专利名称：具有提高的寿命的塑料卡链的制作方法
技术领域：
本发明涉及具有提高的寿命的塑料卡链和具有上述塑料卡链的容器，该塑料卡链易于打开，在打开后可气密地重新密封，并可重复操作打开/封闭100次以上而不丧失抵抗打开的能力，它被广泛地用在用于包装食品、药物及类似物的简单的容器中。
具有塑料卡链的软包装材料由于其诸如重量轻、价廉、易回收、大的体积缩小率等优点而惯用于包装各种类型的产品，并且，由于改进了气密性密封性能和低成本，现在越来越多地用于包装像营养性补充品、褪色素等产品，该产品常常被使用，但是每次的量很少。
但是，包括一阳钩和一对阴钩的传统的塑料卡链虽然在气密性密封性能和密封能力方面是优越的，但是它有这样的问题，即在打开/封闭的操作超过30次时，其密封功能被损坏至不能再使用的程度，或当它受到高温或低温时，其打开/封闭功能被损坏；因此，要求解决这些问题。
图2至5所示的截面形状已经用于传统的塑料卡链中。在任何一种构形中，如图2至5所示，在含物侧形成的钩是处于接合状态的阳钩和阴钩的爪的组合，而阳爪和阴爪的一个或两个的打开侧则如图4A所示在其间的接合部分为一弧形，或有一比含物侧(图4B)的爪钝的角，从而产生比含物侧的钩弱的接合强度。
下面参看图2说明传统的卡链的接合功能。
也就是说，阳钩13被阴钩14、15夹紧并与其互锁，每个阴钩有逐渐加大的刚度，以致即使与其各自的基部相连的法兰11、12沿各自的方向L和L’被一来自含物侧的打开力推动，以便打开，如图4B所示的彼此共同接合并互锁的阳钩和阴钩也不会松开。
在此情况下，为了保持被阴钩14、15夹紧(接合)的状态，需要在总体上提高阴钩的刚度，由此，上述刚度越大，则抵抗从含物侧打开的能力越大。当上述刚度小时，阴钩14、15就弯曲，从而松开由此形成的互锁。
图3所示的卡链有与图2相同的打开功能；不过，由于其法兰部分的厚度大于图2的，故其刚度可认为要比后者的高。
如图2所示，由阴钩14在含物侧的爪尖B14和阴钩15在打开侧的爪尖B15界定的空间Y，和阳钩13的基部的厚度Z之间的间隙(Y-Z)是一个重要因子；有一种趋势，即间隙越小，抵抗打开的能力越强，而间隙越大，则抵抗打开的能力就越弱；因此，需要对上述间隙进行精确的控制，由此，这种控制的难度又损害了产出，造成生产成本的增加。
当从打开侧进行打开作业时，由于阴钩15的阴爪在打开侧有如图4A所示的弧形部分，故当法兰11、12沿各自的O和O’方向被打开时，阴钩15的爪尖B15沿阳钩13的弧形部分可滑动地移动，由此，阴钩15略向打开侧弯曲，从而使阴钩15与阳钩13之间的接合脱开，而不需要大的打开力。
当塑料卡链的打开侧被打开时，因而当互锁被松开时，含物侧的接合就容易脱开。
在传统的塑料卡链中，在爪彼此接合的状态所需要的从含物侧的抵抗打开的能力可以保持在5kg/5cm～7kg/5cm左右，这已经足够强，而所需要的从打开侧的抵抗打开的能力可以保持在0.6kg/5cm～1.5kg/5cm左右，这足以容易地在10次以内的打开/封闭作业中打开；不过，当重复打开/封闭作业超过10次时，含物侧和打开侧的抵抗打开的能力都下降，由此，不再能保持打开/封闭功能。
在传统的塑料卡链中，要求含物侧的抵抗打开的能力强，而打开侧的抵抗打开的能力弱。不过，根据同样形状的卡链，当含物侧的抵抗打开的能力超过某一极限时，则打开侧的抵抗打开的能力不可避免地要变强；反之，当含物侧的抵抗打开的能力变弱时，则打开侧的抵抗打开的能力也不可避免地要变弱。
由于这一原因，曾经对此作出努力，即，为了提高含物侧的抵抗打开的能力，则阴钩的整体刚度要加大，或含物侧的钩的尺寸要加大，而为了降低打开侧的抵抗打开的能力，则要调整钩在打开侧的弧形，或者，为了平衡含物侧与打开侧的强度，要调整阴钩与阳钩之间的间隙(Y-Z)。
不过，在传统的塑料卡链中，不可避免的是，阴钩略有朝外的塑性变形，阴钩与阳钩之间的间隙(Y-Z)在每次重复地进行打开/封闭作业时逐渐加大。
因此，当打开/封闭作业的频率数增加时，打开侧的抵抗打开的能力越来越弱，由此，在如图2所示的类型中，抵抗打开的能力在20次左右的打开/封闭作业时就降低，而在如图3所示的具有较大刚度的类型中，抵抗打开的能力在30次左右的打开/封闭作业时就降低，因此，它表明这样一个缺点，即抵抗打开的能力并不能保持得足够强。
此外，在塑料卡链中，塑料的塑性变形主要取决于温度，因而就存在这样的问题，即有许多情况，在高温下并不能保持抵抗打开的能力。在低温下，阴钩变脆，不能弯曲，从而产生钩的接合困难，等等。
在图5所示的塑料卡链中，为了提高在打开/封闭作业时手指对刚度的感觉，加大了阴钩14与15的刚度，并且进一步在其间设置一导向肋或将阳钩分成两半；虽然，其打开功能基本保持与图2和3所示的塑料卡链的相同，但是，即使采取了上述措施，塑料卡链的寿命问题仍未解决。
本发明的一个目的是开发一种塑料卡链，它能调整各自的含物侧与打开侧的抵抗打开的能力，并使打开侧的抵抗打开的能力始终保持为一0.9kg/5cm～1.2kg/5cm左右的低值，同时使卡链的含物侧的抵抗打开的能力保持为一7kg/5cm～8kg/5cm的高强度，并且，还进一步使在进行100次或更多的打开/封闭作业后，也能保持各自的含物侧与打开侧的抵抗打开的能力与初始值接近。
本发明通过开发下列项目而解决上述问题(1)一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，该对阴钩放在法兰的一部分上，该部分做成在从其打开侧在塑料卡链上作用一打开力时而弯曲，上述部分由打开侧和含物侧的两个阴钩的基部界定；(2)一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，含物侧的阴钩爪的基部设置成在含物侧越过上述阴钩在含物侧的基部，而阳钩爪在打开侧的基部在打开侧则设置成在打开侧越过阴钩在打开侧的爪的基部。
(3)一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，含物侧的阳钩的基部设置成在含物侧越过上述阳钩在含物侧的爪尖，而上述阳钩在打开侧的基部则设置成在打开侧越过上述阳钩的打开侧的爪尖；(4)一塑料卡链，它包括一对阴钩和阳钩的组合，该阴钩由上述(1)和(2)的至少一项规定，该阳钩由(3)规定，以及(5)一用于包装的容器，其特征为，采用由上述(1)至(4)的任一项规定的塑料卡链，以作为容器的打开/封闭装置。
图1为一剖视图，它示出按照本发明的卡链的接合状态；图2为处于接合状态的传统的塑料卡链的一个实施例的剖视图；图3为处于接合状态的传统的塑料卡链的另一实施例的剖视图；图4A为展开图，它示出传统的塑料卡链在打开侧的接合状态；图4B为展开图，它示出传统的塑料卡链在含物侧的接合状态；以及图5为处于接合状态的传统的塑料卡链的又一实施例的剖视图。
参考数学与符号的说明11，12 法兰13 阳钩131阳钩在含物侧的爪132阳钩在打开侧的爪14 含物侧的阴钩141阴钩在含物侧的爪15 打开侧的阴钩
151 阴钩在打开侧的爪B1阴钩爪在含物侧的基部B11 阴钩在含物侧的爪尖B131 阳钩在含物侧的爪尖B132 阳钩在打开侧的爪尖B2含物侧的阴钩在打开侧的基部B3打开侧的阴钩爪的基部B31 阴钩在打开侧的爪尖B4打开侧的阴钩在含物侧的基部B5阳钩在含物侧的基部B6阳钩在打开侧的基部B7法兰在阴钩侧的弯曲位置X B1和B2与法兰的垂线之间的间隙Y 阴钩爪尖之间的间隙Z 阳钩基部的厚度现在参考
按照本发明的塑料卡链。
在图2至5所示的传统的塑料卡链中，阴钩整体上有较大的刚度；例如，在如图2所示的卡链中，已经说过，它需要加强阴钩的整体刚度，以便保持由阴钩14、15规定的状态，达到保持高的抵抗打开的能力的目的。
在传统的塑料卡链中，需要阴钩在总体上有大的刚度，以加强抵抗打开的能力；反之，按照本发明的卡链则从根本上与传统的不同，其特征在于，尽管它大大地减少了阴钩的刚度，但是仍然保持抵抗打开的能力。
也就是说，如图1所示，由含物侧与打开侧的阴钩14、15的基部规定的法兰部分的刚度减小使阴钩易于在此法兰部分上弯曲。
由于这一原因，按照本发明的塑料卡链有与传统的卡链不同的构造，因此是一个具有完全不同的打开/封闭功能的新型塑料卡链。
在按照本发明的塑料卡链中，当已经接合的塑料卡链从打开侧被松开时，沿由箭头G和G’所示的方向分别作用一打开力，用于在阴钩侧拉法兰11，在阳钩侧拉法兰12。
在此情况下，如果阴钩侧的法兰在由含物侧和打开侧的两个阴钩的基部规定的部分弯曲，也就是在含物侧的阴钩的含物侧的基部B2和打开侧的阴钩的含物侧的基部B4之间的弯曲位置B7弯曲(只要它易于在含物侧与打开侧的阴钩之间弯曲，这是允许的)，则打开侧的阴钩的爪151就沿打开方向移动一较大的范围，由此，阳钩的打开侧的爪132和爪151就容易脱开，而且，爪151的移动进一步加大，由此，由于沿G方向的用于实现此移动的打开力直接作用在基部B2与基部B4之间的弯曲位置B7上，故小的力就可以实现此移动，此外，在弯曲位置多少会产生的可能的塑性变形对爪151的移动量的影响极小，以致传动的卡链的缺点在本发明中不会产生，该缺点为，由30次左右的打开/封闭作业引起的或由高温引起的塑性变形，使抵抗打开的能力不能被保持。
此外，在本发明中，由于阳钩的刚度在整体上设得比较低，故即使塑料产生低温脆性，在卡链接合时也不会发生问题。
由于爪151的移动量大，由此，不需要像在传统中的那样，在其与爪132脱开时将打开侧的爪的形状做成弧形，或使之具有钝角，这两个爪与抵抗打开的能力有关，它的结果为得到一始终如一的接合。
当如图1所示，在法兰上的基部B2与B4之间存在一具有低刚度的弯曲位置B7的情况下，含物侧的阴钩14通常朝含物侧移动，由此，接合企图松开。
为了防止这类移动并保持高的从内侧的抵抗打开的能力，必需使含物侧的阴钩14的爪的基部B1与上述阴钩的法兰上的含物侧的基部B2的各自的点至法兰11的垂线之间的间隙X(这要在这样的情况，即基部B1设置在含物侧，越过基部B2，在此情况，用正号表示，而在相反的情况，则用负号表示)要满足关系式X≥0；也就是说，必须使B1设置在含物侧，越过基部B2。
在图1中，当在含物侧作用打开力，以沿F和F’方向拉开时，阴钩侧的法兰11绕基部B2几乎成直角地弯曲。在此情况下，在关系式X≥0的情况下，阴钩14不会脱开，因为有一转矩沿保证卡链接合的方向作用。
另一方面，在关系式X＜0的情况下，阴钩14受到一转矩，该转矩在含物侧沿松开卡链的方向作用，以在含物侧打开，以致接合企图松开。
如果与阴钩14接合的阳钩13在含物侧的基部B5设置在含物侧，越过阳钩在含物侧的爪尖B131，则在含物侧在法兰11和12上作用一打开力以沿F和F’方向拉开时，由于有一转矩沿阳钩13封闭卡链的接合的方向作用，故与阴钩14几乎不能松开，从而在含物侧得到一始终如一的抵抗打开的能力。
在此情况下，由于含物侧的阴钩的爪141和阳钩的爪131的抗断裂的能力控制了含物侧的抵抗打开的能力，故如果要求加强含物侧的抵抗打开的能力，则可以通过部分地加强爪141和爪131的刚度而得到任意的抵抗打开的能力。
当从打开侧松开接合时，如果打开侧的阴钩15的打开侧的基部B8设置在打开侧，越过上述阴钩的爪151的基部B3，则当在法兰上沿G和G’的方向作一打开力时，由于有一转矩沿阴钩15绕作为轴线的弯曲位置B7打开的方向作用，故可以用小的打开力得到阴钩15在打开侧的大的移动。
如果与阴钩15接合的阳钩13在打开侧的基部B6设置在打开侧，越过上述阳钩在打开侧的爪132的尖部B132，则在沿G和G’的方向在法兰上作用一打开力时，由于转矩几乎不沿阳钩13阻止打开的方向作用，故阳钩13与阴钩15之间的接合可保持一始终如一的脱开容易性。
根据在含物侧的抵抗打开的能力、在打开侧的抵抗打开的能力、打开的频率等等，即使塑料卡链只用上述阴钩和阳钩中的一个并用普通的阳钩或阴钩作为接合的配对件，也可以发挥作用；不过，当按照本发明的上述阳钩和阴钩组合使用时，即使打开/封闭作业的频率高，也可以得到一寿命长的塑料卡链，它具有任意的含物侧的抵抗打开的能力和打开侧的抵抗打开的能力。
现在参考例子更详细地说明本发明；不过，本发明决不限于此。例子一具有如图1所示的截面形状的塑料卡链，其高度为1.4mm，宽度为1.5mm，并且用聚乙烯材料做成。
上述卡链的一对阴钩的高度为1.20mm，宽度为1.50mm。从B1(含物侧的阴钩的爪的基部)与B2(含物侧的阴钩在含物侧的基部)至法兰的垂线之间的距离X为0.15mm；B3(打开侧的阴钩的爪的基部)与B8(打开侧的阴钩在打开侧的基部)之间的距离为0.6mm；阳钩的高度为1.10mm，宽度为0.8mm；B5(阳钩的含物侧的基部)与B131(阳钩的含物侧的爪尖)之间的距离为0.20mm。
有这种构形的处于接合状态的卡链被切割成40件样品，每件样品的长度为50mm；样品被分成组，每组10件，以后每件分别受到从打开侧进行的0、40、80和120个循环的打开/封闭作业；接着，将每个经过这种作业的样品的法兰部分固定在一拉伸试验机上，其位置为离开其端部5mm；以后，就测量其沿G和G’方向的抵抗打开的能力；此后，重新密封该卡链；接着，沿F和F’方向拉卡链，以测量各自从打开侧与含物侧的抵抗打开的能力。
如同从表1看到的那样，其结果表明，从含物侧的平均的抵抗打开的能力始终有高的值，而从打开侧的平均的抵抗打开的能力始终有低的值，并且几乎看不到经过打开/封闭作业后的抵抗打开的能力的改变和标准偏差(波动)；因此，可以认为，卡链可以经得起100次或更多的重复使用。比较性例子如图3所示的塑料卡链的高度为1.40mm，宽度为1.30mm，处于接合状态，用聚乙烯材料制造。
上述卡链的一对阴钩的高度为1.30mm，宽度为1.30mm，而阳钩的高度则为0.90mm，宽度为0.65mm。
有这种构形的处于接合状态的卡链被切割成40件样品；以后将样品分成组，每组10件，以后每件分别受到从打开侧进行的0、10、20和40个循环的打开/封闭作业；接着，将每个经过这种作业的样品的法兰部分固定在一拉伸试验机上，其位置为离开其含物侧的端部5mm；以后，就测量其沿H和H’方向的抵抗打开的能力；此后，重新密封该卡链；接着，沿F和F’拉卡链，以测量各自从打开侧与含物侧的抵抗打开的能力。
如同从表2看到的那样，其结果表明，从打开侧和含物侧的抵抗打开的能力在10次的打开/封闭作业后都显示出多少有些改变；不过，可以认为，对实际使用，这些样品都不会产生问题。但是，在20次的打开/封闭作业后，发现其中某些的卡链功能显著下降。进而，在40次的打开/封闭作业后，从打开侧的平均的抵抗打开的能力下降至初始的抵抗能力的三分之一左右，并且，测量中的波动明显加大，由此发现，其中某些件的卡链功能已经丧失。因此，那些样品可认为是不能用的。此外，考虑到从含物侧的平均的抵抗打开的能力下降至初始值的约二分之一，而且波动大，可以认为，抵抗打开的能力属于不可用这一级的。
按照本发明的塑料卡链可有益地用于包装的容器，因为它使打开侧的抵抗打开的能力始终保持一从0.9kg/5cm左右至1.2kg/5cm左右的低值，同时又使含物侧的抵抗打开的能力保持一从7kg/5cm左右至8kg/5cm左右的足够的强度，即使在进行100次或更多的打开/封闭作业后，也使各自的打开侧和含物侧的抵抗打开的能力保持在抵抗打开的能力的额定范围内，并且解决了传统的卡链的缺点，即树脂在低温下变脆，产生接合的问题，或在高温下在几次的打开/封闭作业后，接合功能成为不能实行的。
表1
(单位kgf/5cm)表2
(单位kgf/5cm)
权利要求
1.一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，该对阴钩设在凸缘的一部分上，该部分做成在从其打开侧在塑料卡链上作用一打开力时而弯曲，上述部分由打开侧和含物侧的两个阴钩的基部界定。
2.一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，含物侧的阴钩爪的基部设置成在含物侧越过上述阴钩在含物侧的基部，而阴钩爪在打开侧的基部在打开侧则设置成在打开侧越过阴钩爪在打开侧的基部。
3.一塑料卡链，它包括一阳钩和一对阴钩，它们彼此接合，以形成一组合，其特征为，含物侧的阳钩的基部设置成在含物侧越过上述阳钩在含物侧的爪尖，而上述阳钩在打开侧的基部则设置成在打开侧越过上述阳钩的打开侧的爪尖。
4.一塑料卡链，它包括一对阴钩和阳钩的组合，该阴钩由权利要求1和权利要求2的至少一项规定，该阳钩由权利要求3规定。
5.一用于包装的容器，其特征为，采用由权利要求1至4的任一项规定的塑料卡链，以作为容器的打开/封闭装置。
全文摘要
一对塑料卡链,各自有一互相接合的阳钩和阴钩,其特征为,当从其打开侧向塑料卡链作用一打开力时,夹在阴钩的基部之间的阴钩的一部分设置在可弯曲的法兰上,该基部由打开侧的阴钩与含物侧的阴钩形成。打开侧的抵抗打开的能力始终保持在0.9～1.2kg/5cm左右的低值上,而含物侧的抵抗打开的能力则保持在7～8kg/5cm的高值上,即使重复100次或更多的打开/封闭作业,打开侧的抵抗打开的能力和含物侧的抵抗打开的能力都能保持在规定的范围内,此外,可以消除在传统的卡链中产生的缺点,该缺点为,树脂在低温下变硬,接合产生故障,或在高温下在几次的打开和封闭以后,接合失效;由此,塑料卡链可适用于包装容器。
文档编号B29D5/00GK1338903SQ00803310
公开日2002年3月6日 申请日期2000年3月14日 优先权日1999年3月15日
发明者葛西寿一, 今仓博树 申请人:昭和高分子株式会社