CN1426930A - 高温应用的塑料封盖及其制造方法以及封盖和容器组件 - Google Patents

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Abstract

一种塑料封盖，包括一具有底面的塑料封盖壳体，一具有内部螺纹的外部齿边，用来将封盖与容器封口固定，和在封盖齿边上的与封盖底面相邻但分开的内部卡边。塑料圆盘的外缘部分被松弛地夹在卡边和封盖壳体的底面之间。一环形凸起从所述圆盘的底面轴向延伸，其与所述圆盘的外周缘相邻但与其分开。具有弹性的垫片被模制于圆盘上，并且至少在圆盘底面和环状环的中央部分上。当封盖固定在容器封口上时，环状环将垫片抵压成与容器封口径向内侧的边缘密封接合。

Description

高温应用的塑料封盖及其制造 方法以及封盖和容器组件
技术领域
本发明涉及用于饮料、食品、果汁、药品以及其它类似物品的塑料封盖，尤其涉及一种适用于高温应用(如巴斯德氏杀菌消毒，高温注入，asceptic注入和蒸馏等)的封盖，及其制造方法。
背景技术
迄今为止，容器的塑料封盖包括带有内部垫片以与容器瓶口的密封表面密封接合的塑料盖或壳体。例如，美国专利号为4,984,703的专利公开了一种塑料封盖，这种封盖包括其上有外部齿边和用来将容器瓶口和封盖固定的螺纹的底部的壳体和一个在壳体底部内壁内部就地被压模的密封垫片。美国专利号为US5,451,360的专利公开了一种垫片在封盖壳体内部就地被压模的制造方法与设备。而且该专利中还提及在密封垫中加入塑料树脂防护材料以防止气体(例如二氧化碳和氧气)，水蒸气和/或食用香料透过密封垫。比如，专利号为EP0926078A1的专利公开了一种塑料封盖及其制造方法，这种方法将密封垫原位压模接在封盖底部内壁的内底面，还包括由模板聚合物如EVA和绝缘聚合物例如EVOH交替形成的层面。EP0926215A1公开了一种塑料封盖及其制造方法，这种制造方法将密封垫原位压模接在封盖底部内壁的内表面，密封垫内包括分散的绝缘聚合物小碎片如EVOH和模板聚合物如EVA。
尽管上述文件中披露了封盖、封盖的制造方法、封盖与容器组件，由于技术上还存在着问题，所以还需要进一步的改进。比如，现在就特别需求能够很好的适应高温的封盖与容器组件、封盖的制造方法以及封盖和衬片结构。这种高温应用包括，在产品还处于很高温度时将产品注入容器，就是所谓的高温注入和asceptic注入。高温应用还包括，高温杀菌消毒和注入后的再蒸馏。比如，在再蒸馏的过程中，已经完成注入的包装可能被加热到265°F保持15分钟左右。高温应用还包括，把碳酸饮料包装在高温状况下储藏，这时容器内部的压力会急剧的增加。在所有类似高温状况下，容器封盖内部承受开高的压力，这种压力会诱使封盖的底面隆起、变形，使密封垫片脱离与容器封口的密封连接。本发明的目的就是提供一种特别适用于高温应用的封盖，特别是防护封盖，这种封盖的制造方法，以及封盖与容器组件，特别是这种封盖的密封垫片能够在高温状况下与容器的封口保持密封连接。
发明内容
本发明考虑了许多不同的方面和特点，可以通过这些特点单独或组合在一起来更好的实现本发明。
依据本发明的第一方面，一种双件式塑料封盖包括具有底部内壁和带有内部螺纹或者将封盖与容器封口固定的卡边的外部齿边的塑料封盖壳体。一塑料圆盘松弛地保持在封盖壳体内、平行于底面内壁但与底面内壁分开。有弹性的密封垫片固定到圆盘上以与容器开口密封接合。塑料圆盘最好包括一在圆盘边上的垫片下、远离底部内壁的环状环。当封盖固定在容器瓶口上面时，该环与封盖齿边隔开以将垫片抵压在容器瓶口的底部周围的径向内边缘上。因此，即使封盖的底面在高温作用下变形或向外隆起，这个环状环也会使垫片与容器瓶口的径向内边缘保持密封连接。
本发明第一方面的优选实施例中的圆盘最好包括一扁平的圆底，圆环从其与环形圆盘周边同轴地延伸。环状环最好具有径向向外的S形相对表面，包括从环轴向边缘扩展的圆形隆起部分和由圆形隆起部分向圆盘底部扁平轴向相对表面延伸的圆形凹陷部分。垫片不仅抵压在容器封口处的轴向相对密封表面上，还通过该S形环表面抵压在容器封口的径内边缘上。圆盘底部有在环状环内的中心部分，和在环状环外的外围部分。圆盘中心部，环状环和圆盘外围上的垫片表面最好有相同厚度。圆盘最好包括一个绕圆盘外围区域的轴向延伸卡边，以分开垫片底部内壁和圆盘底部。封盖最好包括从封盖齿边径向向内扩展的卡边，使之与封盖底面相邻又有一定距离，而圆盘的外缘最好松弛地夹在齿边卡边和封盖底面之间。
在根据本发明第一方面的优选实施例中，圆盘还包括围绕在圆盘底部径向外缘上的环形肋状物，它从封盖壳体底面轴向延伸、并位于垫片下面用来将垫片接合到容器封口的径向外边缘。因此，在这一实施例中，即使垫片与围绕瓶口的径向内缘的容器瓶口脱离，垫片和容器封口的径向外缘还保持着密封连接。封盖壳体最好有从封盖齿边径向向内扩展的卡边，使封盖齿边与封盖底面相邻又保持距离，而且圆盘上的环形肋状物最好有径向向外的凹形表面部分，容纳与封盖齿边的卡边上，用于在封盖内部保持圆盘与垫片的就位。
按照本发明的另一方面，一种制造塑料封盖的方法，提供塑料封盖壳体包括有底面和外周齿边，齿边带有将封盖与容器封口固定的内部螺纹或卡边。塑料圆盘被放在封盖壳体内在底面上，具有弹性的的垫片被原位压在圆盘上，与容器封口的密封接合。
根据本发明另一方面的一种封盖和容器组件，包括一塑料容器，这个容器具有容器本体和带有外螺纹的容器封口；还包括一个封盖，封盖包括具有底面的壳，和带有用来将封盖与容器封口固定的内螺纹的齿边。塑料圆盘夹在封盖壳体内部。
附图说明
参照附图，从下面的说明书、权利要求书中能更好地理解本发明，其它目的、特点和优点。
图1是依照目前本发明优选实施例的封盖和容器组件的部分剖面前视图；
图2是表示图1中圆圈2内组件的部分剖视图；
图3是表示图1中容器瓶口和封盖的分解透视图；
图4是图1-3中封盖内塑料圆盘的顶视图；
图5是沿图4中线5-5的剖面视图；
图6是图5中圆圈6内圆盘一部分的放大剖面图；
图7是按照本发明的改进实施例封盖和容器组件的部分剖视图；
图8是图7中在圆圈8内的组件的放大比例的剖面图；
图9是图7和图8中容器瓶口和封盖的截面透视图；和
图10与图6相似，它表示在图7-9组件的封盖圆盘一部分的视图。
具体实施方式
图1-3示出按照本发明的一个优选实施例的封盖和容器组件20，其包括容器22，该容器22有一从圆柱形瓶口26整体地延伸出来的本体24。封盖28包括一底部壁30和一圆柱形周边齿32，该齿边有用于容纳位于容器瓶口26的一个或多个外部螺纹36的一个或多个内部螺纹34。封盖28最好但不是必须另外包括一通过易碎的桥状或网状物连接到齿32的较下边缘的破损指示镶边38。(方向词如“较下”用描述而非限制的方式表示图中组件的竖直方向；方向词如“轴向的方向”和“径向”用来表示容器瓶口或封盖齿边的轴向；所有尺寸是以举例而非限制的方式被提供。)从破损指示镶边38延伸出的抑制凸缘40与瓶口26上的卡边42接合，因此，当封盖28从容器22拧开时，镶边38通过易碎网状或带状物破裂从瓶盖的齿边脱离。也可用其他类型的破损指示装置。因此进一步描述就是封盖28和组件20是一般说的传统结构。封盖的优选结构是塑料模制。容器可以是玻璃或塑料结构。
根据本发明的一个方面，垫片圆盘子组件44被松弛地放入封盖28内靠近封盖的底部壁30中。垫片圆盘子组件44包括一塑料环形垫盘46，其下表面固定有柔韧有弹性的密封垫片48。参见图1-3的实施例，垫片48没达到环形垫盘46的外部边缘。见图4-6，垫盘46包括一具有中心50和外部边缘52的一般是扁环形的底部。包括中心50和外部边缘52的垫盘底部在轴向上的厚度是均匀的，垫盘的外部边缘完全沿着垫盘轴以不变的半径延伸。一与垫盘底部同轴的周向连续环状环54从垫盘底部轴向地向下延伸。环状环54与环形垫盘46的周部边缘相邻但是径向向内地间隔，有效地把周部边缘部分52与中心部分50分开。图6可清楚看见，环状环54有一通常为S形径向向外的相对表面，这一表面通过从环状环54的圆形轴边延伸出的凸起部分56和从凸起部分56延伸到圆盘外部边缘部分52上的扁平轴向相对表面60的凹部58形成。环状环54的径向向内相对表面62是锥形。绕圆盘的外部边缘从周边部52轴向向上延伸的卡边64与封盖底部30(图2)的相对下表面接合，以把圆盘本体定位成与封盖底壁平行又与其间隔。卡边64可以是周向连续或分段。本发明目前优选示例本发明的是一个40mm的用于蒸馏的瓶盖，垫盘46的外径标定是1.477英寸，环状环54的标定径向厚度为0.148英寸。表面58，56的标定曲率半径都为0.030英寸，环状环54在表面56折成表面58的部分对于圆盘底部平面有120度的标定夹角。表面62对于圆盘平面有27度的标定夹角。卡边64的标定轴向高度是0.003英寸。圆盘底部50的标定厚度是0.036英寸，圆盘底部和环状环54的总体标定高度是0.084英寸。外围部分52的标定径向尺寸是0.081英寸。
回看图1-3，圆形卡边66从封盖的齿边32径向向内延伸，与封盖底部内壁30的下表面相邻但与其相分隔。卡边66可以是周向连续或分段。圆盘46的周边部分52被拉弛地放到卡边66和底部内壁30之间。(垫片圆盘子组件44被松弛地放到封盖壳层内，直到封盖与容器瓶口固定，此时，垫片圆盘被紧紧夹在封盖底壁和容器封口之间。)圆盘放入封盖内时垫片48被原地压模放入圆盘46。即是说，首先圆盘46被放入封盖壳体，再放入卡边66和底部壁30之间，然后垫片48就地被压模放入圆盘。也可以这样，但不是很优选的实施方式，垫片可被压入圆盘，然后垫片圆盘子组件装配到封盖里。垫片48可以是任何适宜的材料结构。根据本发明的优选实施例，垫片48是树脂结构，最好包括防护材料，以阻止气体、水蒸气、食用香料透过垫片。垫片最好根据上面提到的欧洲的公布来提供，这些公开内容在这里引入作为参考。其它适宜的防护垫片或者不含防护材料的垫片可有选择地被提供。在图1和2中注意到，垫片48遍布圆盘46的整个下表面，该下表面在组件向容器22的内部露出。垫片遍布环状环54和表面56，58，直到扁平表面60，在封盖28与容器22固定时至少有一段空隙足够接合容器瓶口26的轴向末端。环状环54另外推进垫片和容器瓶口嘴的径向内部边缘形成密封结合，因此，垫片通常和容器瓶口的轴向端部和径向内部边缘形成密封接合。图2中，虚线48a表示垫片的周边部和容器瓶口压成密封接合。垫片48在环状环54、表面60和圆盘46的中心部分上厚度最好一致。通过例子来说明，垫片48可有一标定厚度0.025英寸。在破损指示的封盖中，卡边66和底部壁30之间最好有轴向间隔，这样破损指示镶边38的抑制凸缘40与瓶口26上的卡边42邻接，在卡边66将垫片圆盘子组件44提升与容器瓶口脱离封接之前，易碎网状或带状物破裂。这样，封盖在密封被破坏之前会表明密封被破坏。
图8-10表明根据本发明进一步改进实施例的封盖和容器组件70。(在所有例子中，同样的参考数字被用来表明同样的或作用相关的元件)。在组件70中，垫片圆盘子组件72包括一个环状圆盘74和一个在其上被模制的柔韧有弹性的垫片76。圆盘74包括中心底部50和周边部分52，从圆盘74完整延伸一周向连续的肋状物78。肋状物78被放在外部圆盘部分52的外边缘，与圆盘底部同轴地从其轴向延伸。肋状物78的内表面80是圆锥形的，它从圆盘74的扁平表面60沿轴线和辐射状向外延伸。肋状物78的向外辐射的表面有一通过突然折断来适配封盖齿边32上的卡边66的凹陷隐窝或称凹进处82。对于用于40mm蒸馏瓶盖的圆盘74的优选实施例，肋状物78有标定的轴向尺寸是0.060英寸，表面82有标定半径0.035英寸，卡边64的标定轴向尺寸是0.006英寸。圆盘46其他所有尺寸与图4-6的都相同。垫片76被模制在圆盘74的整个下表面上，包括肋状物78的内表面80。图8可见，虚线76a显示垫片的初始无压缩几何图，沿圆盘的中心部分、环状环54和外围部分52的垫板有统一厚度，但是沿肋状物78的表面80轴向厚度逐渐减少。圆盘74的表面56，58，60和80迫使垫片76和容器瓶口的径向内边、轴向末端和径向外边形成密封。这样，即使容器内的压力足够使封盖底部壁30和圆盘74变形或隆起成凸起，使容器瓶口的径向内边密封破裂，密封仍能通过圆盘肋状物78和圆盘肋状物下垫板部分沿容器瓶口的径向外边保持密封。
上面描述了关于塑料封盖及其制造方法，塑料封盖与容器组件的几个实施例，这些实施例完全满足所述目的和目标。所有封盖和组件都具有很强的密封能力，尤其是在高温下的应用中，例如高温注入、asceptic注入、高温消毒和蒸馏。当封盖的垫片采用了防护材料时这些封盖和组件将会有更好的防护性能。上面结合一些方面和实施例描述了本发明，也描述了一些局部变化和改进。本领域的普通技术人员还能容易地作出其他的改变。本发明旨在包括所有落在后附权利要求的精神和范围内的变化和改进。

Claims (18)

1.一种双件式塑料封盖，包括：
一塑料封盖壳体，包括底面和外部齿边，外部齿边的内部装置用于将封盖固定到容器封口上；和
一塑料圆盘，宽松地位于所述封盖壳体内部，与所述底面平行但与所述底面分开，圆盘上有一弹性密封垫片用于与所述容器封口的密封连接。
2.如权利要求1所述封盖，其特征在于：所述圆盘包括一环状环，它位于远离所述底面的所述圆盘一侧的所述垫片下，所述环状环与所述外部齿边间隔开，当所述封盖固定在所述容器封口上时，环状环就会将所述垫片抵在容器封口的径向内表面边缘。
3.如权利要求2所述封盖，其特征在于：所述圆盘包括一个平坦表面，所述环状环在其上延伸。
4.如权利要求3所述封盖，其特征在于：该环状环具有S形径向向外的相对表面，包括由环状环的轴向边缘延伸的圆形凸出部分，和由所述凸出部分延伸到所述底面的平坦轴向表面的圆形凹下部分。
5.如权利要求4所述封盖，其特征在于：所述圆盘底面具有在环状环内的中央部分和在所述环状环外的外周边缘部分，所述中央部分与所述外周边缘部分厚度一致。
6.如权利要求5所述封盖，其特征在于：覆盖在所述圆盘的中心部分、环状环和外周边缘部分上的垫片厚度一致。
7.如权利要求6所述封盖，其特征在于：所述垫片包括防护树脂材料用来防止气体、水蒸气和香气透过所述垫片。
8.如权利要求5所述封盖，其特征在于：所述圆盘还包括绕所述圆盘底面的外周边缘部分轴向延伸的卡边，使所述圆盘底面与该封盖的壳体底面分开。
9.如权利要求3所述封盖，其特征在于：所述圆盘还包括一环绕所述圆盘底面的径向外缘的环形肋状物，该肋状物背向所述底面，在所述垫片下面，当所述封盖固定在容器封口上时，使所述垫片抵住容器封口的径向外边。
10.如权利要求9所述封盖，其特征在于：所述肋状物具有径向内定向表面，所述垫片的外部环形部分就模制在这一表面上，此表面沿轴向和径向背向所述圆盘底面扩展。
11.如权利要求10所述封盖，其特征在于：所述垫片在该肋状物径向内侧定向表面上的厚度小于垫片在圆盘底面和环状环上的厚度。
12.如权利要求10所述封盖，其特征在于：所述封盖壳体具有一卡边，盖卡边沿所述齿边径向向内延伸，与所述底面相邻但与其相隔，并且其中，所述环形肋状物有一径向向外定向的凹下表面部分，其容纳于所述卡边上。
13.如以上任一权利要求所述封盖，其特征在于：所述封盖壳体包括卡边，盖卡边在所述底面相隔的一定位置处，从所述齿边径向向内延伸，并且其中，所述圆盘和垫片松弛地夹在所述卡边和封盖底面之间。
14.如权利要求13所述封盖，其特征在于：所述封盖壳体还包括一破损指示镶边，通过一脆性件连接到所述齿边的低部边缘，以邻接在盖容器封口上的停止件上，来在所述卡边和所述底面之间留出空间，这样，在所述卡边从盖容器封口的密封配合中举起所述圆盘和垫片之前，所述镶边就邻接盖停止件并破损所述脆性件。
15.如以上任一权利要求所述封盖，其特征在于：所述垫片包括一种防止气体、水蒸气或香气透过所述垫片的防护材料。
16.如以上任一权利要求所述封盖，其特征在于：所述垫片被原位模制在位于所述封盖内部的所述圆盘上。
17.一种封盖和容器组件，包括：
一容器，此容器具有容器本体和有外部螺纹的封口；和
一如上任一权利要求所述的塑料封盖。
18.一种制造以上任一权利要求所述的一种双件式塑料封盖的方法，包括：
(a)提供一种塑料封盖壳体，壳体包括：底面、具有能使封盖与容器封口连接的内部装置的外部齿边，
(b)将塑料圆盘放在所述壳体内抵靠在所述底面上，以及
(c)在圆盘上原位压制弹性垫片，用于与容器封口的密封。
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