专利名称：整体的塑料密闭盖的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种容器的整体塑料密闭盖，也就是说，是一种由聚合材料模柱成的容器密闭盖，用于形成适用于容器的形状的密封装配。与之相反，具有密封软填料，垫片或其他特征的密闭盖，它的密封软填料，垫片等是在模注后，作为二次形成，后装到并设置在密封盖中的。后者的这种密封盖常常涉及“双件式”，即使是二个构件，即塑料模注件和密封部分，也会紧密地连结在一起。
显然，在专利文献中对整体塑料密闭盖的许多建议，早就认识到整体密闭盖能提供比双件式部件更为可观的经济效益。只需要一次模注形成以及有关的设备。而且，设有将部件组装起来的要求，而还需考虑在组装时它们的位置关系。
对充二氧化碳气饮料来说，一般是最麻烦的塑料密闭盖应用之一。很难使容器内高压力保持很长一段时间，并且外界条件的变化使之密封更为困难，例如容器在运输过程中和在储存期会遇到外界条件变化而顶部负载压力以及温度变化是整体塑料密闭盖的密封性能特别敏感的二个技术参数。
英国专利说明书第1539022号即由本发明的发明人所建议的那种用于密封产品的容器。它有一种柔性的密封结构，这种结构一般朝着密闭盖自由端边径向向内地突伸，并且在密闭盖的配合位置通过其上表面的拱座和突出的支撑环的大致呈环形底表面，并朝着容器颈部边缘向下机械地压紧该支撑环，该支撑环是模注成形的且从大致呈平面的密闭盖板或密闭盖体的冠顶的下方突出。
在专利说明书第1539022中，容器内产品的压力被容许作用在密封构件上以致通过气压对着容器瓶口加力以提高密封性能。为此目的，支撑环呈扇形，而扇形部分之间的空间是使容器顶部空间的气体进入密封构件的顶部。在支撑环(但在容器瓶口的上方)的外侧，密封盖体与密封件相脱开，以致形成一个产品的压力连通的环形腔室。支撑环和密闭盖体的脱开的表面一起构成了被认为与密封构件相配合的机械拱座和气压作用面。支撑环起到了这个表面的拱座功能;而脱开表面起到了这个表面的气压作用功能，以及可以在支撑环外侧沿径向操作。
如上所述，充二氧化碳气饮料容器中参数之一加在容器顶部的负载是可能在容器运输和存放时，所提到的许多整体塑料密闭盖特别敏感的参数之一，例如压在容器顶部的其他容器的重量。因为容器颈口的密封内表面与所施加压力成互相垂直，在专利说明书1539022中所述的密闭盖在实际应用中已发现，对顶部负载很敏感，这是不符合充二氧化碳饮料制造商的目前对顶部负载的要求。
在专利说明书第1539022中公开的密闭盖，所示密封构件可以伸过容器瓶口且向内延伸一个相当的距离，并且与容器体的连接是位于容器瓶口的上方和在容器瓶口的外圆周内。由于这些空间关系当密闭盖盖上时，不会产生伸过容器瓶口的密封环沿半径转动的运动。因而将不存在密封结构变形或者被支撑环不规则地变形的危险。因此，在没有顶部负载时保障了其密封性，专利说明书第1539022号中的密闭盖是完全靠着大致横向于密闭盖轴线的密封;因而如前所述这种密闭盖对顶部负载敏感。
在专利说明书第1539022中的密闭盖在其表面41上设置了与容器边缘的外表面的配合，但是此处的密封不可靠，因为在容器和密闭盖之间的相对尺寸存在着差别，特别是，如果容器由玻璃制得并且在升温的情况下。
本发明寻求消除或减少上述在专利说明书第1539022中的密闭盖所存在的缺点，提供了用于密封产品容器的整体密闭盖，其具有带有一个拱形外周所限定的咀形边缘，密闭盖包括一个具有大致呈平面的密闭盖板的主体和一个靠管形的下部和在密封盖内部设有了一个机械拱形体和一个气压作用面，以及一个柔性密封构件与主体成一体并且沿密闭盖向内朝自由边缘延伸，密闭盖设计成，当其装到容器上时，由于其密封构件压向容器瓶口密封并且通过拱形体和气压作用面的机械和气压的共同作用，向着容器施力，防密封件是用于阻止拱形体和气压作用面与密封构件形成密封，其特征是拱形体和气压作用面大致成无台阶地延伸为的是装上的密闭盖与容器边缘成相对设置，容器边缘包括其拱形的外圆周。
本发明的上述及其他方面以及有关特征通过下文对实施例的描述以及参照有关附图将为更清楚。在附图中
图1是用于含二氧化碳气体饮料瓶的整体塑料密闭盖的一个简图，且在密闭盖径向平面上的剖示图;
图2是图1点划线圆环内的密闭盖部分的放大图，并图示密闭盖与之相配的瓶的颈口;
图3是密闭盖内部沿图2箭头B所示方向的部分示图;
图4A和4B是在与瓶的颈口配合位置时的密闭盖，表明密闭盖和瓶颈口的各自尺寸的有限结合。
首先参看图1，一种用于封闭啤酒瓶或其他含二氧化碳气体饮料瓶的颈口的整体螺纹密闭盖是由高密度的聚乙烯或其他合适的热塑聚合材料注模成形。这种密闭盖常规具有由大致呈平面的密闭板或其顶部10的中空主体9，用于压住瓶颈口的边缘和一个大致圆柱形的裙边12，裙边12从密闭盖板周边延伸到其自由边14。如果需要，密闭盖可以有一个表明损坏的安全环，所述安全环沿着边缘14处有一与盖成一体的薄弱环线。
裙边12的外面设置与之轴向延伸的，平行的滚花16方便使用者握住密闭盖，并且密闭盖板10通过三个对角线方向延伸的、交叉的肋而被加固，以便抵制由二氧化碳气体压力引起的额外的变形，模注在密闭盖板的下面的横肋位于中心浅凹槽17，浅凹槽设置在密闭板的下面。肋形成在密闭盖里侧的中心处，以60°的间隔以对置臂形式向周围辐射;图1所示是肋之一的纵向剖面图，并用序号18示出。密闭盖的另一个特征是设置在裙边12的里面的螺旋形的螺纹20，用以与瓶颈口的螺纹13(图2)相配合以便以已知方式将密闭盖连到瓶子上。轴向延伸的排气槽设置在螺纹部分以防止当密闭盖在没有旋上时会发生“射出”的危险;然而，这种排气槽是常规的，为了清楚起见将它们从图中删去。
图2是一个放大图，详细示出了图1中的圆环A中的部分密闭盖，如图所示密闭盖装到瓶颈口22。瓶颈口为一个平面即环形顶面50，一个圆柱形的外侧面52则位于螺纹部分13的上方，一个圆柱形的内孔54和圆弧形的外周和内周面56，58，外周面、内周面56，58与表面50，52和50，54连在一起。外内周面56、58大致为圆周的一部分，且成90°延伸角，外周面56的半径较大。
一个呈连续圆周环的密封构件24从密封盖的整体连接部分向内延伸到位于裙边12的大致呈拱形的连结体26的底部的密闭盖主体9上和密闭盖板10上。图1和2表示了在密闭盖松开时的密封结构，从图2中特别可见到密封环朝着自身的自由边28，向其下方和向内延伸，这就使之成水平的角度，即通过密闭盖的横向平面成30°角。自由边28呈圆柱形使其轴向对准密闭盖，其结果是，在密封环的端部形成了一个具有底边或端部29的从属的“周缘边”。
在密闭盖注模成形时，密封环为了方便弹出而跳出了模子，有助于操作，它固定设置在能最好作为横肩或台阶的内圆周上，在横肩或台阶处，密闭盖壁的厚度在裙边12的顶端外突然增厚。这种象征性的肩轴向地朝着密闭盖并且具有一个宽度W，W是方便弹出而容纳密封环的厚度。为了在这一位置增加其柔韧性，密封环在靠近其根部处通过下表面30的陡直的倾斜部分30A处变薄;另外，密封环具有不变的厚度，具有平行的下表面和上表面30B，31、安全环和下部的相对表面的锐角交叉点32处呈圆弧状，并构成了上述的象征性肩的一部分。
从图2可见凹槽17的圆周是大致轴向地与瓶颈口22的内孔54对准。在凹槽17圆周和密封环24的根部之间的密闭盖主体9的内表面34有一个大致呈平面的环形内侧34A，为了在34A处，压住容器颈口呈平面的顶面50，而且内面34有一个大致呈部分圆弧形的外侧34B，该外侧34B大致位于容器颈口的圆弧形外周面56的相对方向。内侧34A和外侧34B无接缝地(也就是没有台阶地)连结在一起以致构成了一个完整表面34，34连续地位于在凹槽17和密封环根部30A之间，且绕着密闭盖的整个圆周延伸。在图2中，表面34的34A和34B为容易区别用粗黑线表示。
为看得更清楚起见，当密闭盖在使用时，表面34起到一个机械连接面和气压作用面的作用。也要求使表面34应该不能作为与密封环的上表面31的气密封，即使此处这两个表面机械受力而互相接触。为此目的表面34是粗糙不平的，如图2所示的空隙36。
特别如图3所示表面部分34A，34B的共同边界如断开线所示，除了由粗糙部分36提供的防密封件设置了许多浅槽，即规则间隔的并且径向延伸的槽37设置在表面34上的平面部分34A上。
对于粗糙部分36最好是其粗糙度范围在10至16VDI，最佳粗糙变为13VDI。同样，最好设置6个槽37，槽的周向宽度和轴向深度分别为1mm至2mm和0.10mm至0.16mm的范围，最佳的宽度和深度分别约为1.5mm和0.13mm。
密闭盖按通常的方法通过旋转运动以达到容器与瓶颈口的螺纹连接，使之盖到瓶颈口。如图2所示，密封环24与瓶颈口22的最初接触处是在瓶的顶面50的地方，这取决于瓶颈口和密闭盖的相对尺寸。密闭盖在瓶颈口的进一步轴向运动就把密封环逐渐压平，因为它的根部向下移动通过了容器的外侧面52以及密封环的顶部29同时在向里方向沿着顶面50而动。
最后，密封环环绕着容器的拱形的外圆周表面56而覆盖。如图4A和4B所示，直到密闭盖已经移到盖上的位置时，密封环就落入密闭盖主体和瓶颈口之间，即主体和瓶颈口已成倒拱而密封环则变形成一个凹面，一般拱起的形状符合瓶颈口外形。还有，在径向方向会产生密封环的伸长。拱起物的平滑特性和气压作用面34保证了密封环向它的最终的密封位置运动时会很顺利，并且不存在密封环将进一步变形或否则这种变形将有损其密封性能。
图4A表示了当密闭盖的尺寸在其所允许的公差范围的上限时，密闭盖就已盖到了尺寸范围下限的瓶颈口。从图中特别能看到，由于瓶子和密闭盖的螺纹之间的啮合所产生的的机械力，当密闭盖已经达到盖合的位置时借助于密封环，即完全或几乎完全地借助于瓶颈口和密闭盖主体的平面的环状表面50，34B才起作用的由瓶子和密封环的连接表面50，30B之间所产生的机械的高压力提供了一个初始密封，这一密封足以允许在盖上盖子以后在瓶中建立起产品的压力。
为使瓶内产品能容纳高的气体压力，特别当未打开的瓶子温度升高时，瓶内产生高的气体压力，密闭盖基本上依靠密封环的下面30B和瓶颈口的拱形外周56之间的密封连接。如上所述，从密闭盖主体9到在此外产生密封连接很少或几乎没有机械压力可适用，但是来自瓶中的气体压力是能做到，借助于由槽37和粗糙部分36，在密封环上旋加一个内部的压力，通过这种内部产生的压力密封环气压作用均匀地通过密封区域被压入与表面56的密封连接中，如图所示，具体地说从表面56的底部延伸的内角为65°。
在密封环底面30B和瓶颈口的顶面50之间会产生密封，但这种密封并不需要，除非如上所述的在超过大气压力的情况下。因此可以理解，当盖上密闭盖时以及当在瓶的顶部空间内气体压力增加时，由密闭盖提供的有效密封是从瓶子顶面50的原来位置向外，朝着在其拱形面56下部的最终位置移动。因此，此时如果顶部负载的灵敏度是个潜在危险时，也就是当在瓶内存在着高压时，有效密封的相互作用是大致指向轴向，并且因此密封性能基本上对于密闭盖上所产生的顶部负载的变化是不敏感的。
而且，设置在容器颈口的拱形表面56正对面的密封环的部分所具有的径向自由度使得密封环完全地容纳了其本身而不受密闭盖和容器之间的相对尺寸影响。图4B表示了在密闭盖和容器的尺寸限制的情况下，与图4A所示情况相反(也就是，用一个小尺寸的密闭盖和在一个大尺寸的容器瓶颈口上)，在密封环和表面56之间会产生接触，但是可以理解的是，粗糙部分36保证了产品产生的压力将仍然存在在密封环的后面以便形成在瓶颈口表面56上的均匀的密封压力。
如果需要的话，通过设计密闭盖(特别是它的密封环)相对于瓶子的合适尺寸，密封连接可以向下延伸到瓶颈口的圆柱形的外侧面52，通过这种方法进一步可以减少密闭盖对顶部负载的敏感。
参照附图所描述的密闭盖的改型中，省略了凹槽37以及完全依靠粗糙部分36以便当密闭盖盖到容器上时，可以防止具有拱形结构的密封环24和气压作用面34的连接处形成密封。进一步，在另一个修改实施例中，设置了密封环的上表面31以便防止，最好通过类似于粗糙部分36的粗糙结构来防止，在连接部分形成密封。
权利要求
1.一种用于具有压力的产品容器的整体密闭盖，该容器具有带有拱形外周的瓶颈口，密闭盖包括一个主体，主体具有一个大致呈平面的密闭盖板和一个从属管形裙边，在盖主体内侧设有了拱形体和气压作用面；以及柔性的密封构件与主体连成一体并且从密闭盖内侧延伸到自由边，密封盖设计成，当它盖到容器上时，是对着容器瓶颈口达到密封的密封构件并且通过拱形体和作用面的机械的气压的共同作用，密闭盖朝着容器瓶颈口施压；还包括防止拱形体和作用面构成具有密封构件的密封的防密封件，其特征是，拱形体和作用面基本上无台阶地延伸以致于在密闭盖盖上状态下对着具有拱形的外圆周的容器瓶颈口。
2.如权利要求1所述的密闭盖，其特征是，防密封件包括拱形体和气压作用面上的粗糙件。
3.如权利要求2所述的密闭盖，其特征是，粗糙件具有一个在10至16VDI范围内的值。
4.如上述任一项权利要求所述的密闭盖，其特征是，防密封件包括设置在拱形体和气压作用面上的凹槽。
5.如权利要求4所述的密闭盖，其特征是，每个凹槽都设置在密闭盖上的相应的母线上。
6.如权利要求2或3所述的密闭盖，其特征是，防密封件包括上述粗糙件和若干个槽连接在一起，至少粗糙件在大致整个拱形体和气压作用面上延伸。
7.如上述权利要求中任一项所述的密闭盖，其特征是，密封构件具有基本相等的厚度，除了在与密闭盖主体的连接处则厚度减小。
8.如上述权利要求中任一项所述的密闭盖，其特征是，密封构件是向着密闭盖的内部倾斜，离开密闭盖板，并且在肩部连接到主体上，该肩部朝着离开密闭盖板的方向。
9.如上述权利要求中任一项所述的密闭盖，其特征是，密封构件的自由边形成为一个加强边，在加强边上密封构件可以与容器瓶颈口连接。
10.一种与上述整体的塑料密闭盖结合的容器，所述容器具有一个带有拱形外周的瓶颈口，并且密闭盖包括一个主体，主体具有一个大致呈平面的密闭盖盖板和一个从属的管形裙边;以及包括一个柔性密封结构，它与主体整体连结并且朝着它的自由边延伸，柔性密封结构置于容器瓶颈口和密闭盖主体内部的一个机械拱形体和气压作用面之间，还包括密封构件，它朝着容器瓶颈口密封并且通过拱形体和气压作用面的共同的机械和/或气压的作用来朝着容器瓶颈口施压，以及包括一个防止拱形体和气压作用面构成具有密封构件的密封的防密封件，其特征是，拱形体和气压作用面在与容器瓶颈口相对间隔的位置无台阶地延伸，容器瓶颈口具有拱形外周。
11.如权利要求10所述的一种密闭盖与瓶子的结合，其特征是，容器瓶颈口具有一个平的环形面，拱形外周从这环形面延伸，拱形体和气压作用面具有一个基本呈平面的部分和一个拱形部分，只有在拱形体的环形表面和气压作用面上会产生在拱形体和气压作用面与密封构件之间的机械接触。
全文摘要
用于充二氧化碳气的饮料瓶的整体塑料密闭盖具有一个从连结处向密闭盖主体，朝着密闭盖口向内向下延伸的密封环。当密封盖盖上时，密封环围绕瓶颈口的外周和环形顶面延伸，由盖主体的无台阶拱形体和气压作用面支撑。气压作用面与密封环在容器顶面上机械连结以确定盖装上的位置并当瓶中压力低时达到密封。然而当产品压力高时，在密封环和瓶颈外圆周之间进行有效密封。为此目的，拱形体和气压作用是粗糙的以便允许产品压力通向密封环后面。
文档编号B65D41/04GK1101323SQ9311862
公开日1995年4月12日 申请日期1993年10月6日 优先权日1992年7月21日
发明者托马斯·邓肯·布郎比尔 申请人:卡努德金属制品有限公司