專利名稱：帶瓶帽的塑料飲料瓶的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有權(quán)利要求1的前序部分之特征的塑料飲料瓶，其具有容器頸、附加在所述塑料飲料瓶上的瓶蓋以及鋁質(zhì)瓶帽，在所述鋁質(zhì)瓶帽中裝有固體、粉末或液體形式的有待于釋放到所述瓶內(nèi)的活性組分。
背景技術(shù)：
如下這種鋁質(zhì)瓶帽已經(jīng)公知很多年，其中，活性組分通過在加入基質(zhì)之前可先儲存的方式而保存在該鋁質(zhì)瓶帽內(nèi)。公知的例子之一是保存在瓶帽內(nèi)的咖啡，剛煮沸的水可以通過該瓶帽而注入。
由于維生素在熱和光的作用下容易破壞，因此具有高維生素含量的飲料只能以很有限的方式進行儲存。相應(yīng)地，這種飲料需要以冷卻方式儲存和運輸，這將導(dǎo)致售價提高。而且，以非透明或不透明的瓶子進行充裝還會導(dǎo)致成本增加，并降低它們的美學(xué)外觀。為了彌補這一點，需要完全印好的遮蓋物。
從WO00/27717中可得知具有權(quán)利要求1的前序部分之特征的技術(shù)方案。在該方案中，瓶頸上設(shè)置有上端具有凸起部的瓶帽，并且在該瓶帽上以夾緊方式固定有瓶蓋。所述瓶蓋設(shè)計為使得瓶帽可以通過施加在瓶帽上的柔性遮蓋紙表面上的壓力而破損，從而可使內(nèi)容物釋放入容器中。
從WP 98/40289中已知一種類似設(shè)計的技術(shù)方案。不過，在該方案中，瓶帽容納在瓶蓋自身中。該瓶蓋具有可將瓶帽穿透而打開的機構(gòu)。在邏輯上，這需要將瓶帽在進行充裝工作之前先塞進并保持在瓶蓋中。由于衛(wèi)生和物流的原因，可能難以在實際中實現(xiàn)這種操作。
同時在WO/40289中，采用的方法是在倒空瓶帽后移除瓶蓋，再移除瓶帽；在根據(jù)WO 01/36289的技術(shù)方案中，提出提供一種具有瓶蓋的容器，包括有呈噴管并可以替換的穿透裝置，其同時起穿透裝置作用及閥的作用。
最后，從GB-A-2’364’699中公知一種具有瓶帽的瓶蓋，其中，該瓶帽保持在瓶蓋中，并且在觀察板的中間插入物中以密封方式保持在容器頸上。
現(xiàn)在已經(jīng)公知在所有充裝工作中高速是非常重要的。因此，難以想象在充裝之后再將瓶帽設(shè)置在瓶頸上，然后再將瓶蓋旋上。實際上，在這個期間，傳輸通道上仍然進行著傳輸，因此在將瓶蓋按壓到瓶子并旋到瓶帽上之前，設(shè)置不牢固的瓶帽將掉落。在充裝時許多飲料都會產(chǎn)生二次起泡，這也容易導(dǎo)致瓶帽從瓶頸上掉落。
瓶帽的制造是以極高的尺寸精度完成的。瓶頸的設(shè)計也是如此。然而，這樣瓶蓋更容易產(chǎn)生問題。因此，將瓶帽裝配于瓶蓋中會產(chǎn)生問題，必需附加的密封裝置，例如軟橡膠封口的插入物等。這將導(dǎo)致原料成本增加以及額外的裝配步驟，后者也會導(dǎo)致相應(yīng)的成本提高。

發(fā)明內(nèi)容
在沒有解決先前提到的問題的情況下，就不可能考慮將產(chǎn)品成功地引入市場。因此，本發(fā)明的目標是設(shè)計一種瓶子和鋁質(zhì)瓶帽，以在使用根據(jù)本發(fā)明的方法的應(yīng)用中，可以在不損失質(zhì)量或數(shù)量的情況下在現(xiàn)有的充裝設(shè)備中完成充裝。
這些和其它目標將通過權(quán)利要求1中限定的塑料飲料瓶來實現(xiàn)。
將瓶帽直接焊接在瓶頸上具有許多其它優(yōu)點。通過焊接可以解決在其它情況下所產(chǎn)生的密封問題。以往焊接僅應(yīng)用于有氧化危險的產(chǎn)品，例如調(diào)味番茄醬和含油物質(zhì)，在這里將提供改進的密封，不僅能提高產(chǎn)品的儲存能力，還能摒棄在其它情況下所需要的瓶帽與瓶蓋以及瓶帽與瓶子之間的多余的密封。
可將精確配合設(shè)計的瓶帽附加到瓶頸上，從而不會出現(xiàn)由于二次起泡飲料引起的泄漏。
配合精度也可以用于焊接頭的容置部中的夾緊安裝，通過這種方式可以確保焊接模具的緊密連接。在焊接完成之后，將瓶帽從所述夾緊安裝中拔出。如果有異常狀況，如焊接不充分，則瓶帽保持所述夾緊安裝，這樣將沒有焊好的瓶子挑出。


附圖中示出了目前較有代表性的本發(fā)明的兩個變形，并通過隨后的說明對這兩個變形進行解釋。在附圖中圖1A-圖1D示出了在四個不同裝配步驟中的瓶頸和瓶帽，其中該瓶帽的凸起部突伸進入瓶頸。
圖2A-圖2D示出了在四個裝配步驟中的瓶頸和瓶帽，其中瓶帽的凸起部從瓶頸向上突出。
圖3A-圖3B以放大比例單獨示出了瓶帽，其中圖3A為該瓶帽的側(cè)視局部剖視圖，圖3B為凸起面的俯視圖。
圖4以斜截面形式示出了瓶帽的另一可選形式。
具體實施例方式
在圖1A-圖1D以及圖2A-圖2D中使用附圖標記1來表示瓶頸。更普遍地，該瓶頸1也稱為容器頸1。由于對于本發(fā)明而言，瓶體或容器體并不重要，可以任意方式進行設(shè)計，因此沒有示出容器或瓶子的整體。
瓶蓋的設(shè)計也關(guān)系不大，因此也未圖示。因此，瓶蓋可以是旋蓋或鉸接蓋，并且實際上，瓶頸或容器頸1與瓶蓋之間的連接可以包括所有公知的連接形式，例如螺紋、凸緣扣合(knock-on bead)或銷釘鎖合(spike closure)。原則上，如果不將所述連接限制為螺紋連接，則容器頸1的截面可以為任何形狀。
瓶帽與容器頸在形狀上的精確配合很重要。由于在任何情況下都期望制造出來的瓶帽的差別盡可能少，因此優(yōu)選只使用常規(guī)的少數(shù)幾個標準的飲料瓶，在這里優(yōu)選為容器頸直徑大于20mm的公知廣口瓶。在附圖中示出了這樣一種標準的瓶頸，其具有外螺紋2和下止動環(huán)3；在瓶子的預(yù)成型制造過程中，該瓶頸需要安裝在吹瓶機上。通過注射成型制造出的瓶頸的形狀極為精確，并且在吹制過程中不會發(fā)生變化。因此，這種瓶頸的尺寸在非常高的精度范圍內(nèi)。
在此所關(guān)心的變量有瓶頸的外徑da、瓶頸的內(nèi)徑di以及瓶頸的壁厚w，壁厚w可由1/2(da-di)得到。
瓶頸的端面4也必須以精確的方式形成。在此，瓶頸端面4的平整度很重要。瓶頸端面4的任何不平整會導(dǎo)致焊接的惡化，這一點將在下面描述。
參考圖3A和圖3B，現(xiàn)將說明瓶帽的設(shè)計。瓶帽整體上由附圖標記100表示。瓶帽100由兩層膜組成，其中一層膜形成平面10，而另一層膜則形成具有中央凸起部的面11。這兩個面10和11在外圍邊緣12的區(qū)域內(nèi)彼此連接。這些膜往往是涂布鋁的膜，其中所述焊接實際上是指涂層的焊接連接，而鋁和鋁的焊接可以在相當?shù)偷臏囟认逻M行。
瓶帽的外徑與邊緣的直徑相對應(yīng)，大小為2rr。上平行表面即所謂的中央凸起部13的直徑以及該凸起部13的高度并不重要。從凸起部到邊緣12延伸有圓錐形的傾斜壁14。該傾斜壁的傾斜相對陡峭，并優(yōu)選為與邊緣12的水平面呈大約85°到60°的角度向上傾斜。這種傾斜可以使瓶帽自動放置在容器頸上的操作變得簡單而不需要擠壓。
邊緣12的寬度b相對精確地與容器頸1的端壁表面的尺寸w相對應(yīng)。因此，邊緣12的內(nèi)徑re與容器頸的內(nèi)徑di相對應(yīng)。這兩個尺寸彼此匹配，以使瓶帽100以精確的配合方式容納在容器頸1中。這就意味著，當將瓶帽100的凸起部朝向容器頸的內(nèi)側(cè)放置時，瓶帽100可在自身重量的作用下以對中的方式落入容器頸內(nèi)，如圖1B所示。只有在壓力D的作用下瓶帽才能到達最終位置，這樣瓶帽以夾緊的方式容納在容器頸1中，而瓶帽的邊緣12則位于容器頸端面4之上，如圖1C所示。在這個位置上，可以避免充裝的飲料二次起泡(post-foaming)，并且瓶帽也不可能漂浮脫落(floating-off)。這也允許將容器從充裝位置進一步運輸，并如圖1D中象征性所示，在較遠位置上進行焊接。
這種設(shè)置不適用傳統(tǒng)的瓶帽在瓶子上的設(shè)置。具體地，如果瓶帽設(shè)計為局部隆起，則由于在這里僅有平面10可以被穿透，因此這種設(shè)置是不可能實現(xiàn)的。從而，對于本文所選擇的鋁質(zhì)瓶帽100，建議在表面10和11上分別設(shè)置破裂線15和16(比較圖3)。所述破裂線是在膜的成形中通過壓制形成的呈溝道形式的薄的區(qū)域，這樣對應(yīng)地使穿透更為簡單。破裂線15和16設(shè)計為至少具有四分之三圓周的環(huán)形線，從而保持折起區(qū)域17保持不被削弱。
由于瓶帽100保持在容器頸1上，因此在平面10一側(cè)和具有中央凸起部13一側(cè)上設(shè)置環(huán)形破裂線15和16是有利的。可以選擇兩個破裂線的直徑，使接近容器內(nèi)部的直徑較大。
先前描述的技術(shù)方案是最優(yōu)選的一個方案。不過，在特定條件下，特別是在容器直徑相對較小的情況下，必須選擇如圖2A到圖2D所示的變體。
在如圖1A到圖1D所示的技術(shù)方案中有關(guān)容器頸的在先說明也同樣適用于如圖2A到圖2D的實施例。保留其附圖標記。在這里，瓶帽的中央凸起部13從容器頸1向上突出。因此本方法與先前描述的技術(shù)方案相比是不同的?，F(xiàn)在，瓶帽100與容器頸1之間不再需要配合精度，而在焊接頭20與瓶帽100之間則需要配合精度。焊接頭具有容置空間21，在該容置空間21中，前述瓶帽100以精確的配合方式容納在容器頸1中。如果瓶帽不能保持在容置空間21中，則瓶帽尺寸不夠精確從而將脫落。這就形成自動尺寸控制。圖2B中示出了這種情形。
根據(jù)圖示，繞容置空間21的外周具有作為加熱印模(heating stamp)22的電加熱環(huán)狀壁2。該加熱印模優(yōu)選以彈性方式安裝，其中首先在擠壓狀態(tài)下形成電接觸。這可以通過將焊接頭20壓在容器頸上直到該環(huán)狀壁擠壓在容器頸端面4上來實現(xiàn)，然后，加熱印模22壓在瓶帽的邊緣12上并進行焊接。
在將焊接頭10提起時，瓶帽100從以夾緊方式保持的容置空間21中拉出來。此時，在瓶頸與瓶帽之間的焊接連接上產(chǎn)生拉力。如果焊接恰當，則瓶帽保持在瓶頸上(圖2D)，而不恰當?shù)暮附觿t不能承受這種拉力，從而將扯掉瓶帽。這形成進一步的控制。
所述的第一個技術(shù)方案不需要機器裝置做太多工作。盡管如此，不需要做太多工作就能實現(xiàn)第二變形的充裝裝置也可以存在。不過第二變形很難適用于“二次起泡”飲料。
由于基質(zhì)、活性組分或其它待加入的添加物的添加量可能大不相同，因此也建議如下一種技術(shù)方案，即在兩個表面10’和11’均分別設(shè)置適當?shù)耐蛊鸩?3’和13”。原則上，這兩個凸起部13’和13”的高度可能相同。但更優(yōu)選為將它們的高度設(shè)計為不相同。瓶蓋下面的剩余空間可根據(jù)待設(shè)置的瓶蓋的設(shè)計，允許較大或較小的凸起部。通過使用這些瓶帽，可如先前描述地，始終以對中的方式將瓶帽擠壓并焊接在瓶頸上。在這里，同樣必須觀測先前描述的尺寸情況。
附圖標記列表1 容器頸或瓶頸2 螺紋3 止動環(huán)4 容器頸端面da瓶頸的外徑di瓶頸的內(nèi)徑w 瓶頸壁厚100 瓶帽10 平面11 具有中央凸起部的表面12 邊緣13 凸起部14 傾斜壁15 破裂線16 破裂線17 上彎曲區(qū)域20 焊接頭21 圓錐形容置空間22 加熱印模
權(quán)利要求
1.一種塑料飲料瓶，其具有容器頸、連接在所述飲料瓶上的瓶蓋以及鋁質(zhì)瓶帽，在所述鋁質(zhì)瓶帽中裝有固體、粉末或液體形式的待釋放到所述瓶內(nèi)內(nèi)容物中的活性組分，其中所述鋁質(zhì)瓶帽設(shè)置在所述容器頸上，并且所述瓶帽包括至少一個具有中央凸起部的面，所述中央凸起部成圓錐形地朝外圍邊緣向下拉伸，其特征在于，所述瓶帽的外圍邊緣的外徑與所述容器頸的外徑相對應(yīng)，同時所述外圍邊緣的內(nèi)徑與所述容器頸的內(nèi)徑以精確的配合方式相對應(yīng)，并且所述外圍邊緣焊接到所述容器的邊緣。
2.如權(quán)利要求1所述的塑料飲料瓶，其特征在于，所述瓶帽在焊接狀態(tài)下位于所述瓶子內(nèi)側(cè)的表面設(shè)置有破裂線，所述破裂線為至少四分之三圓周的環(huán)形線，其中，保留有未削弱的折起區(qū)域。
3.如權(quán)利要求1所述的塑料飲料瓶，其特征在于，所述瓶帽焊接成使得所述至少一個中央凸起部突伸入所述容器頸中。
4.如權(quán)利要求1所述的塑料飲料瓶，其特征在于，所述瓶帽的一側(cè)面包括平面，并且所述瓶帽焊接成使得所述瓶帽的該平面朝向瓶子的內(nèi)側(cè)。
5.如權(quán)利要求1所述的塑料飲料瓶，其特征在于，所述瓶帽的兩面均包括相對于所述外圍邊緣所在平面而凸起的凸起部。
6.如權(quán)利要求5所述的塑料飲料瓶，其特征在于，所述兩個凸起部以不同的高度從所述外圍邊緣所在平面突起。
7.一種使用具有如權(quán)利要求1所述特征的瓶帽封閉塑料飲料瓶的方法，其特征在于，以所述至少一個凸起部朝向所述容器頸的內(nèi)側(cè)的方式將瓶帽設(shè)置在所述充裝的瓶子上，其中所述瓶帽在重力的作用下在所述容器頸上自動對中，然后通過環(huán)形焊接壓?；虺暡ê附宇^焊接所述瓶帽。
8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，采用夾緊的方式將所述對中的瓶帽擠壓到所述容器頸中，直到所述瓶帽的邊緣位于所述容器頸上，從而在下個位置上進行焊接。
9.一種使用具有如權(quán)利要求1和4所述特征的瓶帽封閉塑料飲料瓶的方法，其特征在于，通過焊接頭將所述瓶帽設(shè)置在具有所述平面的所述容器頸上，其中所述焊接頭設(shè)置在所述容器頸上，并且所述焊接頭具有錐形的容置部，首先將所述瓶帽與所述容器頸對中對齊，然后在增加壓力的同時進行所述焊接。
10.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述鋁質(zhì)瓶帽通過緊密配合以夾緊方式容置于所述焊接頭中，并且在所述焊接完成之后將所述瓶帽從所述圓錐形容置部中拔出，同時實現(xiàn)焊接的控制。
全文摘要
根據(jù)本發(fā)明，具有可以釋放入容器中之內(nèi)容物的瓶帽(100)相對于容器頸以密封方式保持并密封，這樣瓶帽(100)以膜片形式焊接到容器頸。瓶帽(100)的尺寸具體實施為例如通過瓶帽(100)的圓錐形部分緊密地保持在容器頸(1)中，或以精確的配合將瓶帽(100)的圓錐形部分保持在焊接頭(20)的圓錐形室(21)中。瓶帽(100)的邊緣(12)焊接到容器前壁(4)。
文檔編號B29C65/18GK1829639SQ200480021543
公開日2006年9月6日 申請日期2004年7月13日 優(yōu)先權(quán)日2003年7月30日
發(fā)明者羅爾夫·米勒曼 申請人:Rm股份有限公司