專利名稱：排氣塑料蓋子的制作方法
技術領域：
本發明通常涉及用于相關容器的塑料蓋子，尤其是涉及有內螺紋的塑料蓋子，它具有至少一個容器嚙合止動件，用于限制該蓋子與容器的密封嚙合，從而便于把氣體壓力從容器中排放出來，并便于消費者把蓋子從容器上取掉。本發明還設想到了包裝熱填充飲料的方法，該方法有利于排放氣體壓力。
業已發現，由于螺紋塑料蓋子的制造和密封性能經濟適用，它被廣泛用于與瓶子和類似容器相關的用途中。這種性質的蓋子，通常包括具有內螺紋結構的塑料蓋子外帽，以及鄰接著外帽頂壁部分的內表面的密封襯墊。由于蓋子是以螺紋施用在相關容器上的，密封襯墊就被推進而與密封著的容器密封嚙合。蓋子與容器的螺紋配合，便于蓋子的最初施用，并有利于部分地消耗掉容器的內容之后，讓消費者把蓋子再度施用于容器上。
盡管上述類型的蓋子已被證明在商業上很成功，但對容器過分施用蓋子，就會產生問題。當蓋子被施用于容器上時，無論是用高速的加蓋裝置，還是由消費者來操作，都可使蓋子是帶有轉矩而施用的，該轉矩超過了實現與相關容器密封嚙合所要求的轉矩。過分施用就會不合乎需要地導致消費者難以取掉蓋子，這是可以理解的。與具有多導程螺紋結構(multi-lead thread formation)的蓋子有關的這個問題，已經被人們認識到，該蓋子有時被用于所謂“熱填充”即以高溫填充的飲料上。為了控制施用，這種類型的蓋子通常具有參照容器表面層(finish)上的標志而使用的外部標志(“拉起”)，以顯示對蓋子已被施用的程度。
除了高的卸取轉矩之外，對蓋子的過度施用，也與容器之內的氣體壓力產生有關，例如與因變質而產生的產品發酵這樣的結果有關。過度施用蓋子，會不合需要地抑制蓋子的排放特性。這是由于蓋子與容器之間的密封嚙合的程度，超出了在常規條件下必須達到的密封完整性而出現的。結果，由于受內部氣體壓力影響而使蓋子變形，就不足以使蓋子與容器的密封嚙合消除。
本發明的目的在于改進容器所用蓋子的結構，通過解決與蓋子過度施用有關的問題，便于取掉蓋子，并使內部氣體壓力排放掉。
實施本發明之原理的排氣塑料蓋子，尤其適合用于相關的容器，該容器的內容會發酵或會變質，導致在容器內產生內部氣體壓力。由于蓋子構造的緣故，要把從容器內排放出的氣體壓力，調節為可接受的程度。蓋子被構造得即使對容器過度施用蓋子時，也便于排放，使得能伴隨著使用高速自動加蓋裝置，并便于消費者取掉蓋子。包裝熱填充飲料的方法，也在此公開。
實施本發明原理的排氣塑料蓋子，包括一個具有頂壁部分的塑料外帽，以及懸垂的環狀裙部。裙部包括至少一個內螺紋結構，且可以包括多個多導程螺紋。
蓋子包括一個盤狀密封襯墊，它位于頂壁部分的內表面上，該襯墊被構造得與相關容器密封嚙合。為達到此目的，該襯墊朝內與環狀裙部有間隔，且包括懸垂的環狀封底焊縫(sealing bead)，該封底焊縫具有通常為朝下且朝外的面對表面。這個密封表面被構造得與相關容器的通常為朝下且朝外的面對表面密封嚙合，以形成人們所稱的“頂部/內部密封”。
根據本發明，本蓋子的塑料外帽包括至少一個能與相關容器嚙合的前止動件。該止動件可以根據本發明而構造為各種各樣形式的。按照一種形式，多個沿周邊有間隔的止動件從頂壁部分的內表面上懸垂下來。根據一個推薦實施例，每個止動件具有能與相關容器嚙合的通常為朝下的面對止動表面。在一個可選實施例中，前止動件被定位于蓋子裙部上，最好鄰接著蓋子的螺紋結構，以便在相關容器上與合作的螺紋結構嚙合。當蓋子被構造得包括多個螺紋結構時，蓋子可以包括同樣的多個止動件，這些止動件被分別定位得鄰接螺紋結構。
本發明的性能，便于有效地密封相關容器。在一種推薦形式中，塑料外帽包括一個環狀襯墊支承件，該支承件從頂壁部分的內表面懸垂下來。該支承件被定位于密封襯墊的環狀封底焊縫之內，該封底焊縫在密封襯墊的通常為朝下且朝外的面對密封表面以內并與其平行。密封襯墊最好以壓縮模注方式有效地形成，且最好包括較薄的中央嵌板(central panel)部分，該部分位于環狀封底焊縫以內，使襯墊材料得以有效使用。
在一種形式中，從頂壁部分的內表面懸垂下來的環狀止動件，被徑向地定位于密封襯墊以外，從而，每個止動件的每個止動表面就暴露出來，以便與相關容器嚙合。在一個可選實施例中，止動件從貼在密封襯墊下面的頂壁部分的內表面懸垂下來，且因此與容器合作，同時，止動件的表面實際上并不接觸容器。
本發明的其他特性與優點，從下述參照附圖所做的詳細說明，以及隨附的權利要求書中，就可明顯看出。
圖1的側立視圖，顯示實施本發明原理的排氣塑料蓋子的局部剖面；圖2是圖1所示排氣塑料蓋子的不連續剖視圖；圖2a是蓋子外帽頂壁部分的內表面略圖；圖3是一個可選實施例的不連續剖視圖；圖4是本排氣塑料蓋子的另一個可選實施例的不連續剖視圖；圖5是本排氣塑料蓋子的又一個可選實施例的不連續剖視圖；以及圖6是對根據本發明而構造的排氣塑料蓋子所做的有限元分析。
盡管本發明可以有各種各樣形式的實施例，但圖紙中所顯示的以及下文所要說明的此處所推薦的實施例，卻把本公開件作為本發明的范例，且該公開件無意把本發明限定為所顯示的特定實施例。
首先參看圖1與2，圖中顯示了一個排氣塑料蓋子10，它實施本發明的原理。塑料蓋子10專門構造得用于瓶子或類似容器上，例如內裝飲料或其他液體的容器C上。本蓋子專門構造得用于所謂“熱填充”飲料，即當飲料相對被升溫時在包裝期間把該飲料引入相關的容器中。然而，本蓋子的結構也能有利地應用于裝有其他類型內容的容器上。
盡管本蓋子的結構能以各種各樣的技術來制造，但現在所推薦的是以壓縮模注方式制造本蓋子。在此一并作為參考的美國專利第4497765號，公開了一種形成塑料蓋子的方法及裝置，該蓋子本身就包括壓縮模注襯墊。
排氣塑料蓋子10包括具有頂壁部分14的塑料外帽12，以及環狀裙部16。裙部16包括至少一個內螺紋結構18，該結構被構造得與合作的容器螺紋結構T嚙合。可便利地采用多個多導程螺紋結構，以獲得合乎要求的蓋子保持力(retention)，同時可使蓋子以最小的相對轉動從容器上取掉。
在所示形式中，塑料蓋子10構制得可提供盜用證據(tamper-evidence)。蓋子包括從環狀裙部16懸垂下來的防盜帶(pilferband)20。由于沿周邊延伸的刻痕線(score line)22的緣故，防盜帶區別于裙部16，該刻痕線朝內延伸到多個內部易碎的肋或橋24上，該肋或橋至少部分可分離地使防盜帶20連接著裙部16。防盜帶20包括多個沿周邊有間隔的、朝內延伸的撓性突出部26，該突出部構造得與容器C的鎖環L合作配合，從而在蓋子被取掉期間，突出部26與鎖環L的配合就導致橋24破碎，且使防盜帶20與裙部16至少是局部地或完全地分離。蓋子的防盜帶，可根據在此一并作為參照的美國專利第4418828號來構造。要明白，蓋子的防盜帶也可按別的方式，例如根據McBride申請的美國專利第4938370號以及McBride申請的美國專利第5004112號的學說來構造，這兩件專利在此一并作為參考。
為了實現與相關容器的合乎要求的密封嚙合，排氣塑料蓋子10包括盤狀密封襯墊28，該襯墊鄰接著蓋子外帽12的頂壁部分14的內表面。密封襯墊最好是在蓋子制造期間在蓋子外帽之內壓縮模注成的，且被構造得與相關容器C實現所謂“頂部/內部密封”(top/inside sealing)。為達到此目的，密封襯墊包括懸垂的環狀封底焊縫部分30，該部分具有通常為朝下且朝外的面對密封表面32，如圖2中所示那種相對于相關容器C的朝上且朝外的面對部分的未變形結構。當按照推薦的壓縮模注技術形成密封襯墊28時，該襯墊包括較薄的中央嵌板部分34，該部分位于封底焊縫30以內。
在推薦形式中，外蓋子外帽包括環狀襯墊支承件36，它從頂壁部分14的內表面處垂下。襯墊支承件位于襯墊28的環狀封底焊縫30之內，且限定著襯墊支承表面38，該表面在襯墊28的密封表面32以內并通常與其平行。襯墊支承件36與密封襯墊28的封底焊縫30合作而使該封底焊縫與相關容器C的表面密封嚙合，且還合乎要求地減少應用于蓋子中的比較昂貴的襯墊材料的數量。
如上所述，容器C的內容，會偶然發酵或發生其他變質。結果，容器內的氣體壓力就會升高，因此，使蓋子10折曲及朝外變形到充足的程度，從而使密封襯墊28脫離與相關容器的密封嚙合，是合乎要求的。在此情況下，來自容器內的氣體壓力就會被排放到大氣中。
根據本發明，蓋子12被構造得便于此種氣體壓力排放，這是通過解決把蓋子過度施用于容器這一問題而達到的。可使此種過度施用，不會使蓋子的密封襯墊為了排放而充分地與相關容器脫離。為達到這個目的，按本發明而構造的塑料蓋子，包括至少一個能與容器嚙合的前止動件，以便限制蓋子與相關容器的密封嚙合。根據圖1所示實施例，蓋子外帽12包括至少一個但最好是多個前止動件40，該止動件從頂壁部分14的內表面懸垂下來。在此實施例中，每個止動件40均徑向地在密封襯墊28以外，且被定位得與相關容器C的通常朝上的面對表面相嚙合。相應地，每個止動件40限定著一個通常朝下的面對止動表面，所顯示形式的該止動表面，為非水平的，它有角度地朝上且朝內延伸，從而，使止動表面通常為面對下方及面對里邊。因此，在剖視圖中，止動件40通常為梯形的。
盡管在本發明范圍內所配置的止動件40是連續的環面形式的，但現在推薦的卻是配置多個從頂壁部分14懸垂下來的沿周邊有間隔的止動件。如圖2a所示，可配置多個止動件40，該止動件沿周邊成45°間隔而相隔。每個止動件構造得占(subscribe)約30°的角度。可以是特定數量的止動件，以符合此處所公開的原理。
尤其參看圖6，該圖中顯示了對符合本發明而構造的塑料蓋子所做的有限元分析，該蓋子包括一個止動件40，它具有朝內且朝上的有角度的止動表面(所顯示的此蓋子并不包括位于襯墊28的封底焊縫30之內的環狀支承件36)。根據此圖的顯示來看，止動件40與容器C以及相關的密封襯墊28的合作作用，是顯而易見的。由于止動件與相關容器的面層(finish)合作，止動件40就起作用，以限制襯墊28的封底焊縫30與容器C的面層之間形成密封嚙合。因此，就有利于排放來自容器之內的氣體壓力。另外，由于蓋子與容器的密封嚙合被限制，就有助于消費者把蓋子從容器上取掉。
參看圖3，圖中顯示了本蓋子10的一個可選實施例，它包括一個以標號50表示的可選構造的止動件。在此實施例中，止動件50從頂壁部分14上懸垂下來，但卻貼在密封襯墊28下面。因此，止動件本身并不與相關容器C嚙合，而是通過密封襯墊28起作用而限制蓋子襯墊與相關容器的嚙合。正如在前面所述那個實施例中那樣，最好配置從頂壁部分14的內表面上懸垂下來的多個止動件50，該止動件在頂壁部分內表面上為沿著周邊有間隔的關系。
圖4顯示本蓋子10的又一個可選實施例，它包括一個能與容器C嚙合的前止動件60。在此實施例中，止動件60被定位于鄰接著蓋子螺紋18的裙部16的內表面上，并因此被定位得與容器螺紋T的前導部分相嚙合。正如前面那些實施例一樣，前止動件60與容器C的嚙合，作用得限制了蓋子與容器的密封嚙合，因此就便于排放來自容器之內的氣體壓力，且便于消費者把蓋子從容器上取掉。如果蓋子和容器被構造得包括多個螺紋結構例如多導程螺紋，那么，可以設想到，就要配置同樣的多個止動件60，使它們分別定位得鄰接每個螺紋結構，以便這些螺紋結構在容器C上分別嚙合。
圖5顯示本蓋子10的又一個可選實施例，它包括一個能與容器C嚙合的前止動件70。正如前面那個實施例一樣，此止動件被定位于裙部16的內表面上，但通常位于裙部16與頂壁部分14的結合處，與螺紋結構18形成間隔關系。止動件70構造得與容器的螺紋T主動嚙合，但通常抵靠著容器螺紋的朝上面對的表面。
因此，就公開了一種改進的排放蓋子，它便于排放來自相關容器之內的氣體壓力，且便于消費者把蓋子從容器上取掉。在每個所示的實施例中，要等密封襯墊28的環狀封底焊縫部分30已充分壓縮得成了密實的密封件，一個或多個前止動件才會起作用而限制蓋子的施用。這種情況在圖6的有限元分析中有所顯示，在圖中，顯示了前止動件40與容器C的面層初始接觸之后的封底焊縫30。測試表明，在蓋子10中配置一個或多個前止動件，比起沒有前止動件的相似構造的蓋子來，前止動件會把施用轉矩增大3到4倍而達到密封角度的程度。這樣就可使瓶子有效地利用靜轉矩來防止過度施用。
測試還表面，當前止動件被定位而從頂壁部分懸垂下來時，且當蓋子的一個或多個前止動件與容器面層的頂部完全嚙合時，正在排放的壓力，實際上就因為進一步施用蓋子而減小了。從有限元分析看得出來，所排放壓力減小的這種情況，是由于當蓋子被進一步施用于容器時，一個或多個止動件作用得把襯墊28抬升得離開容器而出現的。
根據上文，只要不背離本發明的新穎觀念的真正宗旨與范圍，就可做許多修改和變動。要明白，對于在此說明的特定實施例，無意加以限制，或不應當推斷出什么限制。此公開件旨在以隨附的權利要求書，包涵屬于權利要求書范圍內的所有此種修改。
權利要求
1.一種用于相關容器的排氣塑料蓋子，該蓋子包括一個具有頂壁部分的塑料外帽，還有一個具有內螺紋結構的懸垂的環狀裙部；以及一個盤狀密封襯墊，它位于上述頂壁部分的內表面上，該襯墊在該環狀裙部以內有間隔，且包括一個懸垂的環狀封底焊縫，該封底焊縫具有通常為朝下且朝外的面對表面，以便與相關容器的通常為朝上且朝內的面對表面密封嚙合；上述塑料外帽包括至少一個前止動件，在上述封底焊縫部分已被定位得密封嚙合之后，該止動件能與上述相關容器嚙合，以便取掉蓋子，并排放來自該容器之內的氣體壓力。
2.如權利要求1所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件從上述頂壁部分的內表面上懸垂下來。
3.如權利要求2所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件具有通常為朝下且朝內的面對表面，該表面能與上述相關容器嚙合。
4.如權利要求2所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述塑料外帽包括多個沿周邊有間隔的止動件。
5.如權利要求1所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述裙部包括至少一個內螺紋結構，上述止動件被定位得鄰接著上述螺紋結構，以便與上述相關容器上的合作的螺紋結構相嚙合。
6.如權利要求5所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述裙部包括多個螺紋結構，上述蓋子包括同樣的多個上述止動件，這些止動件分別被定位得鄰接上述螺紋結構。
7.如權利要求1所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述塑料外帽包括一個從上述頂壁部分的內表面上懸垂下來的環狀襯墊支承件，該襯墊支承件被定位在上述密封襯墊的上述環狀封底焊縫之內。
8.如權利要求7所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述環狀支承件限定著一個襯墊支承表面，該表面被定位在上述密封襯墊的密封表面以內，且通常與其平行。
9.如權利要求7所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述密封襯墊包括一個較薄的中央嵌板，它被定位于上述環狀封底焊縫以內。
10.如權利要求2所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件，從在徑向為上述密封襯墊以外的上述頂壁部分的內表面上懸垂下來。
11.如權利要求2所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件，從貼在上述密封襯墊下面的上述頂壁部分的內表面上懸垂下來。
12.如權利要求1所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述裙部包括至少一個內螺紋結構，定位于該裙部上的上述止動件，與上述內螺紋結構成有間隔的關系，以便與上述相關容器上合作的螺紋結構相嚙合。
13.一種用于相關容器的排氣塑料蓋子，該蓋子包括一個具有頂壁部分的塑料外帽，還有一個具有至少一個內螺紋結構的懸垂的環狀裙部；以及一個盤狀密封襯墊，它位于上述頂壁部分的內表面上，該襯墊在該環狀裙部以內有間隔，且包括一個較薄的中央嵌板以及一個懸垂的環狀封底焊縫，該封底焊縫具有通常為朝下且朝外的面對表面，以便與上述相關容器的通常為朝上且朝內的面對表面密封嚙合；上述塑料外帽包括一個從上述頂壁部分的內表面上懸垂下來的環狀襯墊支承件，該襯墊支承件限定著定位得在上述密封襯墊的密封表面以內的襯墊支承表面；上述塑料外帽包括至少一個能與上述相關容器嚙合的前止動件，該止動件從上述頂壁部分的內表面上懸垂下來，該止動件具有通常為朝下的面對表面，以便與上述相關容器合作。
14.如權利要求13所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動表面通常為朝下且朝內面對的。
15.如權利要求13所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件被定位得在徑向上在上述密封襯墊以外。
16.如權利要求13所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述止動件從貼在上述密封襯墊下面的上述頂壁部分的內表面上懸垂下來。
17.如權利要求13所述的排氣塑料蓋子，其特征在于上述塑料外帽包括多個從上述頂壁部分上懸垂下來的沿周邊有間隔的止動件。
18.一種包裝熱填充飲料的方法，包括下列步驟提供一個容器；配置一個蓋子，它包括一個具有頂壁部分和環狀懸垂裙部的外帽，以及一個盤狀密封襯墊，該襯墊定位于在上述裙部以內有間隔的上述頂壁部分的內表面上，該襯墊包括一個懸垂的環狀封底焊縫，上述外帽包括至少一個能與上述容器嚙合的前止動件；往上述容器填充上述飲料；以及把上述蓋子施用在上述容器上，從而，上述盤狀襯墊的上述封底焊縫與該容器的通常為朝上且朝內的面對部分嚙合，且從而使上述前止動件與該容器合作，以便限制該封底焊縫與該容器的密封嚙合，因此就便于把來自該容器之內的氣體壓力排放掉。
19.如權利要求18所述的包裝飲料的方法，其特征在于上述止動件從上述外帽的上述頂壁部分上懸垂下來。
20.如權利要求19所述的包裝飲料的方法，其特征在于上述外帽包括多個沿周邊有間隔的止動件。
全文摘要
一種用于相關容器(C)的排氣塑料蓋子(10)，該蓋子包括一個具有頂壁部分(14)的塑料外帽(12)，還有一個包括內螺紋結構(18)的環狀的懸垂裙部(16)。一個盤狀密封襯墊(28)被定位于頂壁部分(14)的內表面上，以便與相關容器形成頂部/內部密封。為了有利于排放來自容器之內的氣體壓力，并有利于讓消費者把蓋子從容器上取掉，蓋子包括一個或多個前止動件(40)，在蓋子的密封襯墊與容器密封嚙合之后，該止動件就嚙合該容器。止動件(40)作用得限制蓋子的密封襯墊與蓋子面層之間密封嚙合的程度。
文檔編號B65D41/34GK1561304SQ01816009
公開日2005年1月5日 申請日期2001年9月6日 優先權日2000年9月20日
發明者約翰·D·齊格勒, 戴維·E·巴布克科, 科伊·赫勒爾德 申請人:阿爾科封蓋系統國際公司