙邊上的互補突起或凹進部相接合的突起或凹進部。更優選地，開口上的突起或凹進部按以上所定義的進行光滑處理。
更優選地，該鎖緊裝置包含在容器開口上的縱向鎖緊肋和在密合蓋裙邊部分上的互補鎖緊斜面。其中，當密合蓋完全接合在開口上時，鎖緊肋緊靠住鎖緊斜面的保持邊緣。在備選的優選實施方案中，可以在一或多個第一或第二螺紋段中設置鎖緊凹進部如縱向凹槽，並在開口的其它處或在密合蓋裙邊部分上設置縱向鎖緊肋，由此密合蓋在開口上完全接合和密封的位置上時，鎖緊肋被容納在螺紋段的凹進部中。此類鎖緊裝置詳細描述在WO91/18799和WO95/05322中，其全部公開重寫地在此引入作為參考。
互補的鎖緊裝置提供了很多重要的優點。首先，它們防止了由於容器內壓力造成的密合蓋從容器上完全接合和密封的位置上意外地卸扣。這也容允採用傾斜更大的螺紋。而且，當到達密合蓋的完全接合和密封的位置時，該鎖緊裝置提供明確的「卡嗒」聲，這樣給用戶以該位置的明確提示。這有助於確保在容器和密合蓋之間施加正確的壓縮力以獲得有效的氣密性密封。
優選地，本發明的容器密合蓋組件是用於碳酸飲料的組件，其中該容器還包含在容器開口和密合蓋上的相互接合的元件，以便當密合蓋處於產生於容器的軸向壓力下時，該元件在中間位置以上阻止或限制密合蓋在旋鬆方向上的旋轉。這就是所謂的壓力安全特徵，其在將密合蓋從壓力容器上去掉時旨在防止其不可控制地旋鬆或彈射出去。優選地，該壓力安全特徵的優選實施方案描述在WO95/05322、WO97/21602和WO99/19228中，將其全部內容特意在此引入作為參考。
優選地，使第一和第二螺紋經構造和布置以至少在密合蓋處於所述中間位置時，該密合蓋可以相對於容器開口進行軸向位移，並優選在密合蓋在開口上軸向移位時，例如在來自壓力容器內部的壓力下，使可相互接合的元件適於相互接合。更優選地，使相互接合的元件經過構造和布置，以便當密合蓋在中間位置向著容器內沿軸向發生位移時，例如當密合蓋向下旋緊在容器開口上時，不會相互接合。
優選地，相互接合的元件包含一個形成在第二螺紋段的上部表面上的梯臺或凹進部以提供第一鄰接表面，在一個第一螺紋段上的第二鄰接表面緊靠著該第一鄰接表面靠緊，以便在密合蓋在產生於容器的軸向壓力下，阻礙或限制密合蓋在所述中間位置上在旋鬆方向上的旋轉。(術語「上部」在該語境中指較為靠近密合蓋的基座，即較為遠離密合蓋的開口端。)更優選地，該第二螺紋段包含具有第一縱向橫截面的第一螺紋部分和具有比該第一橫截面窄的第二縱向橫截面的第二螺紋部分，藉此第一螺紋段緊靠著第二螺紋部分。相對較寬的第一橫截面優選與第二螺紋段的周向重疊區域相鄰，使該區域內的螺紋間隙相對較窄。
本發明的組件優選還包含另外的在容器和密合蓋之間形成壓力密閉式密封的裝置。在某些實施方案中，該密封裝置包含在密合蓋基座部分內的可壓縮襯墊以靠緊容器開口的唇部。優選地，該密封襯墊由可壓縮彈性體形成。可以在開口的唇部上或在密合蓋基座內密封襯墊的下面配以周向密封肋，以優化彈性體的壓縮作用實現密閉式密封。然而，優選該容器的唇部是光滑和圓滑的以優化其用戶友好性。
在其它實施方案中，該密封裝置可以包含在密合蓋裙邊內側同心突起的圓筒形密封塞，其與靠近開口的容器內側形成密閉式密封。
優選地，在容器開口和密合蓋上的第一和第二螺紋是傾角可變的螺紋，優選與WO97/21602中描述的一致，其全部內容在此引入作為參考。優選地，由第一區域在旋鬆方向上進行位移時，由第一和第二螺紋段限定的旋鬆螺紋線的傾角在第一區域內較小，在第二區域內較大。在第一區域內的螺紋線的傾角優選基本恆定。第一區域通常包括密合蓋密封在容器上的位置。優選地，第一區域延伸約2°-40°，優選圍繞容器開口或密合蓋裙邊的周向延伸5°-20°。優選地，第一區域內下部螺紋表面的傾角為1°-12°，更優選2°-8°。
優選地，第二區域與螺紋線的第一區域相鄰。優選地，第二區域內螺旋形螺紋線的傾角是基本恆定的，且第二區域優選延伸約2°-約35°，優選圍繞容器頸部或密合蓋裙邊的周向延伸約5°-約15°。優選地，第二區域內螺紋線的傾角為15°-35°。
採用傾角可變的螺紋使組合具有較陡平均斜度的快速旋轉螺紋更容易，這種螺紋是具有壓力安全性且老幼皆宜的。快速旋轉螺紋可以帶來的問題是，這些螺紋傾斜得太陡，造成在容器受壓時有從完全上緊在容器的位置上卸扣的趨勢。這一問題可以通過採用錯齒式螺紋來克服，但採用錯齒式螺紋會造成如上所述的各種問題。相反，傾角可變的螺紋解決了密合蓋在壓力下會卸扣的問題，同時保留了連續的快速旋轉螺紋的全部優點。
優選地，該螺旋式旋鬆螺紋線還包含與第二區域相鄰的第三區域，其中該第三區域具有較小的傾角。優選地，該第三區域具有相對恆定的傾角，優選為1-12°，更優選2-8°。該第三區域優選包含當密合蓋被阻擋在中間排氣位置時密合蓋在開口上的位置。第三區域相對較小的傾角降低了在高排氣壓力下密合蓋疊壓在阻擋裝置上的趨勢。
在某些實施方案中，密合蓋組件在密合蓋裙邊的內表面上包含有凹進部，該凹進部位於多個第二螺紋段的周向重疊的兩個之間，以提高在第二螺紋段間排氣用的橫截面積。
已經發現，相鄰的第二螺紋段的重疊部分之間的螺紋間隙的橫截面太小，而不能優化在全部情況下的排氣效果。該凹進部通過增加螺紋間隙的橫截面以增加經由螺紋間隙的排氣速率而克服了這個困難。
在第二螺紋段的周向重疊區域上增加排氣路徑的橫截面積使從容器內部更快地排出壓力成為可能，這樣在進行排氣時，減少了密合蓋被阻擋在中間位置上的時間長度而不會損失壓力安全性。
在這些實施方案中，所述凹進部可以包含在所述重疊區域內第二螺紋段之間圍繞著密合蓋裙邊延伸的細長凹槽。優選地，該細長凹槽基本平行於螺旋形螺紋線進行延伸。優選地，該凹進部包含在密合蓋裙邊內側的細長凹槽。優選地，該凹進部的縱向橫截面積為與該凹進部相鄰的第二螺紋段部分的平均縱向橫截面積的5％-50％。
現在以舉例的方式，參考附圖進一步描述本發明的飲用容器密合蓋組件的具體實施方案，其中
圖1顯示了結合了本發明的密合蓋組件的飲用容器的縱向橫截面視圖，密合蓋在容器開口上處於完全接合位置上，密合蓋上附帶有擅動指示環。
圖2顯示了圖1的飲用容器的縱向橫截面視圖，密合蓋重新上緊在容器開口上，擅動指示環已被取下；和圖3顯示了圖1橫截面的密合蓋區域的細節，組件背面的第一和第二螺紋段用剖視圖進行了顯示。
參照圖1和2，該實施方案是飲用玻璃杯形狀的飲用容器1，其具有直徑約5cm的基底2和內徑約7cm的頂部3以及圓形截面的管狀主體4。這種液體包裝形式的美學和實用的魅力是明顯的，但迄今尚不能製造出用於此類廣口容器的可靠的密合蓋組件。
該組件的主要特點與我們的國際專利申請WO95/05322、WO97/21602和WO99/19228中描述並要求權利保護的組件的那些特點相似，將它們的全部內容在此特意地引入作為參考。但是，需提請嚴重觀注的是，相對於那些申請中描述的密合蓋組件，在本發明中，密合蓋和容器開口上的螺紋被翻轉了。這就是說，在先的專利說明書詳細描述了具有在密合蓋裙邊上的短螺紋段和開口上的較長螺紋段的組件，而本發明只提供了在容器頸部上的短螺紋段和在密合蓋裙邊上的較長螺紋段。
該組件特別適用於貯存碳酸飲料，如啤酒。其包含在容器頂部的開口10和密合蓋12。容器和密合蓋都由塑性材料形成。該容器優選以用於此類容器的常規已知方式，通過聚對苯二甲酸乙二醇酯或聚苯乙烯的注塑、吹塑和/或熱成型來形成。密合蓋優選通過聚丙烯的注塑來形成。
參考圖3，容器開口10上配有由八個第一螺紋段18組成的八頭第一螺紋，如圖3所示。第一螺紋段18是圍繞著開口延伸了約10-15mm且具有約6°的較小傾角的下部表面和約13.5°的中等傾角的上部表面的短螺紋段。(術語「上部」在該語境中指距容器的開口端較近)。第一螺紋段18沿容器的軸向呈現出基本為梯形的橫截面。該容器具有圓滑的唇部以提高開口的用戶友好性。
參考圖1和3，密合蓋12包含基座部分14和裙邊部分16。在密合蓋裙邊16上設有由八個第二螺紋段20形成的第二螺紋，每一個第二螺紋段都具有下部螺紋表面22和上部螺紋表面24。(術語「上部」在該語境中指距離密合蓋的基座較近，即較為遠離密合蓋的開口端)。該上部和下部第二螺紋表面22、24給該螺紋段提供了基本呈梯形的側面邊緣，其與第一螺紋段的形狀是互補的。在相鄰第二螺紋段20上的所述上部和下部表面22、24的重疊區域之間限定了基本連續的、基本呈螺旋形的螺紋間隙26。
該組件的一個重要特徵是第二螺紋段20的上部表面24的輪廓，在我們的國際專利申請WO91/21602中對該輪廓進行了更詳細的描述。在第一、上部區域28中的上部螺紋表面24的基本恆定的傾角只有約6°。與該上部區域28毗鄰的中間區域30具有基本恆定的、大得多的約25°的傾角。由第二螺紋段20確定的螺旋形螺紋線的平均傾角為13.5°。
第二螺紋段20還包括與我們的國際專利申請WO095/05322描述並要求權利保護的相似的壓力安全特徵。簡言之，第二螺紋段20的最低部分確定了一個梯臺，其緊靠著第一螺紋段18的端部並當所述第一螺紋段18緊靠著上部表面24時，即當在密合蓋上存在沿軸向向容器外部的淨受力時，該梯臺阻止密合蓋12從開口10上旋鬆下來。與梯臺32毗鄰的第二螺紋段的上部表面24的第三區域34也具有約6°的小傾角。
該密合蓋組件在容器開口和密合蓋上還設有互補的鎖緊元件38以阻止密合蓋從容器上的完全接合位置旋鬆下來，除非施加了最小旋鬆轉矩。這些鎖緊元件包含四個在開口上的等徑向間隔開的鎖緊肋和在密合蓋裙邊16內側上的四個等徑向間隔開的保持斜面。該斜面包含徑向傾斜的外側面和徑向突起的保持邊緣，當密合蓋完全接合在開口上時，密合蓋上的肋靠緊該保持邊緣。該互補鎖緊裝置可以如我們的國際專利申請WO91/18799中所述，其全部內容在此特意引入作為參考。然而，在本實施方案中，鎖緊肋在容器上而不是在密合蓋上，這也有助於改善容器頸部成品的用戶友好性，尤其是採用經適當光滑處理的肋。
所述密合蓋組件還包含在密合蓋和容器之間形成氣密性密封的裝置。該裝置可以包含被壓在容器唇部上的氣密性彈性體密封襯墊。優選當彈性體密封襯墊被壓縮至其原始厚度的30％-70％時，獲得最佳密封。在其它的實施方案中，可以無需襯墊即實現密封，例如將密合蓋上經適當地構型設計的周向密封塞、肋和/或翼片壓在開口上。適用的密封布置描述在我們的共同未決申請WO02/42171中，其全部內容在此引入作為參考。
第二螺紋段20下端部終止於限定出形成第一制動的縱向肩部72的突起部分，該第一螺紋段18的第二端部74緊靠肩部72，由此阻止了密合蓋的過度上緊。
該密合蓋組件還任選地包含擅動指示安全特徵。這包含擅動指示環50，其最初與容器密合蓋12的裙邊16整體成型，並通過脆性的橋與之連接。該擅動指示環包含多個整體成型的、韌性的、徑向向內的保持用小突舌。在容器開口10上配有周向保持唇部56。還可以在容器上圍繞著開口在周向保持唇部56下面以徑向間隔方式設置棘爪狀突起(未顯示)，以阻止擅動指示環在開口10上沿旋鬆方向旋轉。但是，優選對棘爪狀突起進行光滑處理或將其省略掉以改善容器開口成品的用戶友好性。該擅動指示環特徵的結構和操作與我們的國際專利申請WO94/11267中所描述並要求權利保護的相一致，其全部內容特意在此引入作為參考。
在使用中，通過常規方式向下旋緊而將密合蓋12上緊在容器開口10上。通過旋轉約45°可以將密合蓋12在容器上從完全脫離位置移動到完全接合位置。當將密合蓋向下旋緊時，通常存在由用戶施加在密合蓋上的指向容器中的淨軸向力，因此，第一螺紋段18靠緊併疊壓在密合蓋裙邊上的第二螺紋段20的突起部分的上部表面22上。這樣，可以看出，第一螺紋段沿著可變傾角的螺旋線展示出基本連續的紋路。第一和第二螺紋是自由滑動的，即直至靠近完全接合位置前，在螺紋段之間基本上沒有摩擦力矩。45°密合旋轉、基本連續的螺紋線和自由滑動螺紋這些特徵都使密合蓋極易於上緊和重新上緊，特別是對於老齡或患關節炎的人士或者幼兒。
當密合蓋靠近容器開口10上的完全接合位置時，發生了幾件事情。首先，擅動指示環50開始疊壓在容器開口上的保持唇部56上。擅動指示環50上的保持用小突舌徑向向外撓曲，使擅動指示環能夠跨過保持唇部56，而無需向脆性橋施加過多徑向應力。
其次，容器開口上的鎖緊肋疊壓在密合蓋裙邊16上的保持斜面的外傾斜表面上。傾斜表面的輕微坡度與密合蓋裙邊16的回彈力結合在一起，這意味著只需要相對較小的附加力矩即能使鎖緊肋疊壓在傾斜表面上。
第三，起初在密封襯墊或容器密合蓋基座內的其它密封裝置與容器上密封唇部48之間的鄰接造成了在密合蓋上指向容器外的淨軸向力。該力將螺紋段18從與第二螺紋段20突起部分的下部表面22的靠緊狀態推開，變為與第二螺紋段20突起部分的上部表面24靠緊。更具體而言，其使第一螺紋段18進入與上部螺紋表面24的突起部分的上部區域28靠緊的狀態。密合蓋在向下旋緊方向上的持續旋轉使第一螺紋段18沿上部區域28移動直至到達最終的、圖3所示的完全接合位置。上部表面28的小傾角意味著這進一步的旋轉施加了強扭轉力矩(頂壓)，將密封襯墊壓向密封肋48以獲得有效的氣密性密封。
當密合蓋12在容器開口10上到達完全接合的位置時，鎖緊肋在相應的傾斜表面40的頂部「咔嗒」一聲滑過並與棘爪斜面的陡直保持表面靠緊。在相同位置上，第一螺紋段18的第二端部74與制動肩部72在第二螺紋段的頂部靠緊，這樣阻止密合蓋進一步上緊而超過損壞螺紋和/或過度擠壓密封襯墊的程度。
當密合蓋12在容器開口10的完全接合位置時，第一螺紋段16的上部表面靠在第二螺紋段20突起部分的上部表面24的上部區域28上，如圖3所示。第一螺紋段的上部表面具有與上部區域28相匹配的小傾角，這樣將區域28中突起部分之間的接觸面積最大化，由此將由密合蓋施加的軸向力圍繞著容器開口分布得儘量均勻。因為區域28中的小傾角，幾乎沒有由於容器內壓力而產生的出容器的軸向力通過該位置螺紋表面間的靠緊作用被轉化為旋鬆旋轉力。這大大降低了密合蓋在壓力下自發旋鬆的趨勢。還通過鎖緊肋和鎖緊斜面上的保持邊緣間的靠緊作用阻止了自發旋鬆。本組件的一個重要優點就是由於下部區域28中螺紋的小傾角而降低了自動旋鬆趨勢，這意味著可以降低鎖緊元件38的最小打開力矩而沒有密合蓋會自動吹掉的風險。這使密合蓋更易於被老年人或關節炎患者或幼兒去掉，而不會降低密合蓋的壓力安全性。
在使用中，通過簡單的旋鬆即可將密合蓋從容器上去掉。需要起初最小的旋鬆力矩來克服鎖緊元件38的阻力。一旦該阻力被克服，基本上不需要用戶施加力矩以旋鬆密合蓋。容器內的內壓在容器開口的方向上產生出作用於密合蓋上的軸向力，其結果就是隨著密合蓋被旋鬆，第一螺紋段18疊壓在第二螺紋段20突起部分的上部表面28上。第一螺紋段首先疊壓在上部區域28上，然後，疊壓在第二螺紋段20上部表面的陡峭傾角的中間區域30上。然後，第一螺紋段18與第二螺紋段20的下部突起部分32靠緊。在該位置上，當沿螺紋線26進行排氣時，進一步的旋鬆被阻止。還應注意的是，在這個中間排氣位置，第一螺紋段18首先靠緊在第二螺紋段20上部表面的區域34。區域34的小傾角造成幾乎沒有作用在密合蓋上的軸向力被轉化成旋鬆旋轉力矩，這樣降低了使密合蓋壓力安全特徵失效和吹出的趨勢。
從容器內的排氣一完成，以至不再有軸向向上的力作用在密合蓋上時，密合蓋可以下落，使第一螺紋段18與第二螺紋段的下部表面22鄰接。在該位置，可以繼續旋鬆將密合蓋完全從容器上脫離下來。
對以上實施方案僅以舉例的方式進行了描述。處於所附的權利要求範圍以內的本發明的許多其它實施方案對技術熟練的讀者而言是顯而易見的。特別地，本發明不限於飲用容器的密合蓋組件，或由模塑熱塑性塑料成型的容器。
權利要求
1.廣口容器用的螺紋密合蓋組件，所述組件包含容器開口；所述開口的密合蓋，該密合蓋具有基座部分和裙邊部分；在開口上的第一螺紋，所述第一螺紋包含一或多個第一螺紋段；在密合蓋裙邊內表面上的第二螺紋，所述第二螺紋螺紋包含一或多個第二螺紋段；所述第一和第二螺紋被構造以能夠使用戶通過旋轉在開口上的密合蓋來上緊、去掉和將密合蓋重新上緊在開口上的密封位置上；其中所述第一螺紋段比所述第二螺紋段短；和其中每個第二螺紋段由一或多個徑向間隔開的突起部分組成，每個所述部分圍繞著密合蓋裙邊徑向延伸不超過約60°。
2.權利要求1的密合蓋組件，其中的容器具有基底和基本呈管狀的側壁，且開口的橫截面積至少為基底橫截面積的50％。
3.權利要求1或2的密合蓋組件，其中有四個或更多的所述第一螺紋段。
4.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第一螺紋段圍繞著容器頸部周向延伸5mm-30mm。
5.權利要求4的密合蓋組件，其中至少一個第一螺紋段圍繞著容器頸部周向延伸10mm-20mm。
6.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第一螺紋段具有平均傾角為5°-25°的上部或下部表面。
7.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第一螺紋段具有帶有圍繞著容器開口延伸至少10mm的恆定傾角區域的上部和下部表面。
8.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第二螺紋段圍繞著密合蓋裙邊延伸至少45°。
9.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第二螺紋段由兩個或更多突起部分組成。
10.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中每個徑向間隔開的突起部分圍繞著密合蓋裙邊延伸不超過約45°。
11.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中的徑向間隔開的突起部分被徑向延伸0-約10°的間隙徑向隔開。
12.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中第一和/或第二螺紋段的最大徑向高度為約0.5-約3mm。
13.前述權利要求任一項的密合蓋組件，還包含在容器開口上和密合蓋上的相互接合元件，以便當密合蓋處於出容器方向上的軸向壓力下時在中間位置以上阻止或限制密合蓋在旋鬆方向上的旋轉。
14.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中第二螺紋段確定了基本連續的螺旋形螺紋線，沿該螺旋形螺紋線所述第一螺紋段在容器上從密合蓋的基本完全脫離位置移動到基本完全上緊的位置。
15.權利要求14的密合蓋組件，其中所述螺旋形螺紋線的平均傾角為5-20°。
16.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中第二螺紋段確定了至少一個凹進部以接納所述第一螺紋段，所述凹進部基本呈螺旋形並圍繞密合蓋裙邊延伸超過30°。
17.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中有四個或更多的第二螺紋段。
18.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中至少一個第二螺紋段具有經光滑處理的橫截面。
19.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中第一螺紋段沿組件縱軸的橫截面為圓滑的、有倒角的、梯形的或三角形。
20.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中可以通過一次滑順地旋轉約90°或更少使密合蓋在容器上從完全鬆開位置移動到完全接合的位置。
21.權利要求20的密合蓋組件，其中可以通過一次滑順地旋轉約60°或更少使密合蓋在容器上從完全鬆開位置移動到完全接合的位置。
22.權利要求21的密合蓋組件，其中可以通過一次滑順地旋轉約45°或更少使密合蓋在容器上從完全鬆開位置移動到完全接合的位置。
23.前述權利要求任一項的密合蓋組件，還包含在容器開口和密合蓋上的互補的鎖緊裝置，在密合蓋被上緊或重新上緊在容器上以後，該鎖緊裝置阻止密合蓋從容器的完全接合位置上旋鬆下來，直至施加了預定的最小打開力矩。
24.權利要求18的密合蓋組件，其中容器開口上的鎖緊裝置包含與密合蓋裙邊上的互補突起或凹進部接合的突起或凹進部。
25.前述權利要求任一項的密合蓋組件，其中的容器由選自熱塑性塑料、玻璃、金屬及其組合的材料形成。
26.一種用於前述權利要求任一項的廣口密合蓋組件的密合蓋。
全文摘要
廣口容器用螺紋密合蓋組件，所述組件包含容器開口(10)；該開口的密合蓋(12)，該密合蓋具有基座部分(14)和裙邊部分(16)；在開口上的第一螺紋(18)，所述第一螺紋包含一或多個第一螺紋段；在密合蓋裙邊(16)內表面上的第二螺紋(20)，所述第二螺紋(20)包含一或多個第二螺紋段；所述第一和第二螺紋被構造以能夠使用戶通過旋轉在開口上的密合蓋來上緊、去掉和將密合蓋重新上緊在開口上的密封位置上；其中所述第一螺紋段(18)比所述第二螺紋段(20)短；和其中每個第二螺紋段由一或多個經向間隔開的突起部分組成，每個所述部分圍繞著密合蓋裙邊徑向延伸不超過約60°。優選該廣口容器是飲用容器，如杯子或玻璃杯。
文檔編號B65D41/34GK1615244SQ02827121
公開日2005年5月11日 申請日期2002年11月19日 優先權日2001年11月20日
發明者R·M·金 申請人:比森父子有限公司