CN114364614A - 铰接容器帽盖、容器组件和制造铰接容器帽盖的方法 - Google Patents
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Abstract
一种包括基部、铰接构件和盖的铰接容器帽盖，其中所述基部由可结晶聚合物制成，并且包括基部周向壁和具有基部出口孔的基部防护壁，并且具有外基面44；其中所述铰接构件将所述基部与所述盖连接，并且允许所述盖在所述基部出口孔是开启的开启位置与所述基部出口孔是闭合的闭合位置之间移动，其中在所述闭合位置处所述基部的至少部分的所述外基面44形成与所述盖的所述盖接触面42的界面，其中所述基部和/或所述盖壁至少在处于闭合位置的所述基部与所述盖的界面处结晶，来允许所述盖在闭合持续延长的时间段后被开启。
Description
发明背景
发明领域
本发明涉及一种铰接容器帽盖，其可连接至容器以闭合容器的容器出口开口，并且包括基部、铰接构件和盖，其中：
-基部由可结晶聚合物材料制成，并且包括基部周向壁以用于将铰接容器帽盖连接至容器，和具有基部出口孔的防护壁以用于在铰接容器帽盖连接至容器时部分闭合容器出口开口，其中基部具有外基面(44)；
-铰接盖由可结晶聚合物材料制成，并且包括与基部匹配并且具有盖接触面(42)的盖壁，以用来接触防护壁和在盖的闭合位置闭合基部出口孔；
-铰接构件将基部与盖连接，并且允许盖在基部出口孔是开启的开启位置与基部出口孔是闭合的闭合位置之间移动，并且其中在闭合位置处基部的至少部分的外基面(44)形成与盖的盖接触面(42)的界面。
本发明进一步涉及一种包括这种铰接容器帽盖的容器组件。
本发明进一步涉及一种制造铰接容器帽盖的方法。
背景技术
如例如用在饮料瓶、去污剂/清洁液瓶、糖果(例如口香糖或巧克力)容器和例如存储液体或粒状材料的所有其他种类的容器上的市售可得的铰接容器帽盖通常由诸如聚丙烯(PP)或聚烯烃(PO)的材料制成。
此外，现在聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料的容器被广泛使用。但这类容器的帽盖通常具有不同的材料，诸如PP、PO或聚乙烯(PE)。由于随后必须分离帽盖和容器来允许容器组件的最优回收，所以这类容器的回收是相对困难的。
国际专利公布WO 2013/102645 A1公开了一种包括容器和帽盖的包装，具有附接至帽盖的铰接盖。WO 2013/102645 A1的帽盖和容器中的至少一者由聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。
发明目的
本发明的目的是提供一种改进的铰接容器帽盖。更明确而言，本发明的目的是提供一种商业上有用的铰接容器帽盖，其不因重复挠曲而在铰链处折断。
发明内容
申请人已发现，当基部的基部防护壁、铰接盖的盖壁和盖的封盖销都由可结晶聚合物材料制成时，且尤其是当它们都由无定形状态的PET材料制成时，可能在延长的时间段后发生“封阻”。封阻指的是跨过相接触的两个光滑聚合物表面发生的现象。它在两个接触面呈无定形状态时在聚合物中更剧烈。其发生是由于链段跨两个接触面相互扩散，尤其是在接触面是可扩散的无定形线性聚合物的情况下。在高于玻璃化转变温度(Tg)的温度下这种效果容易被注意到(且周知会发生)，而且低于Tg时，在延长的时间段后，例如长于一周的时段后，诸如数周和/或数月后，这种效果是可注意到的。封阻是两个表面的有效“冷焊”形式。
因此，制作装配有整合式PET铰接帽盖的PET瓶的问题首先是在基部出口孔中封盖销被封阻或冷焊的可能性，因此使得很难或不可能开启它，且其次是铰链处的PET材料可能变脆并且因重复弯曲和开启而折断。
更明确而言，当铰接容器帽盖完全由无定形状态的聚合物、例如无定形PET制成时，或至少当基部的防护壁、盖的盖壁和盖的封盖销都由无定形状态的材料、例如无定形PET制成，并且在铰接容器帽盖闭合时相互接触时，无定形状态的聚合物链跨接触界面缓慢扩散，从而导致盖与基部之间的摩擦增加。在被闭合的延长时段后，这种扩散导致封阻，使得更难或甚至不可能再次开启盖。这是不期望的。
当铰接容器帽盖被应用于容器上来形成容器组件时，并且当所述容器组件容纳例如消费品(例如洗发水、液体皂、饮料等等)时，在已闭合持续延长的时间段后不能被开启的铰接容器帽盖是尤其不利的。例如，当这类容器组件在出售给消费者之前例如在商店货架上存储相对较长时间时(或例如当消费者在开启容器组件之前将容器组件存储在家中相对较长时间时)，随后可能难以取出容器组件中容纳的商品，因为很难或不可能开启帽盖的盖。长时间段可为6至9个月，或甚至数年。生产在闭合延长的时间段后不能被开启的容器组件无疑是不期望的。
因此，根据本发明的铰接容器帽盖的特征在于，基部和/或盖壁的可结晶聚合物材料至少在处于闭合位置的基部与盖的界面处结晶，来允许盖在闭合持续延长的时间段后被开启。
有利地，本发明通过使基部和/或盖的盖壁至少在处于闭合位置的基部与盖的界面处结晶来阻止上述不期望的封阻效果，或至少延迟所述不期望的封阻效果。这是依据结晶状态的聚合物链被锁定于晶态薄层中并因此不能扩散或具有非常缓慢的扩散速率(相比于扩散是可能的并且扩散速率相对较高的无定形状态)的事实。相比于具有相同的可结晶聚合物材料且都是未结晶、即无定形的接触部件，至少封阻效果较不明显。
在实施方案中，可使基部的基部防护壁部分或完全地结晶。另外，可使与基部防护壁相邻的基部周向壁的上边缘结晶。盖可在与基部形成盖接触面(42)的周向边缘处结晶。替代地或另外，盖可在内表面、包括任选的封盖销处结晶。可使盖部分或全部结晶。
因为未结晶或无定形聚合物趋向于是透明的，所以本发明提供可在商业上成功使用的铰接容器帽盖。即，在铰接容器帽盖已闭合持续长时间段后仍可能开启它，而对于已知的铰接容器帽盖这不可能的。
例如，在经由已知方法制得部件后，可通过相对快速地、诸如持续15-90s将所述表面加热至介于80℃与250℃之间的温度(聚合物材料是PET时，对于其他材料可应用其他温度)，使封闭件的内侧壁和/或盖壁结晶，并且等待直至材料变得不透明(例如白色)。取决于所用温度，这种向结晶状态的转换可能更快或更慢发生。
替代地，可通过例如在170℃下使用热模具使材料熔化诸如10-30s，之后使其缓慢冷却，而使部件结晶。再次，通过材料变得不透明(例如白色)的事实可辨别转换为结晶状态，并且取决于熔体的起始温度和应用的冷却，可能花费可变的时间量。
还可通过在80-250℃之间加热使PET由无定形状态结晶。这被称为冷结晶。PET还通过在250-100℃之间冷却由熔体结晶。对于PET而言，无论是由无定形状态还是熔体，最快的结晶速率是在170℃下。可无定形模塑颈或帽盖，并且在170℃下使其后结晶诸如15-90s。
此外有利地，当铰接容器帽盖由可结晶聚合物材料制成并与容器组合使用来形成容器组件时，并且当容器由与铰接容器帽盖相同的材料制成时，相比于帽盖和容器通常由两种不同的材料制成并且在回收它们之前必须分离的(目前)情况，容器组件的回收变得更加容易。
例如，在经由已知方法制得部件后，可通过相对快速地将所述表面加热至介于玻璃化转变温度与熔化温度之间的温度，例如聚合物材料是PET时约80℃与170℃之间、对于其他材料可应用其他温度，使基部的基部防护壁和/或盖的盖壁结晶，并且等待直至材料变得不透明(例如白色)。取决于所用温度，这种向结晶状态的转换可能更快或更慢发生。这种转换不一定影响材料的整个厚度。结晶仅需存在于被结晶材料的表面处。结晶仅需延伸至足以妨碍、限制或甚至阻止促成封阻的相互扩散的深度。因此，暂时火焰处理或暂时暴露于辐射和/或甚至热鼓风可能足以造成界定盖接触面和外基面中的一者或两者的聚合物之中的结晶。因此，尽管形成的部件可包括整块聚合物，但部件并非是整体的，因为结晶度可跨厚度变化，其中一个表面由基本上无定形的材料界定，和相对表面由基本上晶态的材料界定，并且在它们之间延伸的材料代表在两个状态之间的缓变、更简单地被称为半结晶状态，但值得一提的是在表面下方的任何即时深度处结晶度可能不同。因此，在各种实例中，配合面与未配合面相比具有更高的结晶程度。
如下文的比较实施例中示出的，注意到期望的封阻减少可通过仅处理两个配合面中的一者来实现也是重要的。因此，可处理外基面并且使盖处于基本上无定形的状态。同样地，可处理盖接触面并且使外基面处于基本上无定形的状态。
替代地，可通过在材料熔化后使其缓慢冷却来使部件结晶。再次，通过材料变得不透明的事实可辨别转换为结晶状态，并且取决于熔体的起始温度和应用的冷却，可能花费可变的时间量。可结晶聚合物材料的结晶可通过最初透明的材料变得半透明或不透明(“变白”)的事实来辨别。如上文阐述的，在各种实例中，可使部件冷却以使得其未完全结晶，但仅接近配合面(即，盖接触面42)结晶。与基部一样，盖可包含结晶度在任何给定深度变化的厚度。因此，配合面可比配合面下方、至少到材料的结晶度妨碍相互扩散所必需的深度的部分更为晶态。跨厚度进一步延伸，结晶度可降低，以使得未配合面比配合面具有更低的结晶度，且在一些情况下基本上是无定形的。在冷却以促进结晶度的情况下，可使用各种技术，诸如辐射冷却(例如仅使配合面暴露于较低温度热源)、在气体或液体中对流冷却(例如淬火)；或甚至暂时将配合面耦接至已冷却的心轴以经由传导而传递热量。这些方式中的任一种可导致跨部件(盖和/或基部)的深度各向异性的结晶度。
要注意，铰接容器帽盖的“闭合”位置指的是盖被布置于基部上以使得基部的基部出口孔被盖闭合的位置。相反地，铰接容器帽盖的“开启”位置指的是基部出口孔为开启的位置并且盖相对于闭合位置铰接。当盖31接近基部时，组件界定出外包封52。也界定出配合盖31和基部11的内轮廓。盖31和基部11沿着该内轮廓相互接触并且可能经历封阻。换言之，盖31与基部11之间的界面沿着内轮廓存在。因此可大致上或完全地加热或冷却内轮廓54，这将处理盖31与基部11之间的接触界面的足够的部分。
要注意，可结晶聚合物的“结晶”状态是相对于“未结晶”或“无定形”的状态。相比于无定形状态，结晶状态的聚合物具有更有序的结构。可结晶聚合物并不处于“结晶”或“未结晶”的状态，而是具有一定的结晶度。在本发明的上下文中，相比于未处理聚合物时的正常生产过程，当聚合物被处理以获得更高的结晶度时，聚合物可呈“结晶”状态。在本发明的上下文中，当所述封阻效果被阻止或减少持续延长的时间段时，聚合物可呈“结晶”状态。在本发明的上下文中，当材料是半透明而非透明的时，聚合物可呈“结晶”状态。具体而言，PET可通过由熔体快速冷却获得未结晶(无定形)的状态，或通过由熔体缓慢冷却获得中间结晶状态。无定形PET可通过在高于Tg(78℃)加热、例如至170℃来再结晶，这被称为冷结晶。另一个视觉差异是，无定形PET是透明的。由熔体热结晶或通过冷结晶的PET是白色的。在本发明的上下文中，相比于未处理聚合物时的正常生产过程，当聚合物被处理以获得更高的结晶度时，聚合物可呈“结晶”状态。在本发明的上下文中，当所述封阻效果被阻止或减少持续延长的时间段时，聚合物可呈“结晶”状态。
要注意，“延长的时间段”指的是至少一周，例如数周、例如数月的时段。
可结晶聚合物可为热塑性材料，诸如热塑性聚酯。在实施方案中，基部的材料包含以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物、尤其具有诸如间苯二甲酸和环己烷二甲醇的共聚单体，具有苯均四酸二酐(PMDA)的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物。基部的材料可例如包含这些材料的混合物，或该列举中的一种或多种材料、具有加入其的痕量其他材料。该列举中的每种材料都是易获得的材料，从而使得可廉价生产由这种材料制成的基部。
在实施方案中，基部的材料包含至少80重量％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料，诸如至少95重量％的PET材料，优选至少99重量％的PET材料。应注意，共聚单体超过15重量％时，PET共聚物不可结晶且永久无定形，因此不应存在多于15重量％的共聚单体。换言之，PET共聚物应为可结晶聚合物，尽管其可获得为无定形状态。基部的材料可例如大致上由PET材料制成，具有与其混合的痕量其他材料。尤其地，PET是一种廉价且易获得的材料，已通常被用于塑料容器制造业、例如制作瓶子等中。即使它不是用于(铰接)容器帽盖的常见材料，将生产过程变为制造PET材料的(铰接)容器帽盖的基部或甚至PET材料的铰接容器帽盖，替代现在常见的PP预期也是相对容易且有成本效益的，同时导致如所描述的更容易回收和透明的帽盖的益处。
在实施方案中，盖的材料包含以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物。盖的材料可例如包含这些材料的混合物，或该列举中的一种或多种材料、具有加入其的痕量其他材料。该列举中的每种材料都是易获得的常用材料，从而使得可廉价生产由这种材料制成的盖。
在实施方案中，盖的材料包含至少80重量％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料，诸如至少95重量％的PET材料，优选至少99重量％的PET材料。盖的材料可例如大致上由PET材料制成，具有与其混合的可能痕量的其他材料。尤其地，PET是一种廉价且易获得的材料，已通常被用于塑料容器制造业、例如制作瓶子等中。即使它不是用于(铰接)容器帽盖的常见材料，将生产过程变为制造PET材料的(铰接)容器帽盖的盖或甚至PET材料的铰接容器帽盖，替代现在常见的PP预期也是相对容易且有成本效益的，同时导致如所描述的更容易回收和透明的帽盖的益处。
在所有实施方案中，PET优选具有>0.55dL/g的固有粘度或I.V.。PET可为未用过的或回收的，或两者的混合物。
在优选实施方案中，铰接容器帽盖的基部由与铰接容器帽盖的盖相同的材料制成。更优选地，基部、铰接构件和盖全部由相同的材料制成。甚至更优选地，铰接容器帽盖由一种材料(或相同的材料混合物)构成。在实施方案中，基部和盖、且优选还有铰接构件的材料大致上是相同的，其中例如加入材料的仅痕量、例如少于5重量％或少于2重量％的组分不同。当基部和盖、且优选还有铰接构件的材料是相同的时，可以有效的方式进行回收。当放置铰接容器帽盖的容器的材料和铰接容器帽盖自身由相同的材料制成时，回收可尤其有效。
要注意，在本发明的上下文中，甚至当铰接容器帽盖的一些组件由无定形状态的聚合物材料制成且容器的一些其他组件由相同但呈结晶状态的聚合物材料制成时，铰接容器帽盖也由“相同的”材料制成。
在实施方案中，铰接容器帽盖的基部由无定形状态的可结晶聚合物材料制成，并且盖壁包括封盖销，其中封盖销和盖由结晶状态的聚合物材料制成。
在该实施方案中，处于铰接容器帽盖的闭合位置与基部的基部防护壁接触的至少盖壁的表面和任选的盖的封盖销，应由结晶的聚合物材料制成。即，例如盖的外表面(用户可见的处于闭合位置的侧面)可由无定形聚合物材料制成，而处于铰接容器帽盖的闭合位置与基部防护壁接触的盖壁的内表面可由结晶的聚合物材料制成。有利地，随后仅铰接容器帽盖的盖(的内表面)需要结晶以阻止封阻的效果，而铰接容器帽盖的其他组件不需要这种处理。这可导致相对更廉价的铰接容器帽盖。
如果盖是薄壁的(在实际实施方案中可能是这样)，盖的内表面结晶还可能导致盖的外表面结晶。
在替代实施方案中，铰接容器帽盖的盖由未结晶的无定形聚合物材料制成，并且基部的基部防护壁由结晶的聚合物材料制成。
在该实施方案中，处于铰接容器帽盖的闭合位置与铰接容器帽盖的盖接触的至少基部的基部防护壁的表面，应由结晶的聚合物材料制成。即，例如基部的外表面(处于铰接容器帽盖的开启位置用户可见的侧面)可由结晶的聚合物材料制成，而(当铰接容器帽盖被安装在容器上时)面向容器的容器出口开口的基部防护壁的内表面由未结晶的聚合物材料制成。有利地，随后仅基部防护壁(的外表面)需要结晶以阻止封阻的效果，而铰接容器帽盖的其他组件不需要这种处理。这可导致相对更廉价的铰接容器帽盖。
如果基部防护壁是薄壁的(在实际实施方案中可能是这样)，基部防护壁的外表面结晶还可能导致基部防护壁的内表面结晶。
在另一个替代实施方案中，基部的基部防护壁、盖的封盖销和盖的盖壁全部由结晶聚合物材料制成。这以最优方式延缓封阻的效果。
在实施方案中，基部的基部防护壁以及/或者盖的盖壁和/或封盖销的结晶度为至少30％。如说明的，基部和/或盖的材料可为结晶的，甚至在结晶度低于100％时也是如此。在实施方案中，基部的基部防护壁和/或盖的盖壁和封盖销的结晶度介于30％与80％之间，诸如介于30％与50％之间，优选介于30％与40％之间。结晶度可通过差示扫描量热计、X射线或密度来测量。
在实施方案中，铰接构件被成形为连接盖和基部的桥接元件，并且在铰接构件背离盖和基部的侧面布置有凹槽。申请人已意外地发现，如果凹槽被相反地布置在铰接构件面向盖和基部的侧面(在由PP制成的铰接容器帽盖中是惯例)，当现在其由如本文所公开的材料制成时，在用销闭合和开启孔洞期间，其在重复挠曲时容易折断。当铰接容器帽盖由PET材料制成时尤其如此。换言之，如果铰接容器帽盖由可结晶聚合物材料制成并且如果在铰接构件面向盖和基部的侧面布置有凹槽，在用销封盖和开盖期间，盖在重复挠曲时容易断裂。然而，通过将凹槽放置在常规侧面的相对侧面，即通过将凹槽置于铰接构件背离基部和盖的侧面处，本发明人意外地发现桥接元件具有针对折断的抗挠曲性。
当在铰接构件背离盖和基部的侧面布置凹槽时，凹槽在铰接容器帽盖的闭合位置是“开启”的，且在铰接容器帽盖的开启位置是“闭合”的。
本发明进一步涉及一种容器组件，其包括具有容器出口开口的上述容器和上述铰接容器帽盖，具有置于桥接元件的外侧上的凹槽。
上文中相对于铰接容器帽盖描述的实施方案无疑也可适用于容器组件。
如果铰接容器帽盖和容器由相同的材料、例如包含至少80重量％PET的材料制成，从回收的观点来看是尤其有利的。
本发明进一步涉及一种制造铰接容器帽盖、诸如上述铰接容器帽盖的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供铰接容器帽盖，其可连接至容器以闭合容器的容器出口开口，并且包括基部、铰接构件和盖，其中：
-基部由可结晶聚合物材料制成，并且包括基部周向壁以用于将铰接容器帽盖连接至容器，和具有基部出口孔的基部防护壁以用于在铰接容器帽盖连接至容器时部分闭合容器出口孔，其中基部具有外基面(44)；
-铰接构件将基部与盖连接，并且允许盖在基部出口孔是开启的开启位置(O)与基部出口孔是闭合的闭合位置(C)之间移动，并且其中在闭合位置处基部的至少部分的外基面(44)形成与盖的盖接触面(42)的界面；
-其中盖由可结晶聚合物材料制成，并且包括与基部匹配并且具有盖接触面(42)的盖壁，以用来接触基部防护壁和在盖的闭合位置(C)闭合基部出口孔；其中所述方法进一步包括：
-使基部和/或盖壁的可结晶聚合物材料至少在处于闭合位置的基部与盖的界面处结晶，来允许盖在闭合持续延长的时间段后被开启。
附图简述
此后将参考根据本发明的容器组件的示例性实施方案并参考附图来说明本发明。其中：
图1示意性示出根据本发明的容器组件，其包括容器和铰接容器帽盖；
图2示意性示出根据本发明的铰接容器帽盖在其开启位置的透视图；
图3示意性示出根据本发明的铰接容器帽盖在其开启位置的另一透视图；
图4A示意性示出根据本发明的铰接容器帽盖在其闭合位置的截面图；并且
图4B示意性示出根据本发明的铰接容器帽盖在其开启位置的截面图。
发明详述
参考图1-4B示出的是可连接至容器100以闭合容器的容器出口开口101的铰接容器帽盖1。如所示的铰接容器帽盖1被配置用于例如洗发水瓶子。在图2和3中，铰接容器帽盖1适合于被连接至容器，而在图1中铰接容器帽盖1连接至容器100以形成容器组件200。
铰接容器帽盖1包括至少基部11、铰接构件21和盖31。
基部11由可结晶聚合物材料、例如可结晶热塑塑料、诸如热塑性聚酯制成，可结晶聚合物材料包括以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物，或它们的混合物。优选地，基部11由PET材料，例如包含至少50重量％、诸如至少80重量％或更多的PET材料制成。优选基部11由一种材料或一种材料混合物制成，从而使得基部11的化学组成一致。优选地，基部11的材料与盖31的材料相同。更优选地，基部11的材料与盖31和铰接构件21的材料相同。基部11通常为具有锥度的圆锥形销，在接近基部11的顶部具有小的直径，该直径朝向基部11的底部增大。
优选地，基部11由透明的可结晶聚合物材料制成。
基部11包括基部周向壁12以用于将铰接容器帽盖1连接至容器100。如图1中可见的，容器100可例如包括接近其顶部的颈部102、底部103和主体104。优选地，颈部102是相对刚性的，例如由比容器100的主体104略厚的材料制成。
如图1、4A和4B中所示，基部11的基部周向壁12优选略大于容器100的颈部102，从而允许将铰接容器帽盖1的基部11置于容器100的颈部102上。铰接容器帽盖1可例如通过使基部周向壁12收缩配合在颈部102上来连接在容器100上。但也已知将基部周向壁12连接至颈部102的其他方法，例如通过卡扣配合或使用螺纹。
基部11还包括具有基部出口孔14的基部防护壁13，以用于在铰接容器帽盖1连接至容器100时部分闭合容器出口开口101。帽盖组件的基部防护壁13防护或限制内容物免于以不受控方式倒出。措辞“部分闭合”意指基部防护壁13使容器100的容器出口开口101的尺寸有效减小。铰接容器帽盖1的基部出口孔14的尺寸小于容器100的容器出口开口101的尺寸。因此，当铰接容器帽盖1被置于容器100上时，容器100的内容物可能仍能够离开容器100，但出口的有效尺寸被减小。换言之，基部防护壁13限制容器100的内容物流经容器100的容器出口开口101。防护壁13驱使内容物经过铰接容器帽盖1的基部出口孔14。
铰接容器帽盖1的铰接构件21将基部11连接至盖31，并且允许盖31在开启位置O与闭合位置C之间移动。在开启位置O铰接容器帽盖1的基部出口孔14被开启，在闭合位置C铰接容器帽盖的基部出口孔14被闭合。
已知多种类型的铰接构件21，并且本发明不限于特定类型。即，在本发明的上下文中可使用任何类型的铰接构件21。一种常用的铰接构件21是所谓的蝶形铰链。然而，也熟知其中盖围绕大致水平的轴旋转的铰接构件(如例如WO 2013/102645 A1中所公开的)，以及许多其他类型的铰接构件。
如相对于图2-4B可见的，铰接构件21可被成形为桥接元件，桥接元件连接盖31和基部11。凹槽22可被布置在桥接元件中，处于铰接构件21背离盖31和基部11的侧面。如图1中可见的，在铰接容器帽盖1的开启位置O凹槽22可被闭合。如图4A中可见的，在铰接容器帽盖1的闭合位置C凹槽22可被开启，而如图4B中可见的，在铰接容器帽盖1的开启位置O凹槽22可被闭合。
铰接构件21可由可结晶聚合物材料、例如可结晶热塑塑料、诸如热塑性聚酯制成，可结晶聚合物材料包括以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物，或它们的混合物。优选地，铰接构件21由PET材料，例如包含至少50重量％、诸如至少80重量％或更多的PET材料制成。优选铰接构件21由一种材料或一种材料混合物制成，从而使得铰接构件21的化学组成一致。优选地，铰接构件21的材料与盖31和/或基部11的材料相同。优选地，铰接构件21由透明的可结晶聚合物材料制成。
铰接容器帽盖1的盖31由可结晶聚合物材料、例如可结晶热塑塑料、诸如热塑性聚酯制成，可结晶聚合物材料包括以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物，或它们的混合物。优选地，盖31由PET材料，例如包含至少50重量％、诸如至少80重量％或更多的PET材料制成。优选盖31由一种材料或一种材料混合物制成，从而使得盖31的化学组成一致。优选地，盖31的材料与基部11的材料相同。更优选地，盖31的材料与基部11和铰接构件21的材料相同。优选地，盖31由透明的可结晶聚合物材料制成。
盖31包括盖壁32和封盖销33。优选地，盖31的盖壁32的周长大致上匹配基部11的基部周向壁12的周长，从而使得在闭合铰接容器帽盖1时铰接容器帽盖1的外表面相对光滑。封盖销33相对于盖壁32突出，如图2中清楚可见的。封盖销33与基部11匹配：在盖31的闭合位置C，参见图4A，封盖销33闭合基部的基部出口孔14。然而，应注意如图1-4B中所示的铰接容器帽盖1被配置用于例如洗发水瓶子。但其中省略组件的铰接上部中的封盖销33的实施方案是预见的且在本发明的范围内，即其中孔洞14基本上径向延伸直至基部周向壁12以形成大得多的孔洞14的实施方案，这意指例如用于饮用瓶，图2中的基部防护壁13更小或不存在。随后这个大得多的孔洞14被盖31和盖壁32完全覆盖。
如图4A中进一步可见的，在铰接容器帽盖1的闭合位置C，至少基部11的基部防护壁13、盖31的封盖销33和盖31的盖壁32的材料相互接触。
使基部防护壁13的材料以及盖壁32和封盖销33的材料中的至少一者结晶。即，使基部11的基部防护壁13的材料结晶，或使盖31的盖壁32和封盖销33的材料结晶，或者使基部11的基部防护壁13的材料以及盖31的盖壁32和封盖销33的材料全部结晶。这种结晶允许盖31在被闭合持续延长的时间段后被开启。换言之，这种结晶阻止或至少减少了盖31和基部11的材料的封阻效果。
结晶表面的结晶度可介于10％与80％之间，例如介于30％与80％之间，诸如介于30％与40％之间。
比较实施例(CE)和实施例：
在下文的实施例中，进行了摩擦系数(“CoF”)试验来显示使用分析方法的构思验证。还进行了分离两个相接触片材所需法向力的测量。
在这些试验中，存在基部无定形PET片材。在该无定形PET片材的顶部上，放置结晶的PET片材(滑动PET片材)，并且测量相对于底部滑动顶部片材时的摩擦载荷。通过高于Tg的冷结晶由无定形PET片材制备结晶PET。在实施例中研究了具有不同冷结晶温度的PET片材样品。
通过使无定形片材在80℃、110℃、140℃和170℃的不同温度(表1中的Tc)下退火来制备滑动PET片材样品。后三个片材变得半透明或不透明，指示它们已结晶；而80℃处理使片材透明，指示其尚未结晶。
所用基部片材样品是没有任何结晶制备的PET片材。为了促进扩散过程，基部和滑动片材样品都用居上的200g重量夹在中间，并且在烘炉中保持于80℃持续3小时。选择80℃是因为其恰好高于PET的玻璃化转变(78℃)，从而使得80℃将加速跨两个膜的界面扩散，但该温度过低以致甚至在3h后也不能造成冷结晶。对于比较实施例，使顶部片材和底部片材暴露于80℃持续3h，但它们不结晶，如由它们保持透明的事实证明的；随后去除无定形-无定形夹心并且测定室温下的滑动摩擦。实施例1-3的无定形-晶态夹心片材也用该重量保持在80℃下3h，来辅助跨无定形基部片材与结晶顶部片材之间的界面扩散。在这之后去除夹心并且测定室温下的滑动摩擦。下方是CoF结果：
表1
| 实施例 | 滑动片材Tc(℃) | 静态CoF | 动态CoF | 载荷(N) |
| 比较实施例 | 80 | 4.21 | 0.22 | 8.9 |
| 实施例1 | 110 | 0.28 | 0.17 | 0.3-0.4 |
| 实施例2 | 140 | 0.19 | 0.17 | 0.3-0.4 |
| 实施例3 | 170 | 0.15 | 0.14 | 0.3-0.4 |
可注意到比较实施例的静态CoF和分离片材所需的载荷相对较高，因为顶部和底部片材都为无定形状态，并且在80℃下3小时后跨界面的扩散显著。无定形-无定形夹心的高CoF与封阻相关。而对于顶部片材在更高温度下结晶的实施例1-3，CoF值明显减小。同样地，通过牵拉分离片材所需的法向力显示相同的趋势。比较实施例的无定形-无定形片材夹心需要大的力来拉开，与拉开实施例1-3的无定形-晶态对所需的相比多10倍。这是因为在无定形-无定形对中经过扩散发生冷焊，而在无定形-晶态对中没有。这些结果证实了本发明的构思，即关于在两个PET部件之间形成无定形-晶态界面将减少封阻。
在实践中，因为在使用条件下应用应低于Tg，可能花费数周使封阻发生。因此，基于实际模塑样品，在结晶温度和模塑过程条件方面可实现最优解决范围。其中的模具优选被设计使得仅待结晶的表面暴露于指定结晶温度、例如170℃。
附图标号列表
1-铰接容器帽盖
11-基部
12-基部周向壁
13-基部防护壁
14-基部出口孔
21-铰接构件
22-凹槽
31-盖
32-盖壁
33-封盖销
42-盖接触面
44-外基面
46-盖外表面
48-基部内表面
52-外包封
54-内轮廓
100-容器
101-容器出口开口
102-颈部
103-底部
104-主体
200-容器组件
Claims (15)
1.铰接容器帽盖(1)，其可连接至容器(100)以闭合所述容器的容器出口开口(101)，并且包括基部(11)、铰接构件(21)和盖(31)，其中：
-所述基部(11)由可结晶聚合物材料制成，并且包括基部周向壁(12)以用于将所述铰接容器帽盖(1)连接至所述容器(100)，和具有基部出口孔(14)的基部防护壁(13)以用于在所述铰接容器帽盖组件(1)连接至所述容器(100)时部分闭合所述容器出口开口(101)，其中所述基部具有外基面(44)；
-所述盖(31)由可结晶聚合物材料制成，并且包括被成形以与所述基部(11)匹配并且具有盖接触面(42)的盖壁(32)，以用来接触所述基部防护壁(13)和在所述盖(31)的闭合位置(C)闭合所述基部出口孔(14)；
-所述铰接构件(21)将所述基部(11)与所述盖(31)连接，并且允许所述盖(31)在所述基部出口孔(14)是开启的开启位置(O)与所述基部出口孔(14)是闭合的闭合位置(C)之间移动，并且其中在所述闭合位置处所述基部(11)的至少部分的所述外基面(44)形成与所述盖(31)的所述盖接触面(42)的界面；
特征在于，当在所述闭合位置时，在接近所述基部和所述盖(31)的界面处使所述基部(11)和/或所述盖壁(32)的可结晶聚合物材料结晶，以允许所述盖(31)在被闭合持续延长的时间段后被开启，从而使得包括界定出所述盖接触面(42)的所述盖(31)的所述聚合物的一部分比包括界定出盖外表面(46)的所述盖(31)的所述聚合物的另一部分具有更高的结晶度，和/或包括界定出所述外基面(44)的所述基部(11)的所述聚合物的一部分比包括界定出基部内表面(48)的所述基部(11)的所述聚合物的另一部分具有更高的结晶度。
2.根据权利要求1所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述基部(11)的材料包括以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物。
3.根据权利要求2所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述基部(11)的材料包含至少80重量％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料。
4.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述盖(31)的材料包括以下列举的聚合物中的至少一者：聚对苯二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯共聚物，具有PMDA的聚对苯二甲酸乙二醇酯，聚萘二甲酸乙二醇酯共聚物，聚萘二甲酸乙二醇酯均聚物，聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚萘二甲酸乙二醇酯的共混物，聚呋喃二甲酸乙二醇酯和其共聚物，以及聚对苯二甲酸乙二醇酯和聚呋喃二甲酸乙二醇酯的共混物。
5.根据权利要求4所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述盖(31)的材料包含至少80重量％聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)材料。
6.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述盖(31)和所述基部(11)的材料大致上相同。
7.根据权利要求6所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述铰接构件(21)的材料与所述盖(31)和所述基部(11)的材料大致上相同。
8.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述基部(11)由无定形聚合物材料制成，其中所述盖壁(32)包括封盖销(33)，并且其中所述盖(31)的所述盖壁(32)和所述封盖销(33)由结晶的聚合物材料制成。
9.根据权利要求1-7中任一项所述的铰接容器帽盖，其中所述盖(31)由无定形聚合物材料制成，并且其中所述基部(11)的所述基部防护壁(13)由结晶的聚合物材料制成。
10.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖，其中所述基部防护壁(13)和/或所述盖壁(32)的结晶度为至少30％。
11.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述铰接构件(21)被成形为连接所述盖(31)和所述基部(11)的桥接元件，并且其中在所述铰接构件(21)背离所述盖(31)和所述基部(11)的侧面布置有凹槽(22)。
12.根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)，其中所述铰接容器帽盖(1)由透明的可结晶聚合物材料制成。
13.容器组件(200)，其包括具有容器出口开口(101)的容器(100)和根据前述权利要求中任一项所述的铰接容器帽盖(1)。
14.根据权利要求13所述的容器组件(200)，其中所述容器(100)和所述铰接容器帽盖(1)各自由包含至少80重量％PET的材料制成，其中所述铰接容器帽盖(1)和所述容器(100)的材料优选相同。
15.制造铰接容器帽盖(1)、诸如根据前述权利要求1-12中任一项所述的铰接容器帽盖(1)的方法，所述方法包括以下步骤：
-提供铰接容器帽盖(1)，其可连接至容器(100)以闭合所述容器的容器出口开口(101)，并且包括基部(11)、铰接构件(21)和盖(31)，其中：
-所述基部(11)由可结晶聚合物材料制成，并且包括基部周向壁(12)以用于将所述铰接容器帽盖(1)连接至所述容器(100)，和具有基部出口孔(14)的基部防护壁(13)以用于在所述铰接容器帽盖(1)连接至所述容器(100)时部分闭合所述容器出口开口(101)，其中所述基部(11)具有外基面(44)；
-所述铰接构件(21)将所述基部(11)与所述盖(31)连接，并且允许所述盖(31)在所述基部出口孔(14)是开启的开启位置(O)与所述基部出口孔(14)是闭合的闭合位置(C)之间移动，并且其中在所述闭合位置处所述基部(11)的至少部分的所述外基面(44)形成与所述盖(31)的所述盖接触面(42)的界面；
-其中所述盖(31)由可结晶聚合物材料制成，并且包括与所述基部(11)匹配并且具有盖接触面(42)的盖壁(32)，以用来接触所述基部防护壁(13)和在所述盖(31)的闭合位置(C)闭合所述基部出口孔(14)；所述方法的特征在于
-至少在所述基部(11)和所述盖(31)的界面处使所述基部(11)和/或所述盖壁(32)的可结晶聚合物材料结晶，以使得包括界定出闭合铰接容器帽盖(1)的外包封的所述铰接容器帽盖(1)的所述聚合物的一部分比包括界定出闭合铰接容器帽盖(1)的内轮廓的所述铰接容器帽盖(1)的所述聚合物的一部分具有更低的结晶度。
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