合成樹脂的容器封蓋的製作方法

2023-05-28 13:56:51 2

專利名稱：合成樹脂的容器封蓋的製作方法
技術領域：
本發明涉及由合成樹脂作為單件形成的合成樹脂容器封蓋，具體涉及到這樣一種合成樹脂的容器封蓋，它具有一圓形頂板壁和一從此頂板壁周邊下延的柱形裙壁以及一或兩個在此頂板壁的內表面上形成的向下延伸的柱形突起。
完全合合適的合成樹脂如聚丙烯或聚乙烯作為單件形成的合成樹脂容器封蓋，已被建議用作酒或飲料容器的容器封蓋並已投入實際應用。這種容器封蓋具有圓形的頂板壁和從此頂板壁的周邊下延的柱形裙壁，以及在此頂板壁內表面上形成的一或兩個下延的柱形密封突起。在文本未審查的公開專利公布12-35699的圖3中所公開的容器封蓋，有兩個柱形突起即外柱形突起與內柱形密封突起，它們都形成在頂板壁的內表面上並向下延伸。在此頂板壁的內表面上，與外柱形突起底部的鄰近處還形成一環形密封脊。此產品的商標名、製造廠名或銷售商名等都由例如膠印印在頂板壁的外表面上。在裙壁的內周面上形成有陰螺紋。這種容器封蓋是安裝在於嘴-頸部分的外周面上形成有陽螺紋的容器上。當此容器封蓋的陰螺紋擰到該嘴-頸部的陽螺紋上以將容器封蓋安裝到此嘴-頸部分上時，內柱形密封突起便與嘴-頸部的內周面緊密融合，同時該環形密封脊也與嘴-頸部與外周面和頂面間的界面壓緊密接觸。此外柱形突起則與嘴-頸部分的外周面不作緊密的面是較鬆弛的接觸，用以支持環形密封脊同嘴-頸部分的外周面與頂表面間的邊界壓緊密接觸。
但是先有技術的上述容器封蓋牽涉到以下幾個待解決的問題。首先，在先有技術的上述容器封蓋中必須完全和可靠地滿足這樣一個基本要求當容器封蓋安裝到容器的頸-嘴部上時，此嘴-頸部是不透氣密封的面不得失效，同時當此嘴-頸部要打開時，要加適當的扭矩到容器封蓋上來轉動容器封蓋而不需用過大的扭矩來將其從嘴-頸部上除去掉。此外，重要的是，當此嘴-頸部打開時，在容器封蓋轉動到一個在於所需轉動角的角度時，此嘴-頸部的密封應該釋除。更詳細地說，在容器封蓋裙壁中一般形上了一條弱化線，後者沿周邊方向延伸，而裙壁即分成在弱化線之上的主部和在弱化線下的鬆緩標誌部，在此主部的內周面上形成有上方陰螺紋，而在此鬆緩標誌裙部的內周面上形成了外形適當的結合裝置。當此容器封蓋安裝到容器的嘴-頸部上，此結合裝置便同嘴-頸部外周面上形成的結合夾緊部結合。當容器封蓋沿打開方向轉動來打開容器的嘴-頸部時，上述弱化線便至少是部分地斷開，由此鬆弛開結合裝置與結合夾緊部的結合，允許從嘴-頸部上除去容器封蓋。重要的是，當容器封蓋沿打開方向轉動時，嘴-頸部的密封應在弱化線至少部分地斷開後釋除。要是嘴-頸部的密封在弱化線至少部分地斷開前釋除就會發生這樣的情況儘管容器封蓋業已鬆緩到可沿打開方向轉動且嘴-頸部的密封業已釋除，但弱化線並未斷裂，因而就不保持有容器封蓋業已鬆緩而嘴-頸部的密封也已釋除的根據。於是在先有技術的上述容器封蓋中便存在這樣的趨勢在由於容器封蓋和/或嘴-頸部的生產公差或是由於容器封蓋和/或嘴-頸部的熱變形，使得在容器封蓋轉到預定的轉動角度之前就將嘴-頸部的密封釋除，而這樣就會發生不能滿足前述基本要求的情形。
其次，上述容器封蓋是用適當的合成樹脂由壓縮模製或注射模製形成。這種模製步驟的模製效率大大取決於模具內所需的冷卻時間，這是內行的人所熟知的。若在經過所需的冷卻時間之前從模具中取出模製的容器封蓋，在其圓頂板壁中就會發生大於允許範圍的變形。更具體地說，此頂板壁的中心傾向於下凹，因而頂板壁便會具有超過允許範圍的沉陷形。為了縮短所需的冷卻時間而不引起頂板壁中有大於允許範圍的變形，可以設想去減薄頂板壁的特別是位於內柱形密封突起內側上中央部分的厚度，以促進此頂板壁的特別是其中央部分的冷卻。但當減薄頂板壁的特別是其中央部分的厚度時，則會出現如下所述的另一個問題。即當要在頂板的外表面上印刷時，是把容器封蓋安裝到芯軸上使心軸的頂面去接觸頂板壁中心部分的內表面，然後將由具有彈性的材料如合成橡膠所制的膠印輥在印刷區中用到容器封蓋頂板壁的外表面上。即使是頂板壁的外表面上存在一些通常允許範圍內的畸變時，但為了進行完全滿意的印刷，重要的是在膠印輥用到容器封殼頂板壁的外表面上時，此膠印輥應壓縮約1mm。此時，當頂板壁的厚度減薄到例如1mm時，此膠印輥的周面與未安裝容器封蓋的心軸的頂面間的間隙就必須設定到基本為零。在作了上述這樣設定的情形，若是因某種偶然原因在容器封蓋未安裝到芯軸上時此心軸就移過印刷區，則印刷油墨就會粘附到心軸的頂面，而容器封蓋頂板壁中心部分的內表面在容器封蓋安裝到心軸上時就會為此印刷油墨汙染。當心軸的頂面與膠印輥的周面的間距加大來防止出現上述情形時，膠印輥在應用到安裝於心軸上的容器封蓋頂板壁的外表面時的壓縮量就變得太小，因而在此頂板壁的外表面存在某種一般允許的畸變時，就不能進行滿意的印刷。此外，若是減薄頂板壁的特別是其中央部分的厚度時，就必然減弱了頂板壁的剛性，這樣，內柱形密封突起的所謂柔性就會變得太大，而此容器的內柱形密封突起與嘴-頸部內周面間的接觸壓力將會變得太小，因而此嘴-頸部的氣密密封就有可能不充分。
本發明的第一目的在於提供這樣一種新穎的和改進了的合成樹脂容器封蓋，它在安裝到容器的嘴-頸部上時能完全可靠地氣密密封此容器的嘴-頸部。並能通過施加適當扭矩轉動它將其從嘴-頸部上取下而不需用過量的扭矩致使嘴-頸部被打開，同時能在將它轉過一大於打開嘴-頸部所需轉動角的角度後，將嘴-頸部的氣密密封釋除。
本發明的第二目的在於提供這樣一種新穎的和改進了的合成樹脂容器封蓋，它不會在印刷步驟中造成任何不變，且不會導致容器的嘴-頸部發生不滿意的密封，而在同時都可顯著地減少壓縮模製或注射模製所需的冷卻時間。
根據本發明的第一方面提供了一容器封蓋，它具有一圓形頂板壁和一從此頂板壁的周邊下延的柱形裙壁，而且它是由合成樹脂作為單件形成，其中在此頂板壁的內表面上形成有一向下延伸的外柱形密封突起，一向下延伸的內柱形密封突起和一位於此外與內柱形密封突起之間且向下突出的環形密封容器；當此容器封蓋安裝到容器的嘴-頸部上時，此外柱形密封突起的內周面便與嘴-頸部的外周面緊密接觸，內圓柱形密封突起的外周面與嘴-頸部的內周面緊密接觸，而該環形密封脊便與嘴-頸部的頂面緊密接觸；同時在此容器封蓋安裝到容器的嘴-頸部上之前的狀態下，外柱形密封突起內周面上的將與此嘴-頸部外周面緊密接觸的這部分的最小內徑D1，小於此嘴-頸部分將被緊密接觸的外周面的外徑D2，且滿足0.05mm≤(D2-D1)≤0.60 mm，而內柱形密封突起外周面上的將與嘴-頸部緊密接觸的這部分的最大內徑D3，大於此嘴～頸部部分的將被緊密接觸的內周面的內徑D4，且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm。
根據本發明第一方面提供的容器封蓋，能夠有利地用在由適當的合成樹脂如聚對苯二甲酸乙酯(本發明不受此限制)形成的容器在灌裝加熱到約80～95℃的內盛物(熱包裝)時。如內行的人所熟悉的，在擬灌裝加熱到約80～95℃內盛物的合成樹脂容器模製成預定的形狀後，它的嘴-頸部分會因加熱而結晶化，這樣就會稍稍減小嘴-頸部的尺寸精度。
最好是使此內柱形密封突起的外周面以這樣一種方式下延，即它向外相對於容器封蓋的中心軸線沿徑向以一傾角θ1傾斜，然後再以這樣一種方式向下延伸，即向內相對於此中央軸線沿徑向以一傾角θ2傾斜。傾角θ1可以是5～25°，而傾角θ2可以是5～30°。此內柱形密封突起的內周面以這樣一種方式下延，即它向外相對於此中央軸線沿徑向以一傾角θ3傾斜，然後基本上平行於此中央軸線延伸。此內柱形密封突起的外周面最好在頂板壁內表面下方，和距其，2.50～3.50mm長度L1的位置處具有最大外徑D3。在一最佳實施例中，內柱形密封突起內周面的傾角θ3，在具有最大外徑D3這部分上方的一個位置處，大於內柱形密封突起外周面的傾角θ1。外柱形密封突起的內周面以這樣一種方式下延，即它向內相對於中央軸線沿徑向以一傾角θ4傾斜，然後以這樣一種方式延伸，即沿徑向朝外傾斜。傾角θ4可以是13～23°。外柱形密封突起的外周面以這樣一種方式下延，即它相對於該中央軸線沿徑向向內以一傾角θ5傾斜。傾角θ5在於傾角θ4，可以是15～25°。外柱形密封突起的內周面最好在頂板壁內表面下方，和距其，0.60～1.50mm長度L2的一位置處具有最小內徑D1。
要是(D2-D1)與(D3-D4)太小，就會發生嘴-頸部氣密密封可能成為不滿意的趨勢，於此同時，嘴-頸部的密封有可能在容器封蓋轉動到打開嘴-頸部所需轉動角的角度之前釋除。另一方面，要是(D2-D1)與(D3-D4)太大，則存在著加到容器封蓋上用來打開嘴-頸部分的轉矩有過大的傾向。
根據本發明的第二方面，為達到本發明的第二目的提供了這樣的容器封蓋，它具有一圓形的頂板壁和一從此頂板壁周邊下延的柱形裙壁，以及下延到與頂板壁內周面上形成的容器嘴-頸部的內周面緊密接觸的一柱形密封突起，而它是由合成樹脂作為單件形成的，其中在位於頂板壁的柱形密封突起內側上的中央部分的內表面上形成有許多肋，頂板壁的該中央部分的厚度T1是0.80～1.20mm，各個肋的厚度T2是0.20～1.00mm，厚度T1與T2的點厚(T1+T2)是1.20～1.80 mm。
最好是，厚度T1為0.90～1.10mm，厚度T2為0.30～0.50mm而厚度T1和T2的總厚(T1+T2)為1.30～1.50mm。在一最佳實施例中，這些肋徑向延伸。這些肋按等角度的間隔設置，並從此中央部分的中央連續地延伸到頂板壁的周邊。肋的橫剖面為矩形，在底視圖中，頂板壁中央部分的面積以S1表示，肋的總面積以S2表示，S1與S2滿足0.10S1＜S2＜0.40S1，而最好滿足0.15S1＜S2＜0.35S1。
要是頂板壁中央部分的厚度T1太大、各個加強肋的厚度T2或是此頂板壁中央部分的厚度T1與各加強肋的厚度T2的和太大，則要求用來防止變形超過頂板壁允許範圍的冷卻時間將變長。要是頂板壁中央部分的厚度T1太小，則頂板壁的剛性就會太低，而容器嘴-頸部的氣密密封將不充分。要是各加強肋的厚度T2太小，或是頂板壁中央部分的厚度T1與各加強肋的厚度T2之和太小，則頂板壁的剛性會太低，並在同時需要將印刷步驟中將心軸頂表面與印染輥周面的間距調至一極小值，而且存在著前面所述的頂板壁中心部分的內表面會為印刷油墨汙染的可能性。
此外，根據本發明的第三方面，為了實現本發明的第一個目的提供了這樣一種容器封蓋，它具有一圓形的頂板壁和一從此頂板壁的周邊下延的一柱形裙壁，同時它是由合成樹脂形成為單件，其中在此頂板壁的內周面上形成有一下延的外柱形密封突起，一下延的內柱形密封突起，和一位於此外柱形密封突起與內柱形密封突起之間且向下突出的環形密封脊；當此容器封蓋安裝到容器的嘴一頸部上時，外柱形密封突起的內周面便與此嘴-頸部的外周面緊密接觸，而內柱形密封突起的外周面便與此嘴-頸部的內周面緊密接觸，同時此環形密封脊便同嘴-頸部的頂面緊密接觸；在此容器封蓋安裝到容器嘴-頸部上之前的狀態下，內柱形密封突起的外周面的將與嘴-頸部的內周面緊密接觸的這部分的最大外徑D3，大於此嘴-頸部的將被緊密接觸的內周面的內徑D4，且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm；同時此外柱形密封突起的內周面以這樣一種方式下延，即它相對於所述中央軸線沿徑向朝外以一傾角θ6傾斜，然後按弧形向下並沿徑向外延。
根據本發明第三方面提供的這種容器封蓋，能有利地用作由適當的合成樹脂如聚對苯二甲酯乙酯形成的容器在無菌或少菌的狀態下罐裝具有常溫的內盛物1所謂的無菌罐裝。正如內行的人所周知的，罐裝具有常溫的內盛物的合成樹脂容器具有相當高尺寸精度的嘴-頸部分，這是由於此嘴-頸部分不會因加熱而結晶化。
外柱形密封突起的外周面最好基本上與所述中央軸線平行延伸。內柱形密封突起的外周面則最好以這樣一種方式向下延伸，即它相對於容器封蓋的中央軸線沿徑向朝外以一傾角θ1傾斜，然後以這樣一種方式向下延伸，即相對於此中心軸線以傾角θ2沿徑向朝內延伸。傾角θ1可以是5～25°。內柱形密封突起的內周面最好以這樣一種方式下延，即它相對於此中央軸線以傾角θ3沿徑向朝外傾斜，然後與此中央軸線基本上平行地延伸。內柱形密封突起的外周面最好在頂板壁內表面之下，和距其，2.50-3.50mm長度L1的位置處具有最大的外徑D3。在一最佳實施例中，內柱形密封突起的內周面的傾角θ3，大於內柱形密封突起外周面在具有最大外徑D3的這部分之上一位置處的傾角θ1。
如果(D3-D4)太小，就有可能發生嘴-頸部的氣密密封令人不滿意的現象，於此同時，在容器封蓋轉動到打開嘴-頸部所需轉動角度之前就可能釋除嘴-頸部的氣密密封。另一方面，要是(D3-D4)太大，則有可能使用來打開嘴-頸部而加到容器封蓋上的扭矩變得過大。外柱形密封突起的內周面這樣地下延。它相對於此中央軸線以傾角θ6向外傾斜，然後以弧形向下並沿徑向朝外延伸，由此可使容器封蓋能充分和容易地安裝到嘴-頸部之上，且實際上沒有可能使此容器封蓋安裝得不適當。


圖1是依據本發明一最佳實施例製成的容器封蓋的部分側視與部分剖面圖；圖2是圖1中容器封蓋一部分的放大剖面圖；圖3是圖1中容器封蓋的底視圖；圖4是依據本發明另一最佳實施例製成的容器封蓋的部分側視與部分透視圖；圖5是圖4中容器封蓋一部分的放大剖面圖。
下面參考附圖更詳細地說明依據本發明的最佳實施例構成的合成樹脂容器封蓋。
現在參考圖1進行說明，依據本發明構成的且整體以數字2標明的容器封蓋，能適用於內盛物加熱到80～95℃向灌裝到容器內的所謂熱包裝系統，且是由適當的合成樹脂如聚丙烯或聚乙烯形成為單件的。容器封蓋2具有圓形頂板壁4和從頂板壁4的邊緣下延的柱形裙壁6。在裙壁6中形成有沿圓周延伸的可斷開線8，而將裙壁6分成可斷開線8上方的主部10和下方的鬆緩標誌裙部12.在裙壁6的內周面上形成有面朝下的環形肩部14，而從此環形肩部14向下延伸的一批加強肋14則按周形按適當的間隔分開形成。上述的可斷開線8的形成是通過將一切割刀片(未圖示)從裙壁6的外周面沿各加強肋16的軸向應用到中間部分上，切割此裙壁6而留剩下至少是部分的各個加強肋16。肋16留剩下的未切除部分便構成了所謂橋連部18，而鬆緩標誌裙部12則由此橋連部18連接到裙壁6的主部10上。
具有朝下漸增外徑的截頭錐部20形成於裙壁6的主部10外周面的下端附近。鬆緩標誌裙部12的外周面也形成外徑朝下漸增的截頭錐形。在主部14外周面的截頭錐部上的一部分之上形成有滾花22，用以防止置於其上的手指打滑、裙壁6的主部10的內周面上形成有陰螺紋24。在陰螺紋24中，沿圓周方向按適當間隔形成有沿軸向延伸的槽口26。這些槽口26在容器的嘴-頸部打開時構成了所謂的空氣通道。
開啟顯示裙部12的內周面上形上一結合裝置28。此結合裝置28在所示實施例中是由多個例如8個沿周向按適當間距設置的片狀件30組成。各片狀件30從與鬆緩標誌裙部12的內周面相連的底座邊緣，沿徑向按向上傾斜的方向朝內突出。如有需要，此種結合裝置也可由具有另外適當形狀的片狀件、肋條件、突起部等構成。
參考圖2以及圖1，在根據本發明的一個方面構成的容器封蓋中，重要的是，在頂板壁4的內表面上應形成有外柱形密封突起32、內柱形密封突起34，以及設在外柱形密封突起32與內柱形密封突起34之間的環形密封脊32。從2可以清楚地看到，在所示實施例中，頂板壁4在位於內柱形密封突起34的內側上的中央部分處有較小的厚度11，在內柱形密封突起34與環形密封脊36之間的部分有稍大於11的厚度T1-A，而在位於環形密封脊36外側上的部分則有略大於T1-A的厚度T1-B(頂板壁2的厚度將於後面詳述)。
為便於說明，在解釋外柱形密封突起32之前先描述內柱形密封突起34。在所示實施例中的內柱形密封突起34從頂板壁4的內表面下延，而它的外周面則這樣的下延它相對於容器封蓋2的中央軸線38(圖1)以傾角θ1沿徑向朝外(圖2中的左向)傾斜，然後相對於上述軸線38以傾角θ2沿徑向朝內(圖2中的右向)傾斜。於是在內柱形密封突起34的外周面上存在傾斜方向改變的彎曲部40。上述傾角θ1適當地近似5～25°，上述傾角θ2宜近似5～30°。在圖2所示的剖面圖中，於內柱形密封突起34外周面的彎曲部40上的部分，可以是直線部分和具有較大曲率半徑的凹部的組合(此凹部的傾角θ1是由各點的切線與上述中央軸線38構成)或完全為凹部，而此彎曲部40則以較小的曲率半徑凸起。在圖2所示的剖面圖中，於內柱形密封突起34外周面的彎曲部分40之下的主部基本上按直線延伸，而下端部則基本上以弧形形式延伸。由於內柱形密封突起34的外表面取上述形狀，它在彎曲部40處有最大外徑D3。從後面的描述中可知，內柱形密封突起34的彎曲部40要與容器的嘴-頸部內周面緊密接觸，而前述外徑D3於是是與此內柱形密封突起34的與容器的嘴-頸部接觸的這部分的最大外徑。具有最大外徑D3的邊部分宜位於頂板壁4內表面下2.50～3.50mm長度L1處。
內柱形密封突起34的內周面這樣的下延它相對於上述中心軸線38的傾角θ3沿徑向朝外傾斜，然後基本上平行於中心軸線38延伸。為便於在模製成型後取出模具，彎曲部分40上一部分的上述傾角θ3最好大於前述傾角θ1，且可以近似7～30°。由於內柱形密封突起34的外周面與內周面是如以上所述形成，參考圖2當可清楚地認識到，內柱形突起34的厚度是逐漸向下減少。
所示實施例中的外柱形密封突起32也從頂板壁4的內表面向下延伸。外柱形密封突起32的上述延伸部長度小於內柱形密封突起34的延伸部的長度且近似於此長度的1/3。外柱形密封突起32的內周面這樣地下延它相對於上述中央軸線38以傾角θ4沿徑向朝內傾斜，然後沿徑向朝外傾斜地下延。上述傾角θ4可以約13～23°。於外柱形密封突起32的內周面沿徑向朝內傾斜而下延的部分是直線的，而沿徑向朝外傾斜的部分則近似弧形。外柱形密封突起32的內周面在傾斜方向改變的部分，即在上述直線部分與弧形部分之間具有最小的內徑D1。從以後的描述中可知，外柱形密封突起32內周面的傾斜方向改變的部分要與容器的嘴-頸部分的外周面接觸，於是最小內徑D1便是外柱形密封突起32的要與容器的嘴-頸部密切接觸的這部分的最小內徑。具有最小內徑D1的這部分宜適當地位於頂板壁4內表面之下0.60～1.50mm長度L2之下。
外柱形密封突起32的外周面直線地向下延伸成相對於上述中央軸線38以傾角θ5沿徑向朝內傾斜。此傾角θ5略大於上述傾角θ4，為15～25°，此外柱形密封突起32的厚度於是最好向下漸減。
設於外柱形密封突起32底部鄰近的環形密封脊36具有近似半圓形的橫剖面。環形密封脊36的突起量遠低於內柱形密封突起34的延伸部長度以及外柱形密封突起32的延伸部長度，同時此內柱形密封突起34與外柱形密封突起32具有較高的柔性，可使它們沿徑向內彎與外彎，但環形密封脊36則基本上無柔性。
根據本發明的另一方面，重要的是，頂板壁4的厚度，特別是位於內柱形密封突起內側上的中央部分42的厚度，應該全面地小，用以縮短由壓縮模製法或注射模製法來形成容器封蓋時於模具內所需的冷卻時間，也就是從將流體化的合成樹脂注入模具內成所望形狀時起並開始打開模具而取出模製好的容器封蓋所經歷的這段時間。在所示實施例中，此頂板壁4的中央部分42具有厚度T1、在頂板壁4的內柱形密封突起34與環形密封脊36之間的中間部分44具有厚度T1-A，位於環形密封脊36外側的周邊部分46具有厚度T1-B，而這些厚度必須滿足T1＜T1-A＜T1-B。重要的是，中央部分42的厚度應為0.80～1.20mm，最好是0.90～1.10mm。要是中央部分42的厚度T1太大，模具中所需的冷卻時間將變長而模製效率將降低。要是中央部分42的厚度T1太小，則頂板壁4的剛性將會太低，而容器的嘴-頸部的氣密密封就會不充分。中間部分44的厚度T1-A可以約為1.10～1.50mm，而周邊部分46的厚度T1-B可以約為1.40～1.80mm。
參考圖3以及圖1與圖2，在本發明的上述方面，重要的是這批加強肋48應設在頂板壁4的厚度已減薄到T1的中央部分42的內表面之上。在所示實施例中，從中央部分42的中心至其周邊按等間隔形成了沿徑向連接延伸的8根加強肋48。每根加強肋48最好沿其全長具有相同的剖面形式，而在所示實施例中，此加強肋48的橫剖面呈矩形。重要的是各個肋48的厚度T2應為0.20～1.00mm，最好是0.30～0.50mm。同樣重要的是，頂板壁4中央部分42的厚度T1與設在中央部分42上加強肋48的厚度T2之和(T1+T2)應為1.20～1.80mm，特別是1.30～1.50mm。此外，當於圖3的底視圖中頂板壁4的中央部分42的面積以S1表示而這些加強肋48的總面積以S2表示時，S1與S2最好滿足0.10S1＜S2＜0.40S1，而尤為最好是滿足0.15S1＜S2＜0.35S1。要是加強肋48的厚度T2或中央部分42的厚度T1與加強肋48的厚度T2之和(T1+T2)太大，則模具中所需的冷卻時間將變長；而要是此(T1+T2)太小，則頂板壁4的剛性會太低而容器嘴-頸部分的氣密密封將不充分。此外，在印刷步驟中會出現下述問題。也就是說，產品的商標名，製造廠或銷售商各等一般是由膠印印在容器封蓋2的頂板壁4的外表面上。這種膠印是把容器封蓋2安裝到心軸(未示明)上進行，以使頂板壁4的中央部分42的內表面與心軸的頂面緊密接觸，然後將彈性材料如合成橡膠形成的膠印輥(未圖示)在印刷區域應用到容器封蓋2的頂板壁4的外表面上。即會是頂板壁4的外表面具有某種一般允許的畸變，但為了進行完全滿意的印刷，重要的是當把膠印輥加到容器封蓋2的頂板壁4的外表面上時，此膠印輥應壓縮約1mm。但是，當加強肋48的厚度T2或中央部分42的厚度T1與加強肋48的厚度T2之和(T1+T2)太小時，在容器封蓋2未安裝狀態下的心軸頂面與膠印輥周面間的間距就必須設定到零或儘可能小的值，這是因為頂板壁4的特別是中央部分的厚度業已減薄到例如約1mm。當將此間隙按上述要求設定時，要是心軸因某種偶然原因在容器封蓋2未安裝於其上時就通過印刷區域，印刷油墨就會粘附到心軸的頂面，結果，隨後當容器封蓋2安裝到此心軸上時，頂板壁4的中心部分42的內表面就會為此印刷油墨汙染。
圖1與圖2用雙點鏈線示明了容器的加有此容器封蓋2的嘴-頸部分。這種容器可以由適當的合成樹脂如聚對苯二甲酸乙酯形成，具有基本上是圓柱形的嘴-頸部50。此嘴-頸部50最好在其模製到所需形狀後通過加熱而結晶化。在嘴-頸部50的外周面上形成有陽螺紋52的位於陽螺紋52之下的環形結合夾部54(圖1)。位於陽螺紋52上方的上端部具有基本上水平延伸的環形頂面56和基本是垂直延伸的柱形外周面58。嘴-頸部50的內周面62是圓柱面形的且基本上沿垂向延伸。當容器的嘴-頸部50要通過將容器封蓋2配合於其上而作氣密密封時，可將容器封蓋2安裝到嘴-頸部50之上而沿封閉方向轉動，即沿從圖1與圖2上方觀察時的順時針走向轉動，使容器封蓋2的陰螺紋24螺合到嘴-頸部50的陽螺紋52上。當容器封蓋2用設定的所需扭矩依封閉方向按圖1與2所示的狀態轉動時，便會促使內柱形密封突起34推進到嘴-頸部50之內，而此突起34的彎曲部40便與嘴-頸部50的柱形內周面62緊密接觸。環形密封脊36則與嘴-頸部50的環形頂面56緊密接觸，而外柱形密封突起32的內周面就同嘴-頸部50的柱形外周面緊密接觸。這樣，嘴-頸部50便為容器封蓋2氣密密封。參看圖2可以清楚地了解到，在依據本發明一個方面構成的密封容器中，重要的是，在容器封蓋2安裝到容器的嘴-頸部50上之前，外柱形密封突起32的前述最小內徑D1應小於將與外柱形密封突起32緊密接觸的嘴-頸部50的外周面的外徑且滿足0.05mm≤(D2-D1)≤0.60mm，同時內柱形密封突起34的上述最大內徑D3則應大於將與其接觸的嘴-頸部50的內周面62的內徑D4且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm。根據本發明的發明人的試驗結果，若是(D2-D1)與(D3-D4)太小，就有可能使嘴-頸部50的氣密密封成為不滿意的，同時嘴-頸部50的密封可能在容器封蓋2轉動到為打開嘴-頸部50所需轉動角度之前便釋除。另一方面，要是(D2-D1)與(D3-D4)太大，就有可能使加到容器封蓋2上的扭矩在將封蓋2安裝到嘴-頸部50之上或從其上卸下時變得過大。形成在容器封蓋2的鬆緩標誌裙部12上的結合裝置28能沿徑向朝外彈性變形，通過嘴-頸部50的環形夾部54之上，然後彈性地回復到原來的形式以與環形夾部54的底面結合。
為了打開容器的嘴-頸部50，依打開方向轉動容器封蓋2，亦即依由圖1與圖2上方觀察時的反時針走向轉動容器封蓋2。在此時刻，由於鬆緩標誌裙部12的內周面上形成的接合裝置28與嘴-頸部50外表面上形成的環形夾部54的底面結合，防止了鬆緩標誌裙部12的向上運動，但容器封蓋2的其他部分則由於陽螺紋52與陰螺紋24間的嚙合因轉動而松釋而向上運動。因此，就會在裙壁6間形成的可斷開線上，更確切地說是在橋連部18之中產生應力而使橋連部18斷裂，從而使鬆緩標誌裙部12從裙壁6的主部10上分開。然後，容器封蓋2的與鬆緩標誌裙部12不同的部分隨著轉動而自由地向上並與嘴-頸部50分開。
圖4與圖5示明了依據本發明另一實施例構成的合成樹脂容器封蓋。整體以數字102標明的容器封蓋最好應用於在無菌或減菌狀態下的，灌裝以具有常溫內盛物的容器(即可對之進行滅菌灌裝的容器)的嘴-頸部上。此種容器封蓋102同樣具有圓形頂板壁104和從頂板壁104的周邊下延的裙壁106。同樣，在此容器封蓋102中重要的是，頂板壁104的內表面上形成有外柱形密封突起132、內柱形密封突起134以及在這兩個突起之間設置的環形密封脊136。
在圖4與圖5所示的容器封蓋102中，頂板壁104的中央部分，即在其內柱形密封突起134徑向上內側的一部分，具有較大的厚度T3。(因此，在容器封蓋104中，並沒有進行根據本發明上述方面的改進所作的使頂板壁104的中央部分製得較薄並設有一批加強肋。對這一點再作另外的說明。此容器封蓋102的內表面上必須是無菌的以用於無菌灌裝。於是，此頂板壁104的內表面要求不得有例如不勻部分的形狀變化並且要求儘可能的平整，同時應避免在頂板壁104的內表面上形成一批加強肋)。頂板壁104的在與內柱形密封突起134的外周面底部相鄰處形成的環形密封脊136沿徑向於外側上的部分，其厚度T3-A略小於上述厚度T3。厚度T3可以是1.10～1.80mm而厚度T3-A可以是0.90～1.70mm。
再次參看圖4與圖5，容器封蓋102的內柱形密封突起134與前述容器封蓋2的內柱形密封突起34基本一致，並且是從頂板壁104的內表面下延。內柱形密封突起134的外周面從頂板壁104的內表面與容器封蓋102的中央軸線138(圖4)大致平行一段長度，再相對於此中央軸線138以傾角θ1沿徑向朝外傾斜(圖5中的左方)，然後相對於此中央軸線138按傾角θ2沿徑向朝內傾斜(圖5中的右方)。於是在內柱形密封突起134的外周面上便存在一傾斜方向改變的彎曲部140。上述傾角θ1宜約為5～25°而傾角θ2宜約為5～30°。在圖5的剖面圖中，內柱形密封突起134的外周面上的上端部基本上按直線延伸，而包括有上述彎曲部104的主部則以較大的曲率半徑凸起(此凸起部的傾角θ1與θ2是由各點的切線與上述中央軸線138形成)，而下端部則近似弧形延伸。由於內柱形密封突起134的外周面的形狀是如上述，此內柱形密封突起134在彎曲部140就有最大的外徑D3。從圖5中可見，內柱形密封突起134的彎曲部140要與容器的嘴-頸部150的內周面162緊密接觸，因而上述最大外徑D3乃是內柱形密封突起134的要同此容器的嘴-頸部150緊密接觸的這部分的最大外徑。具有最大外徑D3的這部分適合位於頂板壁104內表面下方2.50～3.50mm長度L1處。
內柱形密封突起134的內周面這樣地下延，即相對於上述中央軸線138以傾角θ3沿徑向朝外傾斜，然後基本上平行於中央軸線138延伸，傾角θ可以近似為7～30°。由於內柱形密封突起134的外與內周面是按上述方式形成，故從圖5可以清楚看到內柱形密封突起134的厚度是向下逐漸減薄。
容器封蓋102的外柱形密封突起132也是從頂板壁104的內表面下延。外柱形密封突起132的延伸長度小於內柱形密封突起134的延伸長度且約為此長度的1/3。在適用於無菌灌裝容器的情形，由於不需在容器模製成所需形狀後通過加熱使嘴-頸部結晶化，此嘴-頸部分的尺寸精度就較高。因此，根據本發明的發明人的經驗，由內柱形密封突起134實現的氣密密封基本上能完滿地滿足嘴-頸部的氣密密封要求。外柱形密封突起134有助於容器封蓋102在其安裝到嘴-頸部上時的定位或阻止細菌從外部進入。基於這一事實，外柱形密封突起132的內周面便這樣地作直線式延伸即它相對於上述中央軸線138以傾角θ6沿徑向朝外傾斜，然後再依弧形向下並沿徑向朝外延伸。上述傾角θ6可約為10～25°。參看圖5可知，當按要求將容器封蓋102安裝到容器的嘴-頸部150上時，環形密封脊136便與嘴-頸部150的頂面156接觸，而在外柱形密封突起132的以132A標明的部分之下的一部分便同嘴-頸部150的外周面緊密接觸。於是外柱形密封突起132的內周面的以132A標明這部分的內徑便是將與嘴-頸部150的內周面158緊密接觸這部分的最小內徑D1。外柱形密封突起132的外周面基本上平行於上述中央軸線138延伸。
同樣，在圖4與5所示的容器封蓋102中，與圖1～3所示的容器封蓋2相同，在容器封蓋102安裝到容器的嘴-頸部150上之前的狀態下，最好要是外柱形密封突起132的上述最小內徑D1應小於嘴～頸部150的要同外柱形密封突起132緊密接觸的外周面158的外徑D2且滿足0.55mm≤(D2-D1)≤0.60mm。同時內柱形密封突起134的上述最大內徑D3應大於嘴-頸部150的要同內柱形密封突起134緊密接觸的內周面162的內徑且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm。
環形密封脊136形成於內柱形密封突起134的外周面底部鄰近，從整體上看近似矩形，它的內周面的下端部具有小曲率半徑的圓弧形橫剖面形式。環形密封劑136的突起量小於內柱形密封突起134的延伸長度以及小於外柱形密封突起132的延伸長度，同時此內與外柱形密封突起134與132有較高的柔性能沿徑向朝內和向外彎曲，而環形密封脊136則基本無柔性。
圖4與圖5所示的容器封蓋102與圖1～3所示的容器封蓋2除上述結構外基本一致。對於不同於上述結構的結構則略去其說明。
在上述容器封蓋2(102)中，當嘴-頸部50(150)打開時，容器封蓋2(102)的裙壁6(106)中形成的可斷開線8上的橋連部18便斷裂，同時鬆緩標誌裙部12便與裙壁6(106)的主部10分開，並導致保留於嘴-頸部50(150)之上而不與之分開。必要時，可斷開線8上至少一個橋連部18可以製成為結實的橋連部而不會斷開地保持住，同時可於鬆緩標誌裙部12中形成一沿軸向延伸的可斷開線(未圖示)，使得當嘴-頸部50(150)打開時，這一沿軸線延伸的可斷開線斷裂而讓鬆緩標誌裙部12從環形變為帶形，同時此通過不會斷裂並保持住的橋連部而繼續連接的鬆緩標誌裙部12也從嘴-頸部50(150)上分開。
例1以乙烯-丙烯共聚物(熔體流動指數在230℃和2/60g為20g/10min，彎曲模量為1700Mpa)為原材料，由壓縮模製形成圖1～3所示形狀的容器封蓋。這種模製的容器封蓋是用於具有名義直徑為28mm的嘴-頸部的容器的，其主要尺寸如下D1 24.70mmD3 20.90mmT1 1.00mmT2 0.40mmT1-A 1.30mmT2-B 1.60mm將具有名義直徑為28mm和名義容積為500m1的嘴-頸部的聚對苯二甲酸乙酯容器(在「TSK KuKi STHE Natural G」的商品名下購自Toyo Seibon CO.,LED)灌裝以加熱到87℃的水，用21Kgfcm的扭矩將上述容器封蓋安裝到此嘴-頸部之上。將此容器水平地放置39秒，再回到豎立位置，以加熱到75℃的水噴淋3分鐘，加熱到50℃的水噴淋15分鐘，以加熱到30℃的水噴淋15分鐘，然後將此容器封蓋在50℃下保持5日。
上述容器的嘴-頸部的外徑D2為24.94mm，內徑D4為20.60mm。於是(D2-D1)為0.24mm和(D3-D4)為0.30mm。
然後，依打開方向轉動容器封蓋並從容器的嘴-頸部上取下。測量了初始扭矩(為開始容器封蓋轉動所需的扭矩)。在斷開線開始斷裂前的容器封蓋的轉動角(角B)以及在嘴-頸部鄰密封釋除之前的轉動角(角L)。將容器倒置進行容器封蓋的轉動，根據進入容器的空氣(進入容器中水內的氣泡)來判別密封松釋的程度。10個容器封蓋的結果示明於下述的表1中。角B最好小於角L，因而當角B大於角L時，便視作為不正常的BL。初始扭矩最好為20Kgfcm或更小，因而當初始扭矩大於20Kgfcm時，便視作為不正常的扭矩。
例2按照與例1相同的方式測量了初始轉矩以及角B與L，只是容器封蓋的D3為21.41mm而(D3-D4)為0.81mm。結果示明於表2.
例3按照與例1相同的方式測量了初始轉矩以及角B與L，只是容器封蓋的D3為22.00mm而(D3-D4)為1.40mm。結果示明於表3。
比較例1按照與例1相同的方式測量了初始轉矩以及角B與L，只是容器封蓋的D3為20.80mm而(D3-D4)為0.20mm。結果示明於表4。
比較例2按照與例1相同的方式測量了初始轉矩以及角B與L，只是容器封蓋的D3為22.15mm而(D3-D4)為1.55mm。結果示明於表5。
例4按照與例1相同的方式測量了角B與L，只是容器封蓋的D1為24.84mm而(D2-D1)為0.10mm。結果示明於表6。
例5按照與例1相同的方式測量了角B與L，只是容器封蓋的D1為24.70mm而(D2-D1)為0.24mm。結果示明於表6。
比較例3按照與例1相同的方式測量了角B與L，只是容器封蓋的D1為24.92mm而(D2-D1)為0mm。結果示明於表6。
表1例1:D3-D4=0.30mm
表2例2:D3-D4=0.81mm
表3例3:D3-D4=1.40mm
不正常0/10扭矩不正常0/10BL
表4比較例1:D3-D4=0.20mm
不正常0/10扭矩不正常0/10BL
表5比較例2:D3-D4=1.55mm
不正常0/10扭矩不正常0/10BL
表權利要求
1．一合成樹脂容器封蓋，它具有一圓形頂板壁和一從此頂板壁的周邊下延的柱形裙壁，而且它是由合成樹脂作為單件形成，其中在此頂板壁的內表面上形成有一向下延伸的外柱形密封突起，一向下延伸的內柱形密封突起和一位於此外與內柱形密封突起之間且向下突出的環形密封脊；當此容器封蓋安裝到容器的嘴一頸部上時，此外柱形密封突起的內周面便與嘴一頸部的外周面緊密接觸，內柱形密封突起的外周面與嘴一頸部的內周面緊密接觸，而該環形密封脊便與嘴一頸部的頂面緊密接觸；並且在此容器封蓋安裝到容器的嘴一頸部上之前的狀態下，外柱形密封突起的內周面上的將與此嘴一頸部外周面緊密接觸的一部分的最小內徑D1，小於此嘴一頸部分的將被緊密接觸的外周面的外徑D2，且滿足0.05mm≤(D2-D1)≤0.60mm，而內柱形密封突起的外周面上的將與嘴一頸部緊密接觸的一部分的最大內徑D3，大於此嘴一頸部分的將被緊密接觸的內周面的內徑D4，且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm。
2．權利要求1所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的外周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於此容器封蓋的中心軸線以傾角θ1沿徑向朝外傾斜，然後再以這樣一種方式向下延伸，即它相對於此中心軸線以傾角θ2沿徑向朝內傾斜。
3．權利要求2所述的容器封蓋，其中上述傾角θ1是5～25°，而上述傾角θ2是5～30°。
4．權利要求2所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的內周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於中心軸線以傾角θ3沿徑向朝外傾斜，然後基本上平行於此中心軸線延伸。
5．權利要求2所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的外周面在此頂板壁的內表面下，和距其，2.50～3.50mm的長度L1位置處具有最大的外徑D3。
6．權利要求4所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的內周面的傾角θ3大於在具有最大外徑D3這部分之上一位置處的該內柱形密封突起的外周面的傾角θ1。
7．權利要求1所述的容器封蓋，其中所述外柱形密封突起的內周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於該中心軸線以傾角θ4沿徑向朝內傾斜，然後再以這樣一種方式向下延伸，即它沿徑向朝外傾斜。
8．權利要求7所述的容器封蓋，其中所述傾角θ4是13～23°。
9．權利要求7所述的容器封蓋，其中所述外柱形密封突起的外周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於該中心軸線以傾角θ5沿徑向朝內傾斜。
10．權利要求9所述的容器封蓋，其中所述傾角θ5大於傾角θ4而且是15～25°。
11．權利要求7所述的容器封蓋，其中所述外柱形密封突起的內周面在頂板壁的內表面下，和距其，0.60～1.50mm的長度L2的位置處具有最小內徑D1。
12．權利要求1所述的容器封蓋，其中在位於該頂板壁的內柱形密封突起的內側上的中央部分的內表面上形成有許多肋，該頂板壁的中央部分的厚度T1是0.80～1.20mm，各肋的厚度T2是0.20～1.00mm，而此厚度T1與T2之和(T1+T2)是1.20～1.80mm。
13．權利要求12所述的容器封蓋，其中上述厚度T1是0.90～1.10mm。
14．權利要求12所述的容器封蓋，其中上述厚度T2是0.30～0.50mm。
15．權利要求12所述的容器封蓋，其中所述厚度T1與T2之和(T1+T2)是1.30～1.50mm。
16．權利要求12所述的容器封蓋，其中所述肋沿徑向延伸。
17．權利要求16所述的容器封蓋，其中所述肋按等角度間隔排列且是從所述中央部分的中心連續地延伸到該頂板壁的周邊。
18．權利要求12所述的容器封蓋，其中所述肋的橫剖面呈矩形，且從底視圖觀察時，設此頂板壁的中央部分的面積為S1而所述肋的總面積為S2時，則S1與S2滿足0.10S1＜S2＜0.40S1。
19．權利要求18所述的容器封蓋，其中上述S1與S2滿足0.15S1＜S2＜0.35S1。
20．一容器封蓋，它具有一圓形的頂板壁和一從此頂板壁周邊下延的柱形裙壁，以及一柱形密封突起，其下延到在此頂板壁內表面上形成的容器嘴一頸部的內周面緊密接觸，而且它是由合成樹脂作為單件形成的，其中在位於此頂板壁的柱形密封突起的內側上的中央部分的內表面上形成有許多肋，此頂板壁的該中央部分的厚度T1是0.80～1.20mm，各個肋的厚度T2是0.20～1.00mm，而厚度T1與T2的總厚(T1+T2)是1.20～1.80mm。
21．權利要求20所述的容器封蓋，其中所述厚度T1是0.90～1.10mm。
22．權利要求20所述的容器封蓋，其中所述厚度T2是0.30～0.50mm。
23．權利要求20所述的容器封蓋，其中所述厚度T1與T2的總厚(T1+T2)是1.30～1.50mm。
24．權利要求24所述的容器封蓋，其中所述肋沿徑向延伸。
25．權利要求24所述的容器封蓋，其中所述肋按等角度間隔排列且從所述中央部分的中心連續地延伸到頂板壁的周邊。
26．權利要求20所述的容器封蓋，其中所述肋的橫剖面是矩形，且從底視圖觀察時，設此頂板壁的中央部分的面積為S1而所述肋的總面積為S2時，則S1與S2滿足0.10S1＜S2＜0.4051。
27．權利要求26所述的容器封蓋，其中上述S1與S2滿足0.15S1＜S2＜0.35S1。
28．一合成樹脂容器封蓋，它具有一圓形的頂板壁和一從此頂板壁的周邊下延的柱形裙壁，並且它是由合成樹脂作為單件形成的，其中在此頂板壁的內周面上形成有一下延的外柱形密封突起部，一下延的內柱形密封突起部和一位於此外柱形密封突起與內柱形密封突起之間且向下突出的環形密封脊；當此容器封蓋安裝到容器的嘴一頸部上時，此外柱形密封突起的內周面便與嘴一頸部的外周面緊密接觸，而此內柱形密封突起的外周面便與嘴一頸部的內周面緊密接觸，同時此環形密封脊便同該嘴一頸部的頂面緊密接觸；在此容器封蓋安裝到容器嘴一頸部上之前的狀態下，此內柱形密封突起的外周面的將與該嘴一頸部的內周面緊密接觸的這部分的最大外徑D3，大於該嘴一頸部的將被緊密接觸的內周面的內徑D4，且滿足0.25mm≤(D3-D4)≤1.50mm；同時此外柱形密封突起的內周面以這樣一種方式下延伸，即它相對所述中央軸線以傾角θ6沿徑向朝外傾斜，然後按弧形向下並沿徑向向外延伸。
29．權利要求28所述的容器封蓋，其中所述外柱形密封突起的外周面基本上平行於此中央軸線延伸。
30．權利要求28所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的外周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於此容器封蓋的中心軸線以傾角θ1沿徑向朝外傾斜，然後再以這樣一種方式向下延伸，即它相對於此中心軸線以傾角θ2沿徑向朝內傾斜。
31．權利要求30所述的容器封蓋，其中上述傾角θ1是5～25°，而上述傾角θ2是5～30°。
32．權利要求30所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的內周面以這樣一種方式向下延伸，即它相對於此中心軸線以傾角θ3沿徑向朝外傾斜，然後基本上平行於此中心軸線延伸。
33．權利要求30所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的外周面在此頂板壁的內表面下，和距其，2.50～3.50mm的長度L1位置處具有最大的外徑D3。
34．權利要求32所述的容器封蓋，其中所述內柱形密封突起的內周面的傾角θ3大於在具有最大外徑D3這部分之上一位置處的該內柱形密封突起的外周面的傾角θ1。
全文摘要
由合成樹脂作為單件形成的容器封蓋具有圓形的頂板壁和從此頂板壁的邊緣下延的柱形裙壁。在此頂板壁的內表面上形成有外柱形密封突起、內柱形密封突起以及在此兩突起間的環形密封脊,它們都具有預定的形狀與尺寸。此頂板壁的中央部分的厚度減薄到預定範圍,而在此頂板壁的中央部分的內表面上形成了具有預定厚度的許多個加強肋。
文檔編號B65D41/32GK1313233SQ0111127
公開日2001年9月19日 申請日期2001年3月13日 優先權日2000年3月13日
發明者葉野裕児, 中嶋壽 申請人:日本皇冠塞株式會社