带有塑料保护层的金属栓塞封闭件的制作方法
【专利说明】带有塑料保护层的金属栓塞封闭件
[0001]本发明涉及一种用于气体密封地且液体密封地封闭容器的栓塞口的栓塞封闭件(Spundverschlue )，所述容器尤其是用来存放和输送特别是危险性液态灌装物的钢桶。
[0002]用于钢质栓塞桶的目前常见的栓塞封闭件完全由金属制成，且本身是普遍公知的。这种栓塞封闭件例如由出版文献US 7，287，662已知。这种已知的栓塞封闭件的问题在于，它在一定的应用情况下为了持久地防护腐蚀而在下面的与腐蚀性灌装物接触的侧面上包括外螺纹在内必须设有特别耐受化学品的苯酚涂层。然而，这种特殊的颜料涂层在多次拧上或拧紧栓塞封闭件时会轻易地被磨掉，这一方面会使得颜料磨肩掉落到所述灌装物中并污染灌装物，另一方面使得螺纹上的磨蚀部位变薄，甚或不再有涂层，致使在那里形成腐蚀，且封闭堵塞部分地卡得很紧，或者彻底锈住。
[0003]栓塞封闭件的旋拧螺纹还必须具有高的配合精度和小误差，以便能以比较小的旋拧扭矩绝对密封地封闭地拧入到栓塞接管中。
[0004]在此，只有少数几家制造商能生广尚质量钢质检塞接头，这几家制造商以尚企的价格水平瓜分有相应需求的市场。
[0005]例如在化学工业中用来存放和运输危险性液态灌装物(化学品)的栓塞容器比如特别是钢桶通常必须经过官方的构造方式检查。在这种检查中，对容器进行各种不同的测试，比如内部压力测试、顶锻压力测试和跌落测试，这也在低温下进行测试。这些冷冻测试在_20°C进行，其中给容器灌装含有大量防冻剂的过冷液体。在这些检查测试中，栓塞封闭件尤其还在其密封性方面承受高的负荷。
[0006]因此，本发明的目的是，克服现有技术的缺点，并提出一种用于栓塞容器的制造成本低廉的新式栓塞封闭件，其尤其被设计用于腐蚀性液态灌装物的应用，且具有绝对高的防锈特性(无需用防锈颜料进行额外涂层)。在此，这种新式栓塞封闭件还具有提高了的安全性，且对于燃烧情况(火焰致损或热量致损)有保护功能。
[0007]根据本发明，该目的通过权利要求1的特征来实现。从属权利要求含有本发明的栓塞封闭件的有利的设计方式。下面阐述和介绍在防锈和安全方面有所改善的特性比如在燃烧情况下的保护功能(如防爆)。
[0008]栓塞封闭件具有金属钵状基体，该基体带有盘状底部且带有与该底部连接的向上开口的管状环形件，其中在环形件的外侧面上涂敷塑料层，在该塑料层上形成相应的外螺纹-用于把栓塞封闭件拧入到在钢桶的栓塞接管上的栓塞口中，这样就保证了与通常的钢质栓塞封闭件相同的稳定性和坚固性。通常的钢质栓塞封闭件必须在繁琐的额外的工序中在其上滚制出或者采用材料去除方式切削出外螺纹，与此相反，根据本发明的栓塞封闭件在管状环形件的外侧面上具有稳固的塑料层，在该塑料层上形成外螺纹。由此使得本发明的栓塞封闭件还比通常的钢质栓塞堵头轻。
[0009]为了制得本发明的“复合-栓塞封闭件”，简单地把钵状基体作为金属坯件装入到注塑模具中，然后-至少在环形件的外侧面上-喷涂塑料层，在注塑模具的内侧面上相应地规定形状，由此在该塑料层上形成相应的外螺纹。作为塑料材料，可以采用HD-PE(高密度聚乙烯)、尼龙或优选的PP (聚丙烯)。喷涂的塑料层的层厚，包括螺纹在内，约为2mm-5mm，其中，外螺纹可以是细螺纹，或者对于较厚的塑料层来说可以是粗螺纹，这要根据客户需要符合US标准或EP标准。
[0010]而按照通常的钢质栓塞封闭件，栓塞封闭件和栓塞接管的螺纹必须非常精确地在窄小的误差范围内制造，由此造成制造时的高废品率。本发明的栓塞封闭件在喷涂的塑料层上开设出外螺纹，这容忍在设计栓塞封闭件的螺纹时有小的不精确性，这种不精确性可以通过塑料螺纹的弹性挠曲得以补偿。因此，误差范围可以略大，而配合精度可以略小。
[0011]相比于目前使用的常见的钢质栓塞封闭件，本发明的栓塞封闭件具有很明显的优点。在燃烧情况下，此时桶直接受到火焰影响，且由于热量集聚随着液态灌装物中的温度和压力的升高而产生巨大危险，即钢桶因过压而破裂-可以说是爆破，致使对环境有害的危险性化学品流出，本发明的栓塞封闭件用作安全件或过压件，因为形成有螺纹的喷涂塑料层的塑料材料在高温情况下软化，最终因在桶内部产生的过压而从栓塞接管中被挤压出来，于是，螺纹在一定程度上沿轴向“溜滑”，致使栓塞封闭件向上从栓塞开口被顶压出来，危险的过压力-在容器未爆炸式地受损的情况下-从容器中泄出，而危险的液态灌装物则保留在容器中。在这里，由于金属钵状基体的导热性强，相比于全塑料堵头，能实现使得薄塑料螺纹层更快速地变热和软化。
[0012]在本发明的改进中规定，本发明的栓塞封闭件为两元式设计，按照这种设计，未与灌装物接触的上面部分由金属优选钢构成，而与灌装物接触的下面部分则由塑料构成。所述新式复合栓塞封闭件因而以新式材料结构为构造特点，其兼有已知的全塑料堵头的优点及全钢堵头的优点。
[0013]在带有盘状底部和管状环形件的钵状基体(=金属坯件)的整个外侧面上-在通常位置向下朝向的表面-涂敷连续的密封的塑料层，在环形件的外侧面上的该塑料层上形成外螺纹，这样就提供了新式复合栓塞封闭件的有利结构，这种结构使得有可能对金属有腐蚀作用的灌装物(酸)不再与由金属构成的钵状基体接触。塑料层覆盖钵状基体的朝向桶内部的底面，该塑料层可以很薄，以便起到防锈覆层的作用。本发明的复合栓塞封闭件的由金属或钢构成的钵状基体可以在整体上构造得比较薄，却能保留显著的优点:倾倒者以及终端用户无需改变操作方式，也无需改变在现有倾倒和取出设备上的自动倾倒或取出机构。在大型化工自动倾倒设备中，目前的钢质栓塞封闭件通常利用自动旋拧机的磁性抓取工具直接在倾倒过程之前从所提供的空容器中-多数为钢质栓塞桶(紧头钢桶)-拧出，被抓取工具抓住，且在倾倒过程之后直接被磁性螺丝刀气密地且液体密封地又拧入到钢桶的栓塞开口中。这种磁性螺丝刀通常也用来让较大的终端用户取出灌装物。
[0014]在此，可根据相应密封件(例如圆形密封件、矩形密封件)的形状和材料自由地预先选择和调节磁性螺丝刀的最佳旋拧力矩。根据要输送的灌装物的腐蚀性，为该密封件选取相应的耐受化学品的材料(EVOH、氟化橡胶等)。
[0015]按照有利的设计，可以在外螺纹的上方，在金属基体的上凸缘的下面，密封地在外部塑料层上集成一同喷注的密封唇。该一同喷注的密封唇也可以由不同于用基本塑料制成的另一种塑料材料构成，且采用双组分注塑方法形成。这样就省去了安装单独的密封件。
[0016]为了把塑料固定地连接在金属上，至少使得管状环形件在与外部塑料层接触的外侧接触面上设有粗糙的表面(例如锉纹、蚀刻纹)，这样便使得喷涂的塑料层与金属表面形状配合地连接。由此也可以传递大扭矩，而不会产生令薄塑料层从金属基体上脱落的危险。
[0017]此外，在本发明的一种简单的设计中规定，在本发明的栓塞封闭件的钵状基体中-就像常见的钢质栓塞封闭件一样-在钵状基体内部，在盘状底部的外侧面(表面)上采用本已公知的方式焊接上一种形状配合部件，其造型为带有外侧形状配合弓形部的成型的板条。该形状配合部件用于装上旋拧工具。
[0018]为此，本发明的另一种设计规定，在钵状基体的内部，在正相对的两侧，由盘状底部分别形成集成的形状配合部件，其造型为向上弯曲的板条，作为用于栓塞封闭件的通常的旋拧扳手的止挡部件。这样一来就完全可以省去已知的焊接的形状配合部件，其造型为带有外侧形状配合弓形部的特殊形状的板条。针对单独构件的昂贵制造以及焊接过程彻底省去了。金属钵状基体通过针对两个舌形或片状地向上弯曲的板条进行的冲裁过程而成型，本发明的集成的形状配合的止挡部件的制造过程直接在所述成型(冲裁、挤压、压制、深冲)时进行。为了其固定的支撑，也为了封闭在盘状底部和有时在钵状基体边缘上的由此产生的凹缺，沿着管状环形件的方向对两个集成的形状配合部件或向上弯曲的板条片完全密封地向下喷涂塑料，这种向下喷涂物于是在盘状底部下方形成了连续密封的塑料层的集成部分。
[0019]在本发明的优选设计中规定，在钵状基