专利名称：具有提高性能的塑料盖的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及由聚合材料形成的例如用于饮料容器等的塑料盖，更具体地，本发明涉及一种被构造用于提高的密封和结构性能同时使重量最小以及提高的抗窜改性(tamper-resistance)的塑料盖。
背景技术：
人们日益接受用热塑性聚合材料模制的塑料盖在市场上在有饮料和类似产品的容器上的使用。这种类型的盖能够用压缩模制或注射模制有效地形成，通常被构造成用螺纹应用到相关联容器，并且进一步构造成与所述容器接合和协作以有效地密封所述容器的内容物。这种类型的盖可以被构造为所谓复合盖，包括外盖壳和内密封衬里，或构造为所谓“无衬里的”盖，其中，所述盖壳体本身构造成提供与相关联容器的理想密封协作。
尽管上述类型的盖已经在商业上非常成功，通过提高这种盖的密封和结构性能促进了多种用途，同时使形成各模制的盖所需要的聚合材料的量达到最小。上述类型的盖的另一理想结构涉及构造抗窜改的盖，也就是说，构造每个盖以便提供从相关联容器部分或全部移除的可见的可辨别的和/或声音证据。典型地，这种类型的盖通过容易与所述盖的主体部分分离的侧壁的一个区段或所述盖的裙部部分提供窜改证据。这个可分离的特征常称为窜改带。所述窜改带通常模制为所述盖的主体的一部分，但利用多个易折断的连接部分至少局部可拆地连接到所述盖。这些连接部分(有时称为引导部分或桥接部)设计成提供足够的强度以避免在脱模、运输和盖应用过程中断开或其他损坏，同时对于由消费者可靠折断、断裂或其他变形形式以从容器移除所述盖而言是足够薄弱的。窜改带设计的一个重要方面是意图允许所述盖的窜改带不可逆地应用于相关联容器但在所述盖局部或完全移除时变得可见地损坏的结构。本领域技术人员对一次性结构是很熟悉的，常常设置为“拉环”、“翼片”或“尖头”的形式。在盖应用过程中，这些结构被“咬合”或者装配在容器的配合结构上方，容器的配合结构通常称为“A”直径。这个“A”直径是从容器颈部向外径向突出的环，在它下面保持所述盖窜改带的一次性结构。在所述窜改带的开口端和“A”直径结构之间必须提供轴向间隙(有时称为“微量间隔”)以使分离的窜改带从盖的保持器脱离，从而分离对消费者而言是明显的。然而，这种设计的缺陷是这种盖和窜改带能够以未授权的方式操作以使所述窜改带的窜改证明功能失效。一种使所述窜改证明功能失效的方式需要将指甲或工具在所述窜改带下方插入到位于所述窜改带和容器的A直径结构之间的“微量间隔”中，随后利用或者不利用所述盖相对于所述容器的相对旋转，从所述容器移除所述盖。通过以这种方式的操作，在所述窜改带的开口端能够产生足够的力，从而通过将例如“翼片”的一次性结构拉出且拉离所述“A”直径结构，或者通过使它们向下翻转或弯曲离开(bend out of the way),例如“翼片”的“一次性”结构将失效。鉴于上述设计考虑，需要提供一种具有提高的密封和结构性能同时具有提高的抗窜改性的塑料盖。
发明内容
一种实现本发明原理的塑料盖的实施例特别地构造成提高的密封和结构性能以及提高的抗窜改性。值得注意地，该盖构造成使形成它的聚合材料的使用量达到最少，同时仍然达到有效使用在饮料容器等上所需要的必需的密封和结构性能。所述盖还构造成提高的抗窜改性，藉此还促进高效、多祥化地使用在饮料容器等上。根据例示的实施例，该塑料盖包括盘形顶壁部分和从所述顶壁部分悬垂下来的环形裙部部分。值得注意地，所述环形裙部部分包括复合的内部螺旋螺纹成型，它专门构造成提高封闭性能同时使材料需要量最少。 特别地，所述螺纹成型包括上部保持部分，它围绕所述盖内部连续延伸约360°。所述螺旋螺纹成型还包括下部引导部分，它从所述保持部分朝向所述盖的裙部部分的开ロ端螺旋地延伸。为了使所述盖的材料需要量达到最少，所述螺纹成型的下部引导部分具有比所述螺纹成型的上部保持部分的横截面面积更小的横截面面积。在优选形式中，所述螺纹成型的下部引导部分限定多个在周向上间隔开的中断，以促进气体从所述盖应用于其上的相关联容器内部排出。更优选地，由所述螺纹成型的下部引导部分限定的在周向上间隔开的中断在周向上定位成当位于所述盖和容器之间的密封件打开时与由相关联容器限定的通气槽相对齐。根据例示的实施例，所述螺纹成型的上部保持部分具有基本上统ー的横截面面积。通过将所述螺纹成型的上部保持部分构造成在周向上延伸大约360°，与朝向所述盖开ロ端的螺纹成型的下端相比，与所述盖的封闭端最靠近的螺纹部分的強度相对更大，更具有刚性，期望地提高了所述盖的环向强度。所述螺纹成型的加强部分期望地提高了所述盖抵制所述螺纹成型因向所述盖施加过量扭矩而脱离的能力，同时期望地允许所述盖侧壁的厚度和重量减小但同时保持足够的强度。所述螺纹成型的相对强的保持部分期望地提高了維持所述盖抵抗位于所述盖的密封结构和相关联容器顶部之间的密封的压カ的能力。在例示的实施例中，所述盖与相关联容器的密封接合通过从所述顶壁部分悬垂下来的内部环形插塞密封元件实现，所述内部环形插塞密封元件用干与所述盖应用于其上的容器的内表面密封接合。根据例示的实施例，该盖还包括外部环形密封元件，所述外部环形密封元件从所述插塞密封元件外侧的所述顶壁部分悬垂下来，用干与所述盖应用于其上的容器的通常面向外的表面接合。利用这个例示的实施例，所述外部环形密封元件提供所述盖的主要密封件，它形成为在完全应用条件下，捕获在所述盖的压カ阻塞区域和相关联容器的螺纹ロ部(finish)之间的外部密封元件，其中，所述盖的压カ阻塞区域一般位于所述顶壁部分和裙部部分的结合区域。所述外部环形密封元件用作柔性膜，当所述密封元件的外直径按压所述压カ阻塞表面时，所述外部环形密封元件具有在所述密封元件的内直径和容器螺纹ロ部形成的密封。所述盖的内部环形插塞密封元件提供用于所述盖和容器包装的次要密封件。这个次要密封件能够在顶部载荷排出过程中是重要的，并且用作动态密封件，在所述盖打开时的排气中起重要作用。所述次要密封件的尺寸优选确定成相对短的，比典型的插塞密封装置更短，以期望地减小盖重量并且在施加顶部载荷过程中能够更快地接合。所述短的密封侧还期望地用于在盖打开过程早期从所述相关联容器排出气体，因而辅助尽可能早地泄去气体压力。在该盖的优选实施例中，所述盖的顶壁部分具有两个不同厚度的区域。相对厚的外部环形区域通常设置在所述盖的“肩部”，并且提供所述内部和外部密封元件二者从其悬垂下来的顶壁部分的区域。相反地，所述顶壁部分的相对薄的中央区域定位在所述外部环形区域内侧。在内部气压的影响下，当所述盖的顶壁部分“成拱形”，即向外变形时，所述相对薄和相对厚的区域之间的结合区域或台阶用作弯曲点。所述相对薄的区域比常规盖所通常需要的拱形更成拱形。相反地，因所述顶部面板中的台阶，所述内部压力对所述相对厚的顶部面板区域的成拱形作用具有极小的影响。利用这个布置，盖密封受到所述成拱形作用和内部压力极小的影响。当受到顶部载荷时，所述盖的这个结构导致仅在所述顶部面板的中央区域挠曲，对所述顶部面板的相对厚的外部环形区域仅具有很小的影响。所述密封元件还受到所述顶部面板结构的极小的影响。这期望地导致轻重量的顶部面板设计，但它在常规的碳酸软饮料气 体压力和顶部载荷排气时比具有统一厚度的通常顶部面板结构表现良好。如所指出的，这种类型的盖优选设有窜改证明结构以提醒消费者未经授权的盖的操作。为此，该盖能够构造成包括窜改证明带，它所述盖的裙部部分悬垂下来并且至少局部可拆地连接到所述盖的裙部部分。值得注意地，所述窜改证明带包括环形带部分和相对薄的可变形的窜改环，所述窜改环从所述环行带部分的下边缘悬垂下来。所述窜改环容易变形。如果受到未经授权的操作，所述窜改环易于变形，并因而提供使所述窜改证明带失效的操作的可见的可辨别证据。从下面的详细说明、附图和所附权利要求书，本发明的其他特征和优点将变得显而易见。
图I是实现本发明的原理的盖的横截面视图；图2是图I所示的盖的一部分的相对放大的片段透视图。
具体实施例方式虽然本发明的可以允许有各种形式的实施例，但是在附图中显示的并且现在下面将会描述本发明的优选实施例，应当理解本公开应认为是本发明的实施示例，本发明并不限制于图示的具体实施例。现在参考附图，附图例示了实现本发明的原理的塑料盖10。盖10能够用压缩模制或者注射模制技术有效地形成，这在现有技术中是已知的，并且能够用合适的聚合的热塑性材料形成。这将在后面进一步描述，盖10例示为整体的无衬里结构，构造成与相结合的容器密封协作，但是需要理解的是，本发明的特征能够容易地适用于包括定位于外部盖壳内的分离的密封衬里的所谓混合盖。根据所例示的实施例，盖10 —般是杯状的并且包括顶壁部分12和从所述顶壁部分悬垂下来的环形裙部部分14。如将进一步描述的，环形裙部部分14包括位于其内部表面上的复合的螺旋螺纹成型，用干与所述盖应用于其上的瓶子或其他容器的外部螺旋螺纹相螺纹啮合并且与其协作。为了提供从相关联容器上部分或者全部移除盖10的证据，所述盖包括窜改证明带16，窜改证明带16至少部分可拆地连接到环形裙部部分14。在所例示的实施例中，窜改证明带16包括环形带部分18， 从环形带部分18向内延伸出多个周向间隔开的相对柔性的突出部分或者“翼片”20。在盖10完全应用到所述容器上之后，这些突出部分与相关联容器协作，从而在盖移除过程中，所述突出部分与所述容器协作以便至少部分可拆地将窜改证明带16连接到裙部部分14。为此目的，在窜改证明带16和裙部部分14之间设置易折断的连接部。在所例示的实施例中，所述易折断的连接部由多个在环向上间隔开的肋状桥接部22提供，肋状桥接部22在裙部部分14的内表面和窜改证明带16的环形带18之间延伸。裙部部分14和窜改证明带16彼此从在所述裙部部分和所述窜改证明带之间延伸以便将两者隔开的环向延伸划线24区分开，其中所述划线至少部分地延伸到一些桥接部22中，借此所述桥接部提供在所述裙部部分和窜改证明带之间所需要的易折断的连接部。根据本发明，盖10包括复合的螺旋内螺纹成型，所述复合螺旋内螺纹成型包括上部保持部分16和由多个环向间隔开的螺纹区段28提供的下部引导部分。盖10的螺纹成型从如下意义上说是复合的，即螺纹成型的不同部分已经专门构造成用于所述盖必需的性能要求，而且同时允许所述盖期望地构造成减轻重量。特别地，所述螺纹成型的上部保持部分26围绕所述盖的内部连续地延伸约360°，因而期望地提高所述盖的強度和刚度，有时称为环向强度。所述盖的加强部分期望地用于增加所述盖抵制由于过度的转矩作用到所述盖导致所述螺纹脱离的能力，例如在盖应用过程中，同时期望地允许减少所述盖的裙部部分14的厚度和重量。所述螺纹成型的上部保持部分期望地用于提高所述盖保持所述盖抵制相关联容器的压カ以有效密封的能力。根据所例示的实施例，所述螺纹成型的上部保持部分26围绕盖10的内部没有中断地连续延伸，其中，所述螺纹成型的上部保持部分在它的长度上具有基本上统ー的横截面积。根据本发明，盖10的所述螺旋螺纹成型还包括下部引导部分，在所例示的实施例中，所述下部引导部分由在周向上间隔开的螺纹区段28提供。值得注意地，所述螺纹成型的下部引导部分具有比所述上部保持部分的横截面面积更小的横截面面积，因而当所述盖应用到相关联容器上时，允许所述下部引导部分执行必需的引导功能，例如在初始应用过程中，以及在使用者重复应用的过程中。通过提供具有较小横截面面积的所述下部引导部分，在没有损害所述盖的性能特性的情况下，达到了期望的重量减轻。在所例示的实施例中，所述螺纹成型的下部引导部分的螺纹区段28限定多个周向间隔开的中断30以便促进从所述盖应用于其上的相关联容器内排出气体。在优选的形式中，当在所述盖和容器之间的密封打开时，由所述螺纹成型的下部引导部分限定的中断30在环向上定位成与由相关联容器限定的通气槽基本对齐。这样，在打开时，所述中断提供气体从所述容器中排出所需要的通道，因此促进在最短的时间内排出最大体积的气体。这样，如应理解的，螺纹中断30放置成使得直到所述盖拧松到通过打开所述盖的密封释放积存气体的点上时，所述中断才起作用。此外，螺纹中断30放置到这样的位置，在该位置，它们聚集在它们与容器螺纹口部中的通气口(即中断)相互作用的点附近，并因而在所述密封开始打开的旋转角度处提供容器中积存气体排出的最大路径。同时，螺纹中断30优选在使螺纹成型的下部引导部分的体积和质量达到最小的点间隔，螺纹成型的下部引导部分的功能是在应用过程中引导所述盖到容器螺纹口部(finish thread)上。如所指出的，盖10构造成所谓无衬里盖，并且为此而包括影响与相关联容器密封接合的结构，而不借助于分离的密封衬里等。特别地，盖10包括内部环形插塞密封元件32，它从所述盖的顶壁部分12悬垂下来，用于与盖应用于其上的容器的内部表面相密封接合。盖10还包括外部环形密封元件34，它从插塞密封元件32外侧的顶壁悬垂下来，用于与盖应用于其上的容器的一般面向外的表面相接合。根据它的吊锤式横截面结构，环形密封元件34有时称为“扁桃体”密封件，它意图作为盖的主要密封件，并且与压力阻塞区域36协调作用，压力阻塞区域36—般形成在盖的顶壁部分12和裙部部分14的结合区域的内表面。这个密封结构能够特别有效地用于碳酸软饮料，将内部气压施加到所述盖的顶壁部分的内表面上，其中，密封元件34被捕获在压力阻塞区域36和相关联容器的外表面之间。伴随这种压力的施加，塑料盖通常具有称为“成拱作用”的效应，因为这种盖的顶壁部分在内部气压 影响下发生冷变形或“冷流变”。在这个盖结构中，在内部气压的影响下，环形密封元件34被推动到与相关联容器提高的密封接合。根据例示的实施例，提高的密封性能和减小的盖重量通过构造顶壁部分12具有相对厚的外部环形区域38和定位在外部环形区域38内侧的相对薄的中央区域40实现。如所观察到的，环形插塞密封元件32和外部环形密封元件34从顶壁部分12的相对厚的外部环形区域38悬垂下来。利用这个例示的实施例，相对厚的环形区域38设置在“盖的肩部”，它支撑插塞密封件32和外部密封件34，其中，在所述相对厚的外部区域内侧定位有更薄的面板区域。当所述盖因内压而成拱时，在所述顶壁部分的薄和厚的区域之间的结合区域或台阶42作为弯曲点。所述薄的区域比典型常规盖更成为拱。由于顶壁部分12的台阶42，所述内部气压对上述相对厚的面板区域的成拱作用具有最小的影响。这样，所述变化的顶部面板设计能够利用所述成拱作用和内压最小地影响盖密封。利用这个设计，当施加顶部载荷时，只有所述顶壁部分的中央部分挠曲，在所述相对厚的顶壁区域具有减小的影响。这样，所述盖的密封件也受到所述顶壁部分的这种挠曲极小的影响。因而，已经发现所述盖的轻重量的顶壁部分比具有统一顶壁部分厚度的常规盖提供更加良好的密封性能，伴随密封碳酸软饮料的压力水平和顶部载荷通气性能。如上所指出的，在所例示的实施例中，盖10通过包括窜改证明带16构造成用于窜改证据。然而，已经认识到抗窜改性能够被盖的未授权操作所损害，这种操作能够影响在窜改证明带16的下端的盖的自由边缘。这样，根据本发明，通过设置相对薄的可变形的窜改环44提高抗窜改性，窜改环44从窜改证明带的环形带部分18的下边缘悬垂下来。窜改环44构造成容易变形以提供使窜改证明带失效的操作的可见的、可辨别的证据。通过提供窜改环44，所述盖向使用者提供清晰的暗示轴向、径向或切向力已经施加到盖的开口端。所述窜改环的设置向使用者不可逆地表示使所述盖的主要窜改证明结构失效的任何企图。所述窜改环构造成对于径向厚度具有适当的轴向长度，从而在企图使所述主要窜改证明结构失效过程中出现的カ将通过颜色变化或变形引起明显的、不可逆的暗示。根据前面所述的将会观察到，在不偏离本发明的新颖构思的真正精神和范围的情况下，能够得到无数的变型和改型。不意图限制于这里所例示的具体实施例或者不推断限制于这里所例示的具体实施例。本公开意图通过所附的权利要求书覆盖所有落入所述权利 要求书中的这种变型。
权利要求
1.一种塑料盖，包括 顶壁部分；以及 环形裙部部分，其从所述顶壁部分悬垂下来， 所述环形裙部部分包括复合的内部螺旋螺纹成型，其中，所述螺纹成型包括上部保持部分，其围绕所述盖的内部连续延伸大约360度，并且还包括下部引导部分，其从所述保持部分朝向所述裙部部分的打开端螺旋地延伸， 所述螺纹成型的下部引导部分具有比所述螺纹成型的上部保持部分的横截面面积更小的横截面面积。
2.根据权利要求I所述的塑料盖，其特征在于， 所述螺纹成型的下部引导部分限定多个周向间隔开的中断，以便促进气体从所述盖应用于其上的相关联容器内排出。
3.根据权利要求2所述的塑料盖，其特征在于， 当在所述盖和容器之间的密封被打开时，由所述螺纹成型的下部引导部分限定的中断在周向上定位成与由相关的容器限定的通气槽基本对齐。
4.根据权利要求I所述的塑料盖，其特征在于， 所述螺纹成型的上部保持部分具有基本上统一的横截面面积。
5.根据权利要求I所述的塑料盖，其特征在于， 所述盖包括内部环形插塞密封元件和外部环形密封元件，其中，所述内部环形插塞密封元件从所述顶壁部分悬垂下来，用于密封接合所述盖应用于其上的容器的内表面，所述外部环形密封元件从所述插塞密封元件外侧的顶壁部分悬垂下来，用于接合所述盖应用于其上的容器的通常面向外的表面， 所述盖的顶壁部分包括相对厚的外部环形区域和定位于所述外部环形区域内侧的相对薄的中央区域，其中，所述内部插塞密封元件和外部密封元件从所述相对厚的外部环形区域悬垂下来。
6.根据权利要求I所述的塑料盖，其特征在于， 所述盖包括窜改证明带，其从所述盖的裙部部分悬垂下来并且至少局部可拆地连接到所述盖的裙部部分， 所述窜改证明带包括环形带部分和相对薄的可变形的窜改环，其中所述窜改环从所述环行带部分的下边缘悬垂下来，所述窜改环是可变形的以便提供使所述窜改证明带失效的操作的可见的可辨别的证据。
全文摘要
本发明公开了一种构造成提高性能和减轻盖重量的塑料盖。值得注意地，所述盖包括复合的内部螺旋螺纹成型，它包括上部保持部分和下部引导部分，所述上部保持部分提供期望的盖环向强度和密封性能，所述下部引导部分构造成重量轻但同时在应用过程中起引导所述盖到相关联容器上的作用。所述盖还包括呈台阶的顶壁部分，所述呈台阶的顶壁部分包括相对厚的外部区域和相对薄的中央区域。所述盖的窜改证明带能够构造成包括用于提高抗窜改性的可变形的自由边缘部分。
文档编号B65D41/34GK102712391SQ201080059947
公开日2012年10月3日 申请日期2010年12月30日 优先权日2009年12月31日
发明者D·E·热韦尔, N·巴什雅姆, P·M·巴特, T·麦坎德利斯 申请人:国际密封系统公司