CN101977821A - 封闭件 - Google Patents

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Abstract

一种两部分式封闭件(1)，具有盘部(2)和裙部(3)。在一个示例中，裙部壁在上边缘和下边缘之间是平滑的，使得盘部能够在所述边缘特征之间移动。一般地，在金属裙部或环部中，上边缘特征是卷边(11)并且下边缘特征是卷曲的边缘(12)，并且在裙部壁上具有等距隔开的凸耳(13)。

Description

封闭件
技术领域
本发明涉及一种封闭件。特别地，本发明涉及一种封闭件和容器的组合，该容器一般包括螺纹。该封闭件为两部分式的封闭件，包括内部的盖或盘部，以及环部或裙部。
背景技术
两部分式封闭件一般包括由裙部保持在容器上的盖或盘部，该裙部有时也称作环部，或顶盖。这两部分可以是相同的材料，或者如在使用金属盘部和塑料裙部的组合封闭件或“组合式盖(combo-cap)”中那样，是不同的材料。裙部通常限定有螺纹和凸耳，所述螺纹和凸耳与容器颈部上互补的特征配合。将密封材料以传统的方式应用到盘部上，以在盘部与容器的口部之间形成密封。
存在多种两部分式密封件的示例，其中US 3446381A(PODESTA等人)是一个较早的示例。该专利描述了具有单独的盘部和“套筒状”裙部的两部分式金属盖。来自同一发明人的另一种两件式金属盖示出在US 3836033A(PODESTA)中。在US 3836033A中，盘部具有伸出越过容器口部的边缘部、坐落在容器口部的顶边缘上的环形部、以及覆盖容器开口的中间部。通过环形部绕容器口部的顶边缘的枢转，盘部的整个中间部在内凹构型和外凸构型之间移动。这两种封闭件都能够用于诸如玻璃瓶、罐等的容器。
在裙部上设置螺纹或凸耳也是普遍的，无论其为金属或是塑料材料的。例如，裙部可以是螺纹外盖的一部分，如US 4473163B(ERNST & CO.)中那样，其中在拧松螺纹期间外盖将内盖撬离容器。这在封闭件用于食品包装时特别有用，食品在处理期间“牵拉”负压，通常称为“真空”。这种真空对开口产生充分的阻力。EP 1686070A(PLATOPRODUCT CONSULTANTS V.O.F.)的两件式盖具有特别的特征以减少开口上的力矩。该特征与凹痕相似，在打开期间将盘形的内盖向上拉，以克服罐和封闭件之间的力，所述力产生包装件的密封。
这种两件式封闭件设计使得容器密封的破裂能够控制。裙部的初始扭转在一些时候用来触动防揭换特征(tamper-evident feature)，如使防揭换带断裂，同时盘部保持密封于容器。然后，可在裙部上设置进一步的特征以将盘部从容器撬离，从而使盘部与容器之间的密封破裂，从而平衡容器内的内压与外部环部境之间的任何压差。这种两阶段式打开方式减少了打开封闭件所需的力矩并使得封闭件能够更容易地拆卸。
尽管诸如此类的已知特征能够减少打破真空所必需的力，但是拧松和打破真空的组合打开力的需求仍存在固有的问题。本发明试图克服这些问题。
发明内容
根据本发明，提供了一种两部分式封闭件，其包括盘部和裙部，其中盘部具有密封件和周围的边缘，并在裙部的上端处向内突出的边缘与裙部壁上的环形向内突起和/或裙部壁的下端处的凸耳之间可动地保持，该封闭件适于与容器一起使用，并且密封件与盘部边缘和下部裙部边缘的接触点之间的距离(B)与凸耳的有效厚度(A)之和大于容器上螺纹的顶部与容器顶部之间的距离(C)。
术语“盘部”用来限定整个内盖部件，并不意在推断部件仅仅使薄的圆形部件。优选地，盘部的中央部是基本平面形的面板，并且在该面板的径向向外处，盘部具有轮廓，以用于密封封闭件所附连的容器，这将在后面更详细地描述。
因此，能够由非常硬的材料来制造本发明的封闭件，例如由单个金属件(例如钢)来制造，如WO/2008/053014中所描述。在任何情况下，封闭件盘部都不应是过于柔性的或者如在US 3836033A(与FR 2177118等同)中所需的那样能够从内凹构型移动为外凸构型并返回为内凹构型。
凸耳的有效厚度为位置(X)与位置(Y)之间的轴向距离(A)，位置(X)为凸耳与容器螺纹顶部之间的接触点，位置(Y)为盘部边缘与裙部边缘之间的接触点。这些基准参照的是本申请的图9和10。显然，本发明仅仅能够应用于裙部厚度大于简单的顶盖或盖的厚度的封闭件。
本发明的封闭件适于封闭的容器可以是罐或瓶(玻璃或塑料材料)或者甚至是金属罐。尽管本发明的封闭件通常是与玻璃罐一起使用，但是在本申请中各种词语是互换地使用。罐通常包括螺纹，但是可以使用一个或多个波纹、凸轮或突起来代替螺纹。单个的连续螺纹(如滚轧螺纹)也可以设置在罐上。
在本发明的封闭件打开期间，施加力矩以使裙部旋转并使凸耳从螺纹的下侧松开的第一阶段是与通过迫使凸耳进入螺纹顶部与盘部边缘的下侧之间而将盘部轴向撬离容器所需的第二阶段明显分开的。因此，使盘部分的密封件相对于罐的顶部滑动无需用力，并且当密封件在第一次打开时破裂时，盘部可以以听的见的方式跳动。
在打开期间将盘部撬离罐所需的凸耳强度小于传统的扭转式封闭件上的凸耳所需的强度，因为本发明的凸耳仅仅需要抵抗螺纹与盘部之间的挤压，而无需抵抗弯曲。因此，可以使用较薄的材料来形成裙部。尽管为了最优的阻碍性能，盘部一般由金属制成，但是例如，裙部可以是塑料材料或金属。
本发明的最优选实施方式是全金属封闭件。当然，如果封闭件的两个部分都由同一件金属制成，那么这将带来成本节省、环部境和资源保护，即使面板和环部由形成它们的金属板或盘部进行混合和匹配也是如此。另外，金属可以是进行了装饰的，并且裙部(环部)的装饰与盘部相匹配，以用于例如美学目的。
当封闭件是金属时，优选为钢。钢的厚度可以小于制造真空扭转封闭件(vacuum twist closure)所用的厚度。因此，本发明的封闭件所用钢可以是：对于48mm名义直径及以下的封闭件，小于0.14mm；对于48mm名义直径及以下的封闭件，小于0.15mm；对于66mm名义直径及以下的封闭件，小于0.16mm；对于77mm名义直径及以下的封闭件，小于0.17mm；对于82mm名义直径及以下的封闭件，小于0.18mm；以及，对于110mm名义直径及以下的封闭件，小于0.20mm。金属可以是涂覆了聚合物的金属。
一般地，金属裙部的顶部上向内突出的边缘是向内卷边的，以隐藏上部的切割边缘。这不仅能够改善裙部的外观，并且还提供了安全的边缘。裙部的下端通常也是向内卷边的，以隐藏裙部的下切割边缘并提供光滑的表面以供打开期间盘部的边缘推靠。金属盘部的边缘通常是卷边的(向内或向外)，以隐藏盘部的切割边缘，并且盘部可以密封或者甚至填充有复合物或密封材料。可以通过传统的工艺诸如使用辊涂漆来增强切割边缘保护。当然，所有的切割边缘都能够在切割后被涂覆。
任何卷边区域(裙部或盘部)的曲率半径一般都不小于0.4mm。这提供了良好的外观和顺滑的触感，并且避免了对装饰或保护涂层的损坏，这在例如卷边太紧时会发生。
裙部的顶端上向内突出的边缘可以是不连续的，使得向内突出的边缘部分仅仅设置在没有凸耳相对的地方。这简化了环部的制造，特别是在如果环部由塑料制造的情况下，因为拔模较简单，并且将盘部插入到更柔性的环部中更容易。
在一个实施方式中，盘部边缘的高度可以绕其周边不同。另一种替代是使裙部凸耳或相邻的卷边区域的高度或厚度不同。在又一个实施方式中，容器螺纹的顶部高度或厚度可以不同。这些替代方案中的任何一种都具有这样的优点：在打开的第二阶段期间，将盘部撬离容器顶部的力集中在周边的一个部位，因此所需的力矩减小。
盘部和裙部的在容器封闭时相互接触的两个表面中的一个或两个可以是波纹形的，或者包括凸起/凹座，以提供裙部和盘部之间的间隙(一个或复数个)。这减少了在处理期间可能粘结的区域，并且任何间隙都能够提供裙部和盘部之间的通风。在容器填充完并封闭后，裙部、盘部和容器之间的空间在这些封闭件中更加有效地变干。另外，可以避免裙部的意外移动，并且可以提供移动(例如打开)的证据。面板和/或环部的柔性允许粘结表面单独地(盘部/环部)或在组装到封闭件中时松开。添加固体或液体滑动材料或非粘结涂层可以限制应用力矩并最小化粘结。
为了防揭换并避免环部的意外移动，裙部可以通过能够断开的材料或带子连接于盘部。
当封闭件用来封闭容器时，在一个实施方式中，在封闭件紧固到罐上之前，裙部的顶部一般比盘部的顶部略高，并且可以与盘部一起微微弯曲，从而在达到了期望的紧密度时变的基本水平。因此可以避免在所谓的“顶带驱动式封口机(top-belt driven capper)”中出现的封闭件过紧。
尽管本发明的封闭件不需要盘部的整个中间部在US 3836033中所描述的内凹和外凸之间移动，但是不同类型的封闭件的中间部具有小的中央双稳定部或“按钮”(当内部真空释放时，其进行移动；反之亦然)也是常见的。该真空按钮特征可以包括在本发明的盘部中，但是在容器自身的任何枢转或密封中不发挥作用。
附图说明
现在将参照附图通过仅为示例的方式来描述本发明的优选实施方式。
图1A和1B是在裙部壁上具有环形突起的全金属封闭件的局部侧视截面图；
图2是穿过具有平壁的封闭件的卷边的局部侧视截面图；
图3是穿过图2的封闭件的凸耳的局部侧视截面图；
图4是示出了四个凸耳的仰视图；
图5是穿过替代性的具有向外的盘部卷边的封闭件的卷边的局部侧视截面图；
图6是穿过封闭件的凸耳的图5的局部侧视截面图；
图7是穿过图2和图3的封闭件的卷边的局部侧视截面图，其中封闭件位于罐子上的封闭位置；
图8是穿过图2和图3的封闭件的凸耳的局部侧视截面图，其中封闭件位于罐子上的封闭位置；
图9是穿过图2和图3的封闭件的卷边的局部侧视截面图，其中封闭件在打开后位于罐子上方；
图10是穿过图2和图3的封闭件的凸耳的局部侧视截面图，其中封闭件在打开后位于罐子上方；
图11是穿过在盘部上具有向外的卷边的封闭件的卷边的局部侧视截面图；
图12是穿过封闭件的卷边的局部侧视截面图，其中环部的顶部位于盘部的上方；
图13是穿过图12的封闭件的凸耳的局部侧视截面图；
图14a和14b是封闭件环部和封闭件的立体图，所述封闭件具有四个向内突出的边缘部分，所述边缘部分与凸耳之间的间隙相对；
图15是具有“平面部”的盘部的立体图；以及
图16是图15的盘部装配在环部中的立体图。
具体实施方式
图1A和1B是例如根据未公开的专利申请PCT/EP2007/061744制造的两部分式封闭件的侧视截面图。可替代地，环部可以通过诸如焊接(例如，激光焊接)、挤压的技术或者通过使用管材而单独制造。这当然意味着尽管金属对本发明的封闭件是优选的材料，但是环部不是必须由金属形成。该封闭件包括金属盘部30和周向环部40。金属盘部的切割边缘由卷边32保护。盘部30由位于环部40的相对的轴向端的两个卷边42、43捕获在环部40内。图1A是穿过卷边43的截面图，而图1B是穿过凸耳44的截面图。
设有一个或复数个保持特征45以将盘部30较松地定位在环部40内，同时允许盘部30相对于环部40自由地旋转运动，并且限制轴向运动。保持特征45可以是绕环部40的周边间隔开的突起的形式，或者可替代地，可以由周向的珠部(bead)(整个周向或者周向上的部分)来提供。围绕盘部30的内周设有通道34，该通道34围绕平的中央面板，并用来保持密封材料36。通道34的设置确保了将密封材料适当地定位成与容器50的颈部交界，并且由于其更好且更精确的分布还减少了密封材料36的量。在图1A和1B中还示出了一部分螺纹52。为了打开，将封闭件旋开使得凸耳44移动越过螺纹52，使得保持特征45向上推靠盘部卷边32，从而使盘部30从容器50升起。
图2和图3示出了具有盘部2和裙部或环部3的全金属两部分式封闭件1。盘部2具有平的中央面板4，面板4由向上延伸的槽5、肩部6以及环体7包围并终止于向内的卷边8。槽5具有型面，以保持住密封材料或其它材料9，其在本示例中为从平的中央面板4的边缘到卷边8。
图2和图3的裙部3在上端和下端具有向内的卷边11和12以及围绕下边缘的凸耳13(一般为4个，等距分布)。凸耳13在图4的仰视图中能够最清楚地看到。图2和图3中裙部(环部)的顶部位于通道5的顶部的高度以下，使得该实施方式有时也称作“环部低于盘部”或“盘部高于环部”。
该“环部低于盘部”构造具有平滑的感觉。当封闭件用来封闭填充的容器时，环部磨损的风险减小。为此，这是本发明最优选的形式。一种替代性的“环部低于盘部”封闭件可以具有延伸到环部的顶部卷边之外的盘部面板。
当容器是被“环部低于盘部”封闭件封闭的玻璃罐时，非常适于层叠。封闭件的顶部可以嵌有围绕上方的罐的底部边缘的层叠珠部。
在与任何容器无关的形式中，盘部2在盘部上的卷边抵靠卷边12和/或凸耳13时的下部位置和所示的盘部抵靠卷边11时的上部位置之间自由移动。图2和图3的盘部的肩部6与上部卷边11接触。密封材料9当然可以通过设计盘部的形状而更局部地(locally)容纳。
任意卷边都可以是向内或向外(相反)，其中环部位于面板的上方或下方。卷边可以部分或全部封闭，靠在盘部2或环部3的特征上或特征中，或者是其它可能的变型。在一种设置中，如图5和图6所示，盘部卷边8可以向外，顶部卷边11可以向内，使得环部卷边11的最初位于金属板的一侧(优选是已装饰侧)的表面接触盘部卷边8的最初位于金属板的另一侧的表面。在这种设置中，相接触的表面可以具有不同的涂层或者一个表面可以完全不具有涂层，以避免相似的涂层相互粘结，并且当从封闭件的外侧看时，盘部卷边8的外侧的可能未装饰的表面可以看不到。图5在穿过下部卷边12的截面上示出了向内的顶部卷边11靠在向外的盘部卷边8上，并且图6在穿过下部凸耳13的截面上示出了同一个封闭件
当封闭件用来封闭容器时，封闭件的多个特征变的更加清楚。尽管任何螺旋式容器都可以由根据本发明的任何封闭件封闭，但在图7至10中示出的是玻璃罐，其具有非常独特的螺纹。
图7和图8示出了图2和图3的封闭件，其封闭玻璃罐20。当该封闭件应用于玻璃罐时，罐的顶部压入到形成印记和改进的密封件10的密封材料9中。裙部(环部)旋转，并且凸耳13在螺纹21下方移动，以将盘部向下拉。
在图8中能够看到改进的密封件10、盘部边缘24的下侧以及向内突出的凸耳13的相对位置。密封件由密封材料9的被罐20施加印记的部分限定。
在图7和图8的封闭位置中，肩部6压靠裙部上的上部卷边11，并且凸耳13压靠螺纹21的下侧。在图8的封闭位置中，凸耳位于玻璃罐的螺纹下方，从而有效地将盘部拉到适当的位置并挤压密封材料。
环部的反向旋转使得凸耳移动到邻近的螺纹上方的位置，并且进一步施加转矩使得盘部被提升并且封闭件完全打开(见图9和图10)。在打开位置中，用户已使环部旋转，使得凸耳13此时处于螺纹部分21的顶部上(图10)，并且底部卷边12的相邻部分已经移动，以接触盘部卷边8的底部(图9)。移动卷边使其彼此接触将使盘部升起，从而使密封件破裂。
在图10的最终位置中，凸耳13在位置“X”处接触螺纹21。在图9中，卷边8和12的接触点示为“Y”。有效凸耳厚度(X与Y之间的轴向距离)为距离“A”。从压缩材料(密封件10)的最上部“Z”到盘部卷边8的底部的轴向(竖直)距离为“B”。从玻璃饰面(容器的顶部)到螺纹21的顶部的距离为“C”。
为了使密封件破裂，距离A和B之和必须大于距离C。因此，本发明不适用于浅的帽状封闭件。
如图11所示的替代形式具有向外的卷边8’。图11还示出了如何通过将盘部2成形为两个部分而更局部地容纳密封材料9，所述两个部分为邻近肩部6的上部环体或水平部7a以及终止在向外的卷边8’中的依从部或竖直部7b。当然，这是可以在本发明的任何其它实施方式中使用的选择。
图11示出了环部位于槽5的顶部的高度上方，因为其呈“环部高于盘部”式封闭件。
图12和图13的实施方式(同样也是“环部高于盘部”式)具有带向内的卷边8的盘部、倾斜的肩部6以及单件式环体7。该“环部高于盘部”式封闭件中盘部3的最上部低于裙部的顶部，这可有助于在封闭期间拉紧裙部。可以通过使裙部与盘部一起弯曲来避免容器的过度拉紧，并且裙部最多变得与盘部齐平。
传统地，在处理期间，在切割金属的暴露边缘可能带来危险的位置提供卷边，以使边缘隐藏用于装饰目的，或者保护其不被腐蚀。
尽管在图2至图10中示出了封闭件的最优选实施方式具有全金属的形式，但是很明显，也可以具有金属盘部和塑料的裙部。这使得能够更容易地实现图14a和14b所示的形式，当然这仍然可以由金属制造。图14a单独示出了裙部13’。顶部突起11’呈四个部件，其中凸耳13位于突起11’之间的间隙下方。如果裙部3’由塑料制造，那么裙部从模具中拔出则更容易，正如将金属盘部2插入更柔性的裙部中一样。
封闭件可包括的其它特征是围绕盘部的平面部或相似的波纹部14，所述平面部或相似的波纹部14在插入到裙部3中时形成间隙15(图15和16)。这提供了通风路径，并且在填充之后，裙部、盘部以及容器之间的空间的干燥得到了改善。
尽管已经主要结合全金属封闭件和玻璃罐描述了本发明，但是，如权利要求的范围所限定的，本发明的范围还包括对材料等以及特征(例如凸耳)数量的改变和变型。

Claims (9)

1.一种两部分式封闭件，包括盘部和裙部，其中所述盘部具有密封件和周围的边缘，并在所述裙部的上端处向内突出的边缘与裙部壁上的环形向内突起和/或裙部壁的下端处的凸耳之间可动地保持，所述封闭件适于与容器一起使用，并且所述密封件与盘部边缘和下部裙部边缘的接触点之间的距离与所述凸耳的有效厚度之和大于所述容器上螺纹的顶部与所述容器的顶部之间的距离。
2.如权利要求1所述的封闭件，其中，所述裙部的顶部比所述盘部的顶部低(“环部低于盘部”)，或者，反之，所述裙部的顶部比所述盘部的顶部高(“环部高于盘部”)。
3.如权利要求1或2所述的封闭件，其中，所述盘部和裙部都由金属制造。
4.如权利要求3所述的封闭件，其中，制造所述盘部的金属以单件的已装饰金属形成。
5.如权利要求3或4所述的封闭件，其中，所述金属是厚度小于用于制造相同直径的真空扭转封闭件所用的厚度的钢。
6.如权利要求3至5中任一项所述的封闭件，其中，金属裙部的顶部上向内突出的边缘是向内卷边的，并且所述裙部的下端是向内卷边的。
7.如权利要求3至6中任一项所述的封闭件，其中，所述金属盘部的边缘是向内或向外卷边的，并且可选地包括密封材料。
8.如权利要求6或7所述的封闭件，其中，所述卷边不小于0.4mm。
9.如权利要求1至8中任一项所述的封闭件，其中，所述裙部的顶端上向内突出的边缘是不连续的，使得向内突出的边缘部分仅仅设置在没有凸耳相对的地方。
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