JPH07502702A - 合成プラスチッククロージャの固定方法および容器とクロージャの組合わせ体 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 容器クロージャの取付は方法と容器クロージャとの組合わせ本発明は、合成的な プラスチッククローツヤ組立体を合成的なプラスチック容器ふたに固定する方法 と、合成的なプラスチッククロージャ組立体と合成的なプラスチック容器ふたと の組合わせとに関する。

本発明による容器クロージャの取付は方法と、クロージャ組立体と容器ぶたとの 組合わせは、２つのピースからなるプラスチッククロージャ組立体を、プラスチ ック容器ぶたにおいて適当に形成された開口に効果的に結合することによって、 上述した従来技術の欠点を克服する。前記クロージャ組立体は、外周方向に拡大 されたフランジあるいはカラーによって取り囲まれた円筒状本体を有するノズル 部材は、さらに、入れこ式の注ぎ口を組み込んでおり、これに対しては上方のね しぶたかねじ的に係合している。本発明によると、前記ノズルの本体は容器ぶた の開口の中へ押し込まれ、外周方向に拡大されたノズルカラーをその周囲に着座 させている。前記クロージャと容器ぶたとの予組立体は、上方のねしぶたをキャ ップ位置決め用の入れこの中へ着座させることにより、剛的に支持される。音速 的に作動される溶接ホーンが前記キャップの入れこに向かって軸線方向に移動さ れ、ノズル本体の端部と係合し、前記端部を半径方向外側へ変形させ、周囲方向 に拡大された環状のりヘット頭部を形成する。溶接ホーンを軸線方向に移動させ 続けると、リベット状の頭部の周囲か溶けて容器ぶたの下面に至り、永久的な液 体漏れのないシールか形成される。このクロージャ取り付は方法はむしろ〕１イ ブリットプロセスとして見られ、それによってリベット形成段階で高強度と高抵 抗性とを提供し、最終段階で、プラスチック対プラスチックの接着によって結合 境界においてあらゆる可能性のあるリークパスを効果的に密封することができる 。

結果として得られるクローツヤと容器ぶたとの結合部は高度の構造の保持性を有 し、理想的には、使用済みの容器を次の消費者への再粉砕樹脂中ヘリサイクルす るのに適している。更に、本方法は池の方法に比へて時間周期か短くなり、使用 可能でかつ比較的コス１へ幼果のある設備と共に実行することかできる。

従って、本発明の主な１」的は、合成的なプラスチッククロージャ組立体を、合 成的なプラスチック容器ぶたの開口に永久的に固定する新しい方法を提供するこ とにある。

本発明の他の目的は、プラスチッククロージャ組立体を、音速エネルギー源によ ってプラスチック容器壁部の開口の中で固定する新しい方法を提供することにあ る。

本発明の更に新しい他の目的は、最少の休止時間とコストとて、清浄で、高強度 のプラスチック対プラスチックのクロージャ容器の壁部結合部を形成する方法を 提供することにある。

本発明のさらに他の主な目的は、新しい合成的なプラスチッククローツヤ組立体 と合成的なプラスチック容器ぶたとの組み合わせを提供することにある。

池の目的は、新しい一体構造的に接着されたクロージャ組立体と容器壁部との組 み合わせを提供することにある。

更に池の目的は、清浄で、高強度の、プラスチック対プラスチックのクロージャ と容器壁部との密封結合部を提供することにある。

他の、そしてもっと詳しい目的は、添付図面を参照しながら説明を進めていくと 、部分的に明らかになり、また部分的に指摘されることになるであろう。

第１図は、本発明の方法に従って固定される前の、クロージャ組立体と容器壁部 の開口との部分断面的で部分側面図的な分解図である。

第２図は、本発明の方法の第１の工程を実施するために、キャップの入れこと溶 接ホーンどの間に位置した、クロージャ組立体と容器開口とを示す、部分断面的 な部分側面図である。

７Ｆ、３図は、本力法の次の工程を示す、第２図と類似した図である。

第４図は、本発明の方法の完了時における、クロージャと容器壁部との結合部を 示す垂直断面図である。

第１図において全体的に番号ｌて示された容器クローツヤは、低密度のポリエチ レンプラスチック樹脂で成型されたノズル２と、高密度のポリエチレンプラスチ ック樹脂で成型された上部に位置するねしキャップ３とからなっている。前記ノ ズル２には円周方向に延在したフランジあるいはカラー４か形成されている。

円筒状のノズル首部５がフランジ４の下面から延在しており、円筒状のシート６ と、保持ビード７と、円錐状の導入面８と、円筒状のパイロット部分９とを有し ている。ノズル２には、さらに、入れこ式になった注ぎ口１０か形成されており 、これは外側の可撓性のある壁部１１と、内側の剛的な口部分１２とからなって いる。そのような入れこ式の注ぎ口は、１９８６年２月４日付けの米国特許第４ ゜５６８．００６に示されているようによく知られている。前記上部に位置した ねしキャップ３には円周方向に拡大した頂部壁１３が設けられており、この頂部 壁は可撓性のあるノズル壁部１１によって形成された環状の空間領域にまたがり 、注ぎ口か引き込み位置あるいは入れこ位置にある時には、フランジ４の頂部上 に着座している。キャップの頂部１３からは円筒状の側壁１４が垂下し、剛的な 内側のノズル注ぎ口部分１２と係合するための内部ねしく図示せず）が設けられ ている。

容器のカバーあるいはふた１５はディスク形状になっていて、プラスチック製の 容器本体（図示せず）の側壁と係合するような外周形状を有している。ふたｌ１ ５には注ぎ開口Ｉ６か成型されており、ノズルの首部の円筒状シート６とすべり ほめ係合をするような寸法になっている。前記開口１６を直接取り囲んでいる容 器ふた１５の下面１７は、外周部の盛り上がり表面１９を作り出す環状ステップ １８によって境界を区切られている。

容器製作中は、クロージャ組立体ｌは、第１図に示したように、容器ふた１５っ てすへりはめ係合を形成する。クローツヤキャップ３の頂部壁１３はカップ型の 入れこ２０の中で剛的に支持されており、前記入れこはクロージャ組立体を取り 囲む容器ふたの外表面を支持する円筒状の側壁２１を有している。従って、第２ 図がよくわかるように、ノズルのフランジ４は容器ぶた１５とふたの頂部壁１３ との間できつく締め付けられており、これらは全て入れこ２ｏによって支持され ている。

音速溶接ホーン３０か入れこ２０と軸線方向に整列され、下方へ開いた環状溝３ １か形成されている。また第２図でわかるように、前記溝３１は、内壁３２と外 壁３３とによって画成された、徐々に半径方向に向かった内面を有している。

前記内壁３２は外壁よりも先へ軸線方向に延在しており、ホーンの内部円筒状表 面３４を取り囲んだ比較的狭いスリーブを形成している。外壁３３の末端は、平 坦な環状端部３６によって取り囲まれた、比較的鋭い形になった環状リブ３５に なっており、前記端部かボーンの外部円筒状表面３７とつなかっている。

挿入作業か継続すると、音速溶接ホーン３０は入れこ２０に関して軸線方向に移 動され、環状溝３１はノズルの首部２の端部パイロット部分９と係合させられる 。この時点において音速溶接ホーンか電力供給の発電機（図示せず）によって従 来方法によって作動され、ノズルのパイロット部分９と導入部分８とは瞬時に温 度上昇させられる。入れこ２０に対してクロージャ組立体を軸線方向に移動させ て、押しつけ続けると、第３図でわかるように、ノズルの首部かふらふらし、そ れによって柔らかくなったプラスチック材料か半径方向外側へ変形し、容器ぶた の下面１７の上に覆いかぶるようになる。この段階において、ホーン３０の内壁 ３２はノズルの４部５の中へ、円筒状のノー１−６とは反対の側に入り込み、固 定作業中にプラスチック樹脂か半径方向内側へ倒れ込むことに対するバッフルと して作用する。ホーン３０におけるエネルギーの集中部として作用する環状リブ ３５は、この段階においては、容器の下面１７から軸線方向にある長さたけおい て離隔されており、前記長さはホーンの環状平坦端面３６と容器開口を取り囲む 外周部の盛り上かり表面１９との間の軸線方向の間隔とほぼ等しい。ホーン３０ を入れこ２０に関して軸線方向に最終的に移動させると、第４図に示したように 、最終的なりローツヤ容器の壁部結合部か得られる。このことは、ノズルの首部 ２の最終的な変形か音速溶接ホーンの溝３１の中で行われる結果どして得られる 。

この時点においては、溝３１のコラム状変位と、円筒状部分６より先へ延在した ノズルの首部におけるプラスチック樹脂の量との間に、重要な関係か存在するこ とに注意す−５きである。この関係は、ホーン３０か入れこ２０の上て所定の設 定力で底をついた時に、溝３１の中か溶融したプラスチック材料で十分溝たされ るというものである。これらの条件の下で、少量の流出あるいは溶融プラスチッ ク３８か、ホーンのリブ３５の下を半径方向外側へ流れ出し、前記リブはサイク ル末期には流出したプラスチックの中に埋まり、エネルギー集中部として作用し 残りの材料をふたの表面１７に接着させる。同時に、ポーンの端面３６か盛り上 がった環状の容器ぶたの表面１９と接触して、それらの間に密封的なシールが形 成される。ここにおいても、また、ふたの下面における環状のステップ１８か外 周部の接着領域の周りに堰を作り、溶接サイクルの最終段階において、流出した 全ての残りの樹脂を堰き止めて集中化することかできることかわかる。もし、こ の溶融樹脂の分散化を完全に捕まえることかできなければ、連続的に充填される 容器を汚染する危険性か存在する。第４図で良くわかるように、結果的に得られ た端部は外周部の接着領域によって取り囲まれた完全形成された環状レベット状 の頭部結合部てあり、高度な構造強度を有していて、３６０度に亘って密封性を 提供する。

熱源として音速エネルギーを採用した本発明による溶接プロセスは、一般的な意 味で部品を一緒にして音速的に溶接するものではなく、リークのない永久的な結 合部を得るために、結合境界面において均質的な分子インターロックを形成する ということにのみ信頼性をおいている。本発明の方法の代わりにはハイブリッド 法かあり、これは、最初にノズルの首部を永久的なリベット結合部の中ヘスエー ジ加工して、高度な構造強度を得、その後でリベット周囲において表面接着させ 、あらゆるリークバスを効果的に密封させるために音速エネルギーを用いる。

これらの２つの固定段階の組み合わせか極めて優れた結果を生じることかわかっ てきている。本発明による方法は、有利なことに、クロージャ組立体を、異なる 種類の、異なる密度を有した、また例示的に前述した材料を上部る溶融指標を有 したプラスチック材料で成型された容器ぶたに固定する方法を提供する。また容 器ふたにも変更例か可能であり、クロージャを、容器構造においては一般的な凹 状のポケットの中、あるいは盛り上かったボスの上に配置することもできる。

本発明による固定方法の他の各種変更例あるいは修正例か当業界において示唆さ れており、これらは本発明の精神あるいは範囲を逸脱しないでなされる。従って 、上述の説明あるいは添付図面に含まれる全ての事からは例示的なものと解釈す べきてあり、限定的な意味はない。

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. １．ノズルとその上を覆うキャップとを有する合成的なプラスチッククロージャ 紐立体を、合成的なプラスチックの容器ぶたの開口内に固定する方法において、 前記クロージャ組立体を前記容器ぶた開口の中へ挿入し、前記ノズルの先端部分 か前記開口を軸線方向に貫通させ、前記容器ぶたとクロージャ組立体とを、前記 キャップの支持構造物と音速溶接ホーンとによって規定された音速溶接機の作動 領域の中へ導入させる工程と、前記音速溶接ホーンを前記キャップ支持構造物に 関して軸線方面に配置し、前記ノズルの先端部と係合させ、前記クロージャのキ ャップを前記キャップ支持構造物の方へ押しつける工程と、前記軸線方向への移 動中に前記音速溶接ホーンを作動させて、前記ノズルの先端部を半径方向外側へ 永久的に変形させて、前記容器ぶた開口の中にリベット結合部を形成する工程と 、前記リベット結合部を前記クロージャのキャップに対して締め付けて、前記変 形された先端部分において、前記ふたとの間にプラスチック対プラスチックの樹 脂接着部を作り出す工程とからなる合成プラスチッククロージャの固定方法。
2. ２．請求の範囲第１項記載の方法において、前記形成されたリベット結合部の外 周部の周りに、前記プラスチック樹脂の接着部を作り出す合成プラスチッククロ ージャの固定方法。
3. ３．請求の範囲第１項あるいは第２項記載の方法において、前記外周部のプラス チック樹脂接着部を、前記音速溶接ホーンにおける軸線方向に突出した円形のエ ネルギー集中部によって作り出す合成プラスチッククロージャの固定方法。
4. ４．請求の範囲第１項から第３項のいずれか１項記載の方法において、前記外周 部のプラスチック樹脂接着部を、制御できない半径方向の分散化に対して収納す る合成プラスチッククロージャの固定方法。
5. ５．環状のフランジによって取り囲まれた円筒状のノズルを有した合成的なブラ スチッククロージャを容器ぶたの開口内に固定する方法において、前記クロージ ャ組立体を前記容器ぶた開口の中へ押入し、前記ノズルの先端部分が前記開口を 軸線方向に貫通させ、前記容器ぶたとクロージャ組立体とを、ノズルの前記キャ ップの支持構造物と音速溶接ホーンとによって規定された音速溶接機の作動領域 の中へ導入させる工程と、前記音速溶接ホーンを前記支持構造物に関して軸線方 向に配置し、前記ノズルの先端部と係合させ、前記支持構造物の方へ押しつける 工程と、前記軸線方向への移動中に前記音速溶接ホーンを作動させて、前記ノズ ルの先端部を半径方向外側へ永久的に変形させて、前記容器ぶた開口の中にリベ ット結合部を形成する工程と、それと同時に、前記ホーンの中央スリーブ部分を 前記ノズルの中へ挿入し、前記リベット結合部を前記環状フランジに対し、きつ く締め付ける工程とからなる合成プラスチッククロージャの固定方法。
6. ６．請求の範囲第５項記載の方法において、前記ホーンのスリーブ部分を軸線方 向に前記容器ぶた開口より先へ挿入する合成プラスチッククロージャの固定方法 。
7. ７．容器とクロージャの組立体において、合成的なプラスチック材料で成型され た容器ぶたと、前記ふたに形成されたクロージャを受ける開口と、前記開口を取 り囲んだ、所定の均一的な断面厚さを有した環状領域と、前記領域を取り囲んだ 前記ふたの下面に形成され、前記領域に近接した盛り上がった外周的な環状表面 を作り出す、環状の盛り上がったステップ部分と、前記開口内に永久的に固定さ れ、前記環状領域の上面の上を覆う上部フランジを有するクロージャと、前記開 口内に配置された首部と、首部領域の下面に近接した環状のリベット状頭部形成 部とからなり、前記リベット状頭部形成部が薄くなった残りの部分として半径方 向外側へ延在し、前記環状ステップ部のところで終結し、前記リベットと前記ふ たの下面との間における狭い環状接着部が、前記ステップ部より半径方向内側に 配置されている合成プラスチッククロージャの固定方法。
8. ８．請求の範囲第７項記載の方法において、前記クロージャが、前記容器ぶたに 固定されたノズル部材と、前記ノズル部材と係合したキャップ部材とを有するク ロージャからなる合成プラスチッククロージャの固定方法。
9. ９．請求の範囲第７項あるいは第８項記載の方法において、前記容器ぶたと前記 キャップ部材とが高密度のポリエチレンで成型され、前記ノズル部材が低密度の ポリエチレンで成型されている合成プラスチッククロージャの固定方法。
10. １０．請求の範囲第７項から第９項のいずれか１項記載の方法において、前記ふ たの下面における前記盛り上がった外周的な環状表面が、前記リベット状頭部形 成部の軸線方向先端部と前記葺くなった残り部分との中間の平面内に位置してい る合成プラスチッククロージャの固定方法。