專利名稱：帶一體模塑成型發(fā)泡密封層的塑料封口的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及塑料封口，具體地是涉及玻璃或塑料容器的封口。本發(fā)明的一個方面涉及一種一件頭的、注塑成形的汽水瓶的封口。本發(fā)明的第二方面涉及一種含有一層一體模塑成型發(fā)泡聚合物密封層的容器封口。本發(fā)明還有一方面涉及一種具有一層就地形成的發(fā)泡密封層的塑料容器封口。
塑料容器封口，具體的是帶螺紋瓶頸的汽水瓶的塑料封口是公知的，以前曾經(jīng)在例如美國專利4，310，101、4，326，693、4，394，918、4，461，391和4，476，987中公開過。這些封口典型地采用密封圓片與/或模塑成型凸緣跟瓶口接觸以減輕漏氣。單獨使用時，整體塑出的塑料凸緣未能提供所需密封性能。雖然密封圓片被證明是對減輕漏氣相當有效，但卻是分開制造并裝入模塑成型瓶蓋里，從而增加了產(chǎn)生一個滿意的封口所需的時間與費用。因此要求有一種具有滿意密封性能的、一體模塑成型的塑料瓶蓋。
在生產(chǎn)內(nèi)盛物需隔熱的容器所用的塑料封口時也碰到問題。這種容器經(jīng)常采用通過摩擦配合跟容器的瓶口、邊緣或壁進行密封接合的塑料封口。這種摩擦配合典型地通過模塑成型螺紋、帶拔梢表面或分開制造的壓縮密封墊來實現(xiàn)。為了降低通過這種塑料封口本體的熱傳導，在很多情況下，制造商模塑成型含有一個其內(nèi)隨后可注入另一種發(fā)泡隔熱材料的腔穴的封口。因此就需要一個一體模塑成型的并含有一個由非發(fā)泡的朝外表面層包著的發(fā)泡聚合物隔熱芯子的塑料封口。
在美國專利3，721，197中，通過注射一種樹脂材料與一種發(fā)泡劑的熔融混合物進入一個模腔、將該注射出來的混合物冷卻使混合物在模腔中部份固化、然后通過擴大模腔降低腔內(nèi)壓力讓一部份注射出來的混合物就地發(fā)泡而形成一種供彈殼使用那種一件頭塑料填裝結構(wadstructure)。
本發(fā)明提供一種改進的聚合物容器封口，它含有一層一體模塑成型的發(fā)泡聚合物密封層。本發(fā)明的一個實施例提供一種適用于跟一個玻璃或塑料瓶的螺紋瓶頸成密封接合的塑料瓶蓋。根據(jù)本發(fā)明的另一個實施例，作為主題的瓶蓋帶螺紋并且還含有一扭斷環(huán)(pilferring)用來鑒定瓶蓋是否在消費者飲用前有人打開過。
本發(fā)明的最佳實施例提供一種模塑成型熱塑性塑料瓶蓋，它含有一個發(fā)泡圓片或圓環(huán)一體地模塑成型在兩層同一聚合物的高密度層之間。發(fā)泡聚合物層用來提供在瓶蓋的朝下的內(nèi)表面與瓶頸的朝上的緣面之間的密封接合。
本發(fā)明的另一個實施例提供一種一體模塑成型塑料容器封口，它含有一個被非發(fā)泡的同樣聚合物的外壁包住的發(fā)泡聚合物的內(nèi)層。這種類型的模塑成型封口提供極好的隔熱性能，并且能夠比常規(guī)隔熱封口更簡單更經(jīng)濟地生產(chǎn)出來。
本發(fā)明的塑料封口的一個最佳實施例將結合以下附圖進一步進行描述與說明，其中

圖1是本發(fā)明的瓶蓋裝到瓶頸上的、部份剖切開的前視圖;
圖2是沿圖1的2-2線剖切的仰視剖面圖;
圖3是一個細部圖，放大比例地描繪圖1中剖面的一個部份以更好地說明本發(fā)明的發(fā)泡聚合物層與在瓶蓋與瓶蓋裝在其上的瓶子的上伸瓶頸之間的接觸線。
在所有圖中同樣部份用同樣數(shù)字表示。
參看圖1，瓶蓋10描繪成跟瓶頸12螺紋接合。為便于說明，瓶子其余部份斷開。同樣道理，在圖1左半部，瓶蓋10與瓶頸12的一部份剖開以描繪一個部份剖示圖。本發(fā)明的瓶蓋成功地使用在玻璃瓶或塑料瓶上。
瓶蓋10最好包含圓形端壁14與沿圓周伸展的側壁16。根據(jù)本發(fā)明，端壁14最好還包含發(fā)泡聚合物層14b夾在兩層密度較大的同樣聚合物的層14a、14c之?。?4a是端壁14的主結構層并最好跟側壁16模塑成型在一起以提供一個能抗御在密封汽水容器時經(jīng)受到的壓力的、緊固的、連續(xù)一體的封口。
側壁16的內(nèi)向表面最好還含有跟瓶頸12的螺紋20嚙合的模塑成型螺紋18。多條在圓周上隔開設置的肋條22可選擇地設置在側壁16的外向表面上以有助于消費者抓緊瓶蓋10，但本行人在讀到本文時會理解到滾花或其他表面紋理同樣地可以為此目的模塑成型在側壁16的外向表面上。
根據(jù)本發(fā)明的一個最佳實施例，瓶蓋10還含有跟瓶頸12的臺肩26嚙合的扭斷環(huán)24。扭斷環(huán)24最好跟瓶蓋10的端壁14與側壁16一起模塑成型，并通過多個比較窄的、沿圓周方向分隔開設置的、當側壁被旋動以將瓶蓋10擰離瓶頸12時會由于拉力而斷開的熱塑性塑料跨接片28連接到側壁16的下部。當然應當理解，扭斷環(huán)的構形對本發(fā)明并不是關鍵性的，多種扭斷環(huán)結構在使用中與/或在先有技術中描述過。
再回到端壁14，發(fā)泡聚合物層14b最好設置在厚度跟側壁16差不多的非發(fā)泡層14a與由一層比較薄的非發(fā)泡聚合物構成的層14c之間。根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，非發(fā)泡聚合物層14a的厚度約為非發(fā)泡聚合物層14c的兩倍，而發(fā)泡聚合物層14b的厚度約為非發(fā)泡聚合物層14a的兩倍。端壁14的總厚最好達到約0.185英寸(0.47cm)，對用聚丙烯制造的汽水瓶封口而言，其厚度約為0.125英寸(0.32cm)最合適。但是應當理解到端壁14以及其組成層14a、14b、14c的厚度可以按所用的聚合物樹脂、容器的大小與幾何形狀以及使用中封口須承受的壓力而改變。層14a、14b、14c的結構以及它們在作為主題的封口中結合的方式將結合各層的制造方法進一步描述與說明。
瓶蓋10最好含有一個可模塑成型的熱塑性樹脂的主要部份。雖然對一個特定用途的優(yōu)選樹脂可以改變，用來制造本發(fā)明的瓶蓋的良好樹脂可以從例如烯烴類、苯乙烯類、聚酯類、聚碳酸酯或其他合適的工程用樹脂中選擇。這些與其他的樹脂可以作為均聚物來采用或可以按在本發(fā)明范圍內(nèi)的具體應用的需要跟其他成分共聚或混合。本行人熟悉的對模塑用的熱塑性塑料配方適用的各種添加劑不言而喻地可以用在采用來制造本主題的容器封口的配方中。
供可樂汽水使用的瓶蓋的最佳樹脂是一種聚丙烯與EDPM橡膠的共聚物。市場上有一種蜆殼石油公司的優(yōu)良共聚物產(chǎn)品，商品名為WRS7237。加入小量橡膠改善了樹脂的從而改善了瓶蓋成品的低溫沖擊性能。
為了制造本發(fā)明的最佳瓶蓋，該熱塑性樹脂最好跟一些小量的有效份量的核化劑、抗氧劑與其他用在發(fā)泡熱塑性塑料配方中的熟悉的添加劑混合，然后喂入一個常規(guī)注塑機的擠出段內(nèi)。發(fā)泡劑最好在高壓下噴入擠出段內(nèi)的經(jīng)塑煉的樹脂，此后該混合物保持在足夠的壓力下出料到一個模腔中以防止樹脂圍繞著核化劑部位發(fā)泡。用來制造本主題的封口的發(fā)泡劑可以選自例如氮、二氧化碳與其他商用氟碳化合物。
成型模具最好這樣來設計，當成型模最初合起來時，模腔內(nèi)的空間大致對應于瓶蓋10的端壁14的層14a與14c、側壁16、扭斷環(huán)24與跨接片28的形狀。用含有形成瓶蓋10內(nèi)面壁的陽模部份與形成瓶蓋10外面壁的陰模部份的成型模具就可以便利地實現(xiàn)這個目的。成型模具的陽模部份最好還可以通過一個可抽出的嵌件在模塑過程中將形成端壁14的模腔的體積稍為擴大一些。嵌件在經(jīng)塑煉的樹脂在模腔內(nèi)開始冷卻時抽出，從而將對應于瓶蓋10的端壁14的那部份模腔內(nèi)的壓力降低到足以讓發(fā)泡劑膨脹。當嵌件抽出時，貼著抽出表面的較冷的樹脂界面層隨之而動，形成端壁14的層14c。在界面層后面，發(fā)泡劑促使熱塑性樹脂膨脹，進入壓力降低了的區(qū)域，從而圍繞著核化劑部位形成單個的發(fā)泡聚合物的泡孔，這些泡孔在完全冷卻后形成端壁14的層14b。層14a、14b、14c的相對厚度因此將按聚合物的成份、在嵌件抽出前與后模型內(nèi)的壓力、在嵌件抽出前與抽出過程中冷卻的程度與嵌件抽出的距離而改變。
如果可抽出的嵌件的表面跟瓶蓋10的層14c的內(nèi)向表面共同伸展，由樹脂膨脹進入壓力降低了的區(qū)域而形成的層14b將產(chǎn)生一個跨越著瓶蓋10內(nèi)圓周的連續(xù)的發(fā)泡聚合物層。另一方面，如果可抽出的嵌件的表面是一個圓環(huán)，層14將含有沿圓周伸展的環(huán)形“炸面圈”式的發(fā)泡聚合物將層14a與14c分隔開，在瓶蓋10的端壁14的中央部份除外。
參看圖1與3，可以看到，當瓶蓋10緊裝到瓶頸12上時，瓶頸12的頂緣30加力到層14c鄰接著頂緣的表面上。這力引起在跟頂緣30接觸牟 4c的那部份后面的發(fā)泡聚合物泡孔壓縮，從圖1與3中的鄰接著頂緣30的層14c的向上偏移就得到證實。這效果提供一個所需的瓶蓋10與瓶頸12之間的嚴密的密封。
如有需要，可通過在模具對應著層14c內(nèi)向表面的面上設置相應地成形的凹槽，在端壁14的層14c上如圖1與2所示那樣形成可選擇地設置的肋32。圖2所示的從層14c中心附近徑向外伸的這些肋條將有助于進一步加強端壁14。
為了避免聚合物在側壁16(包括螺紋18)、扭斷環(huán)16或跨接片28內(nèi)有任何明顯的發(fā)泡，從聚合物一開始注射入模腔內(nèi)開始，直至冷卻到足以保持瓶蓋10各部份在脫模后尺寸穩(wěn)定為止這段時間內(nèi)，要特別注意注塑模的陰陽半部的所有表面，除了可抽出的嵌件外，都要保持鎖定在固定的相互位置上。
這里所公開的容器封口，跟其他整體模塑成型的聚合物封口比，顯示非常理想的強度對重量的比率與低的容積密度。隨所用的聚合物的配方、封口的幾何形狀、成型的裝置與過程而定，可以生產(chǎn)出將氣態(tài)或液態(tài)流體滿意地封閉在一個容器內(nèi)的封口。
本行人在閱讀了本文后對本主題的瓶蓋的其他優(yōu)點以及各種變化與改進將會很清楚，所有這些變化與改進都納入所附權利要求的范圍內(nèi)。
權利要求
1.一種模塑成型聚合物容器封口，其特征在于含有至少一個非發(fā)泡聚合物層跟至少一個同一聚合物的發(fā)泡層。
2.按權利要求1的容器封口，其特征在于所述發(fā)泡聚合物層配置在所述非發(fā)泡聚合物層與同一聚合物的第二個非發(fā)泡層之間。
3.按權利要求1的容器封口，其特征在于所述聚合物的主要部份從烯烴類、苯乙烯類、聚酯與聚碳酸酯中選出。
4.按權利要求3的容器封口，其特征在于所述聚合物是一個聚合物配方的一部份，還包含一種發(fā)泡劑和一種核化劑。
5.按權利要求3的容器封口，其特征在于所述聚合物含有一個主要部份聚丙烯和一個次要部份EDPM橡膠。
6.按權利要求1的容器封口，其特征在于所述封口還含有至少一個模塑成型螺紋用以將該封口裝在所述容器上。
7.按權利要求1的容器封口，其特征在于所述封口含有一個在所有邊上被一個一體模塑成型的、同一聚合物的基本上是非發(fā)泡層包住的發(fā)泡聚合物層。
8.一種用熱塑性樹脂模塑成型的瓶蓋，其特征在于所述塑蓋含有一個在將該瓶蓋裝到一個瓶子上時用來提供密封接合的密封層，該密封層用跟該瓶蓋其余部份同樣的、只是密度較低的熱塑性樹脂一體地模塑成型。
9.按權利要求8的瓶蓋，其特征在于所述熱塑性樹脂含有至少一種選自烯烴類、苯乙烯類、聚酯與聚碳酸酯之中的聚合物。
10.按權利要求9的瓶蓋，其特征在于所述熱塑性樹脂還含有小量的橡膠。
11.按權利要求10的瓶蓋，其特征在于所述熱塑性樹脂含有聚丙烯與EDPM橡膠的共聚物。
12.按權利要求8的瓶蓋，其特征在于還含有一個扭斷環(huán)。
13.在一個模塑成型聚銜鍶萜鞣飪謚?，其特征灾冊嵞进包括一个一体模似H尚偷摹⑵淙莼芏缺人齜飪諂溆嗖糠蕕偷姆⑴菥酆銜鋝?，该发潘W憔哂兇愎壞牡砸蘊峁┰詬梅飪謨敫梅飪謐霸諂瀋系娜萜髦淶拿芊飩雍稀
14.按權利要求13的容器封口，其特征在于所述發(fā)泡聚合物層含有一種選自烯烴類、苯乙烯類、聚酯與聚碳酸酯中的熱塑性樹脂。
15.按權利要求13的容器封口，其特征在于所述發(fā)泡聚合物層還含有小量的橡膠。
16.按權利要求13的容器封口，其特征在于所述熱塑性樹脂含有一個主要部份聚丙烯。
17.一種適用于跟一個瓶頸密封接合的熱塑性塑料封口，其特征在于所述封口含有一個通常是圓形的、其直徑大于所述瓶頸外徑的端壁，所述端壁含有一個用來跟該瓶頸端部接觸的內(nèi)向表面，有一個一體地模塑成型在該端壁上的側壁，所述側壁還環(huán)繞著該瓶頸周向伸展，有一體地模塑成型在該側壁上并用來跟該瓶頸外面的螺紋嚙合的螺紋，有一個一體地模塑成型的、在該端壁內(nèi)就地形成的、彈性的發(fā)泡熱塑性樹脂層，所述彈性層用來在該封口跟該瓶頸螺紋嚙合時提供一個在該端壁與該瓶頸端部之間的流體密的密封。
18.按權利要求17的封口，其特征在于所述彈性層是環(huán)狀的并至少跟所述瓶頸共同伸展。
全文摘要
一種模塑成型聚合物容器封口含有至少一個基本上是非發(fā)泡的聚合物層和一個一體模型成型的同一聚合物的發(fā)泡層。
文檔編號B60G11/12GK1037867SQ8910429
公開日1989年12月13日 申請日期1989年5月15日 優(yōu)先權日1988年5月16日
發(fā)明者格蘭維爾·J·漢 申請人:佩米恩研究公司