增強了潤滑劑分布的模製蓋的製作方法

2023-07-16 12:26:41

專利名稱：增強了潤滑劑分布的模製蓋的製作方法
技術領域：
本發明大致涉及由聚合樹脂材料形成的模製塑料蓋，並且更具體地，涉及在其內表面，包括內表面的一個或多個被選區域，上具有相對較高濃度的潤滑劑的模製塑料蓋，以便於將該模製塑料蓋應用到相關容器上和從其上拆下，同時便於蓋的製造和最少化潤滑劑的用量。
背景技術：
已經發現，典型地由聚合物材料，例如聚丙烯或聚乙烯，或類似材料形成的模製塑料蓋因其在相關容器上的使用而在市場上得到了普遍認可，所述相關容器包括碳酸和非碳酸飲料瓶。這種類型的蓋的有效結構可以通過壓縮成型實現，其中，操作配合的陽模和陰模部件以允許注入一定量的熔化聚合物材料。之後封閉模具部件壓縮聚合物材料，並且形成模製蓋。隨後分離模具部件以允許拆除蓋，並且重複該循環。可替代地，可以採用注射成型技術進行高效的蓋製造，其中，首先封閉單腔或多腔注射模具，並且在其內注射熔化的塑料材料用於蓋的成形。通過操作模具打開模腔而拆除成型的蓋，並且重複該成型循環。用這種方式製造蓋的當前技術典型地要求潤滑材料例如芥酸醯胺潤滑劑被複合到聚合樹脂內，從而便於從工具部件中推出成型的蓋，以及實現在將蓋應用到相關容器上和從其上拆除過程中的蓋的某些性能特徵。因為潤滑劑組分必須以足夠的量移動到模製蓋的表面上以執行預期的功能，所以有時候潤滑劑必須以相對較高的百分比被包括在聚合物材料中。包含這種相對較高百分比的潤滑劑組分可能不受歡迎地增加了蓋的成本。本發明設想增強潤滑劑組分在模製塑料蓋上的分布，以使該組分以合適的濃度被施用到蓋的內表面上，從而允許高效的蓋製造，並且獲得蓋的必備性能特徵。

發明內容
根據本發明形成的模製塑料蓋包括蓋的頂蓋板，頂蓋板具有頂壁部分和從所述頂壁部分懸垂的環形裙部。所述裙部包括用於將所述蓋可拆除地保持到所述相關容器上的至少一個保持元件，例如螺旋形螺紋部。蓋包括潤滑劑組分，根據本發明，在蓋的內表面上與其外表面上相比所述潤滑劑組分被提供有相對較高的濃度。因此接觸相關容器的蓋的那些部分被提供有必要的潤滑， 以實現與高速蓋應用有關的理想性能特徵，並且使蓋能夠被消費者拆下。所述潤滑劑被不均勻地分布在所述蓋的內表面上是在本發明的範圍內，這樣，平均起來，在接觸所述相關容器的內表面的那些部分上具有相對較高濃度的潤滑劑組分。將兩種不同類型的潤滑劑組分施用到蓋內表面的兩個不同區域上也可以實現。本發明的其它特徵和優勢將從下面詳細的描述、附圖和附加的權利要求中變得很顯然。


圖1是根據本發明的模製塑料蓋的透視圖，所述模製塑料蓋具有應用到其內表面的區域上的潤滑劑組分；以及圖2是根據本發明的模製塑料蓋的另一透視圖，所述模製塑料蓋具有應用到其內表面的兩個不同區域上的兩種不同類型的潤滑劑組分。
具體實施例方式雖然本發明具有各種形式的實施例，在附圖中示出了並且在下面描述了目前優選的實施例，但應理解本公開應被解釋為本發明的示例性說明，並不意於將本發明限制於此處公開的特殊實施例。參考圖1和2，示意了體現本發明的原理的模製塑料蓋10。在遵循此處公開的原理的情況下可以改變蓋10的特殊結構，圖1和2示意了典型的結構，其中，模製蓋10包括模製蓋的頂蓋板，頂蓋板包括頂壁部分12和環形的、懸垂的裙部14。可選地，蓋可以設有密封襯，所述密封襯被定位成與頂壁部分12的內表面相鄰，用於與蓋應用於其上的相關容器密封接合。為了提供蓋10在相關容器上的可拆除地保持，至少一個保持元件，例如包括螺旋形螺紋結構16，被提供於蓋10的裙部14的內表面上。該螺紋結構與相關容器的類似螺紋結構配合，以允許將蓋可拆除地應用到容器上。在所示實施例中，蓋10包括至少部分可拆開地連接到裙部14上的環形的、顯竊啟防盜帶(tamper-indicating pilfer band) 18。防盜帶與相關容器的外表面相互作用，以使工作人員部分或完全地從容器上拆除蓋，防盜帶 18部分或完全地與裙部14分離，以提供視覺上可辨別的打開跡象。根據本發明，製造模製蓋的方法包括提供模具組件的步驟，所述模具組件包括相配合限定出模腔的陽模和陰模。本方法還包括提供一定量熔化的聚合物材料。通過壓縮成型形成蓋通過下述步驟實現分離陽模和陰模從而打開模腔，以及將一劑量聚合物材料堆積在陰模內。之後，相對移動陽模和陰模，以封閉模具組件並且壓縮所述一劑量聚合物材料而形成模製蓋。通過注射成型形成蓋通過下述步驟實現首先封閉模腔，並且之後將熔化的聚合物材料注射到腔內。蓋的脫模(removal)通過下述實現分離陽模和陰模從而打開模腔，以及從其上除去模製蓋。根據本發明，潤滑劑組分被施用到模製蓋的內表面上，從而與蓋的外表面相比在蓋的內表面上提供了理想的相對較高濃度的該組分。本方法可以通過如下實施在從模具組件上除去蓋後將潤滑劑組分施用到蓋的內表面上，例如通過噴塗施用。在可替代實施例中，施用潤滑劑組分的步驟包括將潤滑劑組分施用到陽模上，例如通過噴塗。可替代地，模製蓋的內表面上的潤滑劑組分可以包括將潤滑劑組分施用到模製蓋應用於其上的相關容器上。應了解，除了將潤滑劑組分施用於模製蓋的內表面上之外，將潤滑劑組分提供於形成蓋的聚合物材料中也在本發明的範圍內。在本發明的本方面中，提供於聚合物材料中的潤滑劑組分可以是與施用在模製蓋的內表面上的那一種潤滑劑組分不同的組分。將潤滑劑組分提供於模製蓋的內表面上可以通過將該組分施用到形成蓋的所述一定量熔化的聚合物材料上而被提供，所述熔化的材料在進行壓縮和由聚合物材料成形蓋之前被注入模具組件內。
為了便於潤滑劑組分被施用到模製蓋的內表面上，可以在潤滑劑組分上應用靜電電荷，從而促進其施用。請注意，潤滑劑組分可以被不均勻地施用到模製蓋的內表面上，從而在接觸相關容器的內表面的那些部分上，典型地在蓋與相關容器之間具有相對較高幹涉配合級別 (interference)的一個或多個區域處，提供平均相對較高的潤滑劑濃度水平。圖1和2示意了本發明的實施例，其中，潤滑劑組分已經被施用到蓋10的內表面的一個或多個被選區域上。這些實施例示意出潤滑劑組分的內部表面不均勻性，也就是說， 雖然潤滑劑可能存在於蓋的內表面和外表面的其它部分上，但潤滑劑組分的濃度在蓋的內表面的特殊區域中被增加了。這些區域是呈現較高容器光潔度/蓋幹涉配合級別的區域， 這些區域產生應用和拆卸力矩。理想地，希望避免或最少化對蓋的應用或拆卸沒有影響的那些區域上的潤滑，否則，潤滑劑組分如果分層的話可能討厭地汙染相關容器的內含物。圖1和2示意了潤滑劑組分的兩種不同的非均勻應用。在圖1的實施例中，潤滑劑組分已經被施用在蓋10的內表面的被選區域上，用附圖標記20表示，該區域大體垂直於蓋10的保持元件，也就是，螺紋結構16。與其相區別的，圖2的實施例包括施用在蓋10的內表面的兩個不同被選區域上的兩種不同的潤滑劑組分，分別用22和M表示。在本實施例中，潤滑劑組分已經大體被施用在蓋10的圓周上。設想這種潤滑劑組分的圓周或環形施用可以實現為圍繞著蓋的內表面小於360°，例如180°或更小。使用兩種不同類型的潤滑劑組分可以提供預期的潤滑性能的「精細調整(fine tuning) 」。通過示例，呈現較低的預期摩擦係數降低特性但具有較好的感官感覺特性的潤滑劑組分可以用於在模製蓋和相關容器的內含物之間提供分界面的蓋的內表面的區域上， 在圖2的實施例中為區域M，一般位於蓋的密封部分處。與之相區別的，具有期望的摩擦係數降低特性但感官感覺特性不期望的潤滑劑組分可以施用在遠離封裝內含物/蓋分界面的蓋的內表面的區域上，例如區域22。因此，具有期望的感官感覺特性的潤滑劑組分，例如山嵛酸醯胺(behenamide)，可以施用於在模製蓋和相關容器的內含物之間提供分界面的區域上，而具有期望的潤滑特性但感官感覺特性不期望的另一不同潤滑劑組分，例如芥酸醯胺(erucamide)，可以施用在遠離該分界面的蓋的內表面的區域上。通過以這種方式選擇性地施用兩種不同的潤滑劑，可以獲得理想的蓋的應用和拆卸性能特徵，同時降低從潤滑劑組分中出來不受歡迎的感官效果的可能性。體現本發明的原理的封裝包括例如附圖標記為10的模製塑料蓋，模製塑料蓋10 具有頂壁部分12和從頂壁部分懸垂的環形裙部14，裙部14包括用於將蓋可拆除地保持在相關容器上的至少一個保持元件16。封裝還包括塑料蓋被可拆除地應用於其上的容器，其中蓋包括潤滑劑組分，與蓋外表面相比，相對較高濃度的潤滑劑組分被提供於蓋的內表面上。內表面上的潤滑劑組分可以被不均勻地分布，以使相對較高濃度的潤滑劑組分被提供於接觸相關容器的內表面的那些部分上。通過在將蓋應用到容器上之前將潤滑劑組分施用在容器上而將潤滑劑組分提供於蓋的內表面上也在本發明的範圍內。因此，根據本發明，在進行封裝時，通過將一定量潤滑劑直接施用到接觸瓶的蓋的表面上來供給潤滑劑組分。直接施用到蓋殼體聚合物或樹脂上的潤滑劑的量可以大大減少，所使用的潤滑劑總量同樣減少。
潤滑劑的表面塗敷可以通過多種工藝方法實現，並且導致潤滑劑被塗敷在蓋的內表面上。試驗表明，與通過從一定量聚合物組分轉移而實現的表面潤滑相比，使用本方法可以大大提高與控制拆除力矩有關的所用的潤滑劑的效率。通過將潤滑劑塗層直接應用到需要它的表面上，可以大大減少或者甚至消除目前添加到蓋殼體上的潤滑劑的量。通過示例，試驗蓋被製造用於對三組蓋進行M小時冷卻卸料力矩(cold removal torque)試驗。一組蓋在殼體聚合樹脂中提供有0. 9%芥酸醯胺潤滑劑。第二組蓋在蓋聚合樹脂中提供有0. 36%芥酸醯胺潤滑劑。第三組在聚合樹脂中提供有0. 36%芥酸醯胺，並且提供有以溶液形式噴射到其內表面上的芥酸醯胺的表面塗層，芥酸醯胺表面塗層佔大約 0. 11%重量。使用標準封蓋參數(standard capping parameters)，所述蓋被應用於相關容器上。請注意，第三組蓋顯示比前面的兩組蓋低得多的拆除力拒。從試驗和收集的數據中很明顯的，對於所有這三組頂蓋板來說，頂蓋板已經被充分應用了。隨後的試驗利用更大的採樣進行，並且潤滑劑標準(lubricant level)從0. 0% 變化至0.85%，並且對於少數蓋樣品來說高密度聚乙烯(HDPE)被添加到低濃度的聚合樹脂中。從不同試驗條件得到的蓋被分成兩組被用芥酸醯胺表面塗層噴射的那些，和沒有進行進一步處理而接收的那些。事實上在所有情況下，被噴射的頂蓋板的組產生比那些沒有被噴射的那些低很多的拆除力拒。在不同的封裝條件下重複進行這種模式。從試驗中很清楚地得出施用到蓋表面上的潤滑劑組分的量應該被減少以避免在容器表面上，或者在封裝後的相關飲料中，具有潤滑劑。典型地，在當前的生產中，採用在聚合樹脂中包括0. 5%至0. 9%潤滑劑的聚合組分。目前認為需要百分比大約大於0.0%至0.2%，以便於從相關工具拆除蓋。然而，已經發現潤滑劑組分在聚合樹脂中的重量低至0. 2%不能提供用於將模製蓋從這種樹脂中拆除的可接受的拆除力拒。看來潤滑劑的表面濃度大約在0. 02%至1. 0%是必須的從而獲得可接受的拆除力拒。因此，本發明設想在每個模製蓋的內表面上具有相對較高濃度的潤滑劑組分的塑料蓋結構。潤滑劑組分可以通過噴塗應用或類似方法而被施用。將潤滑劑組分不均勻地施用在蓋的內表面上是在本發明的範圍內。另外，提供不同的潤滑劑組分，例如一種組分被提供於聚合組分中，而例如通過噴塗在每個模製蓋的內表面上施用不同的組分。從上述，可看出在不偏離本發明的新穎概念的真實精神和範圍的情況下可以實現許多修改和變異。應理解，不意於並且不應該推斷對此處示意的特殊實施例進行限制。本公開意於被附加的權利要求覆蓋，並且所有修改落入權利要求的範圍內。
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權利要求
1.一種製造模製蓋的方法，包括下述步驟提供包括陽模和陰模的模具組件，所述陽模和陰模相配合限定出模腔；提供一定量的熔化聚合物材料；將一劑量的所述聚合物材料沉積在所述模腔內；分離所述陽模和陰模以打開所述模腔，並且從所述模腔除去所述模製蓋；以及在所述模製蓋的內表面上施用潤滑劑組分。
2.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述施用潤滑劑組分的步驟包括在從所述模具組件中除去所述蓋之後將所述潤滑劑組分施用到所述蓋的內表面上。
3.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述施用潤滑劑組分的步驟包括將所述潤滑劑組分施用到所述陽模上。
4.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，包括 在所述聚合物材料中提供潤滑劑組分。
5.根據權利要求4所述的製造模製蓋的方法，其中被提供於所述聚合物材料中的所述潤滑劑組分是與施用到所述模製蓋的內表面上的潤滑劑組分不同的潤滑劑組分。
6.根據權利要求2所述的製造模製蓋的方法，包括 將所述模製蓋應用到相關容器上，所述在所述模製蓋的內表面上施用潤滑劑組分的步驟包括將所述潤滑劑組分施用到被應用所述模製蓋的相關容器上。
7.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述在所述模製蓋的內表面上施用潤滑劑組分的步驟通過將所述潤滑劑組分施用到所述一定量的熔化聚合物材料中而實現。
8.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，包括在所述潤滑劑組分上應用靜電電荷以便於將其施用到所述模製蓋的內表面上。
9.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述施用潤滑劑組分的步驟包括將所述潤滑劑組分不均勻地施用在所述模製蓋的內表面上。
10.根據權利要求9所述的製造模製蓋的方法，其中所述施用潤滑劑組分的步驟包括在所述蓋與相關容器之間具有相對較高幹涉配合級別的一個或多個區域中施用所述潤滑劑組分。
11.根據權利要求10所述的製造模製蓋的方法，包括 大體垂直於所述蓋的保持元件施用所述潤滑劑組分。
12.根據權利要求10所述的製造模製蓋的方法，包括 通常在所述蓋的周邊上施用所述潤滑劑組分。
13.根據權利要求9所述的製造模製蓋的方法，其中所述施用潤滑劑組分的步驟包括在所述模製蓋的內表面上施用兩種不同類型的潤滑劑組分。
14.根據權利要求13所述的製造模製蓋的方法，包括在所述成形蓋與相關容器的內含物之間提供分界面的所述蓋的內表面的區域處施用具有期望的感官感覺特性的潤滑劑組分，並且在遠離所述分界面的內表面的區域處施用具有期望的潤滑特性的潤滑劑組分。
15.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述蓋通過壓縮成型通過下述步驟形成分離所述陽模和所述陰模，將所述一劑量聚合物材料沉積在所述陰模內，相對移動所述陽模和所述陰模以封閉所述模腔，以及壓縮所述一劑量聚合物材料從而形成成形蓋。
16.根據權利要求1所述的製造模製蓋的方法，其中所述蓋通過注射成型形成，包括相對移動所述陽模和所述陰模以封閉所述模腔，之後將所述一劑量的熔化聚合物材料沉積在所述模腔內。
17.一種應用到相關容器上的模製蓋，包括蓋的頂蓋板，具有頂壁部分、從所述頂壁部分懸垂的環形裙部，所述裙部包括用於將所述蓋可拆除地保持到所述相關容器上的至少一個保持元件，所述蓋包括潤滑劑組分，所述蓋在其內表面上具有與其外表面上相比相對更高濃度的潤滑劑組分。
18.根據權利要求17所述的應用到相關容器上的模製蓋，其中所述蓋在相應的外表面和內表面上包括不同的潤滑劑組分。
19.根據權利要求17所述的應用到相關容器上的模製蓋，其中所述蓋的內表面上的所述潤滑劑組分被不均勻地分布，以便在接觸所述相關容器的內表面的部分上具有相對較高濃度的潤滑劑組分。
20.根據權利要求17所述的應用到相關容器上的模製蓋，其中所述蓋包括施用到所述蓋的內表面的兩個不同區域上的兩種不同的潤滑劑組分。
21.根據權利要求20所述的應用到相關容器上的模製蓋，其中具有期望的感官感覺特性的潤滑劑組分被施用到在所述成形蓋與相關容器的內含物之間提供分界面的所述蓋的內表面的區域處，並且具有期望的潤滑特性的另一不同的潤滑劑組分被施用到遠離所述分界面的內表面的區域處。
22.一種封裝，包括包括頂蓋板的模製塑料蓋，所述頂蓋板具有頂壁部分和從所述頂壁部分懸垂的環形裙部，所述裙部包括用於將所述蓋可拆除地保持到所述相關容器上的至少一個保持元件；以及所述模製塑料蓋被可拆除地應用於其上的相關容器，所述蓋包括潤滑劑組分，所述蓋在其內表面上具有與其外表面上相比相對較高濃度的潤滑劑組分。
23.根據權利要求22所述的封裝，其中所述蓋在相應的外表面和內表面上包括不同的潤滑劑組分。
24.根據權利要求22所述的封裝，其中所述蓋的內表面上的所述潤滑劑組分被不均勻地分布，以便在接觸所述相關容器的內表面的部分上具有相對較高濃度的潤滑劑組分。
25.根據權利要求22所述的封裝，其中通過在將所述蓋應用到所述容器上之前將所述潤滑劑組分施用到所述容器上，而將所述潤滑劑組分提供於所述蓋的內表面上。
全文摘要
提供了一種改進的模製塑料蓋，其中蓋由聚合樹脂材料形成，並且在其內表面，包括內表面的一個或多個被選區域，上施用有相對較高濃度的潤滑劑組分，以便於應用到相關容器上和從其上拆除。本發明設想了通過將潤滑劑組分選擇性施用到其內表面的一個或多個區域上而製造模製蓋的方法。兩種不同類型的潤滑劑組分可以被施用到蓋的內表面的兩個不同區域上，其中，所述組分可以被選擇成具有期望的感官感覺和潤滑特徵。
文檔編號B65D53/00GK102365211SQ201080014147
公開日2012年2月29日 申請日期2010年3月29日 優先權日2009年3月27日
發明者B·梅茲克, J·埃爾斯帕梅爾 申請人:國際密封系統公司