FI69030C

FI69030C - Tillslutningskapsyl

Info

Publication number: FI69030C
Application number: FI770774A
Authority: FI
Inventors: Tokujiro Shinozaki
Original assignee: Crown Cork Japan
Priority date: 1976-03-11
Filing date: 1977-03-10
Publication date: 1985-12-10
Also published as: FI69030B; IL51582A; NZ183491A; AU510936B2; IE44782L; NL7702667A; ES456570A1; NO770767L; US4114775A; SE431531B; DE2710704A1; FI770774A; NO146948C; AU2292477A; IL51582A0; MX144239A; NL170258B; FR2343658A1; FR2343658B1; CH614413A5

Description

γβι Μ1. KUULUTUSjULKAISU 69030

Mfl UTLÄGGNINGSSKRIFT

• C (45) Ρη tontti a yen ne :, ty 10 12 1?35 (51) Kv.ik.*/int.a.* B 65 D 53/00, 53/06, 4l/0^ SUOMI — FINLAND (21) Patenttihakemus — Patentansöknlng 77077^ (22) Hakemispäivä — Ansökningsdag 10.03.77 (23) Alkupäivä — Giltighetsdag 10.03-77 (41) Tullut julkiseksi — Blivit offentllg 12.09.77

Patentti- ja rekisterihallitus Nähtäväksipanon ja kuul.julkalsun pvm. — 30 08 85

Patent- och registerstyrelsen ' ' Ansökan utlagd och utl.skriften publicerad J

(32)(33)(31) Pyydetty etuoikeus — Begird prioritet 11.03*76 18.11.76 Japani-JapaniJP) 25538/76, 137773/76 (71) Japan Crown Cork, Co., Ltd., Shinko Bldg., 31-5 A-chome, Shinbashi, Minato-ku, Tokyo, Japani-Japan(JP) (72) Tokujiro Shinozaki, Aichi-ken, Japani-Japan(JP) (7*0 Oy Kolster Ab (51*) Sulkukapseli - Ti 11 slutningskapsyl

Keksinnön kohteena on sulkukapseli, jota käytetään sulkemaan sentyyppistä astiaa, johon kuuluu suuosa, jossa on suuaukko, jota ympäröi tiivistyspinta, johon kuuluu ylempi reuna ja sisä- ja ulkopinnat, joissa on tiivistyspinnan alapuolella ulkokierre, joka sulku-kapseli käsittää metallirungon, jossa on pyöreä yläosa ja mainitun yläosan kehäreunasta alaspäin ulottuva vaippa, jossa on kierteenmuo-dostusosa, joka on muovattavissa sen astian ulkokierrettä myöten, jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja kapselin kuoren yläosan sisäpuolelle sovitetun joustavan välikkeen, joka käsittää ulomman rengas-ulkoneman, joka ulottuu alaspäin mainitusta yläosasta ja jonka rengas-ulkoneman sisähalkaisija on oleellisesti yhtä suuri tai hieman suurempi kuin sen astian, jossa kapselia on tarkoitus käyttää, tiivistyspinnan ulkohalkaisija, ja jossa on pystysuora säteittäisesti ulompi seinä, joka sijaitsee välimatkan päässä säteittäisesti sisäänpäin mainitun vaipan sisemmästä kehäpinnasta.

Esimerkkinä tunnetuista ratkaisuista voidaan mainita mm. US-patenttijulkaisussa 3 883 025 esitetty ratkaisu.

Tavanomaisessa kiertokapselissa, joka koostuu metallirungosta, jossa on kapselin yläosan muodostava pyöröpääty ja tämän kehältä 2 69030 alaspäin lähtevä vaippa, joka on varustettu muovattavalla olalla ja kierteenmuodostusosalla jälkimmäisen ollessa muovattavissa astian suuosassa olevan kierteen päälle ja joustavasta tiivisteestä tai vä-likkeestä, joka on aikaansaatu kapselin metallirungon päädyn sisäpuolelle. Välike muodostuu tavallisesti pahvi- tai muovi-, kuten polyvinyylikloridikiekosta, joka on liimattu kapselin metallirungon päätyyn, tai polyvinyylikloridin soolista, joka on juoksutettu kapselin metallirungon päädyn sisäpinnalle.

Kiekkomaisella tiivisteellä tai välikkeellä on kuitenkin se haitta, että sen valmistushinta on huonon tuotettavuuden vuoksi korkea ja että sillä on taipumus pudota pois metallirungosta kuljetuksen ja sulkemisen aikana. Toisaalta valettua (keskipakovalettua) tiivistettä voidaan valmistaa suurella tuotantoteholla. Valmistusaineena käytetyn polyvinyylikloridin haittana on kuitenkin sen myrkyllisyys, joka johtuu vinyylimonomeerista, eikä sitä tämän takia haluta käyttää elintarvikeastioiden kapseleissa tai muissa sulkimissa.

Polyeteeni on viime aikoina herättänyt huomiota tiivistemate-riaalina, joka voi korvata polyvinyylikloridin. Valitettavasti poly-eteeniä ei voida käyttää valettujen tiivisteiden valmistamiseen, koska se on vaikea muuttaa sooliksi ja sillä on huono adheesio kapselin metallirunkoon.

Keksijä työskenteli laajamittaisesti menetelmän kimpussa, jossa kiertosuljentakapselin, erikoisesti hyvät tiivistysominaisuudet omaavien kapselin tiivistemateriaalina käytetään polyeteeniä. Työ johti havaintoon, että kun polyeteeni muovauspainime11a muovataan määrämuotoiseksi tiivisteeksi, voidaan saada ominaisuuksiltaan ylivoimaisia kapseleita.

Keksinnön kohteena oleva kapseli on tunnettu siitä, että mainittu ulompi rengasulkonema käsittää säteittäisen sisäseinän, joka on oleellisesti kohtisuora mainittua yläosaa vastaan, jolloin ulomman rengasulkoneman mainittu sisäseinä muodosta osia, jotka kapselin vaipalle tapahtuvassa kierteenmuodostuksessa tiivistävät tiiviisti sen astian ulompaa kehäpintaa vasten, jossa astiassa kapselia on tarkoitus käyttää, sisempi rengasulkonema ulottuu alaspäin mainitusta yläosasta säteittäisesti ulomman rengasulkoneman sisäpuolella olevassa kohdassa, ja jolla mainitulla sisemmällä rengasulkonemalla on oleellisesti kolmiomainen poikkileikkausmuoto, jolloin mainitun sisemmän rengasulkoneman yläosan halkaisija on oleellisesti yhtä suuri tai hiukan pienempi kuin astian tiivistyspinnan sisähalkaisia, astiassa

II

69030 jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja mainittu sisempi ulkonema käsittää sisä- ja ulkoseinät, jotka konvergoivat alaspäin 30 - 50° kärkikulmassa, jolloin mainittu ulkoseinä on kalteva ylöspäin ja säteittäisesti ulospäin ja muodostaa osat, jotka tukeutuvat sen astian, jossa kapselia on tarkoitus käyttää, tiivistyspinnan yläreunan sisempään kehäreunaan.

Keksinnön mukaista kapselia kuvataan seuraavassa lähemmin oheisissa piirustuksissa esitettyjen suositettujen suoritusmuotojen avulla, jolloin piirustusten kuvio 1 on leikkauskuva keksinnön mukaisen kapselin yhdestä toteutusmuodosta, kuvio 2 on leikkauskuva keksinnön mukaisen kapselin toisesta toteutusmuodosta, kuvio 3 on suurennettu leikkauskuva keksinnön mukaisen kapselin yläpäästä, kuvio 4 on suurennettu leikkauskuva keksinnön mukaisessa kapselissa olevan välikkeen rengasulkonemasta ja tämän viereisistä osista, kuvio 5 on suurennettu leikkauskuva keksinnön mukaisessa kapselissa olevan tiivisteen toisesta rakennemuodosta.

Keksinnön mukaista kapselia on pääasiallisesti katsoen kahta tyyppiä: (1) kiertämällä suljettava (roll-on) kapseli, joka koostuu (a) metallikuoresta eli -rungosta 1, jossa on pyöreä yläosa 2 ja tämän kehältä alaspäin lähtevä vaippa 6, joka on varustettu astian, kuten pullon 10 suuosan 11 kierrettä 12 myöten muovattavalla kierteen-muodostusosalla 4 ja alareunan pyöröpallistusosalla 5, sekä edullisesti vielä muovattava olka 3, ja (b) joustavasta välikkeestä, joka on aikaansaatu kapselin metallirungon yläosan 2 sisäpuolelle, kuten kuviossa 1 on esitetty ja (2) kiertämällä suljettava, näpistelyltä suojattu kapseli, ns. sinettikapseli, joka koostuu (a) metallirungos-ta 1, jossa on pyöreä yläosa 2 ja tämän kehältä alaspäin lähtevä vaippa 6, joka on varustettu suljettavan astian 10 suuosan 11 kierrettä 12 myöten muovattavalla kierteenmuodostusosalla 4 ja yhdenty-västi vaipan 6 alareunaan useilla katkaistavilla kannaksilla 8 liitetyllä nauhalla 9, sekä edullisesti vielä muovattava olka 3, ja (b) joustavasta välikkeestä 7, joka on aikaansaatu kapselin metalli-rungon 1 päädyn 2 sisäpuolelle, kuten kuviossa 2 on esitetty.

Alumiini on verrattomasti sopivin materiaali kapselin metalli-rungoksi. Voidaan myös käyttää muita helposti muovattavia materiaaleja, kuten erittäin ohutta teräslevyä.

___ _ _ TT

69030

Keksinnön raukaisen kapselin päätunnusmerkki piilee sen rungon päädyn sisäpuolelle aikaansaadun välikkeen muodossa. Keksinnön kapselissa käytetty välike 7 käsittää, kuten kuviossa 3 esitetään, ren-gasulkoneman 15, jonka sisähalkaisija (d^) on pääasiassa yhtä suuri tai heiman suurempi kuin suljettavan astian 10 suun (=osan 11 uloin ja tiivistyspinnan muodostava osa) 13 ulkohalkaisija (D^) ja jossa on pystysuora sisäseinä 14, joka kykenee tiivisotteisesti tarttumaan astian suun 13 ulkopintaan, sekä ulkoseinä 18, joka on välitilalla 17 erotettu vaipan 6 sisäpinnasta 16.

Rengasulkoneman 15 sisähalkaisija (d^) olisi ihanteellisesti yhtä suuri kuin astian suun 13 ulkohalkaisi ja (D^, mutta ottaen huomioon virheet, joita voi sattua astiaa valettaessa ja tiivistettä muovattaessa, sopiva sisähalkaisija (d^) on seuraava: D1 ' - (K1 S d1 (mm) * D1' + (X1 + 0,7 jossa ' on astian suun standardiulkohalkaisija millimetreissä ja on D^':n suurin valmistustoleranssi millimetreissä.

Erikoisen edullinen alue ilmenee seuraavasta lausekkeesta: D1 · - CX'1 | d1 % D1' +

Astian suun 13 standardiulkohalkaisija (D^') vaihtelee astian tyypin mukaan. 20 - 70 mm standardiulkohalkaisijät ovat tavallisesti sopivia keksinnön mukaisille kapseleille. Pulloteollisuuden yleisten kokemusten mukaan ulkohalkaisijan suurin valmistustoleranssi (PC^) on 0,3 - 0,5 mm.

On tärkeätä, että ainakin osa rengasulkoneman 15 sisäpinnasta on pystysuora. Muutoin ei rengasulkoneman poikkileikkausmuotoa ole tiukasti rajoitettu. Keksijä on kuitenkin todennut, että rengasulkoneman kuviossa 4 esitetty poikkileikkausmuoto on tiivistyskyvyItään erikoisen hyvä.

Kuvion 4 rengasulkonema 15 on järjestetty pystysuoraan, so. pääasiassa kohtisuorasti kapselin päätyä eli yläosaa 2 vastaan, ja on edullista, että myös sisä- ja ulkoseinä 14 ja 18 ovat pääasiassa kohtisuorassa päätyä 2 vastaan. Sisäseinän 14 ja ulkopinnan 18 välinen etäisyys, so. rengasulkoneman 15 paksuus, ei ole erityisesti rajoitettu ja sitä voidaan laajalti muutella esim. rengasulkoneman 15 sisähalkaisi jasta (d.j), kapselin metallirungon 1 tyypistä, tiivisteen 69030 materiaalista, suljettavan astian tyypistä ja halutuista tiivistys-ominaisuuksista riippuen. Yleisesti sopiva etäisyys on 0,3 mm = 1^ = 1,5 mm, edullisesti 0,5 mm = 1^ -1,0 mm.

Sisäseinän 14 pystysuoran osan leveys (hj) ei ole kriittinen, mutta on edullisesti vähintään 0,3 mm. Sen ylärajaa ei ole tiukasti rajoitettu, mutta leveys ei saisi ylittää 1,00 mm. Suositettu leveys-alue on 0,3 - 0,5 mm.

Ulkoseinän 18 korkeuttakaan (l·^) ei ole erityisesti rajoitettu ja se voi laajalti vaihdella esim. metallirungon tyypistä, tiivisteen materiaalista ja suljettavan astian tyypistä riipuuen. Korkeus voi olla ainakin yhtä suuri kuin

Sisäseinän 14 yläosa 19 on edullisesti ylöspäin kalteva ulkoseinää 18 kohti, jotta se pääsisi helposti kosketukseen astian suun kanssa. Se voi edullisesti muodostaa kaarevussäteeltään sopivan pinnan. Lisäksi sisäseinän 14 alaosa 20 voi muodostaa kaarevuussäteel-tään sopivan pinnan 20, kuten kuvio 4 esittää, esim. sen ja suljettavan astian suun yläpään välisen adheesion lisäämiseksi, rengas-ulkoneman 15 vahvistamiseksi ja välikkeen muovaamisen helpottamiseksi. Vaihtoehtoisesti on edullista muodostaa paksu tyviosa 20', jolla on pääasiassa kolmiomainen poikkileikkaus, kuten kuviossa 5 tai 7 on esitetty. Paksun tyviosan 20' pohjan leveys (w^) ei ole kriittinen, mutta se voi edullisesti olla n. 0,5 - 1,3 mm. Osan 20' korkeus (h^) on edullisesti 0,2 - 1,0 mm.

Niinpä onkin tavallista, että ulkoseinän 18 korkeus (h^) on suurempi kuin sisäseinän 14 pystysuoran osan leveys (l^). Tavallisesti h^ on 1,0 - 2,0 mm, edullisesti 1,3 - 1,7 mm vaikkakin se riippuu esim. kapselin koosta ja välikkeen materiaalista.

Rengasulkoneman 15 sisäseinän 14 alaosa 20 liittyy paksuun osaan 21. Paksun osan 21 leveys (12) voidaan tehdä pääasiassa yhtä suureksi kuin suljettavan astian suun seinämäpaksuus (1^)· Paksun osan 12 paksuus (h^) voi olla riittävän suuri voidakseen absorboida suljentapaineen kapselointivaiheessa. Paksuus ei kuitenkaan ole kriittinen ja sitä voidaan muutella esim välikkeen materiaalista riippuen. Paksuus on tavallisesti 0,3 - 0,6 mm ja edullisesti noin 0,4 - 0,5 mm.

Paksun osan 21 sisäreuna voi liittyä jyrkästi, kuten piste-katkoviivalla a on kuviossa 4 osoitettu tai loivasti, kuten piste-katkoviivalla b on samassa kuviossa osoitettu, välikkeen keskiosaan 22. Välikkeen muovaamisen helpottamiseksi on myös mahdollista muodostaa uloke 23, jolla on pääasiassa kolmiomainen poikkileikkaus.

69030

Toisaalta on toivottavaa, että rengasulkoneman 15 ulkoseinän 18 alaosa 24, so. rengasulkoneman ja kapselin metallirungon päädyn 2 leikkauspiste, on pääasiassa kohdakkain metallikuoren olan 3 ylärajan 25, so. päädyn 2 kehäreunassa olevan pyöristysosan alkupisteen kanssa. Tällä tavalla muodostuu pieni välitila 17, tavallisesti noin 0,5 - 1,5 mm leveä, vaipan 6 sisäpinnan 16 ja rengasulkoneman ulkoseinän 18 väliin.

Tämä välitila 17 on, kuten myöhemmin selitetään, erikoisen tärkeä kapselin rungon 1 olkaa 3 muovattaessa hyvien tiivistysomi-naisuuksien saavuttamiseksi ja kykenee helpottamaan muovaamista ja estämään rengasulkoneman 15 epänormaalin muodonmuutoksen. Esillä oleva keksintö saa siis aikaan kapselin, jolla on ylivoimaiset tiivisty sominaisuudet.

On todettu, että keksinnön mukaisen kapselin tiivistysominai-suuksia voidaan vielä enemmän parantaa, jos yllä kuvatun rengasulkoneman 15 lisäksi välike varustetaan toisella, poikkileikkaukseltaan pääasiassa kolmiomaisella rengasulkonemalla, jonka sisähalkaisija on oleellisesti yhtä suuri tai hieman pienempi kuin suljettavan astian suun sisähalkaisija ja jossa on kalteva ulkopinta, joka voi rajoittua astian suun sisäreunaan.

Seuraavassa kuvauksessa tätä lisärengasulkonemaa kutsutaan "si-semmäksi rengasulkonemaksi" ja yllä kuvattua "rengasulkonemaa 15" kutsutaan "ulommaksi rengasulkonemaksi" sen erottamiseksi sisemmästä ren-gasulkonemasta.

Tällaista kapselia selitetään lähemmin alla viitaten oheisiin kuvioihin 6-8, jolloin kuvio 6 on suurennettu leikkauskuva tämän suoritusmuodon mukaisen kapselin yläosasta, kuvio 7 on suurennettu leikkauskuva kapselissa olevan välikkeen rengasulkonemista, kuvio 8 on leikkauskuva sisemmän rengasulkoneman toisesta suoritusmuodosta , kuviot 9A ja 9B ovat leikkauskuvia muovauspainimista, joita voidaan käyttää keksinnön mukaisen kapselin välikkeiden muovaamiseen ja kuvio 10 on leikkauskuva, joka esittää keksinnön mukaisen kapselin kiinnittämistä astian suulle.

Tätä suoritusmuotoa olevassa kapselissa käytetty välike 7 käsittää, kuten kuviossa 6 on esitetty (1) ulomman rengasulkoneman 15, jonka sisähalkaisija (d^ on pääasiassa yhtä suuri tai hieman suurempi

II

69030 kuin suljettavan astian 10 suun 13 ulkohalkaisija (D^) ja jossa on (a) pystysuora sisäseinä 14, joka kykenee tiiviisti tarttumaan suun 13 ulkokehän pintaan ja (b) ulkoseinä 18, joka on järjestetty pystysuoraan välimatkan päähän vaipan 6 sisäpinnasta 16 välitilan 17 muodostamiseksi näiden pintojen väliin ja (2) sisemmän rengasulkoneman 26, jonka sisähalkaisija (d2) on pääasiassa yhtä suuri tai hieman pienempi kuin astian 10 suun 13 sisähalkaisija (D^) ja jossa on kalteva ulkopinta 27, joka kykenee rajoittumaan suun 13 sisäreunaan.

Ulomman rengasulkoneman 15 rakenne voi olla aivan samanlainen kuin edellä kuvatun "rengasulkoneman" rakenne.

Sisempi rengasulkonema 26 on poikkileikkaukseltaan pääasiassa kolmiomainen ja siinä on ulkopinta 27, joka lähtee viistosti ulospäin sen kärjestä 28, ja sisäpinta 29, joka on pääasiassa pystysuora.

Kärjen 28 kulmaa (β) ei ole tiukasti rajoitettu, vaan sitä voidaan muutella esim. välikkeen materiaalista riippuen. Sopiva kulma on yleensä 30 - 50°, ennen kaikkea n. 45°. Sisäpinta 29 on edullisesti pystysuora, mutta voi olla muutaman asteen kalteva. Sisäpinnan 29 ja välikkeen keskikentän 22 välinen kulma (Y ) voi olla esim.

90° < Y = 100°.

Sisäpinnan 29 alaosaan voidaan esim. vahvistukseksi ja välikkeen muovattavuuden parantamiseksi muodostaa poikkileikkaukseltaan kolmiomainen tyviosa 30, kuten kuviossa 8 on esitetty. Tämän paksun tyviosan 30 leveys (w^) ja korkeus (hg) eivät ole kriittisiä ja niitä voidaan muuttaa sisemmän rengasulkoneman 26 korkeuden mukaan. Yleensä leveys (w^) on 0,4 - 0,7 mm ja korkeus (hg) on noin 1/3-1 kertaa sisemmän rengasulkoneman 26 korkeus (hg), erityisesti n. 0,8 -1,2 mm.

Sisemmän rengasulkoneman 26 sisähalkaisija (d2), so. sisemmän rengasulkoneman 26 halkaisija kärjen 28 ollessa kuviossa 7 normaali-asemassaan, tehdään pääasiassa yhtä suureksi tai hieman pienemmäksi kuin suljettavan astian, esim. pullon suun 13 sisähalkaisija (D2) niin että sisemmän rengasulkoneman (26) ulkopinta 27 rajoittuu tii-vistyspinnan muodostavan suun 13 sisäreunaan. Niinpä on toivottavaa, että sisemmän rengasulkoneman 26 sisähalkaisija (d2) on seuraavan alueen sisäpuolella suun 13 sisähalkaisijän (D^ suhteen.

D2' - <*2 - 0,6 * d2 (mm) * D2' - C*2 missä D2· on astian suun sisähalkaisija (mm) ja PC2 on D2':n suurin valmistustoleranssi (mm).

_____ _ TT" 69030

Sisähalkaisijän erikoisesti suositetun alueen ilmaisee lauseke V - *2 - °'3 * V - *2

Suun standardi sisähalkaisija (D2') vaihtelee astian tyypin mukaan, mutta tavallisesti 17 - 67 mm sisähalkaisijät ovat sopivia esillä olevan keksinnön kapselille. Sisähalkaisijän suurin valmistus-toleranssi (0^ 2) on °'4 " 0,6 non pulloteollisuuden yleisten kokemusten perusteella.

Sisemmän rengasulkoneman 26 korkeus (h,-) voi olla pääasiassa yhtä suuri kuin ulomman rengasulkoneman 15 korkeus (h ). Korkeus (h-) 1 ^ on esim. seuraavalla alueella h^ (mm) - 0,3 mm h^ (mm) £ h^ (mm) + 0,5 mm

Korkeus (hj.) on jonkin verran suurempi kuin korkeus (h^) ja edullisesti seuraavalla alueella: h1 (mm) ^ h5 (mm) ^ h1 (mm) + 0,2 mm

Ulomman rengasulkoneman 15 sisäseinän 14 alareuna 30 voidaan yhdistää suoraan sisemmän rengasulkoneman 26 ulkopinnan 27 alareunaan 31. Ne yhdistetään edullisesti toisiinsa paksulla osalla 32 (kuten kuviossa 7 esitetään), joka joutuu kosketukseen astian suun ylä- eli päätypinnan kanssa. Paksun osan 32 leveys (v^) voi olla 1/4 - 2/5 suljettavan astian suun 13 paksuudesta (I3)· Paksun osan 32 paksuus (h^) voi, kuten edellä kuvattiin kuvion 4 paksun osan 21 osalta, olla riittävän suuri sulkemisajankohtana esiintyvän suljentapaineen absor-boimiseksi. Tämä paksuus ei ole kriittinen ja sitä voidaan muuttaa välikkeen materiaalin mukaan. Tavallisesti se on 0,4 - 0,8 mm, edullisesti n. 0,5 - 0,7 mm.

Välike, jolla on esillä olevan keksinnön mukainen tarkoin määritetty muoto, voidaan aikaansaada kapselin metailirunkoon millä tahansa sinänsä tunnetulla menetelmällä, esim. laitteilla ja menetelmillä, joita usein käytetään valmistettaessa muovattuja tai puristettuja tiivisteitä kruunukorkin sisäpinnalle ja joita on kuvattu esim. GB-patenttijulkaisussa 1 112 024, JP-patenttijulkaisussa 19386/73, japanilaisessa julkiseksi tulleessa patenttijulkaisussa 105689/74 69030 sekä US-patenteissa 2 954 585, 3 135 019 ja 3 212 131. Valmistuksessa voidaan edullisesti käyttää kuvioissa 9A ja 9B esitetyn tyyppisiä muovauspainimia.

Polyeteeni on edullisin välikkeen materiaali, mutta muitakin polyolefiinimuoveja, kuten polypropeenia sekä kumeja ja polyvinyyli-kloridia voidaan käyttää. Polyeteenillä on sopivasti 0,5 - 0,8, erikoisesti 2,0 - 6,0 sulaindeksi.

Kun välikkeen materiaalina käytetään polyolefiinia, kuten poly-eteeniä, on toivottavaa muodostaa oksidoitu polyeteenipitoinen lakka-kerros kapselin metallirungon sille pinnalle, jonka päälle välike on pantava. Tämän lakkakerroksen tehtävänä on parantaa välikemateriaalin adheesiota metallin pintaan. Tarkempia tietoja käyttökelpoisesta hapetetusta polyeteenipitoisesta lakasta on esitetty DE-hakemusjulkaisuissa 2 504 623 ja 2 617 526.

Esillä olevan keksinnön mukaista kapselia voidaan laajalti käyttää erilaisten astioiden, erikoisesti pullojen sulkemiseen. Sitä voidaan käyttää tavallisena kiertosuljentakapselina ja se on erikoisen käyttökelpoinen sellaisten astioiden sulkemiseen, jotka vaativat erinomaisen tiiviyden (sekä yli- että alipaineessa). Keksinnön mukainen kapseli on erityisen käyttökelpoinen sellaisten astioiden sulkemiseen sulkemiskoneilla, jotka on järjestetty muovaamaan kapselin olkaa 3 tiivistysominaisuuksien parantamiseksi, esim. sellaisia koneita, joita on kuvattu US-patenteissa 3 039 247 ja 3 303 955 ja GB-patentissa 957 739.

Keksinnön mukainen kapseli kiinnitetään, kuten nähdään kuviosta 10, joka havainnollistaa astian sulkemista kuvioissa 6-8 esitetyllä kapselilla esim. astian 10 suuhun 13, jonka ulkopinnassa on kierre 12. Puristuskappaleen 33 nostimen 34 puristaessa kapselin päätyä 2 sen holkkiosa 35 muovaa kapselin pyöreää olkaa 3 painaen sitä astian suuta kohti sen ahlkaisijan pienentämiseksi. Samalla muovataan kapselin kierteenmuodostusosa 4 astian kierteen 12 mukaiseksi kierrerullalla 36. Tällä tavalla saadaan tiivistysominaisuuksiltaan erinomainen kapselointi .

Sulkemiskoneen toimintatapa on alan ammattimiesten hyvin tuntema, seikä sitä siksi lähemmin tässä hakemuksessa selitetä.

Keksinnön kapseli antaa monia teollisia etuja. Esim. yllä kuvatun erikoisen muotonsa vuoksi välike ei joudu ankarille rasituksille alttiiksi sulkemishetkellä, vaan täydellisesti tarttuu astian suuhun suuriasteisen tiivistyksen aikaansaamiseksi. Lisäksi voidaan välikkeen materiaalina käyttää verraten kovaa muovia, jonka määrä voi 10 69030 olla n. 2/3 aiemmin samanlaisissa kapseleissa käytetystä määrästä.

Edelleen - päinvastoin kuin tavanomaisia kapseleita valmistettaessa - esillä olevalla keksinnöllä voidaan aina saada kapseleita, joiden välikkeellä on aina tietty profiili, joten sellaisten sul-kemisvirheiden kuten "vinoasentoisuus", "päätymurtuma", "huono vetäy-mä" tai "kannaskatkos" esiintyminen voidaan miltei täysin estää. Muita etuja on, että kapselin olan muovaaminen voidaan helposti suorittaa tiivisteen rengasulkoneman ja kapselin vaipan välitilan ansiosta. Keksinnön mukaisen kapselin erinomaisten tiivistysominaisuuksien lisäksi sillä on myös se etu, että kapseli hyvin kestää erilaisia iskurasituk-sia, kuten putoamisiskun, lämpöiskun tai tärinän.

Seuraavat esimerkit lisävalottavat esillä olevaa keksintöä. Esimerkki 1 0,24 mm paksun alumiinilevyn toinen pinta onsioitiin (uurrettiin) ja päällystettiin vinyylityyppisellä suojalakalla ja toinen pinta päällystettiin epoksilakalla, joka sisälsi hapetettua polyetee-niä (Allied Chemical Corporationin valmiste: keskimääräinen molekyyli-paino 6500, happoluku 28,0, happipitoisuus 4,36 paino-%). Sitten alu-miinilevystä meistettiin puristimella 28 mm. kapseleita niin, että epoksilakalla päällystetystä pinnasta tuli sisäpinta. Kapselit pyäl-lettiin ja perforoitiin ja kapselin tiivistekoneella pantiin 110°C:een esikuumennettuihin kapseleihin 240 mg sulaa 170°C:sta suurpainepoly-eteeniä (tiheys 0,92, sulaindeksi 4,5). Kuviossa 9A esitettyä muovaus-paininta käyttäen se muovattiin kuviossa 3 esitettyyn muotoon.

Saadulla polyeteenivälikkeellä oli seuraavan erittelyn mukainen muoto.

Rengasulkoneman sisähalkaisija (d^) 24,4 mm

Rengasulkoneman paksuus (1^) 0,5 mm

Rengasulkoneman sisäpinnan pystysuoran osan leveys (h,,) 0,3 mm

Rengasulkoneman ulkopinnan korkeus (h^) 1,5 mm

Rengasulkoneman sisäpinnan yläosan kaarevuussäde, R 0,4 mm

Rengasulkoneman sisäpinnan alaosan kaarevuussäde 0,8 mm

Paksun osan leveys (lj) 2,65 mm

Paksun osan paksuus (h3) 0,4 mm

Keskiosan paksuus 0,16 mm Näin saatujen kapselien tiivistysominaisuudet testattiin seu-raavilla menetelmillä ja tulokset esitetään taulukossa 1.

n 11 690 30 1) Jatkettu paineenpa.tokoe Osu (a) 65°C lämpökäsittelymenetelmä (JIS S-9017 mukaan). Määräysten mukainen pullo (suuosan ulkohalkaisija 24,1 mm) suljettiin näyte-kapselilla kuviossa 10 esitetyllä tavalla. Kapseloinnin jälkeen pullon sisäinen paine säädettiin arvoon 4 tilavuutta rikkihapolla ja natriumvetykarbonaatilla. Pullo pidettiin huoneenlämpötilassa useita tunteja sisäpaineen stabiloimiseksi. Sitten pullo upotettiin 65°C vakiossa lämpötilassa pidettyyn säiliöön yhdeksi tunniksi. Tänä aikana tarkkailtiin, esiintyykö pullossa kaasuvuotoa. Tunnin kuluttua pullo poistettiin säiliöstä ja sen sisässä oleva neste jäähdytettiin 25°C:een. Tällöin esiintyvä sisäinen paine mitattiin painemittarilla ja suoritettiin arvostelu.

(b) 70°C lämpökäsittelymenetelmä

Meneteltiin samoin kuin kohdassa (a) paitsi että lämpökäsittelyn lämpötila oli 70°C.

2) Kapselin arvostelu

Kapseloinnin jälkeen tarkastettiin esiintyikö vinoasentoisuut-ta, päätymurtumia, huonoa vetäytymää (vetovaikutusta) ja kannaskat-koksia ja jokaisen havaitun vian lukumäärät laskettiin.

12 69030 -+ j— —- »β^-N I- i 2 O' ® "2 C CCCr-! · . . Η ΟΛ 9 9 Q 1'^ c* it; ° «Η Φ · > >* •H'w/ *H Ή γ --------o o c co

o ®Q

S Λ M co «* Cv H 0 O «

H O CO rH r-J · · »O C~V

ft 4* tO CC ri

4» · VO «H

• 4* I» rH CQ rt

• g O

> H X

--------:______ «a

•H

H

CC «

• O CQ

. U . P.

2jOr-ICOH»»»Ocv $

d C CO r-* X

S ^ O

? I

X H

Ö —— C C C O a X3 t § 3 3 ^ 1 CQ CV g / X o . £ • 0,C\JOCM«»«OfO ti

. Ö to cv H

rH ^ 9 · 2--—-----a ai & e S * rH 43 Ή 10 4» CO |> V 2 « S g s •h 9 » a ή S M 2 p o

P* C cv co -r *H 0 S X

„ ....... 4* o Λ 4» e h S -T c-, ^ ^ O 5 K? .2 $ 4* β O 4» -P 4» 4* S3 E 8 3 ? ί t

4> n Pop CD H

•o ή ή cd F» o φ φ 5 m « 1 s § 1 1 J ____t2J_Le_i_&_I-- S . %

£ S S

5 6 £ 4*

P * Φ S

4» O 4* *H

4» X *H rH

φ o B 9 X 4» 2 CQ «| 4* β *rl Pti-t

9 *H <H 0 H

*-> P· W X 4» ---i- n 69030 13

Esimerkki 2

Alumiinilevyn, paksuus 0,24 mm, toinen pinta onsioitiin ja päällystettiin vinyylityyppisellä suojalakalla ja toinen pinta päällystettiin epoksilakalla, joka sisälsi oksidoitua polyeteeniä (Allied Chemical Corporationin valmiste: keskimolekyylipaino 6500, happoluku 28,0, happipitoisuus 4,36 paino-%). Sitten alumiinilevystä meistettiin puristimella 28 mm kapseleita niin, että epoksilakalla päällystetystä pinnasta tuli sisäpinta. Kapselit pyällettiin ja perforoitiin ja 110°C:een esikuumennettuina varustettiin kapselintiivistekonetta käyttäen ko. sisäpinnaltaan 240 milligrammalla suurpainepolyeteeniä (tiheys 0,92, sulaindeksi 4,5), joka oli sulatettu 170°C:iseksi. Poly-eteeni muovattiin kuviossa 7 esitettyyn muotoon kuviossa 9B esitetyn tyyppisellä muovauspainimella.

Näin muodostetulla polyeteenivälikkeellä oli seuraavan erittelyn mukainen muoto.

Ulomman rengasulkoneman sisähalkaisija (d1) 24,2 mm

Ulomman rengasulkoneman paksuus (1^) 0,9 mm

Ulomman rengasulkoneman paksun tyviosan korkeus 0,4 mm

Ulomman rengasulkoneman sisäpinnan pystysuoran osan leveys (h2) 0,4 mm

Ulomman rengasulkoneman ulkopinnan korkeus (h.j) 1,4 mm

Ulomman rengasulkoneman sisäpinnan yläosan kaare-vuussäde, R 0,2 mm

Ulomman rengasulkoneman paksun tyviosan pohjapinnan leveys (w1) 0,9 mm

Paksun osan paksuus (h^) 0,6 mm

Paksun osan leveys (w2) 0,6 mm

Sisemmän rengasulkoneman sisähalkaisija (d2) 18,0 mm

Sisemmän rengasulkoneman korkeus (h^) 1,55 mm

Sisemmän rengasulkoneman kärkikulma ( ) 45°

Keskiosan (22) paksuus 0,10 mm

Saatujen kapselien tiivistysominaisuudet koestettiin samalla tapaa kuin esimerkissä 1 ja tulokset on esitetty taulukossa 2.

14 69030 Γ_ rt ^ r-4 ae Λ σ' r-t ·Η O · r-t <0 ο Γ0ΡΛΙΑ···Η <“>

8ΐ ' ° ^ N

4» Φ ’ ! 03 |>

•H

' -H 3_____O O -5" Ό •Η Φ 4» b IP.

υ it J

I £ Ä °° 4» w h · O' Λ

! β 4» o · P

ρηΙ» ο οοσ·ΓΛ···ο^ ·* ri φ m co 5« 5 H*g ·

££ I

-- M

l'- • σ' o Ο · h ο γλ -r {Λ · · ,0^ O CO H rf _j r~ 3 3 u ® 3

Ä I

™ S * H

ö o · c o g o i/·' co · · · o φ 3d —i ΙΛ O' Ή -¾ B ^ ^

P M S

}*—Lj.___-:_: I

^ -g I s C 4» M O' j»

J2 B -H

Zl * P o S £ « 8 5 § 1 •2 o ^ CO ^ " 3 £ o o

S ····*·· o P M lU S

P< f0' ^ ft 4* 4> 49 φ d > t; t · s § S p © g > *i 3 S rt B B » *3 *h co & φ et d 3d O 4» Ö 3 · « b o xa o 3 a ® φ «h aa ρ 3 o « * > * w « 5

P

Φ 4* Φ 2 0

Φ «H

-Ρ <0 rj •g Λ δ 1 I* . · «

2 4* Φ 4» -H

-P ® X * % • * ° aSe

5 -g 4» ·Η P. pH

W Äo. ·Η aj ·Η

»« P. W .* -P

--L·________, li 69030

Esimerkissä 2 valmistetut kapselit arvosteltiin seuraavilla kokeilla.

(A) Pudotuskoe 50 näytepulloa, jotka oli kapseloitu ja joiden sisäinen paine oli säädetty arvoon 4 (tilavuus) samalla tapaa kuin esimerkissä 1, pakattiin kartonkipakkaukseen ja pudotettiin viisi kertaa betonilattialle 30 cm korkeudesta. Sen jälkeen tarkastettiin, esiintyikö pulloissa kaasuvuotoa. Todettiin, ettei yhdessäkään näytepullossa esiintynyt .

(B) Lämpöiskukoe Näytepullojen, jotka oli kapseloitu ja joiden sisäinen paine oli säädetty arvoon 4 (tilavuus) samalla tapaa kuin esimerkissä 1, annettiin olla 30 minuuttia 5°C lämpötilassa ja sitten 30 minuuttia 50°C lämpötilassa. Tämä toimenpide toistettiin kahdesti ja näytepul-lot alistettiin kaasuvuototarkastukseen. Todettiin, ettei yhdessäkään pullossa esiintynyt kaasuvuotoa.

(C) Tärytyskoe 50 näytepulloa, jotka oli kapseloitu ja joiden sisäinen paine oli säädetty arvoon 4 (tilavuus) samalla tapaa kuin esimerkissä 1, pakattiin kartonkipakkaukseen ja pantiin pystyasennossa 30 minuutiksi alttiiksi tärinälle, jolloin ne värähtelivät 3 mm amplitudilla 1080 kertaa/min. Sitten tutkittiin, esiintyikö pulloissa kaasuvuotoa. Todettiin, ettei yhdessäkään esiintynyt.

Claims

69030 16

1. Sulkukapseli, jota käytetään sulkemaan sentyyppistä astiaa, johon kuuluu suuosa, jossa on suuaukko, jota ympäröi tiivistyspinta, johon kuuluu ylempi reuna ja sisä- ja ulkokehäpinnat, joissa on tii-vistyspinnan alapuolella ulkokierre, joka sulkukapseli käsittää me-tallirungon (1), jossa on pyöreä yläosa (2) ja mainitun yläosan kehä-reunasta alaspäin ulottuva vaippa, (6), jossa on kierteenmuodostusosa (4), joka on muovattavissa sen astian ulkokierrettä (12) myöten, jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja kapselin kuoren yläosan sisäpuolelle sovitetun joustavan välikkeen (7), joka käsittää ulomman rengasulko-neman (15), joka ulottuu alaspäin mainitusta yläosasta ja jonka ren-gasulkoneman sisähalkaisija (d^) on oleellisesti yhtä suuri tai hieman suurempi kuin sen astian, jossa kapselia on tarkoitus käyttää, tiivis-tyspinnan (13) ulkohalkaisija (D^), ja jossa on pystysuora säteittäi-sesti ulompi seinä (18), joka sijaitsee välimatkan päässä säteittäi-sesti sisäänpäin mainitun vaipan sisemmästä kehäpinnasta (16), tunnettu siitä, että mainittu ulompi rengasulkonema käsittää säteittäisen sisäseinän (14), joka on oleellisesti kohtisuora mainittua yläosaa vastaan, jolloin ulomman rengasulkoneman mainittu sisäseinä muodostaa osia, jotka kapselin vaipalle tapahtuvassa kierteen-muodostuksessa tiivistävät tiiviisti sen astian ulompaa kehäpintaa vasten, jossa astiassa kapselia on tarkoitus käyttää, sisempi rengasulkonema (26) ulottuu alaspäin mainitusta yläosasta säteittäisesti ulomman rengasulkoneman sisäpuolella olevassa kohdassa, ja jolla mainitulla sisemmällä rengasulkonemalla on oleellisesti kolmiomainen poikkileikkausmuoto, jolloin mainitun sisemmän rengasulkoneman yläosan halkaisija (d2) on oleellisesti yhtä suuri tai hiukan pienempi kuin astian (10) tiivistyspinnan (13) sisähalkaisija (D2), astiassa jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja mainittu sisempi ulkonema käsittää sisä- (27) ja ulkoseinät (29), jotka konvergoivat alaspäin 30 - 50° kärkikulmassa (0 ), jolloin mainittu ulkoseinä on kalteva ylöspäin ja säteittäisesti ulospäin ja muodostaa osat, jotka tukeutuvat sen astian (10), jossa kapselia on tarkoitus käyttää, tiivistyspinnan (13) yläreunan sisempään kehäreunaan.

2. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että kapselissa on muotonsa muuttava olka (3).

3. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että välike (7) on tehty polyeteenistä. 17 69030

4. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että ulomman rengasulkoneman (15) sisähalkaisija (d^) on seuraavan lausekkeen osoittamalla alueella: D1 ' “ (X^ i (mm) ^ ' + (X1 + 0,7 jossa ' on sen astian tiivistyspinnan standardiulkohalkaisija (mm), jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja pC ^ on D^':n suurin valmistus-toleranssi (mm) .

5. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että ulomman rengasulkoneman (15) sisähalkaisija (d^) on seuraavan lausekkeen osoittamalla alueella: D1 ' " K 1 ύ d-, i D1 ' + <* -i jossa 1 on sen astian tiivistyspinnan standardiulkohalkaisija (mm), jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja (X ^ on 1:n suurin valmis-tustoleranssi (mm).

6. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että kärkikulma (/¾) on n. 45°.

7. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että sisemmän rengasulkoneman (26) yläosan halkaisija (d2) on seuraavan lausekkeen osoittamalla alueella: D21 - & - 0,6 * d2 (mm) S E>2' - OC jossa D^' on sen astian tiivistyspinnan standardiulkohalkaisija (mm), jossa kapselia on tarkoitus käyttää, ja X2 on suurin D2':n valmistus-toleranssi (mm) .

8. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että sisemmän rengasulkoneman (26) yläosan halkaisija (d2) on seuraavan lausekkeen osoittamalla alueella: °2' ” ^2 ” 0,3 = d2 = °2' “ 2 jossa D2' on sen astian tiivistyspinnan standardiulkohalkaisija (mm), jossa kapselia on tarkoitus käyttää, jaί*2 on D2':n suurin valmistus-toleranssi (mm) .

9. Patenttivaatimuksen 1 mukainen sulkukapseli, tunnet-t u siitä, että ulommalla (15) ja sisemmällä rengasulkonemalla (26) on oleellisesti sama korkeus. 18 Patentkrav 690 30