用于碳酸饮料的盖子和容器.pdf

一种饮料容器包括瓶(2)，并被弹性材料的盖子密封。所述瓶包括界定开口的颈(8)，而所述盖子包括封板(32)，与封板成一体的是绕所述颈的外表面延伸的悬垂的裙板(18)。裙板(18)带有环形凸缘(20)，其与所述颈的外表面上的指向下的环形肩部(14)的底面密封啮合。环形凸缘(20)通过整体铰链连接到裙板(18)。裙板(18)的内表面带有环形突起(52)，其与所述环形凸缘的一个侧面密封啮合，另一个侧面与颈的外表面密封啮合。环形凸缘的所述一个侧面包括环形部分，该环形部分向下并向内延伸，且与环形突起(52)的表面上的相应的环形部分接触。

1.  一种饮料容器，其包括具有中心轴线并被弹性材料的盖子密封的接收器，所述接收器包括界定开口的颈，而所述盖子包括封板，与所述封板成一体的是绕所述颈的外表面延伸的悬垂的裙板，所述裙板带有与所述颈的外表面上的指向下的环形肩部的底面密封啮合的环形凸缘，其中所述环形凸缘通过铰链连接而连接到所述裙板，所述环形凸缘在轴向截面图中是伸长的，所述环形凸缘的自由端的端面与所述肩部的底面密封啮合，并且所述裙板的内表面带有环形突起，所述环形突起与所述环形凸缘的一个侧面密封啮合，另一个侧面与所述颈的外表面密封啮合，借此，由所述裙板的内表面、所述环形凸缘的所述一个侧面、所述突起和所述铰链界定出一环形腔，提供了在所述环形腔和大气之间延伸的气体通路，其特征在于，所述环形凸缘的所述一个侧面包括环形部分，所述环形部分向下并向内延伸，并且与所述环形突起的表面的相应的环形部分接触。

2.  如权利要求1所述的容器，其中，所述环形凸缘的所述一个侧面具有在其中形成的环形凹槽，所述环形突起至少部分地配合在所述环形凹槽内。

3.  如权利要求1或2所述的容器，其中，所述气体通路包括在所述整体铰链中形成的孔。

4.  如权利要求3所述的容器，其包括邻近所述孔中的一个孔而整体地连接到所述整体铰链的裂口片。

5.  如权利要求4所述的容器，其包括被保持为约束在所述盖子上并可相对于所述盖子旋转的刀圈，所述刀圈包括延伸穿过所述孔的刀片，借此，所述刀圈的旋转导致所述刀片切割所述整体铰链，并因此将所述盖子从所述容器释放。

6.  如权利要求5所述的容器，其中，有在所述整体铰链上基本上等间隔地形成的两个或更多孔，并且所述刀圈包括延伸穿过每个孔的对应的刀片。

7.  如权利要求5所述的容器，其中，所述刀圈具有在其上端的指向下的表面以及在其下端的向内延伸的凸缘，所述指向下的表面在所述盖子上的指向上的表面以上延伸，而所述向内延伸的凸缘在所述盖子的裙板以下延伸并带有刀片。

用于碳酸饮料的盖子和容器
本发明涉及用于饮料，尤其是碳酸饮料的容器，并且涉及在WO2005/092732号国际专利申请中所描述的类型的容器。本发明特别地，而非排他地涉及具有广口(wide mouth)的，也就是说直径超过约25mm或更多的，优选地超过约38mm或45mm这样的容器。
饮料瓶通常具有直径仅接近28mm或更小的窄口。已知将瓶盖密封到瓶颈的多种方法，但应理解，由于帽或盖的底面面积与半径的平方一致地增加，所以在碳酸饮料的容器上产生密封的困难随瓶口直径的增加而指数地增加。如果容器的帽或其密封受到损坏，则气压将被释放，且帽甚至可能会被猛烈地喷入空中，结果损失饮料并可能伤害到旁边的人。相似的密封困难也可能由非碳酸的饮料产生，因为如果容器经受了高温，例如被直接暴露于阳光下，容器的顶部空间的气压将升高，而如果容器没有被充分密封，则这将导致气体漏向大气。这本身不是固有地成问题的，但是当容器再次冷却后，顶部空间中将会产生负压，该负压导致大气中氧气的吸入。这将导致容器内含物的氧化而致使其不能饮用。
参考所附简图的图1至5，在WO 2005/092732中描述的饮料容器将在下面描述，其中：
图1是盖子处于中间位置的饮料瓶的第一实施方案的纵向截面图，这时盖子正被施加到该瓶；
图2是施加到瓶之前的容器盖子的纵向截面图；
图3是瓶的上部部分的局部截面图，展示盖子处于被施加和密封的状态；
图4是具有改进的盖子的瓶的上方部分的部分放大截面图；以及
图5是类似于图4的视图，展示了由于瓶内过大的气压而变得正被移出的盖子。
如图1中所见，瓶2大体上是圆柱形形状，具有轴线3以及直径大于盖子6的直径的尺寸增加的至少一个部分4，原因会在下面解释。这一实例中的瓶是由塑料材料模制的，并且它具有一个由瓶的颈8界定的直径大于28mm的广口。颈8终止于由相对于轴线3向上和向外倾斜的内表面10和相对于轴线3向上和向内倾斜的外表面12界定的边沿部分。于是所述表面10和12会合，并且瓶尤其是其边沿部分的外径于是从顶部向下开始增加。然而，外径随后在基本上垂直于轴线3延伸的向下指向的环形肩部14处突然减小。然而，边沿部分的内径从顶端向下开始下降。
如图2中最佳可见的，盖子包括一体式部件(one-piece component)，优选地，由弹性塑料材料例如聚丙烯整体模制。它包括定型的封板(shapedclosure plate)，而和封板成一体的是连接板(web)16，当盖子连接到瓶时，连接板16延伸越过瓶的边沿。与连接板16成一体的是悬垂的裙板18，其围绕瓶的上部部分的外部向下延伸。整体连接到裙板18的下边缘或在邻近于裙板18的下边缘的位置处连接到裙板18的内表面的是一个环形的定位凸缘20。凸缘20在轴向截面图中是伸长的，并且通过一个弹性接合用的连接板22而连接到裙板18，该弹性接合用的连接板22具有减小的厚度，并因此构成环形的弱化线(line of weakness)或预定的断裂点。在一圆周位置连接到盖子的是破裂片(rupturing tab)24，其向下延伸到裙板18的下边缘以下。此片在其侧面通过两条弱化线，即厚度减小的区域，连接到裙板18。
盖子的封板是凹的，并因此当其连接到瓶时，延伸至瓶颈中。封板包括壁部分30，该壁部分30大体向下并向内延伸，且在其下边缘与底部部分32合并，所述底部部分32是向下的弓形，也就是说具有向下弯曲的凸面形状。
盖子以其被模制的构造示于图2。在这一构造中，凸缘20向下并向内延伸，且其下边缘的直径小于瓶的边沿的上边缘的直径，而其上边缘的直径大于瓶的边沿的上边缘的直径。
通过简单的扣合过程将盖子扣紧并密封于瓶。这可简单地通过将盖子放低到瓶子的边沿中并之后施压而完成。当盖子被放低时，凸缘20的下边缘开始与边沿接触。这使凸缘绕连接板22向内旋转。当盖子继续向下移动时，凸缘20向下移动成与表面12接触，如图1所示，并且这一表面在向下方向上渐增的直径导致凸缘继续旋转，因而将它移动为越来越靠近裙板18的内表面。于是连接板16的底面接触瓶的边沿的上表面。然而，帽上的压力被维持，而这导致连接板16轻微的变形。将帽和瓶加工成所需要的尺寸以使连接板16的变形所导致的帽的轻微地进一步向下移动足以允许凸缘20的自由端移过肩部14。接着通过连接板22的回弹，凸缘20以反向即向内旋转，并因此锁在肩部后，如图3所示。现在盖子被保留在瓶上适当的位置，并且如果不将其破坏或变形则不能将其移走。张力使连接板16的底部与边沿的上表面保持啮合，接触压力足以确保沿环形接触线形成第一气封。裙板18中的压力也使凸缘20的自由端与肩部14的表面保持啮合，接触压力足以确保沿环形接触线形成第二气封。此外，接合用的连接板22的回弹迫使凸缘20的自由端的侧面与瓶的侧面接触，且接触压力优选地足以形成第三气封。如果需要，第一气封的完整性可通过提供环形垫圈(bead)或凸缘17而进一步加强，垫圈或凸缘17仅在图2的左手边以虚线表示，且将啮合瓶的边沿的侧面并构成额外的唇形密封。此垫圈17被定位并加工成所需要的尺寸以使其通过与瓶子的边沿接触而横向变形，并因此由于其回弹而被推进为与边沿的侧面接触，于是形成进一步的密封。如果瓶中的压力升高至足以使帽变形而离开瓶的边沿的高值，因而破坏第一气封，则受压的气体将流入由边沿的外表面、裙板18和凸缘20界定的空间中。这一压力将作用于凸缘20上，以将其更牢固地压在边沿的侧面上，由此提高第三气封的完整性。
如果还需要进一步的密封完整性，还可如实施方案中所示例性说明的，在边沿的表面10和壁部分30的相对面34之间提供进一步的气封。因此在这一实施方案中，这两个表面形成彼此密封啮合的互补的密封表面。如果因为碳酸饮料中二氧化碳的释放或因为瓶的顶部空间中的气体由于温度升高而膨胀，瓶中压力变成超大气压(super-atmospheric)，则凹形底部部分32的中心将向上变形，而这将内在地导致底部部分32的外部边缘和随之的壁部分30的下边缘轻微地向外移动。这将导致密封表面10和34之间接触压力的增加，并因此增强此进一步气封的完整性。因此，饮料不仅具有一次和二次气封，而且还有进一步的气封。这一进一步密封的完整性或密封能力随容器内气压的增加而增加。
当想要打开瓶子时，使用者只需抓住破裂片24的下边缘并将其向外拉。弱化线立即破裂或展开，而且连接到连接板16的片24的上部边缘旋转，因而破坏第二和第三气封。这一旋转被传递给连接板16，其于是离开瓶的边沿，因此破坏第一气封。连接板16的这一移动还使密封表面10和34局部地分开，因而还破坏了所述进一步的气封。容器于是被减压。片24的向外移动促使接合用的连接板22的撕裂，而且一旦撕裂开始，很容易通过对片24应用向上和向外的压力而使撕裂持续，直到盖子与留在瓶颈周围适当位置的凸缘20完全分离。现在可丢掉盖子并分掉或喝掉瓶子里的内含物。
在图4中示例性说明的改进的实施方案中，壁部分30的外表面带有环形突起40，其啮合边沿内表面中的凹槽的表面。如果瓶子中的气压上升到足以使盖子向上变形达到足以破坏第一气封的程度的水平，正如示例性说明的，则突起的上部部分与凹槽表面的接触压力将增大，因而增强进一步气封的完整性，并补偿第一气封的损失。边沿的内表面也可带有突起，这种情况下，凹槽将在壁部分30中形成。如果容器内气压充分地升高，则突起下部的接触压力将升高。
尽管现有应用中描述的容器非常有效并且产生了可靠的气封，但认为如果容器被加热至过高的温度，例如由于被放置在阳光下，尤其是如果其中的饮料是碳酸的，失效依然是可能的。在这种情况下，容器顶部空间中的气压可能上升较高的水平以致封板可能向上变形很大的距离。这一变形将导致悬垂的裙板的很大的变形，从而导致裙板从容器颈部离开很大距离。整体铰链(integral hinge)的回弹将使环形密封凸缘相对于悬垂的裙板和容器旋转，直到达到图5中所示的容器顶部的一半的局部简图中所示例性说明的位置。任何超过这一点的进一步移动将导致密封凸缘由于作用于其上表面巨大的气压而突然向下旋转，并因此导致可能与盖子被气压喷射到大气中有关的，容器猛烈的减压。容器内含物将无法使用，并且非常可能被强力地从容器中喷出，更不用说伤害到过路人的危险了。
这一问题的可能的情况在WO 2006/114558中提出，并因此将参考图6和7来说明，其中：
图6是类似于图4的容器的半个盖子的简图；以及
图7是当盖子施加到容器时，半个盖子的类似的简图。
图6和7中所示的容器和盖子与参考图1至5所描述的那些基本上是一样的，因此将不再重复描述。但有三点主要差别。
首先，整体铰链22具有在其中邻近裂口片(rip tab)24形成的小孔或者隙缝(aperture)50。尽管隙缝50还可以是三角的，但在本实例中它大体具有泪滴形状，并且由会合并相遇于一点的两个表面，或紧邻裂口片和整体铰链相连处的锐角所部分界定。其次，环形脊或突起52整体形成在悬垂的裙板18的内表面上。当盖子扣合于容器时，它被向上旋转近180°，形成图9所示的状态。突起52被迫与密封凸缘20的外表面接触并与其形成密封。突起对密封凸缘施加的力还导致密封凸缘的内表面靠着颈8的外表面的接触压力增大，并因此在两个不同的区域同时加强了容器的密封。此外，环形腔54由突起52、密封凸缘20、整体铰链20和悬垂的裙板18界定。此腔通过孔50与大气相通，但通常与容器的内部隔绝。然而，如果容器中的压力上升至异常高的水平，则盖子将由于所述压力而变形，且容器颈的上表面和内表面处的密封被破坏。裙板18还被向外变形，于是突起52和密封凸缘20之间的密封也被破坏。因此，容器内部通过孔50与大气相通，且于是被排气。之后压力下降，直到它达到盖子的回弹足以对抗容器中减小的气压而恢复其形状的水平。之后重新生成不同的密封，且容器内部的排气终止，而容器气压仍然在很高的水平。于是容器的内含物被保留在容器中，并仍然可用。气体排放口可能会由于灰尘或类似物而变得堵塞，并因而变得不能执行其排放功能，因此期望提供与腔54相通并穿过铰链22或裙板18中的一个或多个另外的气体排放口。
如果想要打开容器，也就是说移走盖子，则在远离开口50的方向上对裂口片24施加横向力。开口50起弱化点的作用，而其会合的边缘起应力集中器的作用，而整体铰链20因此开始在圆周的方向上撕裂。于是容器对大气排气。力的连续施加导致撕裂继续，且一旦约一半的整体铰链被撕裂，那么，帽将从瓶的顶部脱离，然后其内含物可被饮用或分配到玻璃杯中。
然而，即使是这种改进也不足以在所有的情况下使盖子能令人满意地保留容器中的压力，并且在某些情况下，可能需要一个甚至更高的密封完整性。
盖子可由各种材料制成，但是聚丙烯是一种特别适合的材料，因为它便宜、耐用并易于模制。然而它不能很容易地撕裂，并且因为不总是可能使盖子沿所期望的线撕裂，所以，在通过不停地拉裂口片来打开容器时可能会遇到困难。
因此，本发明的一个目的是提供一种饮料容器，尤其是广口型的具有可靠密封盖子的饮料容器，其能控制由碳酸饮料在正常甚至在相对高环境温度条件下产生的压力，但是如果产生异常高的内压，则将使容器的内部排气至较低的可被轻易控制的压力，而不损失盖子或容器内含物，并且不允许压力降至大气压。本发明的另一个目的是改进盖子，以使其可以被简单并可靠地打开。
依照本发明，饮料容器拥有权利要求1中阐述的特点。
因此，依照本发明的容器基本上与参考图6和7所描述的容器相同，但在一个重要的特点上与其有所不同。因此，环形凸缘的所述一个侧面包括环形部分，该环形部分向下并向内延伸，且与环形突起的表面的相应的环形部分接触。环形凸缘的指向容器颈的侧面具有指向下到某种程度并与突起相对面的类似地指向下的部分相接触的部分。这意味着，容器中增加的压力将导致倾斜表面之间接触压力增加，且因此密封完整性增加。此外，悬垂的裙板中的任何增加的张应力的部分将被传递至凸缘，而从那里由于凸缘与容器颈上的肩部的底面的啮合而被传递至容器颈。因而任何增加的张应力的仅一部分被施加到整体铰链，因此这可能比其他情况下更薄。这使整体铰链以移走盖子为目的的断裂或撕裂更加容易。
在优选的实施方案中，环形凸缘的所述一个表面包括环形部分，该环形部分向下并向内延伸，且与环形突起的表面的相应的环形部分接触。
优选气体通路包括在整体铰链中形成的一个或多个孔。还优选容器包括邻近所述孔中的一个孔而整体地连接到整体铰链的裂口片。由于裂口片在靠近铰链中的隙缝的位置连接到铰链，所以如果对裂口片在远离所述隙缝的方向上施加横向力，则隙缝将起应力集中器的作用，并且整体铰链的撕裂将开始。整体铰链为了具有必需的回弹而在任何情况下都相对轻薄，以使撕裂更容易。一旦撕裂开始，则只需要相对小的力就能使撕裂继续。一旦撕裂已经绕铰链进行了一半，盖子就可很容易的从容器移走。因此，铰链上的隙缝起到两个很不同的作用。
在可选择的实施方案中，裂口片由被保持为约束在盖子上并可相对于盖子旋转的刀圈(cutter ring)取代，所述刀圈包括延伸穿过孔的刀片(cutterblade)，借此，刀圈的旋转导致刀片切割整体铰链，并因此将盖子从容器释放。因此在这一实施方案中，铰链不是由于由裂口片开始的撕裂而破裂的，而是由于一个或多个刀片而破裂的。刀片延伸穿过整体铰链上对应的孔，且当刀圈被旋转时，刀片将接触整体铰链上的孔的邻近边缘，并切割铰链直到帽脱离容器。在这样的情形下，环形凸缘自然被留在绕容器颈延伸的适当位置。
尽管可以只有一个单独的孔和关联的刀片，但优选有两个或更多的孔，优选四个孔，大致等间隔地形成于铰链上，并且优选刀圈包括延伸穿过每个孔的对应的刀片。
在优选的实施方案中，刀圈具有在其上端在盖子的裙板以上延伸的向内延伸的凸缘和在其下端在盖子的裙板以下延伸的向内延伸的凸缘，借此，刀圈被约束在盖子上，并可相对于盖子仅以旋转方式移动。下面的向内延伸的凸缘优选地带有刀片刀片。
本发明进一步的细节将通过以下两个具体实施方案的描述而变明显，描述仅参考附图的图8至13以举例的方式给出，其中：
图8是依照本发明的用于容器的盖子的一个实施方案的底视图；
图9是图8中所示的裂口片的放大比例的视图；
图10和11是与图4相似的图8和9所示的盖子的视图；
图12是依照本发明的用于容器的盖子的第二个实施方案的横截面视图；以及
图13是从图12所示的盖子的刀圈向下看的透视图。
依照本发明的容器和盖子基本上与上文所描述的相同，因此不再重复描述。但有一些差别。
首先参照图8至11，整体铰链22具有在其中邻近裂口片24形成的小孔或隙缝。尽管隙缝50还可以是三角的，但在本实例中它大体具有泪滴形状，并且由会合并相遇于一点的两个表面，或紧邻裂口片和整体铰链相连处的锐角所部分界定。如果希望打开容器，也就是说移走盖子，则在远离开口50的方向上对裂口片24施加横向力。开口50起弱化点的作用，而其会合的边缘起应力集中器的作用，而整体铰链因此开始在圆周的方向上撕裂。于是容器对大气排气。力的连续施加导致撕裂继续，且一旦约一半的整体铰链被撕裂，那么，帽子将从瓶的顶部脱离，然后其内含物可被饮用或分配到玻璃杯或类似物中。
如图10和11中所示，突起52具有磨圆的三角断面，这意味着，其指向内的表面的上半部向下并向内延伸。其表面的这一部分啮合凸缘20表面的相应的倾斜部分。图13的实施方案基本上相同，但在这此实例中，突起52至少部分地接纳在凸缘20的相对面中的相应形状的凹槽内。在两个实例中，如果容器中的压力上升，那么两个斜面间，也就是说裙板上的向下并向内倾斜的表面和凸缘20上的向上并向外倾斜的表面间的接触压力增加，借此，密封完整性显著地增加。因此，通过与已知的容器盖子比较，容器内显著较大的压力是移走帽所必需的。此外，当容器内的压力上升时，裙板18上增大的张应力的一部分经由一对倾斜的啮合表面传递给凸缘20，之后经由凸缘20和肩部底面的啮合传递给容器颈。因此，其未被施加到整体铰链22，铰链22因此具有当对裂口片施加横向力时很容易被撕裂的非常薄并且轻的结构。图10和11展示了位于容器颈和盖子之间的另外的部件，但是这不构成本发明的部分，并因此将不做描述。
图12和13的实施方案与上文描述的不同在于裂口片由刀圈取代。如可见于图12中的，悬垂的裙板18被构成刀圈的圆柱形构件60包围。此刀圈由于肩部62和下凸缘64而被保持为约束在裙板上，所述肩部62提供有与裙板的指向上的表面63相对的指向下的表面，由此阻止刀圈60相对于裙板在向下的方向上移动，而下凸缘64在裙板18下方延伸，并因此阻止刀圈60相对于裙板18向上移动。在整体铰链22上形成的是四个伸长的孔(未展示)，这些孔互相偏移90°。从凸缘64直立出的是四个刀片66，其同样互相偏移90°。每一个刀片构成在圆周方向上延伸的连接板，并且连接板的末端大体上为V型。V型末端可以与刀片相似的方式具有锥形形状，尽管在实践中发现这不是必须的。每个刀片66都被接纳于整体铰链22上的对应的孔中。
刀圈60不仅被约束在盖子上，而且除了旋转，被限制相对于盖子移动。如果想要打开容器，则在任一方向旋转刀圈。为了方便使用者的这种旋转，刀圈上设置有滚花表面，或，如本实例中的，一定量的间隔开的滚花部分68。刀圈60的旋转将导致刀66的一个或其他的刀片状末端部分与它们被接纳的孔的邻近边缘接触。这一接触将起动整体铰链的切割，而刀圈60持续的旋转将导致整体铰链的彻底切割，借此，盖子和刀圈将随后脱离容器。由于提供了四个刀片66，刀圈90°的旋转足以完全地释放盖子。由于刀66在两端都具有刀片，所以，刀圈60在任一方向的旋转都将导致整体铰链的切割而因此移走盖子。