专利名称：塑料卡爪封帽的制作方法
技术领域：
本发明一般来说涉及新型和改进型用来压装或非转动扣合于玻璃或塑料容器的封帽(封盖)，该封帽需要扭转或旋转动作以便从该容器取下，而更确切地说涉及这种类型的封帽，即该封帽包括一个带有一组向内突出的卡爪的挠性裙部，这些卡爪用来与容器的颈部上的多头螺纹配置啮合以便与该容器密封。
发明的背景可以买到的PT封帽(即能压装或非转动扣合于容器而需要旋转或扭转取下的那种封帽)通常用常规的塑性溶胶垫料加衬里，配置成与容器的顶缘或瓶口并沿其颈部密封接合。当最初形成时，这种封帽带有一个圆柱内孔，该内孔适合于提供与容器颈部上的螺纹过盈配合，借此封帽可以直接扣合于容器而无需它的旋转。在它的灌装或加盖之后对容器热处理期间，此衬里发生永久变形，靠该永久变形衬里永久性地符合容器的螺纹，使以后可以由使用者把封帽从容器旋转取下。
虽然这种商用封帽已在贸易中找到普遍接纳，但是本专业的有关人员已经进行努力以消除对利用在该封帽内部的形成螺纹的衬里的需要。一个这种替代封帽结构示于美国专利4 717 043(Mum-ford)中，该专利介绍一种由热塑性材料制成的整体式帽壳封帽，用以加盖在其颈部表面上带有一组竖直分开的多头螺纹的容器。封帽的裙部包括一组间隔分布的、挠性的和大体上竖直的热塑肋，它们与裙部成整体，每个肋被确定成啮合一组螺纹的尺寸。这些肋被这样构成和配置，即它们给予对冷流动足够的阻力，致使当迫使这些肋与螺纹接触时该肋仅绕螺纹稍有挠曲和弯曲，以便在肋上形成轻微的锯齿形。就申请人所知，这种带轴向肋的封帽尚未找到商业接纳。该封帽未能找到被贸易接纳据信是由于垂直肋不能，尤其是在真空条件下，用常规使用的螺纹设计提供足够的提升，这些螺纹设计用于当前买得到的与压装/旋下封帽合用的玻璃容器。
本发明克服这种先有技术封帽的问题和缺点，并提供一种具有胜过它们的明显优点的新型和改进型封帽。
发明概要依据本发明，提供一种新型和改进型封帽，用来压装扣合于一个带有圆柱形颈部的容器和从该容器上旋转取下，该颈部包括一组在其外表面上形成的竖直分开的螺纹。本发明的封帽包括一个从端板向下延伸的挠性的圆柱形裙部，该裙部设有一组整体形成的径向向内突出的分开的卡爪，这些卡爪绕圆柱形裙部内表面周向布置并在其上轴向分开以便当封帽以与容器密封的关系在容器上就位时与螺纹啮合。裙部和卡爪由可变形的塑料(最好是聚丙烯)组成并且被确定尺寸和配置成使封帽能靠直接的轴向压装动作扣合于容器而无需封帽的转动，以便实现封帽在容器上的想要的密封性。此一密封性是靠在诸卡爪之间实现的过盈配合实现的，这些卡爪与容器上的螺纹的最大外部尺寸直接接触。每个分开的卡爪有个轴向高度，致使当封帽处于在容器上的密封关系时卡爪将仅与单个螺纹接触。卡爪还具有一段周向长度，该长度与该轴向高度相结合使得至少某些卡爪能被至少部分地收纳于由在容器上的分开的螺纹形成的螺旋槽中，致使当旋转取下封帽时，收纳在这样一个槽中的一个卡爪的前缘将啮合于在一个邻接的螺纹的向上倾斜的表面，借此在此取下旋转期间对封帽提供一个向上的凸轮作用。
因而，本发明的一个目的在于，提供一种能靠直接的轴向压装作用扣合于容器的改进型封帽。
本发明的另一个目的在于，提供一种改进型压装/旋下封帽，该封帽不需要在裙部内部使用可固化的塑料螺纹成形积附物，同时该封帽在封帽被扣合于容器时为实现想要的密封性不需要在封帽与容器之间的任何专门的对位。
本发明的另一个目的在于，提供一种用来扣合于带有包括多头螺纹配置的颈部螺纹区的玻璃或塑料容器的压装/旋下式改进型封帽，该封帽能重复地压装或钩扣配合在容器上(不需要任何扭紧)但该封帽很容易靠扭转或旋转运动取下。
本发明的另一个目的在于，提供一种改进型压装/旋下封帽，该封帽能允许实现想要的排气或压力释放而对旋转取下所述封帽所需要的力没有不良影响。
从结合附图或同样零件带有相同标号地进行的以下详细描述中，本发明的这些和其他目的将是显而易见的，这些附图中
图1是一个卡爪帽或封帽的透视图，图示封帽的内侧裙部并且还表示它的处于其初生位置或向下延伸位置的防启带(防护带)；图2是依据本发明的一个卡爪帽或封帽的透视图，表示封帽的顶板的上表面而且防启带向内折叠，处于依据本发明对一个互补的容器覆盖的关系；图3是图1和图2中所示的封帽的主视图；图4是图1～图3中所示的封帽的俯视图；图5是主剖视图，图示初生时和把所述封帽扣合于容器之前图1～图4中所示的封帽；图6是图3中所示的封帽的沿线6-6截取的剖视图；图7是与图5类似的纵剖视图，但表示在把封帽扣合于容器的操作的初始阶段期间并在它在所述容器上完全到位之前的封帽；图8是与图7类似的视图，但表示在它已被完全扣压于容器并在容器中产生真空条件之后的封帽；图9是示意的螺纹展开图，表示在封帽的裙部上诸卡爪对容器颈部上各螺纹的方位；以及图10是与图5类似的局部剖视图，表示本发明的另一种实施例。
最佳实施例的详细描述参照诸附图，尤其是参照图1至图4，一种实施本发明的封帽被用总标号11表示。封帽11适用于各种用途，例如食品的热灌包装。如图所示，封帽11包括端板12、从它向下延伸的挠性裙部(围壁)13，与裙部13整体形成的防启指示带14以及垫片16。
在所示实施例中，端板12是由金属制成的，然而，也能采用表现出合适的隔氧性质或除氧性质的其他材料，例如赛纶或EVOH型材料、尼龙和其他热塑性和热固性树脂以及先有技术中公知的复合结构。如图2、图4和图6中清楚表示的那样，在所示实施例中，端板12在其径向最内部位包括一个向上突出的按钮17，该按钮依次径向向外延伸到一个向下和向外倾斜的法兰18，一个平面19，一个向上和向外倾斜的法兰21，一个环形平面22，一个向下和径向向外倾斜的法兰23，一个径向延伸的环形平面24，一个向下弯曲段26和一个径向和轴向向下延伸段27，该段在自由或切割边缘28处终结。如在先有技术中公知的那样，在封帽扣合于其上的容器中产生真空条件将造成该板和按钮17的向下轴向运动和压低，而真空的解除将使板和按钮返回图2中所示的它们的初生位置。
挠性塑料裙部13包括一个上部径向向内延伸的法兰29，该法兰覆盖端板12的外周并轴向向下延伸到侧壁31，依据本发明的一个重要方面，下文将更详细地描述，该侧壁的内周表面设有一组周向分开的与侧壁整体形成的卡爪(凸耳)。挠性裙部13进一步延伸到一个扩大的轴向向下延伸的圆柱形段33，该段的终结部34靠一组周向布置的可断裂的桥部36整体地连接于防启带14，如图3中清楚表示的那样。为了在对封帽已经扣合于其上的容器进行处理期间有助于水分的通过，可以设置一组排水孔35和清洗窗40。
在所示实施例中，挠性裙部13以露出——即没有任何覆盖塑料——端板12的中心部分的方式处于对端板12的包围和握持关系。裙部13由将会提供所需的必要挠性的任何塑料树脂适当地制成，以便封帽11能被轴向地扣合于容器37(图2)，致使由总标号32表示的向内突出的卡爪钩扣于容器上的一组用总标号38表示的竖直分开的螺纹。如图2中所示，螺纹38在容器37的颈部区39的外表面上形成并且处于彼此大体上平行的关系，以便界定一组由总标号41表示的螺旋槽。颈部区39在其上端处在一个瓶口42中终结，该瓶口界定容器中的一个开口43。用于裙部13的合适的可模塑树脂包括热塑性或热固性树脂，然而，乙烯和/或丙烯的均聚物、共聚物和三元共聚物一般是可取的，而丙烯最为可取。
在所示实施例中，垫片16是侧面密封型的并且最好是模塑成形。垫片16能由提供与容器瓶口想要的密封的任何回弹性或弹性体材料(即热塑性、热固定和塑料熔胶成分)制成。然而，在这方面，无氯乙烯的树脂或非聚氯乙烯材料是最好的。
如图7和图8中所示，防启指示带14在容器系留颈缘45以下的位置靠桥部36连接于裙部。在这方面，可以观察到，防启指示带14包括一个上部47，该上部在41处合页式连接于(铰接于)下带部48。在所示实施例中，下带部48的轴向长度大于上带部46的轴向长度。这样一来，当封帽被扣合于容器时，下带48的终结部51径向向内并轴向向上延伸，以便在圆周分布的桥部36的上方位置与系留颈缘45接合，借此提供易断裂的桥部的提高了的完整性。无论在该带的形成(即对它们机器折叠)期间还是在把封帽扣合于容器期间，桥部的不注意的裂断即使未能完全避免，也被减至最小。
参照图7、图8和图9，将会观察到，挠性裙部13和与它们整体地形成的卡爪(在图7和图8中特别示出卡爪32c)被这样确定尺寸，致使它们提供与其进入接触的相应螺纹(在图7和图8中示出螺纹38b和38c)的过盈配合。在把封帽11向容器37扣合期间对封帽11所施加的向下的轴向力，使挠性裙部13径向向外扩张，使卡爪向外扩张并跨在它们与其进入接触的螺纹上。借此在至少某些卡爪与螺纹之间，例如如图8和图9中针对卡爪32c和螺纹38c所示者，实现过盈配合。这造成在把封帽11扣合于容器37期间卡爪32c被轻微变形。此一过盈配合用来在直到形成真空为止把封帽系留在容器上。如图9中所示，同样的过盈配合由卡爪32a(与螺纹38b)、32e(与螺纹38d)和卡爪32g(与螺纹38e)提供。
因此，也是如图9中所示，卡爪32b、32d和32f分别至少部分地被接纳在螺纹槽41a、41b和41c中。这样一来，当封帽11被运动时，卡爪32b的端面或前缘32b′将啮合螺纹38c上的向上倾斜的表面38c′，借此在该取下旋转期间对封帽提供向上的凸轮作用。靠卡爪32d的端面或前缘面32d′与螺纹38d的向上倾斜表面38d′及前缘或端面32f′与螺纹38e的向上倾斜表面38e′的同样的合作，实现同样的凸轮作用。
将会意识到，本发明的容器上的螺纹和封帽上的卡爪的准确的数目将与这些封帽和容器的各自的尺寸有关。然而，一般来说，本发明仔细考虑至少为1∶1的卡爪对螺纹之比，大约为2∶1的卡爪对螺纹之比特别适合于具有名义51mm直径的封帽和容器。然而，大于2∶1的卡爪对螺纹之比能被合适地采用，而在某些应用场合，特别是涉及较小的直径和容器的那些场合，卡爪对螺纹之比可以小于1∶1。还应指出，各卡爪的轴向高度应是这样的，以便在给定的周向位置上它们将仅与一个螺纹接触，而这些卡爪的周向长度将是这样的，即至少某些该卡爪(例如图9中的卡爪32b、32d和32f)将至少部分地被接纳于各自的螺旋槽41a、41b和41c中，以便在封帽的旋转取下期间能实现前面所述的凸轮作用。
依据本发明，螺纹和分开的卡爪的尺寸确定将提供想要的排气压力释放，以便释放在储存期间所建立起来的压力，特别是在通过不利的情况，例如随着制品腐败或发酵出现的情况，而在容器中产生内压力的场合。例如，用51mm的封帽，该封帽包括12个在玻璃容器上向内突出的卡爪，其中螺纹深度约为0.30英寸而各卡爪大约向内突出0.030英寸，各卡爪具有大约0.125英寸的周向长度，具有大约0.030英寸的轴向高度，能很容易地实现10psig以下的排气压力。
本发明也能运用于例如图10中所画出的全塑料封帽。如图中所示，封帽53包括带有提供顶端和侧面密封的垫片55的整体(单件)模塑的帽壳54。然而，将会意识到，用于这些封帽中的密封件的准确类型能被修改以适应想要的特定最终使用场合。封帽53包括一种卡爪配置，用以与一组在与前面所述者类似的容器的颈部上的竖直分开的螺纹合作结合。
已经用两个实施例的情况描述了本发明。然而，对于本专业的技术人员将显而易见的是，可以进行从它们的修改和变动而不脱离本发明的精神和范围。因此，本发明将仅由所附权利要求书的范围来解释和限制。
权利要求
1.一种封帽，适于用来压装扣合于一个带有圆柱形颈部的容器和从该容器上旋转取下，该颈部包括一组竖直分开的螺纹，这些螺纹以彼此大体上平行的关系在该颈部的外表面上形成，以便在它们之间界定一组相应的螺旋槽，所述封帽包括一个适于覆盖由所述圆柱形颈部界定的容器口部的端板，一个从所述端板向下延伸的挠性圆柱形裙部，所述裙部具有一个圆柱形内表面，一组径向向内突出的分开的卡爪绕所述裙部圆柱形内表面周向布置并在其上轴向分开，以便当所述封帽以与其密封的关系在所述容器的颈部瓶口上就位时，与在所述容器的圆柱形颈部上的螺纹啮合，所述卡爪由一种可变形的塑料组成并且被这样确定尺寸，以便当所述封帽被扣合于所述容器时，将在至少一个所述卡爪——该卡爪与所述容器上一个螺纹的最大外部尺寸直接接触——与所述螺纹之间，由于所述至少一个卡爪的变形而提供过盈配合，所述分开的卡爪在任何给定的周向位置上有个轴向高度，致使它们将仅与一个所述螺纹接触，所述卡爪具有一段周向长度，该长度将使至少一个卡爪能被至少部分地收纳于所述螺旋槽之一中，致使当旋转取下所述封帽时，在所述至少一个收纳于槽中的卡爪上的前缘将啮合于一个邻接的螺纹上的向上倾斜的表面，借此在该取下旋转期间对所述封帽提供一种向上的凸轮作用，以及所述挠性裙部和卡爪被确定尺寸成使所述封帽能靠直接的轴向压装动作扣合于所述容器而无须封帽的转动，以便实现所述封帽在所述容器上的想要的密封性。
2.依据权利要求1中所述的封帽，其中所述端板和裙部是分别形成的。
3.依据权利要求2中所述的封帽，其中所述端板是由一种隔氧的材料形成的。
4.依据权利要求3中所述的封帽，其中所述隔氧的材料是金属。
5.依据权利要求1中所述的封帽，其中所述端板和裙部构成整体模塑的帽壳。
6.依据权利要求1中所述的封帽，其中所述裙部由一种从乙烯和丙烯的均聚物、共聚物和三元共聚物组成的组群中选出的可模塑树脂形成。
7.依据权利要求6中所述的封帽，其中所述裙部由聚丙烯形成。
8.依据权利要求1中所述的封帽，其中所有所述卡爪在所述裙部内表面上以基本上同一高度轴向分开。
9.依据权利要求1中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比至少为1∶1。
10.依据权利要求1中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比大约为2∶1。
11.依据权利要求1中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比大于2∶1。
12.依据权利要求1中所述的封帽，其中在所述容器上的螺纹和在所述圆柱形裙部的内表面上的所述分开的卡爪分别确定尺寸和定位，以便当所述封帽被以与容器密封的关系扣合于容器时，提供想要的排气压力释放。
13.依据权利要求1中所述的封帽，其中所述容器由玻璃形成。
14.依据权利要求1中所述的封帽，其中所述容器由塑料形成。
15.一种封帽，适于用来压装扣合于一个带有圆柱形颈部的玻璃容器和从该容器上旋转取下，该颈部包括一组竖直分开的螺纹，每个螺纹带有弧形外表面，所述螺纹在所述圆柱形颈部的外表面上形成并与之成整体，所述螺纹处于彼此大体上平行的关系并在它们之间界定一组相应的螺旋槽，所述封帽包括一个适于覆盖由所述圆柱形颈部界定的容器口部的端板，一个由可模塑的聚烯树脂形成的并从所述端板向下延伸的挠性裙部，所述裙部具有一个圆柱形内表面，一组径向向内突出的分开的卡爪与所述裙部整体地形成并绕所述裙部圆柱形内表面周向布置并在基本上同一高度上轴向分开，以便当所述封帽以与其密封的关系在所述容器的颈部瓶口上就位时，与在所述容器的圆柱形颈部上的螺纹啮合，所述整体卡爪被这样确定尺寸，以便当所述封帽被扣合于所述容器时，将在任何所述卡爪——该卡爪与由螺纹弧形表面的顶峰所界定的螺纹的最大外部尺寸直接接触——之间提供过盈配合，每个所述分开的卡爪在任何给定的周向位置上有个轴向高度，致使当所述封帽以与其密封的关系在所述容器上就位时，它将仅与一个所述螺纹接触，所述卡爪具有一段周向长度，该长度将使至少一个卡爪能被至少部分地收纳于所述螺旋槽中，致使当旋转取下所述封帽时，在所述收纳于槽中的卡爪上的前缘将啮合于一个邻接的螺纹上的向上倾斜的表面，借此在该取下旋转期间对所述封帽给予一种向上的凸轮作用，以及所述挠性裙部和卡爪被确定尺寸成使所述封帽能靠直接的轴向压装动作扣合于所述容器而无须封帽的转动，以便实现所述封帽在所述容器上的想要的密封性。
16.依据权利要求15中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比至少为1∶1。
17.依据权利要求15中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比大约为2∶1。
18.依据权利要求15中所述的封帽，其中卡爪对螺纹之比大于2∶1。
19.依据权利要求15中所述的封帽，其中所述端板和裙部是分别形成的。
20.依据权利要求19中所述的封帽，其中所述端板是由一种隔氧的材料形成的。
21.依据权利要求20中所述的封帽，其中所述端板是由金属形成的。
22.依据权利要求15中所述的封帽，其中所述端板和裙部构成整体模塑的帽壳。
23.依据权利要求15中所述的封帽，其中所述裙部和卡爪由聚丙烯形成。
24.依据权利要求22中所述的封帽，其中所述整体模塑帽壳由聚丙烯形成。
25.依据权利要求15中所述的封帽，其中所述螺纹和分开的卡爪分别确定尺寸和定位，以便当所述封帽被以与容器密封的关系扣合于容器时，提供想要的排气压力释放。
全文摘要
一种用于带有一个圆柱形颈部的容器的压装、旋下式封帽(11),该颈部包括一组竖直分开的螺纹,这些螺纹以彼此大体上平行的关系在该颈部的外表面上形成。一个挠性的圆柱形封帽裙部(13)包括一组径向向内突出的分开的可变形的卡爪(32),这些卡爪绕裙部圆柱形内表面周向布置并从它们轴向分开,以便与容器的圆柱形颈部上的螺纹啮合。卡爪被这样确定尺寸,以便在至少某些卡爪与至少某些螺纹之间提供过盈配合。当从容器取下时,旋转运动使至少某些卡爪啮合于螺纹上的向上倾斜的表面,借此对封帽提供向上的凸轮作用。
文档编号B65D51/14GK1203561SQ96198734
公开日1998年12月30日 申请日期1996年3月5日 优先权日1995年11月30日
发明者詹姆斯·泰伯, 本杰明·曼, 马克·彼得森 申请人:怀特凯普公司