無襯墊封閉物的製作方法

2023-06-12 19:23:21

專利名稱：無襯墊封閉物的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種用於相應容器的塑料封閉物，更具體地說涉及一種無襯墊封閉物，包括一由支承環和與之成一整體的相對可彎曲的密封片組成的側密封結構。
本來封閉和密封容器的模製塑料封閉物已經得到越來越廣泛的應用，例如用於裝盛碳化和非碳化飲料、調味品和其它食品以及非食品(例如機油)的容器。儘管多年來各種塑料封閉物的結構已為世人所了解，但為了達到所需的密封效果和便於高速生產和應用這種封閉物，必須製造具有特殊設計結構的封閉物。
為了達到需要的密封性能，諸如美國專利No.4，343，754;4，378，893;4，407，422和4，497，795的一系列現有技術中已知的封閉件結構具有複合的性質，包括一具有相對剛性的外塑料殼和一相對易彎且較軟的內密封襯墊。這些專利中的封閉物形成所謂的頂/側密封，其中，襯墊可與容器的通常向上的表面及通常向外的側面密封接合。
儘管消除封閉物結構的內密封襯墊將減少其製造的附帶費用，但迄今已證明要提供一種封閉物結構，它具有所需的強度，而同時為了與相應的容器實現所需的密封連接，它又要包括一種具有足夠柔性和適應性的密封結構，這是很困難的事情。至今，適用於內裝帶壓物的容器的無襯墊、整體式封閉物結構僅取得了有限的進展。
另一種必須考慮的設計涉及封閉物的應用。實踐證明典型的螺紋封閉物在應用過程中有傾斜的傾向，據信這是由於封閉物內典型的單頭螺旋螺紋結構的不對稱性造成的。更具體地說，在封閉物的螺紋終止於封閉物頂壁部分或其附近的一側處，封閉物具有相對高的剛度和強度。而相反，單螺紋封閉物的相對側，即螺紋從頂壁部進一步設置半個螺距的一側是所謂的封閉物的「弱側」，其剛度和強度較低(這種現象在多頭螺紋封閉物中沒有這樣明顯，因為多螺紋的對稱性趨於平衡所施加的力)。
另外，應用單螺紋封閉物會使其傾斜，這是因為罩子的「強側」比「弱側」與容器連接的更緊且更牢固。實踐證明由上述現象引起的封閉物傾斜會對其密封作用產生不利的影響，這是因為其密封元件不能牢固地和準確地位於容器之上。這種傾斜對頂密封件以及側密封件的適宜設置均有不利影響。
特別將本發明封閉物設置成在可方便地用於容器的同時還能提高密封作用。
體現本發明原理的無襯墊塑料封閉物包括一側密封結構，它與容器的通常朝外的側面密封接合。值得注意的是側密封結構包括兩個不同的部分，即一剛度較好的外支承環和一從支承環整體延伸的較易彎曲的內密封片。利用這種結構，可使相對較易彎曲的密封片易於與容器表面適應從而達到所需的密封接合，而支承易彎密封片的支承環使達到相對較高的單位面積密封力。另外，剛度相對較高的支承環在高速應用中提供一所需的對中作用，這將使得封閉物的應用不會產生不希望的傾斜或類似問題。
可通過使密封片的平均軸向厚度小於支承環的平均軸向厚度而達到所需的柔韌性。根據圖中所示實施例，側密封結構包括一臺階部分，它在外支承環和內密封片的連接處形成軸向厚度的明顯變化。在這種結構中，在臺階部分處設置一鉸鏈機構，密封片具有與容器密封接合所需的相對易彎性，而支承環具有需要的剛度以支承密封片，並使封閉物在容器上對中。
在優選形式中，支承環上設有多個周向間距的在支承環和封閉物的邊緣部之間延伸的角撐件以提高其剛度。角撐件最好在支承環的下表面和封閉物的邊緣部分之間延伸，但另外也可使其在支承環的上表面和封閉物的邊緣部之間延伸。
根據圖示實施例，從封閉物的頂壁部垂下一頂密封件。這種頂密封件可被形成為向下向外分散的密封法蘭，向下向內會聚的密封法蘭或其它適合的形式(例如插銷密封)。頂密封件與容器的通常朝向上的頂面密封接合，在本發明的封閉物中可有選擇地應用這種頂密封件以提高結構的密封性能。


圖1為體現本發明原理的塑料封閉物的橫截面圖;
圖2為說明本發明密封結構的相對放大的局部視圖;
圖3為本發明的封閉物與相應容器密封接合時的局部視圖;和圖4為一說明本發明封閉物的修改的實施例的與圖2相似的局部視圖。
參見附圖，圖中示出了體現本發明原理的無襯墊側密封封閉物10。封閉物10可用塑料材料經濟有效地模製出來，例如可對聚丙烯加壓模製，當然，也可用其它的塑料材料和模製技術。
封閉物10包括一圓形頂壁部12，和一從頂壁部12整體地垂下的環形邊緣部14。邊緣部14包括一單頭內螺紋件16，該件與相應容器(在圖中用C表示)上的相似螺紋件螺紋連接。
為了便於將本發明的封閉物用在內裝充碳或帶壓物的容器上，在封閉物的邊緣部設置了多個軸向延伸的通氣槽18，它可在打開封閉物時使容器內氣壓洩漏。
通常需要製成一種如圖所示的封閉物用於明顯削弱的場合，為此，封閉物10包括一從邊緣部14上垂下的環形偷竊帶20(pilferband)。該帶在圖中具有根據美國專利No.4，418，828的結構，但也可具有別的結構，例如根據美國專利No.4，938，370或No.5，004，112的結構。
如圖所示，偷竊帶20(pilferband)包括一環形帶部22，從該帶部向內伸出多個周向相間的、可相對彎曲的與容器接合的突起物24。偷竊帶20(ilferband)和邊緣部14由周向延伸的斷裂線26隔開，斷裂線26的一部分延伸入多個周向相間的易碎的肋28中。易碎肋28的未刻斷裂線的剩餘部在偷竊帶和邊緣部之間提供了所需的脆性連接。
根據本發明，封閉物10包括一從邊緣部14整體地向內延伸的側密封結構30。顯然，側密封結構30包括兩個作用截然不同的部件，即，一個從邊緣部14整體地向內延伸的相對剛性較好的外支承環32，和一從支承環32整體地向內延伸的相對較易彎曲的內密封片34。如圖所示，側密封結構30包括一臺階部36，此處在支承環32和密封片34的連接處有一顯著的軸向厚度的變化。
側密封結構30最好使得密封片34的平均軸向厚度小於支承環32的平均軸向厚度，藉助於臺階部36可為密封結構限定出一鉸鏈機構。儘管側密封結構最好具有上述結構，但應理解也可是其它結構。例如，支承環可逐漸變細至密封片，而這種逐漸變細的結構的橫截面可為連續或不連續的收斂的直線，曲線，複合曲線或其結合。當上述修改的結果是一相對剛性較好的支承環有效地鉸接地與相對較易彎曲的密封片連接時，這些修改也應認為屬於本發明的範圍之內。
如圖所示，支承環32上最好設有多個在支承環的下表面和邊緣部14的內表面之間延伸的周向相間的角撐板38來提高其剛度。如圖3中40處的虛線所示，可提供多個在支承環的上表面和邊緣部分14之間延伸的周向相間的剛性角撐板。最好以角撐板提高支承環的軸向剛度，而以支承環支承相對較易彎曲的密封片使之與相應的容器密封接合，而同時在高速應用過程中使封閉物的中心位於容器上。此外，角撐板38在朝向封閉物的開口端的支承環的側部上的位置可給角撐板38和容器提供引導或「匯聚」的共同作用，從而進而在應用過程中使封閉物對中。
圖2說明應用於容器之前的本發明封閉物的密封結構。與之對應，圖3說明了應用於容器C上之後的封閉物，其中密封片34已相對於支承環移至一通常向上延伸的位置，因而密封片的內表面與相應容器的通常朝向外面的表面密封接合。在某些應用中，可提供一個或多個用於與容器接合的密封肋42(例如圖2中虛線42所示)。這一個或多個密封肋集中地在密封片上延伸以與容器表面接合。
也可設想在應用於相應容器之前，通過使密封片34的內直徑略小於容器的表面的外直徑而提高密封片與容器的密封接合。通過這種設置，產生一種靜配合，結果使密封片伸展和加長，因而提高密封效果。
通過提供剛度相對較高的支承環32，易彎曲的密封片34的彎曲和伸展被限制在一相對較小的區域內，從而在密封片和容器表面的側壁這間產生一相對較大的單位面積密封接觸力。另外，如果用在裝有帶壓物的容器上，任何內部氣壓會對側密封結構30進而對密封片34產生反作用力，以增加施加在容器上的密封力。
在某些應用中，例如容器具有相對較低的公差(由於容器模製中較高的精度)，密封片34可被做成幾乎完全向上變形。其結果，密封片的基部與支承環32基本上接觸並對齊，從而通過支承環和圍繞的邊緣部將徑向密封力導向外。這種在封閉物的相對高強度部分上的理想的彈性變形在容器表面上產生較高的密封接觸力，但減小了支承環及周圍邊緣的永久變形。這種永久變形可產生於塑料材料的冷流或「蠕變」，但由於密封力分布於封閉物結構的一大的部分上，這種由冷流引起的應力被減小。
這種通常產生於密封片基部的密封效果可利用與容器表面的靜配合而與產生於密封片自由邊緣部的密封一致。這樣可提供兩種不同的密封機構而提高密封的整體性。
與此相反，將本發明的封閉物用於具有相對較高的製造公差的容器(例如玻璃容器)時，需改變密封片34相對於支承環32的尺寸以適應這種公差，並避免支承環和容器間過盈。在這些應用中，變形基本上限制於密封片，而支承環保持相對未變形。
因此，支承環32的相對較大的環強度和軸向剛度不僅為封閉物提供了一所要求的自對中特性，而且可進一步作用使封閉物的彈性變形大部分限制在用於高公差容器的可彎曲密封片34上，因而在封閉物外表面相對面上確保相對較大的單位壓力，這對於具有相對較高硬度的封閉物材料獲得有效的密封是必須的。
如圖所示，本發明的封閉物包括一頂密封件，圖中為具有向下垂下，向上分散形狀的頂密封法蘭44。如圖3所示，頂密封法蘭44與容器C的通常朝向上的頂面密封接合。可選擇的提供頂密封件可提高封閉物的密封特性。如圖4所示，頂密封件也可為向下垂下的向內會聚的法蘭144。
本發明封閉物結構的其它好處涉及其在應用封閉物和除去封閉物的過程中與容器的配合。在應用過程中，本發明的封閉物利用其自對中特性根據需要與容器配合併位於其上而獲得較大的堅固性。這種堅固性可減小在除去封閉物的力矩作用下的變化性，從而獲得消費者認可。
在除去封閉物時，根據經驗知道僅具有頂密封的無襯墊封閉物在頂密封件與容器的頂面脫開密封接合後有時會產生不希望的自由轉動。與此相反，由本發明封閉物提供的側密封裝置可在除去封閉物時的相對較大的轉動中保持與容器的接合，從而產生所需的對除去操作的接觸阻力，並避免過大的相對自由轉動，這種特性相信會提高消費者的認可度。
權利要求
1.一種用於容器的無襯墊封閉物，包括一圓形頂壁部；一環形邊緣部，它從所述壁部整體地垂下，所述邊緣部包括一內螺紋結構以與所述容器接合；和側密封結構，它從所述邊緣部上整體地垂下以與所述容器的通常朝外的表面密封接合，所述側密封結構包括一從所述邊緣部整體向內延伸的外支承環和一從所述支承環向內延伸的內密封片，所述密封片可相對支承環移動至一通常向上延伸的位置，從而所述密封片與所述容器的朝外的表面密封接合。
2.根據權利要求1的無襯墊封閉物，包括使所述支承環剛度提高的裝置，包括多個周向相間的在所述支承環和所述封閉物的所述邊緣部之間延伸的角撐件。
3.根據權利要求1的無襯墊封閉物，其特徵在於所述密封片包括至少一個與所述容器密封接合的密封肋。
4.根據權利要求2的無襯墊封閉物，包括從所述封閉物的所述頂壁垂下的頂密封件，以與所述封閉物的朝上的表面密封接合。
5.根據權利要求1-4中任一個的無襯墊封閉物，其特徵在於所述密封片的平均軸向厚度小於所述支承環的平均軸向厚度。
6.根據權利要求5的無襯墊封閉物，其特徵在於所述側密封結構包括臺階部分，它在所述外支承環和所述內密封片的連接部限定一軸向厚度變化。
全文摘要
一種用於與容器(C)側密封接合的無襯墊塑料封閉物(10)。該封閉物(10)包括一圓形頂壁部(12)和一從頂壁部垂下的邊緣部(14)，並包括一內螺紋件(16)。側密封件包括一具有較大剛度的支承環(32)和一較易彎曲的密封片(30)。密封片(30)可移至一與容器(C)的朝向外的表面密封接合的位置，而支承環(32)用來提高密封片(30)的密封效果。值得注意的是具有較高剛度的支承環(32)還需用來在密封物(10)應用於容器的過程中提供一對中作用。
文檔編號B65D41/04GK1083013SQ9310958
公開日1994年3月2日 申請日期1993年8月14日 優先權日1992年8月14日
發明者休·萬紐斯·莫頓 申請人:H-C工業有限公司