CN1113203A - 塑料容器盖 - Google Patents

Abstract

一内螺纹形成在一塑料容器的容器盖的侧壁内 表面上，该内螺纹的剖面由一上侧边(向内径向延伸， 轴向为向下倾斜的方式)、一下侧边(向内径向延伸， 轴向为向上倾斜的方式)、一前缘(实质上垂直延伸)、 二凹弧、及二凸弧所限定。

Description

本发明关于一种塑料容器盖，其用在装有软性饮料的玻璃或塑料容器的口颈部位。

软性饮料的容器一般具有一圆筒形口颈部，该口颈部的外围表面上形成有外螺纹。近来已发现塑料容器盖被广泛应用在该种容器上。如此的塑料容器盖具有一顶面壁及一圆筒形的从顶面壁的周缘向下延伸的侧壁。在侧壁之内表面上形成有内螺纹，用于与口颈部的外螺纹相锁合。

上述的塑料容器盖由塑料，例如聚丙烯或聚乙烯，藉压缩模制或射出成形而形成。侧壁的内表面上因形成内螺纹而产生所谓的倒凹（undercut）。当欲从模具中移出所模制的容器盖时，则需进行所谓的强迫剥离。因为该强迫剥离与内螺纹有关系，所以现有塑料容器易于产生以下问题：

（1）一种所谓的内螺纹下垂，此现象是由于容器盖的内螺纹产生向下倾斜（与它们的模制形状相比较）造成的;

（2）一种所谓侧壁的螺纹鼓出，此现象是由于螺纹突出侧壁的外表面（相对应于侧壁之内表面形成的螺纹的位置而突出）造成的;及

（3）侧壁扭曲，此现象是由于当侧壁的部分（特别是侧壁的下部）设置有一薄壁明显擅改（tamper-evident）部时，使得在该擅改部位处的侧壁产生扭曲而产生的。

为了解决这些问题，曾有人尝试避免使用强迫剥离方式而使用一种含有所谓分开（split）部的模具（可径向收缩），或使用一种含有所谓转松部的模具（从容器的内侧沿着内螺纹退出）。然而，使用具有分开部的模具或是具有转松部的模具，都会使模具本身变得昂贵且相对地降低容器盖的模制效率。

再者，通常在容器盖的顶面壁内设置有一衬垫元件。一般情况下，该衬垫元件的形成是将一种软的熔融塑料送进顶面壁内，然后利用一压纹工具插入容器盖内以压挤该塑料而实现的。这种情况由例如日本专利公开第44627/88号所揭示，其中在侧壁的内表面的上端部位形成一环状突起部，然后使压纹工具的前端与该环状突起部相接触，而模制该衬垫元件，并同时避免塑料沿着侧壁被挤压流出该环状突起部外。然而，根据我们的经验，因为环状突起部会产生倒凹（undercut），所以当容器盖脱离模具时，强迫剥离是碰靠着该环状突起部而进行的。因此，环状突起部的前端部位会有些变形而成波浪状。由于该波浪状变形，所以塑料被压出该环状突起部外的情形是不能完全避免的，即使压挤工具的前端接触到该环状突起部也一样。所以，塑料材料的流出（非所希望的）并不是不常发生的。我们的研究显示以下的方法可以完全避免塑料有非所希望的流出，其方法包括：在侧壁的内表面的顶端部位形成一面朝下的环状肩部表面;使环状肩部表面的上部的内表面实质上地垂直延伸;使压纹工具前端紧密地与该环状肩部接触，或使压纹工具的外围表面与环状肩部上部的内表面紧密地接触;由此所得的衬垫的外围表面与环状肩部表面上部的侧壁的内表面可以紧密地接触，而避免压缩的塑料沿着该侧壁的内表面流出环状肩部表面之外。然而，即使企图在现有容器盖上实现此设计，由于压纹工具（其进入容器盖内，且其前端紧密地接触环状肩部表面，或其外围表面紧密地接触环状肩部表面上部的侧壁的内表面）的外径受到限制，因为其与内螺纹的前端的直径实质上相同或更小。故此，模制的衬垫元件的外径也受限在一数值内，此数值比一能将口颈部密封所需的外径数值小很多。

本发明的主要目的在于提供一种塑料容器盖，虽然经由强迫剥离方式使该容器盖与模具的内螺纹相分开而移出容器盖，但是其可完全抑制住前述的内螺纹下垂、螺纹鼓出以及侧壁鼓出现象。

本发明的另一目的在于提供一种塑料容器盖，其中，在侧壁的内表面的顶端部位处形成有一面朝下的环状肩部表面，而环状肩部表面上部的侧壁内表面实质上垂直延伸，其中即使将一软的熔融态塑料送进顶面壁的内表面处且将一压纹工具插进容器盖以挤压该塑料而形成一衬垫元件，仍可使压纹工具（其已经插进容器盖内，且其之前端紧密地接触环状肩部表面，或其之外围表面紧密地接触环状肩部表面上部的侧壁的内表面）具有足够大的外径，而因此可使衬垫元件具有足够大的外径。

我们已经对塑料容器的形状及功能作过广泛的研究，特别是对于侧壁内表面上所形成内螺纹的形状及功能作过研究。这些研究使我们发现与容器盖的内螺纹的必要功能有关的是：一般内螺纹的近乎半圆形剖面形状的前端部分是没有作用的，因此可将内螺纹的前端部分省略掉，而不会对容器盖的内螺纹的必要功能产生任何妨碍;另外，将内螺纹的前端部分省略掉并将内螺纹的剖面作成特定形状便可达成前述主要目的。

为了根据我们的发现来达到前述主要目的，本发明对侧壁内表面上所形成的内螺纹的形状这样限定：一上侧边，系向内径向延伸，轴向为向下倾斜的方式;一下侧边，系向内径向延伸，轴向为向上倾斜的方式;一前缘，实质上垂直延伸;一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和上侧边;一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和下侧边;一凸弧，系圆滑地连接上侧边和前缘;及一凸弧，系圆滑地连接下侧边和前缘。

也就是说，本发明提供一种塑料容器盖以达成前述主要目的。该塑料容器盖具有一顶面壁及一从顶面壁向下延伸的圆筒形侧壁，该侧壁具有一内螺纹，形成在其内表面上，其中内螺纹的剖面形状这样限定：一上侧边，系向内径向延伸，轴向为向下倾斜的方式;一下侧边，系向内径向延伸，轴向为向上倾斜的方式;一前缘，实质上垂直延伸;一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和上侧边;一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和下侧边;一凸弧，系圆滑地连接上侧边和前缘;及一凸弧，系圆滑地连接下侧边和前缘。

而且，内螺纹前端表面的宽度W由上侧边的延伸线与前缘的延伸线的交点至下侧边的延伸线与前缘的延伸线的交点之间的距离所限定，其较佳为0.8至1.4毫米，优选为0.9至1.3毫米。内螺纹的高度H由侧壁内表面至前缘的距离所限定，其较佳为0.6至0.9毫米，优选为0.7至0.8毫米。而且，较佳的是，上侧边延伸向下倾斜一角度α，该角度相对于水平线为15至35度，而下侧边延伸向上倾斜一角度β，该角度相对于水平线为15至35度。

为了达成其它目的，优选的是：在侧壁内表面的上端部位处形成一面朝下的环状肩部表面;在环状肩部表面下部形成内螺纹;环状肩部表面上部的内表面实质上垂直延伸;而且环状肩部表面上部的内表面的内径作成小于环状肩部表面下部的内表面的内径，且该内径实质上相同于或稍小于内螺纹前缘所限定的内螺纹的前端直径。顶面壁的内表面上设置有一衬垫元件，衬垫元件的形成是将塑料送进顶面壁的内表面上，然后压缩该塑料而实现的。优选的是，衬垫元件外围表面紧密地接触环状肩面上部的侧壁内表面。

在本发明的塑料容器盖中，侧壁内表面上所形成的内螺纹的剖面形状是一种特征形，其省略掉了现有内螺纹的前端部分，且藉由剖面的构成中的弧形连接使剖面角显得柔顺。因此，与内螺纹有关的强度剥离的程度会明显地降低。虽然也是将容器盖连同内螺纹从模具中强迫剥离出，但是上述的内螺纹下降、螺纹鼓出以及侧壁扭曲现象却完全被抑制住。藉赋予内螺纹剖面这一特征形状，而使得内螺纹的必要功能不会发生问题。再者，因为本发明的内螺纹的前缘替代了现有径向结构，所以压纹工具的外径（其将插入容器盖内以供模制衬垫元件）可作得比现有结构中的大，因而此衬垫的外径可作得比现有的大。

以下参照附图对本发明的塑料容器盖的较佳实施例作详细说明。

图1 是依本发明所构成的容器盖的较佳实施例的侧视剖面图，其中一部分为剖视，另一部分为侧视。

图2 为放大的局部剖面图，显示图1中的容器盖的侧壁内表面上所形成的内螺纹。

图3 是侧视剖面图，部分剖视及部分侧视，显示出图1中的容器盖装在容器的口颈部并将其密封的状态。

图1 表示依本发明所构成的容器盖的一个较佳实施例。标号表示的容器盖包含一本体3，该本体3可选用适当的塑料如聚丙烯或聚乙烯来形成。本体3包含一圆形的顶面壁4及一圆筒形侧壁6，此侧壁6从顶面壁4的周缘向下延伸。侧壁6中有一依周向延伸而形成的断裂状周线8。因此侧壁6被分为一位于断裂状周线8之上的主部分10，及一明显擅改（tamper-evident）的底部分12，该底部分12位于断裂状周线8之下。断裂状周线8将会在以下加以说明。在侧壁6之下部位形成有一面朝下的环状肩部表面14。环状肩面14下部的侧壁6的内径被设置成大于环状肩部表面14上部的侧壁6的内径。紧接环状肩部表面14之下，在侧壁6的内表面上间隔形成有数个轴向延伸的肋骨16。断裂状周缘8的形成是藉由一刀片从侧壁6外周表面对侧壁6及留在后面的肋骨的径向辐射部分切割而实现的。侧壁6的切割并未涵盖整个周线范围，而且切割后，部分周缘仍保持原状。未被切割的部分构成不会断裂的桥部18，而未断裂的肋骨部分16构成普通的桥部20。断裂状周线8下部的明显擅改底部分12经由桥部20及不会断裂的桥部18而连接到主部分10。

侧壁6的主部分10的外围表面上形成有多个周向间隔的轴向延伸突起部22。为了避免手指在抓它时会滑动，各突起部22下端的位置稍高于主部分10的下端。在突起部22下方，侧壁6之外围表面以相当大的倾斜角度向下向外（径向）倾斜延伸，然后再以相当小的角度向下向外（径向）倾斜延伸。请进一步参照图1，一面朝下的环状肩面24在侧壁6的主部分10的内周表面的顶端部位形成。环状肩部表面24上部的内表面（即上部内表面26）的内径D1被设置成小于环状肩部表面24下部的内表面（即中间内表面28）的内径D2。上部内表面26实质上是垂直向下延伸而形成的，且其顶端藉由一弧面圆滑地与顶面壁4的内表面相连接。而且，在侧壁6的主部分10的内表面的下端部位形成有一面朝下的环状肩部表面30。环状肩部表30下部的内表面（即下部内表面32）的内径被设置成大于中间内表面28的内径D2。中间内表面28与下部内表面32均是实质上垂直向下延伸而形成的。

侧壁6的主部分10内的中间内表面上形成有内螺纹34。参阅图2以及图1，重要的一点是：内螺纹34的主部分（即内螺纹的起端和终端之间的部分）的剖面形状是一种特征形状，此特征形状由一上侧边36、一下侧边38、一平的前缘40、一凹弧42、一凹弧44、一凸弧46及一凸弧48所限定。该上侧边36的延伸系为向内径向延伸，轴向为向下倾斜的方式;该下侧边38的延伸系为向内径向延伸，轴向为向上倾斜的方式;该前缘40是为实质上垂直延伸;凹弧42系圆滑地连接中间内表面28和上侧边36;凹弧44系圆滑地连接中间内表面28和下侧边38;凸弧46系圆滑地连接上侧边36和前缘40;凸弧48系圆滑地连接下侧边38和前缘40。内螺纹前端表面的宽度W是由交点C1与交点C2之间的距离所限定，交点C1系为上侧边36的延伸线与前缘40的延伸线的交点，交点C2系为下侧边38的延伸线与前缘40的延伸线的交点，宽度W较佳为0.8至1.4毫米，最佳为0.9至1.3毫米。内螺纹的高度H是由中间内表面28与前缘40的距离所界定，较佳为0.6至0.9毫米，最佳为0.7至0.8毫米。若内螺纹前端表面的宽度W太小，则在内螺纹与在后将说明的容器的口颈部的外螺纹相锁合时会发生可观的摇动，且内螺纹34本身的强度会变低。若内螺纹的高度太大，则伴随着内螺纹的倒凹会变得明显，因此当要从模具中移出本体2时，会导致过度的强迫剥离。此结果使得不能够抑制上述内螺纹的下垂、螺纹鼓出及侧壁扭曲现象。另一方面，若内螺纹的前端表面的宽度W太大，或是内螺纹的高度太小，则容器盖中的内螺纹的必要功能则变得有问题。上侧边36与水平线之间所形成的倾斜角α，以及下侧边38与水平线间所形成的β，各较宜为约15至35度。若倾斜角α太小，则导致内螺纹34的倒凹会变的太大。因此当从模具中移出本体2时，所进行的强迫剥离变的过度。此结果使得不能够避免上面所述的内螺纹下垂、螺纹鼓出及侧壁扭曲现象。若倾斜角β太小，则不能顺畅地进行操作使内螺纹34与以后将说明的容器的口颈部的外螺纹相锁合。若倾斜角α及β太大，则容器盖中的内螺纹的必要功能则变得的问题。凹弧42和凹弧44以及凸弧46和凸弧48的半径各可为0.2至0.7毫米。由内螺纹34的前缘40所限定的内螺纹前端直径D3被设定成实质上相同或稍大于侧壁6的主部分10的内表面26的内径D1。有利的是，内螺纹34的周向的数个位置被轴向延伸的通道49所间断。

更进一步参考图1，在明显擅改的底部分12处设有一面朝下的环状肩部表面50。环状肩部表面50上部的内表面52的内径被设定成小于环状肩部表面50下部的内表面54的内径。在明显擅改的底部分12中的环状肩部表面50下部的内表面54上，设有数个锁合用翼片56，这些翼片沿周向间隔配置。各锁合用翼片56，以其基部边缘连接至内表面54，而且相反于容器盖2的关闭方向（由图1上看是顺时针方向）而向内径向倾斜延伸。在后将说明其被旋转而固定在容器的口颈部的情况。各锁合用翼片56的基部边缘，亦可使其上端连接至环状肩部表面50，并且相反于容器盖2关闭的旋转方向，轴向向下倾斜延伸。在明显擅改的底部分12的下端形成有一薄壁的卷曲部58。有利的是，首先将材料模塑成一种实质上垂直向下延伸的形状（如图1中两点划线所示），然后利用加热的卷曲工具（关于此方面，请参考日本专利公开第311461/92号）将模塑料成形为薄壁的卷曲部58（如实线所示）。在明显擅改的底部分12上还形成有一轴向断裂线60，该断裂线60由其上端（靠近周围断裂线8中的桥部18）向下延伸。有利的是，在形成周围断裂线8的切割步骤期间，从外或内周表面，由厚度的方向，以预定的角度位置，来切割（部分而非全部）该明显擅改的底部12而形成所谓的割痕，而该割痕构成该轴向断裂线。

可由已知的制造工序来成形上述的本体3。以下将对该制造程序作简述。首先，本体3（尚未切割出周围断裂线8及轴向断裂线60;且其中如两点划线所示，薄壁卷曲部56为笔直地延伸）的形成为将适当的塑料如聚丙烯或聚乙烯压缩模制或射出成形而完成。这种情况下，在侧壁6的主部分10的中间内表面28上所形成的内螺纹34会产生倒凹。因此，由于该内螺纹34之故，当要从模具中移出模制物时，则需要进行强迫剥离。然而，如已经说明过的，本发明内螺纹34属于一种特征形状，而且该内螺纹的高度H是特别被设计成小于一般内螺纹的高度，因此，由于内螺纹34所导致的强迫剥离程度相当小，所以可以完全避免或抑制住上述伴随着强迫剥离所产生的内螺纹下降、螺纹鼓出以及侧壁扭曲现象。本体3本身的压缩模制或射出成形方式可以利用已知的一种方式进行，如日本专利公开第51116/83号中所详细说明的，因此，本说明书中省略对其的说明。将本体3模制成所述的形状后，再进行切割步骤以形成断裂状周线8及轴向断裂线60。在切割步骤之前或之后，进行卷曲步骤以形成一薄壁的卷曲部分58。

以下参照图1作更进一步的说明。在所解说的实施例中，还需进行衬垫模制步骤，以在本体3的顶面壁4的内表面上形成一衬垫元件62。衬垫元件62的整体为圆形，且有一薄壁中心部分及一相当壁厚度的周缘部分，该周缘部分具有两个同心的向下突出的突起部。有利的是，可将本体3颠倒后（使图1中本体3向上翻转的状态），将软的熔融塑料送入本体的顶面壁4的内表面上，其次如两点划线所示，将一压纹工具64插入本体2内，然后使其前进到所示的位置以挤压该塑料，而形成该衬垫元件62。压纹工具64是由一圆柱形中心冲头构件66、一圆筒形中间衬68及一圆筒形外套管70所构成。如图1所明示，圆筒形外套管70的前端部的外围表面紧密地与本体3侧壁6内的环状肩部表面24上部的上部内表面26相接触。因此，塑料沿着上部内表面26的流动被限制住。所模制的衬垫元件62的外围表面系紧密地与上部内表面26相接触。在本发明所构成的容器盖中，本体3侧壁6的环状肩部表面24下部的中间内表面28上所形成的内螺纹34的高度H被设计成相当小。内螺纹34前缘40所限定的内螺纹前端直径D3实质上相同于或稍大于上部内表面26的内径D1，因此当挤压衬垫元件62时，环状肩部表面24会紧密地与外套管70的前端表面接触。用于形成衬垫元件62的塑料较佳为一种相当挠性的塑料，如挠性聚乙烯或EVC（乙烯-醋酸乙烯酯共聚物）。

图3显示一种状态，其中容器盖2（包含本体3及衬垫元件62）已经被装在容器的口颈部74上。公知的容器口颈部74，可选择性地以玻璃或适当的塑料来制成，如由聚对苯二甲酸二乙酯形成，其整个为圆筒形，外围表面上设有外螺纹76及一位于其下的环状锁合颚部78。外螺纹76为一般螺纹形状，且其的剖面形状接近半圆。在容器内装入所要的物料如软性饮料后，用容器盖2盖住口颈部74而密封它。为了将容器盖盖住口颈部74，首先将容器盖2放在口颈部74上，然后依密闭方向旋转，即是从图1上方看的顺时针方向旋转。结果，容器盖2的本体3内的内螺纹34与容器的口颈部74相锁合。如前面已经说明过的，容器盖2的本体3内所形成的内螺纹34系具有本发明特征的剖面形状，含有相当小的内螺纹高度H。然而，参考图3将会清楚了解，外螺纹76与内螺纹34之间的配合仍能和现有情形一样，令人完全满意地达成配合，不会发生任何问题。容器盖2的本体3内的明显擅改部分的内表面上所形成的各锁合有翼片56，在受口颈部74内的环状锁合颚部78的干扰后，可弹性地朝上变形。在通过环状锁合颚部78后，锁合用翼片56会弹性地恢复到它们原来的形状，而与环状锁合颚部78的下侧锁合。容器盖2的衬垫元件62则紧密地接触口颈部74的上端表面，以便密封住该口颈部。

为了打开容器的口颈部74，将容器盖2依打开的方向旋转，即是从图3上看的逆时针方向。如此做，则容器盖2的本体3内所形成的螺纹34会沿着口颈部74内所形成的外螺纹76移动。因此，容器盖2则依其旋转方向向上移动。容器盖2的本体3内的明显擅改底部分12不能向上移动，因为形成在其内表面上的锁合用翼片56系与口颈部74的环状锁合颚部78下面相锁合。结果，有可观的压力施于本体3侧壁6内所形成的断裂状周线8的桥部20上，而破坏桥部20，留下保持原状的不会破坏桥部18。有一可观的压力亦施于明显擅改底部12中所形成的轴向断裂线60上，而破坏轴向断裂线60。这些破坏将使明显擅改底部12从环状转变成带状。结果，松开了锁合用翼片56与口颈部74的环状锁合颚部78间的锁合。之后，整个容器盖2（其包含经由未破坏的桥部18而连接至侧壁6主部分10的明显擅改底部12）变得可自由向上移动。当容器盖向上移至某些程度时，会使得衬垫元件62离开口颈部74之上端表面，而让容器内部经由口颈部74上端表面与衬垫元件62以及内螺纹34中所形成的通路49之间的间隙而与外面连通。因此，整个容器盖2离开口颈部74而完全打开它。

依照本发明的容器盖，与内螺纹有关系的强迫剥离会明显地减少，不会减损内螺纹的功能。而且，由于过度剥离所导致的内螺纹下垂、螺纹鼓出以及侧壁倒凹现象会完全被抑制住。再者，在模制衬垫元件时，可将具有相当大外径的压纹工具插入容器盖的本体内，而不会受螺纹所妨碍。因此，可以依所需要模制具有足够大外径的衬垫。

在上虽然已经根据本发明较佳实施例参照附图作了详细的说明，但是应该了解的是本发明并未被限制在这些实施例范围内，而各种变化及修正均可能未脱离本发明的范围。

Claims (7)

1、一塑料容器盖，其特征在于，具有一顶面壁及一从顶面壁板向下延伸的圆筒形侧壁，该侧壁具有一内螺纹，形成在其内表面上，其中，内螺纹的剖面形状这样限定：一上侧边，系向内径向延伸，轴向为向下倾斜的方式；一下侧边，系向内径向延伸，轴向为向上倾斜的方式；一前缘，实质上垂直延伸；一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和上侧边；一凹弧，系圆滑地连接侧壁内表面和下侧边；一凸弧，系圆滑地连接上侧边和前缘；及一凸弧，系圆滑地连接下侧边和前缘。

2、如权利要求1所述的容器盖，其中，内螺纹的前端表面的宽度W为0.8至1.4毫米，该宽度W是由上侧边的延伸线与前缘的延伸线的交点至下侧边的延伸线与前缘的延伸线的交点之间的距离所限定，而内螺纹的高度H为0.6至0.9毫米，该高度H由侧壁内表面至前缘的距离所限定。

3、如权利要求2所述的容器盖，其中，内螺纹的前端表面的宽度W为0.9至1.3毫米。

4、如权利要求2所述容器盖，其中，内螺纹的高度H为0.7至0.8毫米。

5、如权利要求1所述的容器盖，其中，上侧边以一向下倾斜角度α延伸，该角度α相对水平线为15至35度，而下侧边以一向上倾斜角度β延伸，该角度β相对水平线为15至35度。

6、如权利要求1所述的容器盖，其中，在侧壁内表面的上端部位处形成一面朝下的环状肩部表面，在环状肩部表面下形成内螺纹，该环状肩部表面上部的内表面实质上垂直延伸，而且环状肩部表面上部的内表面的内径被设置成小于环状肩部表面下部的内表面的内径，且该内径实质上相同于或稍小于内螺纹前缘所界定的内螺纹前端直径。

7、如权利要求6所述的容器盖，其中，顶面壁的内表面上设置有一衬垫元件，此衬垫元件的形成是将塑料送进顶面壁的内表面上，然后压缩该塑料而成，而且衬垫元件的外围表面紧密地与环状肩部表面上部的侧壁内表面相接触。

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