專利名稱：形成復(fù)合材料封閉件的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及復(fù)合塑料封閉件的制造，封閉件包括外部封閉蓋帽以及內(nèi)部密封襯墊，并且尤其涉及形成復(fù)合材料封閉件的方法，包括外部封閉蓋帽內(nèi)的密封襯墊的壓縮模塑，包括控制熔化塑料襯墊形成材料在由外部封閉蓋帽限定的環(huán)狀凹陷內(nèi)圓周向流動，以及在襯墊形成期間便于空氣從封閉蓋帽內(nèi)排出。
背景技術(shù)：
由適合的聚合物材料形成的復(fù)合塑料封閉件已經(jīng)滿足了市場中的廣泛接受度，這些類型的封閉件通常包括外部封閉蓋帽或殼體，通常由聚丙烯或其它聚合物材料形成，其中有相互密封襯墊，通常由乙烯-醋酸乙烯共聚物(EVA)或其它適合材料形成。通過壓縮模塑工藝形成這些類型的封閉件已經(jīng)證明商業(yè)上特別可行，允許能高度有效地形成非常 良好密封性能(比如在碳酸飲料等上)的復(fù)合材料封閉件。通過參考結(jié)合于此的美國專利No. 4, 497, 765公開了用于壓縮模塑這種復(fù)合材料封閉件的技術(shù)，包括壓縮模塑外部封閉蓋帽，以及壓縮模塑外部封閉蓋帽內(nèi)的密封襯墊。形成這種封閉件的壓縮模塑工藝通常引起預(yù)定量的熔化聚合物材料引入壓縮模具中以形成封閉蓋帽，或引入外部封閉蓋帽自身中以形成襯墊。對于密封襯墊的壓縮模塑，一些熔化的襯墊形成塑料材料(通常呈丸形)被引入外部封閉蓋帽，通常在外部蓋帽處于倒轉(zhuǎn)位置時，并且熔化塑料材料的丸定位于外部封閉蓋帽的頂壁部分的內(nèi)側(cè)表面上。為了便于以期望構(gòu)造形成密封襯墊從而形成所謂的頂部/側(cè)面密封，包括向內(nèi)面對的密封表面，外側(cè)封閉蓋帽形成有具有環(huán)狀密封唇緣的環(huán)狀裙緣部，其定位為與封閉蓋帽的頂壁部為緊密地間隔開的關(guān)系，并且與之限定環(huán)狀凹陷。在襯墊形成期間，襯墊形成工具組件插入外部封閉蓋帽，并且該組件的外部套筒前進(jìn)以接合外部封閉蓋帽的環(huán)狀密封唇緣。此后，工具組件的內(nèi)部柱塞相對于外部套筒前進(jìn)以壓縮模塑熔化塑料材料的丸，從而在封閉蓋帽的頂壁部附近形成密封襯墊。密封襯墊包括中心盤形部，以及至少部分地定位于外部封閉蓋帽的環(huán)狀凹陷內(nèi)的一體環(huán)狀密封卷邊部。伴隨著封閉件的高速制造，包括如上所述密封襯墊的壓縮模塑，空氣被捕獲于密封襯墊形成于其內(nèi)的區(qū)域中，這就成為麻煩。因?yàn)楣ぞ呓M件的通風(fēng)設(shè)置于工具和密封唇緣之間的界面處，捕獲于密封唇緣下面的環(huán)狀凹陷內(nèi)的空氣就不能到達(dá)通風(fēng)口并變得捕獲于凹陷中。因此，捕獲的空氣能不利地引起在密封襯墊中形成氣泡。這些氣泡中的一些會足夠大以致引起在封閉件應(yīng)用于相關(guān)容器時密封失效。捕獲的空氣能在封閉件周邊周圍延伸45度或更大。隨著襯墊繼續(xù)形成，其將這個氣穴壓縮入一個區(qū)域，并且在工具不再將其保持壓縮時，其擴(kuò)展，形成妨礙在相關(guān)容器上的密封的大氣泡。尤其，能由這種捕獲空氣所引起的缺陷的類型和數(shù)量高度依賴于熔化塑料丸在外部封閉蓋帽的頂壁部的內(nèi)側(cè)表面上的具體定位。如果丸正好在頂壁部的中心，不利地產(chǎn)生相對大量的氣泡和相對較大的氣泡。在丸定位位置移動遠(yuǎn)離頂壁部的正中心時，所產(chǎn)生的氣泡的尺寸和數(shù)量減少，但是模塑工藝產(chǎn)生較大尺寸和較大數(shù)量的“接合”線(在該處塑料材料的部分流入彼此)、未填充、以及毛邊。通常不會有不導(dǎo)致形成缺陷的丸位置。因此，機(jī)器操作者已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，有利地是操作設(shè)備以使得熔化的丸定位為稍微偏離中心，從而避免形成過大的氣泡，同時限制“接合”線、未填充以及毛邊的形成。重要的是，可接受氣泡的形成以及未填充和毛邊之間的丸定位差別能小到0. 020英寸或0. 030英寸?？紤]到機(jī)械的高速操作，丸形成的這種仔細(xì)定位導(dǎo)致了 非常精細(xì)的“平衡動作”以優(yōu)化襯墊形成工藝。襯墊輪廓的具體構(gòu)造能影響氣泡的形成。對于一些輪廓，實(shí)際上不可能消除從形成的封閉件產(chǎn)生的氣泡。對于一些不同類型的襯墊輪廓，40%至60%的襯墊的任何地方可能會顯示氣泡。其它輪廓可在50%至100%的所形成產(chǎn)品中顯示氣泡。雖然這種氣泡形成通?？山邮転椤叭菰S缺陷”，但是將理解到，在避免“不容許氣泡”的努力中，襯墊形成工藝會不穩(wěn)定地接近于產(chǎn)生顯示毛邊和未填充部分的襯墊。 已經(jīng)認(rèn)識到，如果能避免氣泡形成的問題，將允許通過將熔化的丸放置于封閉件的頂壁中心來執(zhí)行襯墊形成工藝，因而期望地用作來減少其它缺陷，比如接合線、未填充以及毛邊，并且從而使得襯墊形成工藝對于工藝中的其它變化更加堅固和耐久，包括襯墊形成材料的量和類型的變化，以及襯墊輪廓的變化。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明，公開了一種形成復(fù)合材料封閉件的方法，其具體地解決了在壓縮熔化襯墊形成工藝期間由于空氣被捕獲而導(dǎo)致形成氣泡的問題。尤其，本發(fā)明預(yù)期控制封閉蓋帽內(nèi)的塑料材料的流動，尤其是封閉件圓周周圍的流動，并且便于襯墊形成期間的空氣排出。這通過在外部封閉蓋帽的環(huán)狀凹陷中提供多個徑向地定向的角撐板來實(shí)現(xiàn)，由此期望地控制了襯墊形成期間熔化塑料材料的流動。通過將角撐板構(gòu)造為每個具有基本上定位于限定環(huán)狀凹陷的環(huán)狀密封唇緣的內(nèi)徑處的內(nèi)部邊緣，捕獲于凹陷內(nèi)的空氣能沿著角撐板逃逸至設(shè)置于模具工具中的通風(fēng)口。根據(jù)本發(fā)明，一種形成復(fù)合材料封閉件的方法包括步驟提供外部封閉蓋帽，其包括頂壁部以及從頂壁部懸垂的環(huán)狀裙緣部。裙緣部包括以與頂壁部緊密地間隔開的關(guān)系定位以限定環(huán)狀凹陷的向內(nèi)延伸環(huán)狀密封唇緣。本方法還包括提供一些熔化的襯墊形成塑料材料。丸定位于外部封閉蓋帽內(nèi)其頂壁部附近，通過將丸定位于頂壁部的內(nèi)側(cè)表面上，因?yàn)榉忾]蓋帽定位于大致倒轉(zhuǎn)位置。襯墊形成通過將襯墊形成工具組件前進(jìn)入封閉蓋帽以壓縮模塑所述一些熔化的塑料材料來實(shí)現(xiàn)，以便從而在封閉蓋帽的頂壁部附近形成密封襯墊。密封襯墊包括中心盤狀部，以及至少部分地定位于外部封閉蓋帽的環(huán)狀凹陷內(nèi)的環(huán)狀密封卷邊部。襯墊形成工具組件包括外部套筒以及內(nèi)部柱塞。在襯墊形成期間，將外部套筒前進(jìn)入封閉蓋帽以接合環(huán)狀密封唇緣。之后，使工具組件的內(nèi)部柱塞相對于外部套筒前進(jìn)以壓縮模塑所述一些塑料材料。根據(jù)本發(fā)明，在材料被壓縮模塑時，通過提供在外部封閉蓋帽的環(huán)狀凹陷周圍圓周地間隔開并且定位于凹陷內(nèi)的多個徑向地定向的角撐板，控制熔化塑料材料在環(huán)狀凹陷周圍的圓周流動。每個角撐板從環(huán)狀密封唇緣豎直地延伸至頂壁部，并且每個包括定位為與環(huán)狀密封唇緣的內(nèi)徑基本上對準(zhǔn)的內(nèi)部邊緣。通過這個布置，多個隔室在相鄰的所述角撐板之間限定于環(huán)狀凹陷中。重要的是，每個角撐板的內(nèi)部邊緣與封閉蓋帽的密封唇緣的內(nèi)徑的對準(zhǔn)便于將任何捕獲空氣沿著角撐板從封閉件向內(nèi)排出至在密封唇緣的內(nèi)徑處設(shè)置于工具組件中的通風(fēng)口。本發(fā)明的其它特點(diǎn)和優(yōu)點(diǎn)將易于從以下詳細(xì)描述、附圖以及所附權(quán)利要求中顯現(xiàn)。


圖I是用于實(shí)踐本發(fā)明的封閉件的示意性橫截圖。
具體實(shí)施例方式雖然本公開可以具有多種形式的實(shí)施例，其中在附圖中示出并且將在下文通過描述的是目前優(yōu)選的實(shí)施例，并且理解到，本公開將認(rèn)為是本發(fā)明的例證，并且不是要將本發(fā)明限制于所示的具體實(shí)施例。 參照圖1，其中示出構(gòu)造用于實(shí)踐本發(fā)明的外部封閉蓋帽10。本發(fā)明預(yù)期一種壓縮模塑外部封閉蓋帽10內(nèi)的密封襯墊的方法，由此控制熔化塑料材料流以限制襯墊材料內(nèi)不可接受的大氣泡的最少形成，同時便于捕獲空氣的排出，因而便于形成不展示其它不期望缺陷(比如過多接合線、未填充區(qū)域或毛邊)的密封襯墊。尤其，本發(fā)明的封閉件包括外部封閉蓋帽10，其具有頂壁部12以及由此懸垂的環(huán)狀裙緣部14。環(huán)狀裙緣部通常包括內(nèi)螺紋部16，用來與封閉件能應(yīng)用于此的相關(guān)容器的外螺紋部螺紋嚙合。一個或多個通氣槽I 8能沿著環(huán)狀裙緣部14的內(nèi)側(cè)表面設(shè)置以便于在封閉件移除期間氣體從相關(guān)容器內(nèi)排出，比如具有碳酸內(nèi)容物。封閉件可包括篡改指示防竊帶(未示出)，其從環(huán)狀裙緣部懸垂，用來與相關(guān)容器配合地嚙合，從而提供封閉件從容器部分或完全移除的視覺上可辨別的證據(jù)。形成于外部封閉蓋帽10內(nèi)的密封襯墊包括盤形中心部和環(huán)狀密封卷邊部，它們一起提供相對于相關(guān)容器的所謂頂部/側(cè)面密封。為此，外部封閉蓋帽10的裙緣部14包括以與外部封閉蓋帽的頂壁部緊密地間隔開的關(guān)系定位的環(huán)狀密封唇緣20。環(huán)狀密封唇緣因而限定環(huán)狀凹陷22，密封襯墊的密封卷邊部至少部分地定位于環(huán)狀凹陷內(nèi)。如所示，本發(fā)明的實(shí)踐通過給外部封閉蓋帽提供定位于外部封閉蓋帽10的環(huán)狀凹陷22內(nèi)的多個圓周地間隔開的角撐板24來實(shí)現(xiàn)。角撐板徑向地定向，并且從環(huán)狀密封唇緣延伸至頂壁部，每個具有基本上處于環(huán)狀密封唇緣20的內(nèi)徑處并且與之對準(zhǔn)的內(nèi)部邊緣位置。通過這個布置，角撐板在相鄰角撐板之間在環(huán)狀凹陷中限定多個隔室26。用于碳酸飲料的典型復(fù)合材料封閉件能具有28毫米的直徑。對于這種封閉件構(gòu)造，能提供36個角撐板，每個角撐板的寬度在大約0. 015和0. 025英寸之間。每個角撐板在環(huán)狀凹陷22中密封唇緣20下面的區(qū)域中從密封唇緣的內(nèi)徑延伸至封閉件的壁。開發(fā)已經(jīng)顯示，在28mm有襯墊的封閉件的密封唇緣20下面增加角撐板24基本上避免了襯墊中的氣泡。試驗(yàn)已經(jīng)顯示，角撐板提供的氣泡避免機(jī)制非常堅固。在很多變化中都避免了所有氣泡。這種變化包括工藝參數(shù)(例如，丸重、壓力、溫度、丸位置等)、材料顏色(藍(lán)/灰)、工具設(shè)計(標(biāo)準(zhǔn)成形套筒，以及其中的變化)以及用于不同襯墊輪廓。，重要地是，提供角撐板有效地降低了襯墊工藝中的氣泡產(chǎn)生機(jī)制。
尤其，提供角撐板24作用來控制和限制襯墊材料在環(huán)狀凹陷22內(nèi)密封區(qū)域周圍的圓周流。已經(jīng)證明，當(dāng)襯墊形成丸稍微偏離頂壁部12的中心時出現(xiàn)至少一個氣泡產(chǎn)生機(jī)制。稍微偏離中心的丸引起襯墊材料在封閉件的一側(cè)上在材料到達(dá)另一側(cè)之前到達(dá)封閉件的密封區(qū)域。一旦其到達(dá)密封區(qū)域，材料圍繞封閉件的環(huán)狀凹陷圓周地“急流”或流動，順時針和逆時針，其速度高于流過中心板的材料，因?yàn)槊芊鈾M截面積大于中心橫截面積。如果圓周流峰和中心板流峰以正確的順序相遇，會不利地在襯墊中導(dǎo)致氣泡。角撐板24期望地作用來隔開捕獲空氣，并且為空氣提供在封閉件的密封唇緣下面脫離的路徑。已經(jīng)顯示，在丸處于外部封閉件蓋帽10的頂壁部的中心中時出現(xiàn)另一氣泡產(chǎn)生機(jī)制。當(dāng)丸處于中心時，襯墊材料從中心徑向地流動至封閉件的外側(cè)。當(dāng)材料在襯墊套筒下面流動時，由于流峰的形狀，其能捕獲環(huán)狀密封唇緣20下面的空氣。這種捕獲空氣沒辦法脫離，并且能圍繞密封區(qū)域周邊延伸相對較長的距離，高達(dá)45°或更大。在襯墊形成工藝完結(jié)時，模塑區(qū)域中的壓力能增大，并且捕獲空氣能壓縮入襯墊的局部區(qū)域。這種機(jī)制能不利地導(dǎo)致不可接受的膨脹大氣泡。因而，角撐板24期望地作用來將環(huán)狀凹陷22中的任何空氣隔開為較小區(qū)域。因 此，空氣不會像其是一個相對較大空氣“環(huán)”那樣被壓縮。于是，在模塑工具從封閉蓋帽10撤出時，很少擴(kuò)展入密封區(qū)域。另外，角撐板24作用來將捕獲空氣分布于封閉件的大部分周邊周圍，因此空氣無需在通風(fēng)口的一個小區(qū)域中通風(fēng)，其在大部分可用通風(fēng)區(qū)域周圍通風(fēng)。因而，在封閉蓋帽10的環(huán)狀凹陷22內(nèi)，提供徑向定向的角撐板24在密封唇緣20下面相鄰角撐板之間形成相同數(shù)目的小隔室26，其期望地作用來將空氣保持為在密封區(qū)域周圍分布，并防止空氣被壓縮入一個局部區(qū)域。重要的是，在每個角撐板24與封閉件的相關(guān)部分相交處具有非常尖銳的半徑。在形成襯墊時，襯墊形成材料沒有完全填塞這些尖銳角部直到襯墊形成結(jié)束附近，在壓力增大時，為空氣留下沿著尖銳角部從密封唇緣下面逃逸至工具的通風(fēng)區(qū)域附近的路徑。通過將每個角撐板24的內(nèi)部邊緣與密封唇緣20的內(nèi)徑基本上對準(zhǔn)方便了空氣以這種方式排出。每個角撐板的尖銳角部半徑(其優(yōu)選地僅僅大約0. 001英寸)在密封唇緣20的內(nèi)徑處提供了從密封唇緣下面至設(shè)置于模塑工具組件中的通風(fēng)口的流動路徑。模具(即封閉蓋帽10)中的尖銳角部是最后填充位置，因?yàn)樾枰^高的壓力來形成進(jìn)這些尖銳幾何形狀。較高的壓力不會出現(xiàn)，直到模具接近充滿并且材料不再易于流動。此時，模具接近充滿并且空氣已經(jīng)沿著設(shè)置于這些尖銳角部處的路徑逃逸。在襯墊材料完全形成入這些尖銳角部時，空氣已經(jīng)逸走。因而，本發(fā)明的實(shí)踐期望地作用來在襯墊形成工藝期間避免氣泡，包括在角撐板24的邊緣處使用尖銳幾何形狀以提供從難以通風(fēng)區(qū)域開口至更易于通風(fēng)區(qū)域的通風(fēng)路徑。尤其，提供徑向定向的角撐板有效地用形成封閉件殼體的材料替換襯墊形成材料，因而期望地提供材料成本節(jié)省。提供角撐板期望地作用來增強(qiáng)密封唇緣，并且角撐板能期望地翻新至現(xiàn)有工具而無需過度費(fèi)用，因?yàn)楣ぞ吣軆H改變來允許提供角撐板的形成。通過本發(fā)明的實(shí)踐，在封閉件襯墊形成期間，熔化的丸能被導(dǎo)向至頂壁內(nèi)側(cè)表面的中心，因而期望地產(chǎn)生改進(jìn)的襯墊形成。從前面描述中，將觀察到，眾多變型和變化能在不脫離本發(fā)明新穎概念的真實(shí)精神和范圍之下實(shí)現(xiàn)。將理解到，不是也不應(yīng)對這里所示具體實(shí)施例進(jìn)行任何限制。本公開意在由所附權(quán)利要求覆蓋落入權(quán)利要求范圍內(nèi)的所有這種變 型。
權(quán)利要求
1.一種形成復(fù)合材料封閉件的方法，包括步驟 提供外部封閉蓋帽，其包括頂壁部以及從所述頂壁部懸垂的環(huán)狀裙緣部，所述裙緣部包括以與所述頂壁部緊密地間隔開的關(guān)系定位以限定環(huán)狀凹陷的向內(nèi)延伸的環(huán)狀密封唇緣； 提供一些呈丸形式的熔化的襯墊形成塑料材料，并且將所述丸定位于所述外部封閉蓋帽內(nèi)其頂壁部附近；以及 將襯墊形成工具組件前進(jìn)入所述封閉蓋帽以壓縮模塑所述一些熔化的塑料材料以在所述封閉蓋帽的所述頂壁部附近形成密封襯墊，所述密封襯墊包括中心部，以及至少部分地定位于所述環(huán)狀凹陷內(nèi)的環(huán)狀密封卷邊部， 所述前進(jìn)步驟包括將所述工具組件的外部套筒前進(jìn)入所述封閉蓋帽以接合所述環(huán)狀密封唇緣，并且之后使所述工具組件的內(nèi)部柱塞相對于所述外部套筒前進(jìn)以壓縮模塑所述一些塑料材料， 包括在熔化的塑料材料被壓縮模塑時，通過給所述外部封閉蓋帽提供圍繞所述環(huán)狀凹陷圓周地間隔開并且定位于所述環(huán)狀凹陷內(nèi)的多個徑向地定向的角撐板，控制熔化的塑料材料圍繞所述環(huán)狀凹陷的圓周流動，所述角撐板的每個從所述環(huán)狀密封唇緣豎直地延伸至所述頂壁部，并且每個具有定位為與所述環(huán)狀密封唇緣的內(nèi)徑實(shí)質(zhì)上對準(zhǔn)的內(nèi)部邊緣，從而在相鄰所述角撐板之間在所述環(huán)狀凹陷中限定多個隔室，并且便于空氣從所述環(huán)狀凹陷內(nèi)排出。
2.—種封閉件,其包括 外部封閉蓋帽，其包括頂壁部以及從所述頂壁部懸垂的環(huán)狀裙緣部，所述裙緣部包括以與所述頂壁部緊密地間隔開的關(guān)系定位以限定環(huán)狀凹陷的向內(nèi)延伸的環(huán)狀密封唇緣； 所述外部封閉蓋帽包括多個徑向地定向的角撐板，其圍繞所述環(huán)狀凹陷圓周地間隔開并且定位于所述環(huán)狀凹陷內(nèi)，所述角撐板的每個從所述環(huán)狀密封唇緣豎直地延伸至所述頂壁部，并且每個具有與所述環(huán)狀密封唇緣的內(nèi)徑實(shí)質(zhì)上對準(zhǔn)地定位的內(nèi)部邊緣，從而在相鄰所述角撐板之間在所述環(huán)狀凹陷中限定多個隔室，并且便于空氣從所述環(huán)狀凹陷內(nèi)排出。
全文摘要
一種制造包括外部封閉蓋帽和內(nèi)部密封襯墊的復(fù)合材料封閉件的方法包括提供具有環(huán)狀裙緣部的封閉蓋帽，環(huán)狀裙緣部包括在蓋帽的頂壁部附近限定環(huán)狀凹陷的環(huán)狀唇緣。熔化塑料在封閉蓋帽內(nèi)壓縮模塑以在頂壁部附近形成內(nèi)部密封襯墊，并且密封襯墊的周邊定位于封閉蓋帽的環(huán)狀凹陷內(nèi)。多個圓周地間隔開的角撐板提供于環(huán)狀凹陷內(nèi)，用于在襯墊成形期間控制熔化塑料的流動，從而便于空氣的排出以減少密封襯墊中空隙的形成。
文檔編號B29C70/80GK102781652SQ201180010661
公開日2012年11月14日 申請日期2011年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月26日
發(fā)明者R·L·斯通布雷克 申請人:國際密封系統(tǒng)公司