CN86106513A - 带安全孔的密封容器盖和制造方法 - Google Patents

Abstract

一种密封容器盖安全孔的制造方法，以及一种独特的密封容器盖的制造方法。本方法包括用掩蔽抗蚀图形印刷带材，该抗蚀图形具有与容器盖安全孔面积一致的暴露沟槽，蚀刻暴露面积至预定深度从而构成盖子的安全膜，能够经受破裂前的预定压力。

Description

本发明涉及密封容器盖，尤其是关于制造密封容器盖的安全孔的制造方法，和此种容器用的新型盖子。该面粉盖具有一安全孔膜。

众所周知，密封容器本身设置可以破裂的安全膜，为的是，如果容器内气体压力提高到超过预定极限，则膜就破裂，允许气体释放，避免了不可控制的容器***或破裂，以及往往与此相联系的可能发生的人身伤害和财产损失。由以前的技术可知这样一些结构：在1971年11月2日公布的美国专利号3617386中，Robert    J.Bosben阐述了一种受压易碎的安全装置，在1979年11月20日公布的美国专利号4175166中，M.G.Rosanaky介绍了根据容器内存在的预定圆周应力导致容器破坏而设计的壁厚减薄范围;在1981年3月17日公布的美国专利号4256812中，K.Tamura等人所公开的V型截面容器中的十字型刻痕，以及在1984年10月9日公布的美国专利号4476200中，C.Markin等人发表的减压安全膜。过去，这种安全孔型式一般用像冲压这种的机械加工方式来完成的。这种成形方式引起应力腐蚀以及金属厚度与晶粒结构的不均匀性，这又导致不均匀的压敏特性和不均匀的压力反应特性。

本发明考虑到薄的安全膜的均匀性在可能***的密封容器中的重要意义，且进一步考虑到小心谨慎地控制这种薄膜的尺寸和压力灵敏度等特性的重要意义。为了均匀地对预定压力作出反应，本发明提供一种制造密封容器盖安全膜的独特的新型方法，有可能以有效而简易的实用方法大批生产本发明的新颖产品，这种产品没有临界压力敏感均匀性的损失。

虽然，在1973年3月27日公布的美国专利号3723269中，E.Hofling所说明的用蚀刻在容器中制作撕裂线的广泛应用是老的方法，而本发明承认密封容器安全膜对压敏性和压力反应的均匀性的要求和重要性，提供了一种新颖的方法和独特的产品，经得起这样的压敏性和压力反应，这在以前技术中尚未发现。

本发明的各种其它特征，对于技术行家来说，阅读了下文所述内容就清楚了。

现在更详细地叙述。本发明提供了一种密封安全孔的制造方法，包括：把容器盖坯件输入印刷区;在印刷区用掩蔽抗蚀图形印刷容器盖坯件，该掩蔽抗蚀图形具有与安全孔面积相一致的暴露的沟槽面积;把掩蔽印刷的容器盖坯件传送到蚀刻区;在蚀刻区使容器盖坯件经受被控制的蚀刻处理，把暴露的沟槽面积蚀刻到预定的均匀深度，即留下均匀的预定材料厚度作为安全膜，可以经受破裂前的预定压力;将已经均匀蚀刻的盖子传送到漂洗区，去除抗蚀剂和蚀刻材料。此外，本发明提供的密封容器封盖，至少蚀刻有一个沟槽，此沟槽留一间隔围绕圆周边延伸。因此，沟槽具有预定的均匀深度，构成了预定均匀厚度的安全膜，能经受破裂前的预定压力。

显然，技术行家在此阐述的制造方法的几个工序和产品的几个部分中，可以作出不同的变更而不脱离本发明的范围或精神。例如蚀刻工序;容器盖材质;安全孔的破裂极限和几何形状，都可以由技术行家作变更，以获得所要求的结果而不脱离本发明的范围。

参照附图说明本发明的一个有价值的实施例及其一些改进：

图1是工艺流程图，显示了实现本发明方法中涉及的几个工序;

图2是经受图1中的工序的部分带材的放大平面图;

图3是取自图2通过3-3线投影的进一步放大的带材剖面图;

图4是本发明密封容器盖的透视图，进一步表示了容器盖的中心孔，

图5是表明两种可能方位的一片带材的平面图，根据本发明在单一的片材上可以形成许多改进的安全膜;

图6是图5中部分片材的放大平面图;

图7是取自图6通过线7-7平面的剖视图，表明了在带材相反表面上，用镜像方法处理而成的安全膜;

图8是依照图5-7的密封容器盖一面的透视图;

图9是进一步改进的安全膜的局部放大图，表示在一面上的突入点;

图10是取自图9通过线10-10平面的剖视图;

图11是密封容器盖一面的透视图，与图9和10相一致;

图12是密封容器盖另一面的透视图，与图9和10相一致。

参照附图1，带材2能以卷材形成式贮存在供带区3，并从那里输送到印刷区4，带材2可以是用于制造密封容器盖的许多已知材料中的任意一种（该带材对在下文描述的受控蚀刻工艺起反应）。例如那些应用于密封钮扣电池的一组电池盖的加工中，合适的材料是一种金属合金。例如冷轧碳合金钢（“C1010”），厚度为0.2-1.52毫米（0.008-0.06英寸），适宜的厚度大致可采用0.5±0.05毫米（0.02±0.002英寸）。很清楚，在进行蚀刻工序以前，在良好的清洗和表面除油浴槽中（未示出），可以完成金合金合适的清洗和表面除油。

在下述例子中采用了合金钢带材，它应用适宜的苛性净化剂浴就可以了。

在印刷区4中，有一对相对的印刷辊6，用适宜的掩蔽抗蚀剂（或蚀刻防蚀剂）进行频繁或连续处理，这些抗蚀剂（或防蚀剂）可根据被蚀刻的材料以及在蚀刻过程中所使用的化学药品，从合适的化学材料中选择。由于适宜的蚀刻保护层而不蚀刻所有的带材表面，例如合成树脂就具有耐受所应用的特殊的蚀刻措施。

在印刷区4中，通过辊6应用的带材，在其无掩蔽部分没有保护层，带材无掩蔽部分的形状可根据本发明几个几何形状中任选一种。在图2和图3所示的实施例中，无掩蔽的几何图形是一些少于360°的圆弧7所构成的保留部分。在实施例图4-12中，每个圆弧形7环绕于至少在一个表面上暴露的中心孔8。在实施例图5-8中，圆弧7以相对的镜像关系处在带材2的相反表面上。在图9-12中，无掩蔽镜像的几何图形圆弧7在带材2的相反表面上，各自含有一个放大的无掩蔽弓形截面9，位于弧形的底部。值得注意，在图9-12中，带材2的一个表面还包含一个三角形抗蚀掩蔽区，它延伸进每个沟槽7的弓形截面9，因此依照在一边引入一个尖角突入点11来蚀刻每一沟槽7，点11的几何位置安排在划定圆弧7以外的剩余圆周即掩蔽覆盖的保留部分的对面，以致当盖子被蚀刻部分所承受的压力超过预定压力时，易于开裂并保持开裂部位不再扩大。

参考图5可以看出，许多不掩蔽的沟槽7可以按许多不同几何方位的任意一种布置在带2上，这取决于材料晶粒组织和所要求的结果。在实施例图5中所示，位于带2下半部的每个马蹄形沟槽7所取的位置是以90°对着带2上半部的马蹄形沟槽7。显然也可利用别的位置，而且一般地说，带材上的所有沟槽都可以定位在选定的位置上。在图5中还指出，带2宁可以单片形式而不宜如图1所示的连续卷材形式。

根据本发明方法再参照图1，在上述方法中，用保护层适宜地掩蔽了带2后，带2沿着每隔一定距离布置的传动轧辊10，通过蚀刻区12，漂洗区13，上油区14，最后通过冲压或成形区16，制成各个容器盖17，例如图4、8、11、12所示。很清楚，带2通过漂洗区13后，可以在别处为后处理再缠绕。还指出，如果需要的话，在盖17上可形成不同型式的边缘20，或者可以除去边缘。

如上所指出，带2是沿着合适的传动辊10传送而通过12、13、14区的。在蚀刻区12中，进给的带2经过适宜的酸性蚀刻浴（若被蚀刻的材料是合金钢，则用三氯化铁蚀刻浴）。可以控制蚀刻浴的浓度和温度，甚至浴槽的数量，以避免气体鼓泡。此外，带材在一个浴槽或几个浴槽中的进给速度或停留时间的参数，槽浴的酸度和温度，都被小心谨慎地控制，以致可精确地预定蚀刻深度及安全膜厚度，并沿未掩蔽表面保持其均匀性。例如采用0.5毫米（0.02英寸）的合金钢带，在整个未覆盖面进行控制蚀刻，就制成厚度为（0.02-0.101）±0.005毫米（0.001-0.004）±0.0002英寸）的均匀膜。显然，当一组密封容器盖在加工时，如此控制蚀刻深度是有利的，可以留下金属厚度作安全膜，能够经受住安全膜破裂前的预定压力，约0.34-3.1兆帕（约50-450磅/英寸²）。

一旦带2在蚀刻区正常地蚀刻后，就进给到漂洗区13。在本发明实施例图1中，漂洗区13可包括三段，即中和段18，抗蚀剂去除段19及清洗段21。中和段18是一个适宜的碱液浴（例如氢氧化钠）。抗蚀剂去除段是一个适宜的酸浴，这取决于在印刷区4中应用于印刷辊6的掩蔽保护层的化学性质。清洗区321可以是一个普通的自来水浴。带2从漂洗区13的最后一段传送到一个适宜的上油区14，然后才进入成形区或冲压区16，于是从带2制成盖子17。根据所需要的结果，可以控制带材在蚀刻区12中的蚀刻工艺以及在漂洗区13中三段18、19、21的停留时间和槽浴浓度。

如上所述，显然在不离开本发明范围的情况下，在所阐述的产品和制造方法等几个方面可以作出各种改变。例如除了那些密封容器外的别的盖子也可以如此加工;除了本发明方法中采用的合金钢以外，还可以采用别的容器材料;可以改变蚀刻处理工艺和沟槽几何形状，以制成适应不同预定压力的容器安全膜。

Claims (17)

1、一种密封容器盖安全孔的制造方法。本发明特征在于：将容器盖坯件输入印刷区；在所述印刷区中，用掩蔽抗蚀图形印刷上述容器盖坯件，该掩蔽抗蚀图形具有与安全膜面积一致的暴露沟槽；将上述掩蔽印刷的容器盖坯件传送到蚀刻区；在所述蚀刻区中，上述容器盖坯件经受被控制的蚀刻过程，将上述暴露沟槽蚀刻至预定的均匀深度，即留下均匀的预定金属厚度作为安全膜，能经得起破裂前的预定压力；传送上述均匀蚀刻的盖子，通过漂洗区去除上述抗蚀剂和蚀刻材料。

2、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述漂洗区包括一个中和段，一个抗蚀剂去除段和一个清洗段。

3、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述容器盖坯件的印刷包括掩蔽抗蚀图形与暴露沟槽以相对的镜像关系，处在上述容器盖坯件的两个表面上。

4、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述容器盖坯件的印刷包含一个具有暴露沟槽的掩蔽抗蚀图形，在沟槽中形成一个突入点。

5、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述的容器盖坯件是许多在连续移动的蚀刻带材上受印刷和蚀刻的盖子之一，该带材从供带区以卷材状态开始传送，通过上述的印刷区，蚀刻区和漂洗区。

6、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述容器盖坯件材料是合金钢，其厚度为0.2-1.52毫米（0.008-0.06）英寸，其暴露沟槽面积的蚀刻受到控制从而形成一个厚度为0.02-0.101毫米（0.001-0.004英寸）的均匀膜。

7、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于上述容器盖坯件材料是合金钢，随着上述暴露沟槽面积受控蚀刻某深度，使留下的金属厚度在破裂能够经受约为0.34-3.1兆帕（约50-450磅/英寸²）的预定压力。

8、根据权利要求1所述的方法，本发明特征在于，将上述已蚀刻的盖子坯件，从上述的漂洗区传送到冲压区，使上述已蚀刻的盖子成形为预定的盖子形式。

9、一组密封电池容器的金属盖安全孔的制造方法，本发明特征在于连续进给合金钢带材，其厚度约为0.5毫米（0.02英寸），带材从供带区以卷材状态开始传送，通过印刷区;在所述印刷区里，用化学掩蔽抗蚀图形在上述带材的至少一个表面上进行印刷，掩蔽抗蚀图形包括一些少于360°的相对镜像圆弧形式的暴露沟槽，在上述带材的至少一个表面上具有这些隔开的弧形，每个圆弧围绕着一个暴露的中心孔;将上述已掩蔽印刷的带材传送到蚀刻区;在所述蚀刻区内，上述带材经受化学蚀刻过程，蚀刻上述暴露的圆弧沟槽和中心孔，使蚀刻至预定的均匀深度，而留下的均匀金属厚度作为安全膜，能经受破裂前的预定压力，预定压力约为0.34-3.1兆帕（约50-450磅/英寸²），上述暴露的中心孔深度至少达到相对的镜像沟槽深度的一半;传送上述已蚀刻的带材通过漂洗区，该漂洗区包括一个化学中和段，一个抗蚀剂去除段和一个清洗段;然后将经漂洗的带材传送到冲压区，将上述的已蚀刻带材冲压成许多电池盖，每个盖子上有一个弧形减压安全膜，它围绕着一个中心孔。

10、根据权利要求9所述的方法，本发明特征在于，至少在上述带材的一个表面上有上述的化学掩蔽抗蚀图形，含有一些隔开的暴露沟槽，每个沟槽有一个突入点，该点在几何图形上位于上述圆弧的掩蔽覆盖部分的对面，当超过预定压力时易于裂开。

11、一种密封容器盖，至少有一个用化学方法蚀刻的沟槽，该沟槽留有间隔，围绕圆周边以预定的均匀深度延伸，形成了预定的均匀厚度的安全膜，能够能在破裂前对预定压力均匀地引起反应及经受住预定压力。

12、根据权利要求11所述的容器盖，本发明特征在于，上述容器盖包含相对的镜像沟槽，该槽被蚀刻在上述盖子的相对的表面上，构成上述厚度均匀的安全膜。

13、根据权利要求11所述的容器盖，本发明特征在于，上述容器盖的材质是合金钢，厚度为0.2-1.52毫米（0.08-0.06英寸），安全膜厚度为0.02-0.101毫米（0.001-0.004英寸）。

14、根据权利要求11所述的密封容器盖，本发明特征在于上述沟槽深度足以构成安全膜，膜的厚度能承受破裂前的预定压力，约为0.34-3.10兆帕（约50-450磅/英寸²）。

15、根据权利要求11所述的容器盖，本发明特征在于上述蚀刻沟槽留有间隔，自上述盖子的周边延伸，但不足于整个周边，而留下一段盖子全厚度的保留部分，当超过预定压力时，该保留部分能够维持破裂部分不再扩大。

16、根据权利要求15所述的容器盖，本发明特征在于，上述蚀刻沟槽包含一个它与交界的三角形蚀刻部分，位于上述全厚度部分的对面，当超过预定压力时，上述盖子就提供了一个突破点。

17、一种密封容器的圆形合金钢电池盖，本发明特征在于上述盖子的厚度为0.2-1.52毫米（0.008-0.06英寸），在盖子上用化学方法蚀刻对置的沟槽，沟槽以少于360°的镜像圆弧形式自上述盖子的周边隔开，构成了预定的均匀厚度的安全膜，膜的厚度为0.02-0.101毫米（0.001-0.004英寸），能够对破裂前的预定压力均匀地引起反应并经受住预定压力，预定压力为0.34-3.1兆帕（50-450压磅/英寸²），上述圆弧形围绕中间的小孔，它们按规定尺寸制造而能装入熔制在里面的组合件。

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