飲用瓶瓶蓋及其製造方法
2023-10-05 14:55:09
專利名稱：飲用瓶瓶蓋及其製造方法
技術領域：
本發明涉及通過密封塞進行密封的飲用瓶瓶蓋及其製造方法，更具體地而言，涉及具有改善的密封性和使用安全性以及防漏、防汙染特徵的飲用瓶瓶蓋組件及其製造方法。
背景技術：
通過密封塞進行密封的飲用瓶瓶蓋廣泛應用於各種飲用瓶中，這些飲用瓶的一種典型的示例包括運動水壺。此類飲用瓶瓶蓋常通過兩種形式的密封塞進行密封。一種密封塞包括密封塞塞體和柔性單向閥(如附I所示)，另一種密封塞包括密封塞塞體和中心密封柱(如附2所示)。
第一種結構通過柔性單向閥(其通常由矽膠製成)形成對瓶中容納液體的單向密封。在密封塞塞體位於開啟位置的情況下，當內部壓力大於外部壓力時，容納的液體通過單向閥流出。由於諸如矽膠的材料非常柔軟，為了將柔性單向閥固定在密封塞塞體上，常見的做法是通過密封塞塞體上方的開口壓入一個支撐圈，該支撐圈與密封塞塞體之間形成過盈配合，並將柔性單向閥壓緊在密封塞塞體中。此類結構的一個缺陷是，隨著時間的流逝，支撐圈與密封塞塞體之間的配合會逐漸變松，從而有可能在使用時脫落。對於例如運動水壺這樣的應用，脫落的支撐圈以及柔性單向閥會落入使用者的咽喉，從而造成窒息的危險。此外，由於支撐圈、柔性單向閥和密封塞塞體三者是分離的結構，在長時間使用之後，隨著彼此間的配合變松，也存在液體洩漏的可能性。
對於上述結構中的柔性單向閥，矽膠材料由於具有良好的柔韌性因而是工藝上所需要的。但是由於矽膠材料本身較大的柔性，在製造中常帶來許多麻煩。一個典型的問題是，由於矽膠材料容易變形和破損，導致在密封塞的製造過程中難以將矽膠製成的單向閥固定在密封塞塞體上，因而造成形成的密封塞密封性能不良或者甚至造成極大的廢品率。 且顯而易見的是，對於其它柔性材料，同樣存在相同的問題。
第二種結構通過密封塞塞體和中心密封柱之間的配合來實現對內部流體的密封。 當把密封塞塞體置於開啟位置時，只需要傾倒瓶身，內部的流體就會通過密封塞塞體和中心密封柱之間的流體通道流出。很明顯，這在由於誤操作而造成通道打開的情況下，會使得內部的流體洩漏。並且也容易造成外部的異物通過打開的通道進入飲用瓶內。
因而，對於具有改善的安全性、密封性以及在開啟狀態下具備防漏防汙功能的飲用瓶瓶蓋及其製造方法存在著持續的需求。發明內容
根據本發明的一方面，提供了一種飲用瓶瓶蓋組件，其包括蓋座和密封塞，蓋座與密封塞形成緊密配合，密封塞包括塞體、柔性單向閥以及支撐圈。其中，塞體、柔性單向閥和支撐圈一體地形成。密封塞相對於蓋座具有開啟位置和閉合位置。在開啟位置，密封塞與蓋座之間形成流體可通過的流體通道；在閉合位置，該通道被關閉。一體地形成的塞體、柔3性單向閥和密封環提供了良好的密封性和使用安全性以及在開啟位置上的防汙性能。
根據本發明的另一方面，在蓋座與密封塞之間具有若干個0形密封環，其中一些密封環位於密封塞與蓋座之間的通道的上側，而其它密封環位於密封塞與蓋座之間的通道的下側。為達到較好的密封特性，優選採用偶數個密封環，且其中一半密封環定位在流體通道的上側，而另一半密封環定位在流體通道的下側。密封環進一步改善了瓶蓋組件的密封性。
根據本發明的另一方面，在蓋座上形成有洩流槽，用於在將密封塞從開啟位置向閉合位置移動時，使得積留在蓋座中的少量的液體從該洩流槽流回飲用瓶而不會從柔性單向閥中向外擠出。這防止了飲用瓶中所容納液體的不期望的洩漏。
根據本發明的另一方面，蓋座和密封塞通過密封塞上的卡扣和蓋座上的卡槽形成配合。卡扣和卡槽上形成相應的倒角，以便需要對瓶蓋組件進行清洗時，可以相對於蓋座旋轉密封塞塞體，從而通過卡扣的彈性變形而將密封塞從蓋座中拆卸下來，進而可以實現對蓋座和密封塞的單獨清洗。
根據本發明的再另一方面，提供了一種製造具備如上結構和優點的飲用瓶瓶蓋組件中的密封塞的方法。該方法包括如下步驟注塑生產支撐圈；將支撐圈安裝在可拆卸式前模圓鑲件上；將柔性單向閥安裝在支撐圈上；將安裝了支撐圈和柔性單向閥的前模圓鑲件裝入密封塞塞體的模具；通過注塑工藝生產密封塞塞體。由此塞體、支撐圈以及柔性單向閥一體地形成。
本發明的其它特徵、方面及優點將在以下具體實施方式
中進一步詳細描述。
當參考附圖閱讀以下具體實施方式
時，本發明的這些和其它特徵、方面以及優點將變得更好理解，其中貫穿附圖，相似的標號代表相似的部件，其中
圖I是現有技術的一種飲用瓶瓶蓋組件的示意圖2是現有技術的另一種飲用瓶瓶蓋組件的示意圖3是根據本發明的一個實施例的飲用瓶瓶蓋組件的示意圖4是圖3中所示的飲用瓶瓶蓋的剖視圖，此時密封塞處於開啟位置；
圖5是圖3中所示的飲用瓶瓶蓋的剖視圖，此時密封塞處於閉合位置；
圖6顯示了蓋座和密封塞之間的卡扣-卡槽配合；
圖7顯示了蓋座上的洩流槽的細節；
圖8是用來製造根據本發明的實施例的飲用瓶瓶蓋組件中的密封塞的方法的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖通過具體實施例描述了本申請瓶蓋組件的各個方面和細節。需要注意的是，具體實施例中給出的特定細節並非限制性的，而僅為了說明本申請的特點。在一種具體實施方式
中不一定包括結合附圖所述的全部特徵，並且結合一個附圖所述的一個特徵或方面可與結合另一個附圖所述的特徵或方面相結合而產生新的實施方式。
圖3是根據本發明的一個實施例的飲用瓶瓶蓋組件I的示意圖。如圖中所示，該組件I分為蓋座2和密封塞3兩部分。蓋座2與密封塞3之間形成緊密配合，從而對飲用瓶中容納的液體形成密封。密封塞3可相對於蓋座2上下移動，從而形成在上方的開啟位置以及在下方的閉合位置(其分別如圖4和圖5中所示)。在開啟位置上，飲用瓶中容納的液體可以在內部壓力的作用下通過密封塞與蓋座之間的流體通道以及柔性單向閥流出瓶蓋組件，以供飲用者飲用。在閉合位置上，流體通道被切斷，從而形成對飲用瓶內部的液體的密封。
圖4以剖面圖的形式進一步描繪了瓶蓋組件I的開啟狀態。在此狀態下，密封塞3 被拉動至較高的開啟位置，使得密封塞3的塞體4外部的凹陷與蓋座2內的環狀通道流體地連通，從而形成流體通道。在此狀態下，如果飲用瓶內部的壓力大於外部的壓力，飲用瓶內的液體將通過流體通道並通過該柔性單向閥5流出瓶蓋組件。該柔性單向閥5可由矽膠等柔性材料製成。為了將柔性單向閥5保持在塞體4上，提供了支撐圈6。該支撐圈6可採用優選為邵氏硬度50A 70D的熱塑性彈性體TPE製成，包括但不限於如下材料中的一種 熱塑性聚烯烴TPO ;熱塑性聚氨酯TPU ;硫化熱塑性彈性體TPV ;共聚酯彈性體COPE ;熱塑性橡膠TPR。根據一個優選的實施例，該支撐圈6由邵氏硬度95A的熱塑性橡膠TPR製成。塞體4、柔性單向閥5和支撐圈6通過合適的注塑工藝一體地形成。根據一個優選實施例，可通過注塑工藝將塞體4、柔性單向閥5和支撐圈6 —體地形成。通過此類工藝形成的密封塞沒有部件鬆脫的風險。
根據一個優選實施例，在流體通道兩側還提供了密封環7。密封環7的數目可為兩個或更多，並布置在流體通道上下兩側。為了獲得較佳的密封特性，密封環7的數目可為偶數個，例如在此示例中為兩個，但出於具體應用的需要，還可採用四個、六個、八個甚至更多個密封環7。其中一半數目的密封環7定位在流體通道的上方，而另一半數目的密封環7 定位在流體通道的下方。
圖5以剖面圖的形式進一步描繪了瓶蓋組件I的閉合狀態。在此狀態下，密封塞3 被推動至較低的閉合位置，使得密封塞3的塞體4外部的凹陷與蓋座2內的環狀通道錯開， 從而切斷了流體通道。此時即便飲用瓶內部的壓力大於外部壓力，飲用瓶內的液體也不能通過單向閥5向外流出。
圖6示出了蓋座與密封塞之間的卡扣-卡槽配合。密封塞3的塞體4由優選為邵氏硬度30A 70D的熱塑性彈性體TPE製成，其通過卡扣8與由較硬的材料製成的蓋座2上的卡槽9接合，從而避免在使用期間塞體4相對於蓋座2的不期望的轉動。為了便於對蓋座2以及密封塞3的單獨清洗，在卡扣8與卡槽9上形成了對應的倒角。由於塞體4的材料為彈性材料，當需要對蓋座2以及密封塞3進行單獨清洗時，使塞體4相對於蓋座2沿倒角的方向旋轉，卡扣8在卡槽9的擠壓下將會發生彈性形變，進而與卡槽9脫離接合，從而可以將密封塞3從蓋座2中拆除，以便進行單獨清洗。在清洗完成之後，將塞體4重新擠壓進入蓋座2，使得卡扣8與卡槽9重新形成接合即可。當然，本領域技術人員可以容易理解， 為了能夠達成通過變形脫離配合的目的，也可將蓋座用較軟的材料製成而將密封塞塞體用較硬的材料製成。
圖7示出了蓋座2上的洩流槽10。當密封塞3的塞體4處於開啟位置時，蓋座2 中會積存少量的液體。在將塞體4從開啟位置向閉合位置推動期間，洩流槽10可確保蓋座 2中積存的液體通過洩流槽10流回飲用瓶內部，而不會通過柔性單向閥5流出飲用瓶。
圖8中示出了根據本發明的一個示例性實施例用來製造如本文所述的飲用瓶瓶蓋中的密封塞的流程圖。在步驟101，通過注塑工藝形成支撐圈。如之前所述，支撐圈可採用優選為邵氏硬度50A 70D的熱塑性彈性體TPE製成。在步驟102，將生產的支撐圈安裝在可拆卸式前模圓鑲件上。在步驟103，進一步將例如由矽膠製成的柔性單向閥安裝在支撐圈上。在步驟104，將安裝了支撐圈和柔性單向閥的前模圓鑲件安裝到密封塞塞體的模具中。最後，在步驟105，通過注塑工藝生產密封塞的塞體。如之前所述，塞體的材料可為邵氏硬度30A 70D的熱塑性彈性體TPE，包括但不限於以下材料中的一種熱塑性聚烯烴 TPO ;熱塑性聚氨酯TPU ;硫化熱塑性彈性體TPV ;共聚酯彈性體COPE ;熱塑性橡膠TPR。根據一個優選的實施例，可採用邵氏硬度80A的熱塑性橡膠TPR。在注塑工藝期間，優選地採用如下工藝參數加熱料筒的溫度為攝氏150 190度，注射壓力為60 120MPa，注射速度為20 35%。由此得到的密封塞與通過常規工藝製成的蓋座通過如上所述的卡扣-卡槽配合，即可得到如上文所述的飲用瓶瓶蓋組件。
儘管本文僅說明並描述了本發明的某些特徵，但本領域技術人員將想到許多改型和改變。因此應該理解的是，所附權利要求書意圖覆蓋落入本發明真實精神之內的所有此類改型和改變。
權利要求
1.一種飲用瓶瓶蓋組件，包括蓋座；與蓋座形成緊密配合的密封塞，所述密封塞相對於所述蓋座具有開啟位置和閉合位置，在所述開啟位置，所述密封塞與所述蓋座之間形成流體可通過的流體通道；在所述閉合位置，所述流體通道被關閉；所述密封塞包括塞體；柔性單向閥；將柔性單向閥保持在塞體上的支撐圈；其中，所述塞體、柔性單向閥及支撐圈一體地形成。
2.根據權利要求I所述的飲用瓶瓶蓋組件，其特徵在於，所述飲用瓶瓶蓋組件還包括位於所述流體通道上下兩側的若干個密封環。
3.根據權利要求2所述的飲用瓶瓶蓋組件，其特徵在於，所述密封環的數量為偶數個， 且一半所述密封環定位在所述流體通道的上側，而另一半所述密封環定位在所述流體通道的下側。
4.根據權利要求I所述的飲用瓶瓶蓋組件，其特徵在於，所述蓋座上形成有洩流槽，當所述密封塞從所述開啟位置向所述閉合位置移動時，積留在所述蓋座中的流體通過所述洩流槽流回飲用瓶內部。
5.根據權利要求I所述的飲用瓶瓶蓋組件，其特徵在於，所述蓋座和所述密封塞的塞體之間形成卡扣-卡槽配合。
6.根據權利要求5所述的飲用瓶瓶蓋組件，其特徵在於，所述卡扣和所述卡槽上形成相對應的倒角，所述密封塞的塞體和所述蓋座的材料之間具有硬度差異，使得所述密封塞的塞體或所述蓋座能夠在力的作用下變形而使得所述卡扣-卡槽配合分離。
7.一種製造如權利要求1-6中任一項所述的飲用瓶瓶蓋組件中的密封塞的方法，其特徵在於，所述方法包括如下步驟通過注塑工藝形成所述支撐圈；將所述支撐圈安裝在可拆卸式前模圓鑲件上；將所述柔性單向閥安裝在所述支撐圈上；將安裝了所述支撐圈和所述柔性單向閥的所述前模圓鑲件安裝到所述密封塞的塞體的模具中；通過注塑工藝生產所述密封塞的塞體。
8.根據權利要求7所述的製造所述密封塞的方法，其特徵在於，所述支撐圈由邵氏硬度50A 70D的熱塑性彈性體TPE製成，包括但不限於如下材料中的一種熱塑性聚烯烴 TPO ;熱塑性聚氨酯TPU ;硫化熱塑性彈性體TPV ;共聚酯彈性體COPE ;熱塑性橡膠TPR。
9.根據權利要求7所述的製造所述密封塞的方法，其特徵在於，所述塞體由邵氏硬度 30A 70D的熱塑性彈性體TPE製成，包括但不限於以下材料中的一種熱塑性聚烯烴TPO ； 熱塑性聚氨酯TPU ;硫化熱塑性彈性體TPV ;共聚酯彈性體COPE ;熱塑性橡膠TPR。
10.根據權利要求7所述的製造所述密封塞的方法，其特徵在於，在注塑工藝期間保持如下參數加熱料筒的溫度為攝氏150 190度，注射壓力為60 120MPa，注射速度為 20 35%。
全文摘要
本發明涉及飲用瓶瓶蓋及其製造方法，具體而言，涉及一種飲用瓶瓶蓋組件，其包括形成緊密配合的蓋座和密封塞。密封塞包括一體地形成的塞體、柔性單向閥以及支撐圈。密封塞相對於蓋座具有開啟和閉合位置。在開啟位置，密封塞與蓋座之間形成流體可通過的流體通道；在閉合位置，該通道被關閉；此外，還涉及該飲用瓶瓶蓋組件中的密封塞的製造方法，其中將柔性單向閥與支撐圈預先裝配在一起，並通過注塑工藝將塞體、柔性單向閥與支撐圈一體地形成。
文檔編號B65D47/06GK102530368SQ20111018612
公開日2012年7月4日 申請日期2011年6月22日 優先權日2010年6月25日
發明者朱向榮, 馬克·普雷斯頓·布羅休斯 申請人:馬克·普雷斯頓·布羅休斯, 馬克·格雷戈裡·斯旺森