有发泡区域的封闭体以及形成所述封闭体的方法与流程

塑料盖通常由塑料材料制成，该塑料材料在热塑性注塑成型工艺中转化，该工艺包括在受调螺杆/机筒组件中熔化材料并将材料推入多腔模具中以使材料能够形成并冷却。

该领域的操作者面临所使用的塑料材料的成本，其与碳氢化合物的成本成比例地增加。

根据本发明的一个方面，提供了一种封闭体，包括顶板和从顶板的周边悬垂的侧壁，该封闭体包括密封构件，该密封构件在侧壁内从顶板悬垂，其中顶板包括发泡区域，该发泡区域限于在由密封构件限定的边界内，密封构件基本上是未发泡的。

密封构件可以与顶板一体地形成。密封构件可以是例如蟹爪型密封件或塞式密封件。

可选地或另外地，密封构件可以与顶板分开形成，并且可附接到顶板或邻近顶板。

可以使用经由模具移动的选择性发泡，以保持在密封特征“内部”(即其之间)。这使得可以保持尺寸可重复性和功能密封性能。例如，密封特征可以是大致环形的，并且发泡区域限于在该特征的径向内侧。

发泡区域的末端与密封构件间隔0.5至5mm，例如1mm至2mm。换句话说，在密封特征内部引起发泡，并且留下0.5至5mm的间隙以确保密封性能不被改变或修改。

本发明还提供一种包括顶板和侧壁的封闭体，该封闭体包括从顶板悬垂的密封衬垫，其中顶板的至少一部分包括发泡区域。

衬垫可以是大致盘形或其他形状，以基本上覆盖顶板的下侧。

侧壁可包括螺纹结构。螺纹结构径向向内延伸，并且发泡塑料材料可以不延伸超出由该结构的径向范围限定的边界。

发泡区域可包括由未发泡塑料材料形成的第一层，由发泡塑料材料形成的第二层和由未形成发泡塑料材料的第三层，第二层位于第一层和第三层之间。因此，提供了一种三片层结构，其具有中心芯体和芯体任一侧的外层。

第二层可以相对于第一和第三层位于接近中心处。

本发明还提供了一种宽口容器盖，其包括如本文所述的封闭体。

本发明还提供了一种罐盖，其包括如本文所述的封闭体。

本发明还提供了一种翻盖式分配封闭体，包括由整体铰链连接的基部和盖，该基部包括顶板和从顶板的周边悬垂的侧壁，该封闭体包括密封构件，该密封构件在侧壁内从顶板悬垂，其中顶板包括发泡区域，该发泡区域限于在由密封构件限定的边界内，其中密封构件基本上是未发泡的。

盖可以包括具有悬垂侧壁的顶板，并且盖的至少一部分具有发泡区域。

铰链可以由未发泡塑料材料形成。

在一些实施例中，铰链部分由未发泡的塑料材料构成，使得它具有足够的机械疲劳强度(或铰链耐久性)特性，以便在开口的打开和关闭期间受应力和折叠数次而不会断裂。

在一些方面和实施例中，侧壁包括螺纹结构(例如单线或多线螺纹)。

本发明还提供一种包括顶板和侧壁的封闭体，该封闭体包括用于在使用中提供密封的单独的衬垫，该衬垫固定或可固定到顶板上并在衬垫内限定顶板的非密封区域，其中非密封区域的至少一部分包括发泡区域。

侧壁的至少一部分可具有发泡区域。

本发明还提供一种封闭体，其包括顶板和从顶板的周边悬垂的侧壁，其中侧壁的至少一部分由发泡塑料材料形成。

顶板的至少一部分可以由发泡塑料材料形成。

侧壁可包括螺纹结构。

通常，在带有具有螺纹结构的侧裙的封闭体中，裙部实际上相当厚，这是因为必须使用足够的材料以限制在裙部的外表面上形成“凹痕”。

在一些实施例中，发泡剂存在于整个制剂中，即在封闭体的将经受模具移动膨胀的部分中，而部分则不会经受模具移动膨胀。本发明人已经认识到，可以依赖于发泡剂使得可以补偿裙部中的凹痕的事实。因此，可以使封闭体的这些部分比正常情况更薄，同时不会出现凹痕问题。

因此，在本发明的一个方面中，封闭体形成有发泡芯体顶板和厚度减小的侧壁。

因此，作为母料添加的发泡剂具有两种效果：

-由于芯体回退留下了用于产生发泡的可控制量的空间，因此在顶板中产生显着的发泡

-裙部区域的“膨胀”可自动补偿收缩。

本发明还提供一种由可发泡塑料材料制成的模制封闭体，该封闭体包括顶板和侧壁，形成顶板一部分的塑料材料有意地未发泡并且具有表观密度r，形成顶板的其余材料有意地发泡并且具有在0.2-0.9r的范围内的表观密度，例如在0.4r至0.8r的范围内，侧壁包括螺纹结构，形成侧壁的材料至少在该结构的区域中具有0.8-0.99*r的表观密度，其中收缩已经由自然发泡得到补偿。

例如，对于pp(高聚物聚丙烯)，r将等于0.9，对于hdpe(高密度聚乙烯)，r将在0.93和0.96之间。

当螺纹区域中的材料比相邻壁中的材料收缩得更多时，注塑成型塑料封闭体中的凹痕会发展。螺纹的存在产生了有效的较厚区域，其比相邻区域更慢地冷却。不同的冷却速率导致相邻表面上的凹陷，其称为凹痕。

目前，如果要避免凹痕，则螺纹结构的最大深度约为侧壁厚度的80％。

在其中侧壁包括螺纹结构的本发明的实施例中，该结构的深度可以大于侧壁深度的80％。可发泡塑料材料的使用意味着侧壁中的凹陷由可发泡塑料材料的自然膨胀得到补偿。

在一些实施例中，结构深度可以至高为侧壁深度的120％。

本发明还提供一种形成如本文所述的封闭体的方法，包括以下步骤：提供具有固定部件和移动部件的注射模具；定位该模具部件以限定第一间隙；注入可发泡塑料材料制剂以填充第一间隙；移动活动部件以限定第二间隙，使制剂膨胀以填充第二间隙。

第二间隙和第一间隙之间的比率可以在1.1和1.8之间。因此可以获得塑料材料的大约10％至80％的平均膨胀比。

第二间隙和第一间隙之间的比率可以在1.3和1.7之间。可以实现的膨胀比在30％和70％之间。

该方法可以进一步包括模内贴标签步骤。

本发明还提供一种形成模制塑料封闭体的方法，包括以下步骤：

--提供模具；

--使用内部注入点注塑成型可发泡塑料材料以形成大致为杯形的封闭体主体，该封闭体主体具有顶板和侧壁；以及

--移动主体外部的模具的一部分以引起主体的一部分发泡。

顶板可以形成为包括悬垂密封构件。密封构件可大致垂直于模具的分型线延伸。

该方法可以进一步包括在注塑成型主体之前将标签装入模具中，从而便于主体的模内贴标签的步骤。

本发明还提供一种形成模制塑料封闭体的方法，包括以下步骤：

--提供模具；

--使用内部注入点注塑成型可发泡塑料材料以形成大致为杯形的封闭体，该封闭体具有顶板和侧壁；以及

--移动主体外部的模具的一部分以引起主体的一部分发泡。

本发明还提供一种形成模制塑料封闭体的方法，包括以下步骤：

--通过注塑成型可发泡塑料材料形成第一部分；

--使第一部分的至少一部分发泡；以及

--将第二部分依次模制到第一部分上和/或第一部分中。

在一些方面和实施例中，本发明目的在于通过提出用于旨在容纳流体的瓶子的盖子来降低成本，该盖子至少包括密封部分(或顶板)和旨在固定至瓶子的侧面部分(或侧壁)，密封部分包括沿基本上垂直于侧面部分的方向的由未发泡的塑料材料形成的第一层，由发泡塑料材料形成的第二层和由未发泡的塑料材料形成的第三层，第二层定位在第一层和第三层之间。

因此，由发泡塑料材料制成的第二层的存在使得可以实现足够的盖厚度，以确保获得必要的刚度，同时限制所使用的原材料的量。然后，盖子的重量的减少使得能够降低成本，同时保持盖子的功能、物理和化学性质。

表述“可发泡塑料材料”在本文件中应理解为意指能够自然地或有意地(例如通过模具部件的移动)发泡的塑料材料。

表述“发泡区域”在本文件中应理解为意指封闭体壁(例如顶板或侧壁)的区域，其已经故意地发泡，即由模制过程中的特定步骤，例如模具部件的移动。

表述“未发泡塑料材料”在本文件中应理解为意指对应于“未发泡塑料材料”或“普通材料”的固体塑料材料(密度r)。

表述“发泡材料”意指当材料局部仍然熔化时由模具部件的移动和释放的压力而膨胀的材料(密度在0.2r和0.9r之间)。

表述“膨胀材料”意指在没有模具移动的情况下膨胀到模腔中的材料，即自然地“膨胀”以填充间隙并自然地开始任何收缩(密度在0.9r和0.99r之间)。

根据本发明形成的封闭体可具有一个或多个区域：未发泡材料(有意未发泡)；膨胀材料(自然发泡)；和发泡材料(有意发泡)。有意发泡区域通常由发泡和未发泡材料形成(例如，任一侧具有未发泡表皮的发泡芯体)。

在发泡壁(例如顶板或侧壁)的“厚度”中可以是表皮-发泡芯体-表皮的组。

根据本发明形成的封闭体可以从包含至少一种聚烯烃(例如聚丙烯或聚乙烯)的制剂中获得。

根据本发明形成的封闭体可以从包含至少一种基于丙烯的聚烯烃和至少一种发泡剂的制剂中获得，其中发泡剂利用载体引入，其活性组分的比例为0.3重量％至2.5重量％。

通过使用母料，该制剂在制造条件下通过热注塑成型得到良好的发泡，母料包括至少一种稀释形式的发泡剂，其在与转化的树脂相容的基质中。发泡剂的均化和热活化在螺杆/机筒组件中进行。

当盖子旨在用于食品、药物或辅助医疗领域时，发泡剂有利地选自吸热剂，例如柠檬酸、碳酸氢钠或这些试剂的混合物。在优选的实施例中，选择柠檬酸和碳酸氢钠的混合物。使用吸热剂或吸热剂的混合物以调节泡孔尺寸。

在本发明的方面和实施例中，封闭体可以由熔体流动指数在20至50g/10min范围内的塑料材料形成。

优选地，该制剂包括20至50g/10min的熔体流动指数，使得密封部分在23℃的缺口悬臂梁冲击试验中具有3.5至10kj/m²的冲击强度。这些值是根据iso179/1ea标准获得的。此外，这种熔体流动指数使得制剂能够在约200-210℃的较低温度下注入。这减少了冷却盖子所需的时间，其对应于该过程中最长的时间长度，从而明显减少了循环时间。

发泡部分的材料可包括30％至70％的膨胀比。这使得尽管通过增加惯量减少了材料量，但仍可以获得足够的弯曲刚度。

顶板可具有1.3至1.7mm的厚度，以具有800至1500mpa的表观弯曲模量。实际上，考虑到膨胀比，顶板的厚度是关键的。如果厚度较小，顶板可能在机械刚度方面显示出失效，因而盖子不能适用于所有用途。

根据一种布置，用于制造根据本发明的封闭体的制剂包含成核剂，例如成核滑石、苯甲酸钠(nabz，例如来自asahidenkakogyokk的钠2,2'-亚甲基双(4,6-二叔丁基苯基)磷酸盐，商品名为na-)、磷酸酯盐或钙金属盐(hpn-20e)，其比例为300-1500ppm。

制剂可包含澄清剂，例如山梨糖醇的衍生物(1,3:2,4-二亚苄基山梨糖醇-dbs-来自ciba的irgacleard或来自milliken的millad3905，1,3；2,4-di-p-甲基二亚苄基山梨糖醇mdbs-来自ciba的irgacleardm或来自milliken的millad3940，1,3:2,4-di-m，p-甲基亚苄基山梨糖醇dmdbs，来自milliken的millad3988)，其比例为500-2000ppm，或壬醇的衍生物(1,2,3-三脱氧-4,6:5,7-双-o-[(4-丙基苯基)亚甲基]壬醇)，其比例为3000-5000ppm。

本发明的不同方面和实施例可以单独使用或一起使用。

在所附的独立和从属权利要求中阐述了本发明的其他特定和优选方面。从属权利要求的特征可以适当地与独立权利要求的特征组合，并且可以与权利要求中明确阐述的组合之外的组合。如合适的话，从属权利要求的特征可与独立权利要求的特征相结合，并且可以是除了在权利要求书中那些具体阐述的之外的组合。

下面将参考附图以示例的方式更加具体地描述本发明。

这些示例性实施例被充分详细地描述以使得本领域普通技术人员能实施和实现本文所述的系统和方法。重要的是理解实施例可以存在多种替代形式，不应理解为限于在本文中所阐述的实施方式。

因此，尽管可以以各种方式修改实施例并采取各种替代形式，其具体实施例在附图中示出，并在下面作为实例详细描述。而所有这些都无意限制于所公开的特定形式。相反，落入权利要求范围内的所有修改、等价形式以及替代均被涵盖。在适当的情况下，贯穿整个附图和详细描述，示例性实施例的元件始终由相同的附图标记表示。

除非另有定义，否则本文所使用所有术语(包括技术和科学术语)的意思应被解释为本领域惯例。另外也应明白，通常使用的术语应解释为相关领域的惯例，不应理想化或过度正式地进行解释，除非本文明确这样定义。

在以下描述中，所有取向术语，例如上、下、径向和轴向，相对于附图使用，不应解释为对本发明的限制。

图1示出了用于形成根据本发明实施例的封闭体的芯体回退模制工艺。

图2示出了使用内部注入点和外部可移动模具部件的可替代芯体回退模制工艺。

图3示出了具有内部注入点和可移动侧芯体的可替代模制工艺。

图4示出了具有内部注入点和外部可移动模具部件的另一模制过程。

图5示出了标准盖子和使用芯体回退模制和发泡工艺形成的盖子之间的差异的实例。

图6示出了根据本发明形成的封闭体的一部分的实例。

图7至10示出了根据本发明的不同实施例形成的封闭体。

图11至15示出了根据本发明形成的宽口封闭体。

图16示出了根据另一实施例形成的封闭体。

图17示出了根据本发明的一个方面的方法。

键：

未发泡材料(即有意未发泡)

膨胀材料(即自然发泡)

发泡材料(即有意发泡)

在图1中，示出了适合用作本发明一部分的“芯体回退”模制方法。

在第一步骤中，熔融(可发泡)塑料材料5通过喷嘴10注入由固定模具部件20和移动模具部件25形成的空腔15中。

在第二步骤中，空腔填充完成并提供短的保持阶段，在此期间塑料材料的表皮冷却并开始凝固。

在第三步骤中，移动模具部件25移动，并且压降导致扩大的空腔中的材料发泡。结果，模制封闭体的顶板30的外皮之间的材料发泡。

在图2中，示出了类似的芯体回退发泡工艺，不同之处在于，在该实施例中，注射喷嘴110在模腔的“内部”。这意味着移动模具部件125可以定位在封闭体顶板130的另一侧上。

图3类似于图2，具有内部注入点。在该实施例中，芯体回退移动位于侧壁235的一侧的外侧面。

图4也类似于图2，其中外部芯体回退移动在顶板330“上方”。在图2和4中，顶板130、330包括悬垂环形密封件132、332。在图2中，可移动模具部件定位于使得空腔间隙形成在密封件132的径向内侧。然而，本发明人已经认识到，可以使顶板在密封件“上方”发泡而不会在密封件本身中发泡，因为密封件垂直于模具分型线(因此它们将保持其尺寸完整性)。因此，在图4中，可移动模具部件325是外部部件并且比密封件延伸得更宽。通过内部注入点和外部芯体回退功能，这意味着可以使比内部注射/内部移动系统更大的区域发泡，因此可以发泡更大的区域。

图5和6示出了根据本发明进行的发泡的一些实例。

图7的封闭体450包括盘形顶板455和从板455的周边悬垂的大致圆柱形侧壁460。侧壁460包括内螺纹结构462。侧壁(不包括结构的厚度)比顶板薄。顶板455未发泡，侧壁460膨胀。

在图8中，封闭体550包括膨胀的侧壁560。环形塞式密封件565从顶板555的下侧悬垂。顶板555包括发泡核芯区域557和核芯区域557(径向)外侧的未发泡区域559。密封件565位于未发泡区域559中，因此密封件565没有发泡，这保持了尺寸可重复性和功能密封性能。

图9示出了封闭体650。侧壁660中的膨胀材料仅在结构662的区域中。顶板655包括未发泡的外围区域659和具有发泡芯体的中心区域657。环形密封件665在区域659中从顶板悬垂。

在图10中，封闭体750包括顶板755，顶板755在密封构件765的边界内具有发泡芯体，以及未发泡的未膨胀侧壁760。

图11和12示出了总体上表示为850的罐盖。盖850包括大致盘形顶板855和圆柱形侧壁820。顶板855包括盘形中心区域857和倾斜的肩状周边区域859，其合并到侧壁860中。

区域859包括密封装置，该密封装置包括环形蟹爪密封件858。

图12示出了发泡前的封闭体。

封闭体使用可发泡塑料组合物并由图13中所示的芯体回退工艺制造，其中对应于中心区域的芯体的一部分移动以引起发泡。由此发泡限于仅在中心区域内，并因此与密封件(其保持未发泡)隔开。

图14示出了类似于图11至13的封闭体的封闭体的一部分。在该实施例中，侧壁860的厚度减小。因为整个封闭体由含有发泡剂的制剂形成，所以进入对应于侧壁的模腔的一部分的材料膨胀，避免了凹痕。

图15示出了根据另一实施例形成的罐盖800。盖800包括顶板801和悬垂侧壁802。环形密封件803从顶板悬垂。顶板801的中心区域804发泡(发泡芯体804a夹设在外表皮层804b、804c之间)。区域804位于密封件803的内侧。

侧壁802包括内螺纹结构805。在侧壁中不引起特定的发泡。然而，固有可发泡材料的自然膨胀将补偿该区域中的任何收缩，特别是在与螺纹结构相邻的侧壁的外部。

图16示出了根据另一实施例形成的封闭体950。该封闭体包括具有悬垂侧壁960的顶板955。侧壁960包括螺纹结构962。提供单独的密封衬垫970并装配在顶板955下方。顶板955具有发泡区域957。发泡区域限制在由结构962的径向范围限定的边界内。

图17示出了顺序模制方法，其中存在初始注塑阶段以形成封闭体1070，然后是发泡阶段以形成主体。在发泡阶段之后，在主体上模制一层材料1075。例如，这将允许用于初始主体的更便宜的材料，然后是更昂贵的“平滑”材料。

图18示出了具有内螺纹结构1162的已知封闭体侧壁1160。传统上，如果要避免螺纹“后面”的侧壁的外表面中的凹痕，则螺纹的厚度t不大于侧壁厚度f的80％。

参照图19，本发明人已经发现，通过使用可发泡塑料材料，可以相对于侧壁1260显着增加螺纹1262的相对厚度(即，可以减小侧壁的厚度)。在模制过程中，可发泡材料膨胀以自然地抵消模具中的材料收缩，否则材料将在侧壁的外表面中形成凹痕。

尽管在本文中参照附图对本发明的示例性实施例进行了详细描述，但应理解，本发明并不局限于这些示出的确切实例，本领域技术人员可以在不偏离本发明的范围的情况下在其中进行其他各种更改或修改。