一種用戶容易使用的瓶子和封蓋螺紋組件的製作方法
2023-10-07 23:56:34
專利名稱：一種用戶容易使用的瓶子和封蓋螺紋組件的製作方法
技術領域：
本發明涉及容器改進的螺紋封蓋組件。本發明還提供了改進的螺紋封蓋。
背景技術：
目前商業大規模生產的飲料容器的頸部和封蓋帶有連續螺旋型螺紋。螺紋包括容器頸部的單個基本連續的帶有小螺旋角的螺紋部分，螺旋角一般小於5°。小螺旋角是必要的以便保證封蓋不會自動鬆開。當封蓋旋緊到容器頸部時，小螺旋角還可提供必要的槓桿作用使封蓋和容器頸部之間實現氣密壓縮密封。螺旋螺紋的小螺旋角還意味著封蓋一般需要轉動超過360°才能使其完全脫開容器頸部。
這種小螺旋角螺旋螺紋的缺點包括要費力地轉動，以取下和重新固定封蓋到頸部，過多使用模製材料來形成長螺旋螺紋，由於螺紋的小螺旋角，開啟顯示環與封蓋裙部產生不可信的分離。
本申請人已經在專利申請WO 95/05322介紹了一種碳酸飲料容器的改進的壓力安全封蓋。該申請介紹了具有基本連續的螺紋線的容器封蓋組件，螺紋線形成了基本連續的螺旋螺紋路徑，螺旋的傾斜角可以變化。通過轉動360°或不到360°封蓋可從容器頸部的完全脫開位置移動到完全固定位置。頸部或封蓋的螺紋設有可互相接合的構件，當封蓋受到從容器頸部向外方向的軸向壓力時，可阻擋或限制封蓋沿脫開方向轉動超過中間位置，頸部和封蓋設有通孔，至少當封蓋位於中間位置時，可從容器頸部排出氣體。這種壓力安全特點防止了封蓋開始從容器頸部鬆開時封蓋失控地掉落。因此，容器和封蓋組件上允許使用短的更陡傾斜度的或多頭的螺紋，從而使該組件非常方便老人和兒童使用，且不會喪失壓力安全。WO97/21602，WO99/19228分別介紹了WO 95/05322的組件的改進。
在WO 95/05322中示例性顯示的飲料容器封蓋組件具有封蓋上短的突出螺紋段和容器頸部上長的螺紋段。這種設置是常用的，部分原因是要求高速注射模製封蓋，根據這個要求，封蓋必須以很小變形地用單個模芯(最好)頂出。
有意思的是，具有各種形式頂部螺旋的飲料容器尚未完全代替帶有冠狀封蓋的玻璃瓶。儘管存在下面的事實，冠狀封蓋要求用開瓶器來打開，不能以氣密方式重新固定到瓶頸部，從而要求打開後馬上消費掉瓶中的全部容納物。
本申請人認為繼續使用冠狀封蓋的一個原因是玻璃瓶更適合直接從瓶口飲用，因為表面光滑的瓶口更適合消費者的嘴唇。這個特點可稱作消費者歡迎的瓶口。相反地，容器的頸部螺紋代表著對於嘴唇來說是粗糙或可引起磨損的表面。
發明內容
本發明的目的是提供一種用於容器的進行了改進的頂部螺紋封蓋組件。本發明特別適合於飲料容器，包括碳酸飲料容器。
本發明提供了一種帶螺紋的容器封蓋組件，包括帶有開口的容器頸部；用於頸部的封蓋，所述封蓋具有基部和裙部；位於所述頸部的第一螺紋，所述第一螺紋包括一個或多個第一螺紋段；所述封蓋裙部內表面上的第二螺紋，所述第二螺紋包括一個或多個第二螺紋段；所述第一和第二螺紋設置成，通過使用者簡單轉動頸部的封蓋，能夠進行固定、取下和重新固定封蓋到頸部的密封位置；其中所述第一螺紋段比所述第二螺紋段短，和各所述第二螺紋段由多個徑向間隔開的突出部分組成，各所述突出部分圍繞封蓋裙部徑向延伸不超過大約60度。
容器頸部最好用熱塑性材料製造，即用模製的聚合物，但也可用玻璃製造。
封蓋最好用注射模製的熱塑性塑料製造，本發明的特別優點在於封蓋可容易地通過高速注射模製來製造，下面將進一步介紹。
對於碳酸飲料容器來說，頸部的平均內徑一般在大約1.5到3釐米。在另外實施例中，頸部具有較大的直徑以利於飲用或從頸部傾倒，如平均內徑在大約3到8釐米，最好在大約4到6釐米。
至少要有兩個所述第一螺紋段。最好有至少4個所述第一螺紋段。對於較大的頸部，特別地可以有6個、8個、10個、12個或更多個第一螺紋段。第二螺紋段的數量一般與第一螺紋段的數量相同。最好導致螺紋頭數等於第一螺紋段數量，或者至少要有2頭螺紋，最好是至少要有4頭螺紋，比如6頭螺紋或8頭螺紋。
容器頸部的第一螺紋段比第二螺紋段短。即，其沿徑向圍繞頸部延伸通過的角度比第二螺紋段繞封蓋裙部延伸通過的角度小。第一螺紋段最好不在整個頸部上延伸，最好在容器頸部上不重疊。至少一個第一螺紋段圍繞容器頸部沿圓周延伸大約1到60度，更好是繞容器頸部延伸大約2到45度，5到30度更加好，最好是大約10到20度，並且最好所有的第一螺紋段都這樣延伸。各第一螺紋段的最大長度為大約2到20毫米，大約4到15毫米更好，最好是大約6到12毫米。所有的第一螺紋段最好具有基本相同的形狀和結構，因此，螺紋的頭數可等於第一螺紋段的數量。
術語「第一螺紋段」一般是指容器頸部表面的傾斜的細長突出部。一般不是指簡單的突出部分或凸部。第一螺紋段表面的平均傾斜度是大約5°到25°，最好是10°到20°。第一螺紋段的上下表面可具有不同的傾斜度，一個或另一個所述表面的傾斜度可以變化。至少一個所述表面最好具有圍繞容器頸部延伸至少5°的至少一個恆定傾斜區。例如，第一螺紋段可以是具有圓端部的短螺旋螺紋段，類似於WO 95/05322或WO 97/21602中詳細介紹的封蓋螺紋段的形狀。
第一螺紋段沿頸部縱軸向的截面可以是三角形、矩形、圓整或倒角的矩形、或梯形。第一螺紋段最好是光滑的。即，螺紋段至少一個邊的形狀沿頸部縱軸線顯現出圓整或倒角的截面，螺紋段的邊和頂部之間不是三角形、矩形或梯形截面。最好螺紋段的幾乎所有邊以這種方式光滑。與現有技術相比，螺紋段的頂和邊之間的曲率半徑最好增加。例如曲率半徑可以是至少0.5毫米，最好是至少1到2毫米。螺紋段沿頸部縱軸向的截面基本是連續曲線，比如半圓或正弦曲線。這種光滑形狀可提高頸部螺紋製品受使用者歡迎的程度。
第一螺紋段在頸部圓柱基體以上的最大徑向高度大於0.1毫米，大於0.2毫米更好，在0.5到3毫米之間還要好，最好是在1到2毫米之間。第一螺紋段的寬度(沿容器頸部的縱軸線測得)是1到6毫米，最好是2到4毫米。使用相對大和高的螺紋段有助於產生使用者喜歡的頸部表面，適當的頂部螺紋可通過壓力固定的方式固定和重複固定到頸部。然而，第一螺紋段的縮短和第一螺紋段的通常圓整或平整的截面使得較高的頸部受使用者歡迎，尤其使得直接從瓶口飲用的使用者的嘴唇感到舒服。
封蓋裙部內側的第二螺紋段最好形成基本連續的螺旋螺紋路徑，沿此路徑第一螺紋段從基本上完全脫開的位置移動到封蓋基本上完全固定在容器頸部的位置。即，第一和第二螺紋段不會如插入式封蓋那樣(一般用於短螺紋段)以臺階形式接合，而是以慣用的連續螺旋螺紋形式進行接合。換句話，螺紋路徑的傾斜度在整個長度上一般小於90度。應當認識到，螺旋的傾斜度可以不恆定。如前所述的碳酸飲料封蓋組件，螺旋螺紋路徑的平均傾斜度最好是從5到20度。對於前面所述的寬口組件，傾斜度也不同。
這樣的連續螺紋線路徑使得組件很容易被老人、體弱的人和兒童關閉。相反地，美國專利US-A-5135124介紹的那種插入式螺紋要求相對複雜的臺階操作來固定封蓋到容器頸部，結果是封蓋經常不能令人滿意地固定到容器頸部。此外，設計打開插入式封蓋組件時能夠可靠和容易地分離的開啟顯示環非常困難。最後，與插入式螺紋相比，連續螺紋線使體弱的人容易克服容器內部壓力擰緊。
第二螺紋段不是插入式螺紋段。第二螺紋段繞封蓋裙部延伸足夠的距離，一個螺紋段的頂部接近另一螺紋段的底部，並最好繞封蓋裙部重疊另外的螺紋段一定角度距離。即，相鄰的第二螺紋段的各個頂部和底部最好沿圓周重疊。至少一個第二螺紋段圍繞封蓋裙部延伸至少45度，至少60度更好，最好是至少90度。在螺紋段的所述頂部和底部之間形成螺紋間隙。當封蓋擰到容器頸部或從其脫開時，第一螺紋段移動通過螺紋間隙。
最好設置4個、6個或8個第二螺紋段。第一和第二螺紋段最好形成4頭、6頭或8頭的基本為連續和快速傾斜的螺紋路徑。
封蓋最好通過一次平滑轉動大約360度或不到360度，大約180度或不到180度更好，最好是大約90度或不到90度，從容器頸部上的完全脫開位置移動到完全接合位置。
第二螺紋段在封蓋裙部的圓柱表面以上的最大徑向高度大於約0.1毫米，大於0.2毫米更好，距離0.5到3毫米之間還要好，最好是大約在1到2毫米之間。第二螺紋段的寬度(沿封蓋裙部的縱軸線測得)大約為1到6毫米，最好是大約2到4毫米。
第二螺紋段分別由一個或多個徑向間隔開的突出部組成，所述各突出部分繞封蓋裙部徑向延伸不超過大約60度，不超過45度更好，最好是在大約2度到35度之間。徑向間隔開的突出部最好被徑向延伸0度到10度，最好是徑向間隔0.5度到大約2度，的間隙沿徑向間隔開。間隙的寬度最好是大約0.1毫米到大約5毫米，最好是大約0.5毫米到2毫米。換句話，第二螺紋最好是斷開的或間斷的螺紋，各螺紋段帶有多個間隙，但間隙在徑向足夠窄，不會干擾第二螺紋段的操作。即，第二螺紋段仍形成基本連續的螺旋螺紋路徑。這要求第二螺紋段上的間隙(以及第二螺紋段之間的間隙)沿徑向要比第一螺紋段窄。
各第二螺紋段最好由至少兩部分組成，更好是由三或四部分組成，這樣表示螺紋段有至少一個或最好有至少二個或三個間隙。在第二螺紋段上存在間隙，當打開帶壓的容器時，可促進氣體通過第二螺紋段排出。更重要的是，封蓋在高速製造期間容易頂出單件模芯，因為斷開的螺紋對封蓋裙部徑向膨脹具有較低的阻力。
至少一個第二螺紋段最好具有光滑的截面。第二螺紋截面最好與上面介紹的第一螺紋段的截面互補。應當認識到，如果具有平行於旋轉軸線的配合截面形狀，可導致第一和第二螺紋段之間更好地配合。此外，封蓋上的倒角或光滑的螺紋使得更容易推開模芯，有利於通過注射模製來高速製造封蓋，因而無需採用多個部分組成的模製件。
本發明還可應用於各種不同的便於使用者使用的容器，包括碳酸飲料和非碳酸飲料的容器。本發明還可用於模製的熱塑性塑料容器的封蓋組件、玻璃或金屬容器的封蓋組件，以及組合件(如玻璃容器頸部帶有金屬或熱塑料的封蓋)。
根據本發明的容器封蓋組件最好還包括容器頸部和封蓋上的互補的鎖定機構，在所述封蓋已經固定或重新固定到容器頸部後，可阻止封蓋從容器頸部的完全接合位置鬆開，直到施加預定的最小打開扭矩。這些構件可使用傾斜度更大的螺紋和空轉(平行)螺紋，不會出現封蓋自動脫開的問題。使用傾斜更大的螺紋可在普通頸部製品頸部的尺寸和高度限制下採用更寬和更高的螺紋段。
容器頸部的鎖定機構最好包括突出部或凹槽，以接合封蓋裙部上的互補的突出部或凹槽。容器頸部的突出部或凹槽最好是光滑的，如前面所介紹的。
鎖定機構最好包括容器頸部上的縱向鎖定肋和封蓋裙部上的互補的鎖定斜面，當封蓋完全接合到容器頸部時，鎖定肋與鎖定斜面的固定邊對接。在另外的可選擇實施例中，鎖定凹槽，如縱向槽可設置在一個或多個第一或第二螺紋段，縱向鎖定肋可設置在另外的容器頸部或封蓋裙部上。因此，在容器頸部的封蓋完全接合和密封位置，鎖定肋容納在螺紋段的凹槽中。這種鎖定機構在WO 91/18799和WO 95/05322給出介紹，其內容本文參考引用。
互補的鎖定件提供了許多重要優點。首先，可防止由於容器內部的壓力封蓋從容器頸部上的完全接合和密封位置鬆脫。還有，容器頸部和封蓋可採用更陡傾斜度的螺紋。此外，當封蓋到達容器頸部的完全接合和密封位置時，鎖定機構提供肯定的聲響，因此使用者得到到達該位置的肯定提示。這樣有助於保證準確的壓縮程度施加到容器和封蓋之間，得到有效的氣密密封。
根據本發明的容器封蓋組件最好是用於碳酸飲料的組件，其中容器包括設置在頸部和封蓋的可互相接合的構件，當封蓋受到沿容器頸部向外方向的軸向壓力時，可阻止或限制封蓋沿鬆開方向旋轉超過中間位置。這就是所謂的壓力安全特性，用於在壓力下從容器頸部取下封蓋時，防止封蓋失控脫開或掉落。該壓力安全特性的優選實施例在WO 95/05322、WO 97/21602和WO 99/19228給出介紹，其內容本文參考引用。
第一和第二螺紋最好設置成，至少當封蓋位於所述中間位置時，允許封蓋相對頸部軸向移動；例如在帶壓容器的內部軸向壓力作用下，可接合的構件最好在封蓋沿頸部向外方向軸向移動時能互相接合。可互相接合的構件最好設置成，當封蓋在中間位置沿朝頸部向內的方向軸向移動時，如封蓋向容器頸部擰緊時，不能互相接合。
互相可接合的構件最好包括在一個第二螺紋段的下表面上形成的臺階或凹槽以提供第一對接表面，一個第一螺紋段上的第二對接表面與此表面對接，當封蓋在從容器頸部向外方向上的軸向壓力作用下在所述中間位置沿脫開方向轉動時，將受到阻擋和限制。
第二螺紋段最好包括具有第一縱向截面的第一螺紋部分，和具有第二縱向截面的第二螺紋部分，第二縱向截面比第一縱向截面窄，因此，第一螺紋段對接第二螺紋段。比較寬的第一截面最好臨近第二螺紋段的圓周向重疊區，導致在該區有比較窄的螺紋間隙。
根據本發明的組件最好包括另外的在頸部和封蓋之間形成壓力密封的機構。在一些實施例中，密封機構包括封蓋基部內可壓縮襯墊，可與容器頸部的唇邊對接。密封襯墊最好用可壓縮的彈性體形成。圓周向密封肋設置到容器頸部的唇邊上，或設置在封蓋的基部內密封襯墊的下面，以使彈性體的壓縮最佳化，實現壓力密封。但是，容器頸部的唇邊最好是光滑和圓整的，以便最佳化使用方便性。
在另外的實施例中，密封機構可包括同心向封蓋裙部內側突出的圓柱形密封凸部，因此與靠近開口的容器頸部內側形成壓力密封。
容器頸部和封蓋的第一和第二螺紋段最好是具有變化傾斜度的螺紋，如WO 97/21602的介紹，其內容本文參考引用。由第一和第二螺紋段形成的鬆開螺紋路徑的傾斜度在第一區較低，在沿鬆開方向與第一區間隔開的第二區的傾斜度較高。第一區的螺紋路徑的傾斜度最好基本是常數。第一區一般包括封蓋與容器頸部的密封位置。第一區最好繞容器頸部或封蓋裙部的圓周延伸20°到40°。第一區的下螺紋表面的傾斜度在1°到12°的範圍，最好在2°到8°的範圍。
第二區最好位於螺紋路徑的第一區附近。第二區的螺旋螺紋路徑的傾斜度最好基本是常數，第二區最好繞容器頸部或封蓋裙部的圓周延伸15°到35°。第二區的螺紋路徑的傾斜度在15°到35°的範圍。
使用變化傾斜度的螺紋使其容易結合具有較陡平均傾斜度的快速旋轉螺紋，這樣的傾斜度老人和兒童容易使用，並具有壓力安全的特性。快速旋轉螺紋帶來的問題是傾斜度過陡，當容器具有壓力時，封蓋容易從容器頸部上的完全固定位置退出。這個問題可通過使用插入式螺紋來克服，但如上所述，使用插入式螺紋可導致許多另外的問題。相反地，變化傾斜度的螺紋解決了壓力下封蓋退出的問題，同時保持了連續快速轉動螺紋的所有優點。
螺旋的鬆開螺紋路徑最好還包括靠近第二區的第三區，第三區具有較低的傾斜度。第三區最好具有相對恆定的傾斜度，可處於1到12°的範圍，最好為2到8°。第三區最好包括當封蓋被阻擋在中間氣體排出位置時的封蓋在容器頸部的位置。第三區相對較低的傾斜度減少了封蓋在高氣體排出壓力下越過阻擋機構的可能性。
封蓋組件最好包括封蓋裙部內表面上的凹槽，凹槽位於沿圓周重疊的兩個第二螺紋段之間，以增加作為第二螺紋段之間氣體出口的截面區。
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截面過小，不能在所有情況下形成最佳的氣體排出。可通過增加螺紋間隙截面增加氣體流過螺紋間隙的流量來克服這個困難。
在第二螺紋段的圓周向重疊區域的排氣路徑的增加的截面區允許容器內壓力從此快速排放，從而減少了排氣時封蓋阻擋在中間位置的時間，且不會有任何壓力安全的損失。
凹槽最好包括繞所述重疊區的第二螺紋段之間的封蓋裙部延伸的細長槽。細長槽最好基本平行於螺旋螺紋路徑延伸。凹槽最好包括在封蓋裙部內側的細長槽。凹槽的縱向截面區最好是靠近凹槽的第二螺紋段部分的平均縱向截面區的5％到50％。
在第二方面，本發明提供了容器封蓋組件的封蓋，所述封蓋包括基部和裙部，所述裙部包括從裙部向內突出並繞裙部沿徑向至少延伸大約90°的多個螺紋段形成的螺紋，其中螺紋段分別由多個徑向間隔的突出部分組成，各所述突出部分繞封蓋裙部徑向延伸不超過大約60°。
上面根據本發明的這個方面的封蓋的優選特徵是相對本發明的第一方面進行介紹。封蓋最好通過熱塑性塑料注射模製形成。
現在將參考附圖通過示例的方式來更加詳細地介紹根據本發明的容器封蓋組件的特定實施例，其中圖1是根據本發明的容器封蓋組件的視圖，其中封蓋處於容器頸部的完全接合位置，頸部用正視圖來顯示，封蓋的裙部部分剖開以顯示容器頸部的螺紋；圖2是圖1中封蓋組件取下封蓋後的容器頸部的側視圖；圖3是只通過圖1的組件封蓋的剖視圖；圖4是圖1組件的封蓋裙部的螺紋的平面化突出部，影線顯示的頸部螺紋分別位於施加封蓋期間的各個順序位置；圖5顯示了與圖4類似的突出部，但影線顯示的頸部螺紋分別位於取下封蓋期間的各個順序位置。
具體實施例方式
首先參見圖1和圖2，該實施例是容器封蓋組件，非常適合碳酸類飲料容器。這種組件的主要特徵類似於國際專利申請WO 95/05322和WO 97/21602和WO 99/19228介紹和公開的組件的特徵，這些專利的內容特別地在本文引用參考。但是，很重要地發現本發明的封蓋和頸部的螺紋是相反於這些申請中所介紹的封蓋組件。即，早前的專利說明書詳細介紹的組件在封蓋裙部具有較短螺紋段，在頸部具有較長螺紋段，因此本發明提供的頸部具有較短的螺紋段，在封蓋裙部有較長的螺紋段。
組件包括碳酸飲料容器的頸部10和封蓋12。容器頸部和封蓋都用塑料材料形成。容器最好以碳酸飲料容器慣用的方式通過注射模製和吹塑模製聚對苯二甲酸乙二醇酯形成。封蓋最好用注射模製聚乙烯來形成。
在容器頸部10，設置了由如圖2所示的4個第一螺紋段18組成的4頭第一螺紋，在圖3到5所示的螺紋進展中用影線來表示螺紋段。第一螺紋段18是短螺紋段，繞頸部延伸大約33°，並具有大約6°的較低傾斜度的下表面60和大約13.5°的中間傾斜度的上表面62。第一螺紋段具有沿頸部軸線基本為梯形的截面。容器頸部具有圓形的唇邊以增強頸部的使用便利程度。
參考圖1到3，封蓋12包括基部14和裙部16。封蓋裙部16設置了由4個第二螺紋段20形成第二螺紋，各螺紋段是由4個徑向間隔開部分組成，其中各部分由間隙分開並分別具有下螺紋表面22和上螺紋表面24(本文中的用語「上」意味著靠近封蓋的基部，即遠離封蓋的開口端)。上下第二螺紋表面22、24使螺紋段形成基本梯形側邊，其與第一螺紋段的形狀互補。基本連續的近似螺旋的螺紋間隙26在相鄰的第二螺紋段20的上和下表面22，24的互相重疊區之間形成。
可清楚地看到相鄰的第二螺紋段20的上和下部分沿圓周在一部分長度上重疊。
這種組件的重要特徵是第二螺紋段20上表面24的形狀，這在國際專利申請WO 97/21602給出了詳細介紹。在第一上區28的上螺紋表面24具有基本恆定大約為6°的傾斜度。上區28連接中區30，其具有基本恆定大約為25°的高得多的傾斜度。第二螺紋段20形成的螺旋螺紋路徑的平均傾斜度為13.5°。
第二螺紋段20還包括類似於國際專利申請WO 95/05322介紹和公開的壓力安全特徵。簡單地，第二螺紋段20的最低部分形成臺階，可與第一螺紋段18的端部對接，當所述第一螺紋段18與上表面24對接，即當封蓋受到沿容器頸部軸向向外方向的力時，可阻擋封蓋12與頸部10的螺紋鬆開。第二螺紋段的上表面24的第三區34位於臺階32附近，其也具有大約6°的低傾斜度。
容器和封蓋組件還在容器頸部和封蓋上設有互補的鎖定件，來阻擋封蓋從容器頸部上的完全接合位置脫開，除非施加最小的脫開轉矩。這些鎖定件包括容器頸部上4個徑向等間距的鎖定肋36和封蓋裙部16內側的4個徑向等間距的固定斜面38。斜面38包括徑向傾斜的外表面40和徑向突出的固定邊44，當封蓋完全結合到容器頸部時，肋部36對接到固定邊。互補的鎖定件可以如國際專利申請WO91/18799所介紹的，其全部內容本文參考引用。但在這個實施例中鎖定肋設置在容器頸部上，未設置在封蓋，這樣可幫助提高容器頸部製品的使用便利性，尤其是在設有適當的光滑肋部的情況下。
容器和封蓋組件還包括在封蓋和容器頸部之間形成氣密密封的機構。該機構可包括氣密彈性體密封襯墊46，可壓縮到容器頸部的唇邊上。最好當彈性密封襯墊壓縮到原有厚度的30％到70％之間時，實現最佳密封。在另一實施例中，密封的實現可以不必設置襯墊，例如可通過壓縮封蓋上適當結構的圓周向密封肋或肋片到容器頸部來實現。
第二螺紋段20的下端端接到形成縱向肩部72的突出部，肩部形成第一止動部，第一螺紋段18的第二端74可對接第一止動部，阻擋封蓋過份擰緊到頸部上。
容器封蓋組件還包括開啟顯示安全特徵。包括開啟顯示環50，其初始與容器封蓋12的裙部16整體形成，通過容易破裂的連接件52相連接。開啟顯示環50包括多個整體形成的柔性徑向向內突入固定片54。圓周向固定唇邊56設置在容器頸部10。棘齒狀突出部(未在實施例中顯示)也設置在容器頸部，位於圓周向固定唇邊56的下面並繞容器頸部徑向間隔開，可阻擋開啟顯示環50在容器頸部10上沿鬆開方向的轉動。但是，也可以選擇光滑的，或省略棘齒狀突出部，以提高頸部製品的使用便利性。開啟顯示環的結構和操作在國際專利申請WO 94/11267給出了介紹和公開，其全部內容在本文中參考引用。
使用中，封蓋12通過慣用方式擰緊固定到容器頸部10。封蓋12可通過轉動大約90度從容器頸部10的完全脫開位置移動到完全接合位置。當封蓋擰緊時，使用者一般會向封蓋施加指向容器頸部的純軸向力，因此，第一螺紋段18對接封蓋裙部的第二螺紋段20的突出部分的上表面22並沿其移動，如圖4所示。可以看出，第一螺紋段沿傾斜度變化的螺旋線沿基本連續的路徑移動。第一和第二螺紋是空轉，即螺紋段之間基本沒有摩擦力矩，直到接近完全接合位置。封蓋旋轉90度、基本連續螺紋路徑和空轉螺紋等特徵使得封蓋非常容易固定到容器頸部，特別適合老人、關節炎患者或兒童。
當封蓋接近容器頸部10的完全接合位置，多個情況發生。首先，開啟顯示環50開始越過容器頸部的固定唇邊56。開啟顯示環50的固定片54徑向向外變形使開啟顯示環越過固定唇邊56，無需過多的徑向應力作用到易破裂的連接件52。
其次，容器頸部的鎖定肋36頂入封蓋裙部16的固定斜面38的外傾斜表面40。傾斜表面40的平緩斜率與封蓋裙部16的彈性意味著只要施加較小的力矩就可使鎖定肋36頂入。
第三，容器封蓋基部內的密封襯墊46和容器頸部上的密封唇48之間初步對接使封蓋產生沿容器頸部向外方向的徑向力。該力推動螺紋段18與第二螺紋段20的突出部分的下表面22脫開，而與第二螺紋段20的突出部分的上表面24對接。具體地，可導致第一螺紋段18與上螺紋表面24的突出部分的上區28對接。封蓋沿擰緊方向的連續轉動使第一螺紋段18沿上區28移動，直到到達圖4所示的最終的完全接合位置。上表面28的低傾斜度意味著進一步轉動將施加有力的槓桿作用(凸輪系統)將密封襯墊46壓到密封肋48，以便實現有效的氣密密封。
當封蓋12達到容器頸部10的完全接合位置後，鎖定肋36卡到各個傾斜表面40的頂部，並與棘齒狀斜面38的較陡的固定表面對接。在同一位置，第一螺紋段18的第二端74在第二螺紋段的頂部與止動肩72對接，從而阻擋封蓋進一步擰緊，否則將損壞螺紋和/或使密封襯墊過壓力。
當封蓋12位於容器頸部10的完全接合位置，第一螺紋段16的上表面60對接第二螺紋段20的突出部分的上螺紋表面24的上區28，如圖3所示。第一螺紋段20的上表面具有低傾斜度以配合上區28的傾斜度，使區28的突出部分之間的接觸面積最大，使封蓋施加的軸向力儘可能繞容器頸部均勻分配。因為區28的低傾斜度，容器內部壓力產生的容器頸部向外方向的較小軸向力通過在這個位置的螺紋表面的對接轉換成脫開旋轉力。這樣就極大地減小了在壓力下自動鬆開的傾向。自動鬆開還受到鎖定肋36和鎖定斜面38的固定邊44之間對接的限制。該組件的一個重要優點是下區28的螺紋低傾斜度導致的自動鬆開傾向的減少意味著鎖定件36、38的最小打開扭矩可以減少，而且不會出現封蓋自動掉落的危險。這使得封蓋更容易被老人或關節炎患者或是兒童取下，且不喪失封蓋的壓力安全。
使用中，封蓋通過簡單的鬆開螺紋就可從容器頸部取下。圖5顯示了容器頸部的的短螺紋段的鬆開螺紋路徑。開始，要有很小的鬆開轉矩來克服鎖定件36、38的抵抗力。一旦克服了抵抗力，使用者就不需要施加轉矩來旋下封蓋。容器內的內部壓力沿離開容器口的方向施加軸向力到封蓋，結果是，當封蓋旋開時，第一螺紋段18越過第二螺紋段20的突出部分的上表面28。第一螺紋段開始沿上區28移動，然後沿第二螺紋段20的上表面的傾斜度較陡的中區30移動。第一螺紋段18然後與第二螺紋段20的下突出部分對接，如圖5所示。在這個位置，當氣體沿螺紋路徑26排出時，封蓋不能進一步鬆開。應當注意到，在這個中間氣體排出位置，第一螺紋段18主要對接第二螺紋段20的上表面的區域34。區域34的低傾斜度導致封蓋上的較小的軸向力轉換為鬆開轉動轉矩，因此減少了封蓋失去壓力安全特徵掉落的可能。
一旦完成氣體從容器頸部內排出，封蓋不再存在軸向向上力，封蓋可下落使螺紋段18與第二螺紋段20的下表面22對接。在這個位置，鬆開可繼續，使封蓋完全脫離容器頸部，如圖5所示。
上面只通過示例的方式對實施例進行了介紹。對所屬領域的技術人員來說很明顯，本發明的許多其他的實施例都屬於所附權利要求限定的範圍。具體地，本發明不限於碳酸飲料容器，或模製熱塑性塑料製成的容器。
權利要求
1.一種帶螺紋的容器封蓋組件，所述組件包括帶有開口的容器頸部；用於所述頸部的封蓋，所述封蓋具有基部和裙部；位於所述頸部的第一螺紋，所述第一螺紋包括一個或多個第一螺紋段；所述封蓋的裙部內表面上的第二螺紋，所述第二螺紋包括一個或多個第二螺紋段；所述第一和第二螺紋設置成，通過使用者轉動頸部上的封蓋，能夠進行固定、取下和重新固定封蓋到頸部的密封位置；其中所述第一螺紋段比所述第二螺紋段短，和各所述第二螺紋段由一個或多個徑向間隔開的突出部分組成，各所述突出部分圍繞封蓋裙部徑向延伸不超過大約60度。
2.根據權利要求1所述的容器封蓋組件，其特徵在於，有至少兩個所述第一螺紋段。
3.根據權利要求2所述的容器封蓋組件，其特徵在於，有4個或更多個所述第一螺紋段。
4.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個所述第一螺紋段繞容器頸部沿圓周延伸5到60度。
5.根據權利要求4所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個所述第一螺紋段繞容器頸部沿圓周延伸10到45度。
6.根據前面權利要求中任何一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個所述第一螺紋段具有平均傾斜度為5°到25°的上或下表面。
7.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個第一螺紋段設有具有恆定傾斜區的上或下表面，所述恆定傾斜區圍繞容器頸部延伸至少5°。
8.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個所述第二螺紋段圍繞封蓋裙部延伸至少60度。
9.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個所述第二螺紋段由2個或多個突出部組成。
10.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述徑向間隔開的突出部圍繞封蓋裙部延伸少於大約45°。
11.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述徑向間隔開的突出部被徑向延伸0到大約10°的間隙沿徑向間隔開。
12.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述第一和/或第二螺紋段的最大徑向高度為大約0.5到3毫米。
13.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，還包括位於所述頸部和所述封蓋的可互相接合的構件，當所述封蓋受到從容器頸部向外方向的軸向壓力時，所述構件可阻擋或限制所述封蓋沿脫開螺紋方向轉動超過中間位置。
14.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述第二螺紋段形成了基本連續的螺旋路徑，所述第一螺紋段沿所述路徑從封蓋與容器頸部基本完全脫離移動到基本完全固定的位置。
15.根據權利要求14所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述螺紋路徑的平均傾斜度為5到20度。
16.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述第二螺紋段形成至少一個凹槽，可容納所述第一螺紋段，所述凹槽基本為螺旋狀，圍繞封蓋裙部延伸超過45度。
17.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，有4個或更多個第二螺紋段。
18.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，至少一個第二螺紋段有光滑的截面。
19.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述第一螺紋段具有沿所述組件縱向的圓整或倒角的梯形或三角形截面。
20.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，通過一次平滑轉動大約360度或不到360度，所述封蓋可從容器頸部的完全釋放位置移動到完全接合位置。
21.根據權利要求20所述的容器封蓋組件，其特徵在於，通過一次平滑轉動大約180度或不到180度，所述封蓋可從容器頸部的完全釋放位置移動到完全接合位置。
22.根據權利要求21所述的容器封蓋組件，其特徵在於，通過一次平滑轉動大約90度或不到90度，所述封蓋可從容器頸部的完全釋放位置移動到完全接合位置。
23.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，還包括容器頸部和封蓋上互補的鎖定機構，在所述封蓋已經固定或重新固定到所述容器頸部後，可阻止封蓋從所述容器頸部的完全接合位置脫開，直到施加預定的最小打開轉矩。
24.根據權利要求18所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述容器頸部的鎖定機構包括突出部或凹槽，可接合所述封蓋裙部上的互補的突出部或凹槽。
25.根據前面權利要求中任一項所述的容器封蓋組件，其特徵在於，所述容器頸部由從熱塑性塑料、玻璃、金屬及其組合中選出的材料製成。
全文摘要
本發明提供了一種帶螺紋的容器封蓋組件，包括帶有開口的容器頸部(10)；所述頸部的封蓋(12)，封蓋具有基部(14)和裙部(16)；頸部的第一螺紋，所述第一螺紋包括一個或多個第一螺紋段(18)；封蓋的裙部(16)內表面上的第二螺紋，所述第二螺紋包括一個或多個第二螺紋段(20)；所述第一和第二螺紋設置成通過使用者轉動頸部的封蓋能夠進行固定、取下和重新固定封蓋到頸部的密封位置；其中所述第一螺紋段(18)比第二螺紋段(20)短，各第二螺紋段(20)由一個或多個徑向間隔開的突出部分組成，各所述突出部分圍繞封蓋裙部徑向延伸不超過大約60度。
文檔編號B65D41/04GK1615245SQ02827141
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