ПОВТОРНО ГЕРМЕТИЗИРУЕМЫЙ КОНТЕЙНЕР
RESEALABLE CONTAINER

Настоящее изобретение относится к повторно герметизируемому контейнеру, в котором корпус выполнен из полиэтилентерефталата (далее именуемого "ПЭТ"), для хранения такого содержимого, как пищевые продукты или напитки, герметизированному крышкой, выполненной из ПЭТ, хорошо пригодному для вторичного использования и обладающему прозрачностью. В данном контексте выражение “повторно герметизируемый" означает характеристику, при которой возможность повторной герметизации позволяет, по меньшей мере, предотвратить утечку жидкости, когда крышка вновь установлена на место, и при использовании под нагрузкой, приложенной к контейнеру, например, в ситуациях, когда контейнер удерживается рукой или переносится в сумке, и т.п.
Известны герметизированные контейнеры, например, для напитков, такие как бутылки, банки, пластиковые контейнеры и т.п. В последнее время широкое распространение получили пластиковые контейнеры, особенно изготовленные из ПЭТ (ПЭТ-бутылки), благодаря их удобству, высоким эксплуатационным характеристикам и т.д.
Кроме того, для возможности рециркуляции всего контейнера (в качестве вторсырья) крышку ПЭТ-бутылки предпочтительно изготавливают из того же материала, т.е. из ПЭТ. Однако из-за того, что крышки из ПЭТ легко растрескиваются, и с ними трудно обеспечить повторную герметизацию (например, см. патентный документ 1), в качестве материала для крышек используют пластик, обладающий большей гибкостью и расширяемостью, например, главным образом, полипропилен, а также полиэтилен и т.п. (см. патентный документ 2).
При использовании ПЭТ для крышек требуется существенная химическая модификация ПЭТ, такая как сополимеризация с полиэтиленом и т.п. (например, см. патентный документ 3).
Кроме того, в ПЭТ-бутылках в качестве способа герметизации используется навинчивание крышки на горловинную часть бутылки (например, см. патентный документ 1).
Патентный документ 1: Японская выложенная патентная публикация № HEI 10-139061.
Патентный документ 2: Японская выложенная патентная публикация № 2002-348326.
Патентный документ 3: Японская выложенная патентная публикация № 2002-302133.
Однако, начиная с технологии, описанной в патентном документе 2, если крышка выполнена из полипропилена, то для переработки для повторного использования корпус контейнера и крышку приходится разъединять, а на это требуется время. Кроме того, прозрачность крышки хуже, чем прозрачность корпуса контейнера.
Далее, если ПЭТ модифицирован для образования крышки, например, по технологии, описанной в патентном документе 3, издержки, связанные с такой модификацией, растут, и бывают случаи, когда пригодность к повторному использованию недостаточна.
Кроме того, начиная с крышки, описанной в патентном документе 1, поскольку навинчиваемой крышке придают большую толщину для повышения ее жесткости, крышка является основной причиной увеличения издержек на производство всего контейнера.
Поэтому задача настоящего изобретения состоит в создании герметизированного контейнера, в котором используется надеваемая крышка, выполненная из ПЭТ, обладающего возможностью вторичного использования, прозрачного, недорогого, не требующего химической модификации, устойчивого к растрескиванию и утечкам, и который может быть повторно герметизирован.
3
Тщательно исследовав описанные выше проблемы, авторы настоящего изобретения обнаружили, что проблемы, описанные выше, можно решить (1) путем образования корпуса контейнера из жесткого ПЭТ, а крышки - из мягкого ПЭТ, и используя надеваемую, а не навинчиваемую крышку в качестве способа герметизации, и создали настоящее изобретение. Более конкретно, повторно герметизируемый контейнер по изобретению имеет корпус с участком горловинной части цилиндрической формы и крышку цилиндрической формы, образованную с верхней поверхностью и которая герметизирует горловинную часть, надеваясь на него снаружи. Корпус контейнера имеет структуру, в которой деформации горловинной части препятствует ограничение деформации корпуса в направлении внутрь корпуса, когда к корпусу прилагается усилие, и образован из полиэтилентерефталата, горловинная часть имеет непрерывный кольцевой выступ, проходящий по окружности цилиндрической внешней стенки, крышка имеет непрерывную кольцевую канавку для надевания на кольцевой выступ, проходящую по окружности цилиндрической внутренней стенки, выполнена из аморфного полиэтилентерефталата плотностью 1,320-1,340 г/см и имеет толщину не менее 80 мкм, но меньше чем 390 мкм.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению крышка предпочтительно образована способом формования давлением воздуха или способом вакуумного формования. Крышка, образованная способом формования давлением воздуха или способом вакуумного формования, имеет малую толщину и невысокую стоимость.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению корпус контейнера предпочтительно образован способом выдувания в форме или методом литья под давлением. Применение способов раздува в форме или литья под давлением облегчает получение структуры, в которой сдерживается деформация горловинной части.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, когда верхнюю поверхность крышки тянут вверх, измеренная соединяющая сила крышки до того, как она открыта, предпочтительно составляет по меньшей мере 9,8 Н. Это затрудняет выпуск содержимого и позволяет добиться достаточной возможности повторной герметизации, когда открытая крышка надета вновь.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению такая структура, в которой деформация горловинной части ограничена, предпочтительно является структурой, в которой корпус контейнера имеет корпусную часть с участком захвата, который образован в той части, где диаметр корпуса максимален или приблизительно максимален, и отдален от горловинной части на 30 мм или более, и имеет заплечик между этой корпусной частью и горловинной частью. За счет участка захвата становится легче прилагать усилие только к той корпусной части, которая предназначена для захвата, и даже, если эта корпусная часть деформируется при захвате, распространение такой деформации блокируется наличием заплечика. Таким образом, возникает возможность предотвратить деформацию горловинной части, и утечки из контейнера затруднены.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению указанный заплечик предпочтительно имеет форму, в которой отношение уменьшения диаметра в направлении от участка захвата к горловинной части меняется. Даже если величина деформации участка захвата велика, передача деформации блокируется заплечиком, что это позволяет предотвратить деформацию горловинной части.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, в котором деформация горловинной части ограничена, предпочтительно имеется структура, в которой по меньшей мере заплечик образован с более толстой стенкой по сравнению с корпусом, или структурой, в которой по меньшей мере заплечик кристаллизован, или структурой, в которой по окружности внешней стенки горловинной части или заплечика выполнено усиливающее ребро, или комбинацией этих структур. Даже если усилие, приложенное к корпусной части, велико, благодаря увеличению жесткости заплечика, обеспечиваемому описанными выше структурами, можно предотвратить деформацию горловинной части.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению корпус контейнера предпочтительно выполнен чашеобразным, и структура, в которой деформация горловинной части ограничена, является структурой, в которой по меньшей мере нижняя часть горловинной части образована с более толстой стенкой по сравнению с этой корпусной частью, или структурой, в которой по меньшей мере нижняя часть горловинной части кристаллизована, или структурой, в которой по окружности внешней стенки горловинной части выполнено усиливающее ребро, или комбинацией этих структур. Если корпус контейнера выполнен чашеобразным, деформация корпусной части легко передается на горловинную часть, когда к корпусной части прилагается усилие. Однако при использовании любой из описанных выше структур, которые ограничивают деформацию горловинной части, даже если корпус контейнера имеет форму чаши, деформацию корпусной части трудно передать на горловинную часть.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, когда к корпусной части прилагают усилие и эта часть сминается на 10% в направлении диаметра корпуса, рассчитанное отношение деформации (Формула 1) в направлении диаметра горловинной части предпочтительно составляет 0,50% или менее. Создав структуру, в которой деформация горловинной части сдерживается так, что отношение деформации становится 0,50% или менее, можно обеспечить возможность герметизации крышки, а это позволяет практически исключить утечку содержимого.
(Формула 1): Отношение деформации (%)={(Минимальная величина диаметра горловинной части без нагрузки - Минимальная величина диаметра горловинной части при деформации)/Минимальная величина диаметра горловинной части без нагрузки}X100
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению величина деформации горловинной части предпочтительно меньше, чем величина деформации крышки, когда к периферийной части перекрывающей области крышки и горловинной части приложена заданная нагрузка. За счет того, что горловинная часть выполнена более жесткой, чем крышка, можно обеспечить возможность герметизации крышки, что позволяет практически исключить утечку содержимого.
Кроме того, в повторно герметизируемом контейнере по изобретению предпочтительно на цилиндрической внешней стенке горловинной части выполнено в форме ребра горловинное кольцо, расположенное ближе к корпусной части, чем кольцевой выступ, а на цилиндрическом конце выполнен обращенный наружу фланец, при этом горловинное кольцо и фланец сплавлены. Даже если содержимым является, например, газированный напиток, можно предотвратить отскок крышки. Кроме того, можно подтвердить, открывался ли контейнер или нет.
Повторно герметизируемый контейнер по изобретению предпочтительно оснащен механизмом, который предотвращает отскок крышки за счет обеспечения язычка на крышке, а также горловинного кольца в виде ребра, имеющего вырез на цилиндрической внешней стенке горловинной части ближе к корпусной части, чем к указанному кольцевому выступу, и путем зацепления этого язычка в вырезе. Даже если содержимым является, например, газированный напиток, можно предотвратить отскок крышки. Повторно герметизируемый контейнер по изобретению предпочтительно содержит покрытие из термоусадочной пленки, которое покрывает горловинную часть и крышку, герметизируя горловинную часть. Можно предотвратить отскок крышки до тех пор, пока контейнер не дойдет до потребителя. Кроме того, можно продемонстрировать, вскрывался контейнер или нет.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению по меньшей мере на одной стороне поверхности корпуса контейнера или крышки образована тонкая газобарьерная пленка. Улучшая свойства газонепроницаемости контейнера, можно продлить срок хранения содержимого или срок, до которого содержимое считается свежим.
Контейнер по изобретению обладает хорошей способностью к повторному использованию, прозрачен, недорог, не требует химической модификации, устойчив к растрескиванию и препятствует утечкам, а также может быть повторно закрыт с обеспечением герметичности.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
Фиг.1 (a, b) - схематичный вид в сечении повторно герметизируемого контейнера по изобретению (вариант).
Фиг.2 (a, b, c) - процесс формования крышки  раздувом (давлением воздуха), где Фиг.2(a) иллюстрирует стадию нагрева листа, Фиг.2(b) - стадию формования давлением воздуха и Фиг.2(c) - стадию извлечения.
Фиг.3 - схематичный вид сбоку, иллюстрирующий состояние деформации, где Фиг.3(a) показывает состояние до деформации, а Фиг.3(b) показывает состояние после деформации.
Фиг.4 (a, b, c, d) - схематичный вид в сечении другого варианта повторно герметизируемого контейнера по изобретению, где на Фиг.4(a) контейнер имеет форму заплечика, в которой диаметр уменьшается от корпуса контейнера к горловинной части, на Фиг.4(b) заплечик образован с более толстой стенкой по сравнению с корпусом, на Фиг.4(c) показан кристаллизованный заплечик и на Фиг.4(d) - иллюстрация выполнения по окружности внешней стенки горловинной части или заплечика усиливающего ребра.
Фиг.5 - схематичный вид в сечении герметизированного контейнера, выполненного с возможностью повторной герметизации, который имеет корпус в форме чаши по настоящему изобретению, где на Фиг.5(a) показано, что усиление осуществляется увеличением толщины стенки, на Фиг.5(b) - усиление осуществляется кристаллизацией стенки, и на Фиг.5(c) - усиление осуществляется усиливающим кольцом  в виде ребра.
Фиг.6 - схематичный вид механизма предотвращения отскока крышки, вариант.
Фиг.7 - схематичный вид герметизируемого контейнера 100, покрытого термоусадочной пленкой, вариант.
СПИСОК ПОЗИЦИЙ НА ЧЕРТЕЖАХ
1 - корпус контейнера
2 - крышка
3 - горловинная часть
4 - корпусная часть
5 - верхняя поверхность крышки
6, 6a, 6b - кольцевой выступ
7, 7a, 7b - кольцевая канавка
8 - заплечик
10 - усилие
11 - смятие
12 - усиливающее кольцо
13 - кольцо
14, 32 - горловинное кольцо
15, 30 - язычок
16 - фланец
18 - зацепляющаяся часть
19 - прочно прикрепленная деталь
21 - нагревательная плита
22 - металлическая форма
23 - лист
24 - сжатый воздух
25 - нижняя часть от горловинной части
31 - вырез
40 - покрытие из термоусадочной пленки
100, 200, 300, 400, 500, 600, 700, 800, 900, - контейнер по изобретению
X - ось контейнера
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению корпус контейнера и крышка образованы из ПЭТ для того, чтобы повысить возможность их повторного использования. Поэтому, когда из ПЭТ методом литья под давлением формируют винтовую крышку, обеспечивающую возможность повторной герметизации, требуется химическая модификация ПЭТ, поскольку способность к герметизации недостаточна и легко образуются трещины. Соответственно предполагая, что используется ПЭТ общего назначения, чтобы обеспечить способность к герметизации и одновременно предотвратить образование трещин, корпус контейнера, особенно его горловинную часть, делают жестким, а крышку делают мягкой. Далее, крышка выполнена не винтовой, а надеваемой. Способность к герметизации из-за деформации не нарушается благодаря тому, что горловинную часть делают жесткой, а образование трещин в крышке уменьшается потому, что крышку делают мягкой. Когда крышку делают мягкой, винтовую крышку сделать трудно, поэтому применяют надеваемую крышку. В этом отношении рассматривалась возможность увеличения толщины стенки горловинной части, но увеличение толщины ведет к увеличению жесткости только до определенного предела. Соответственно, деформацию горловинной части предотвращают приданием корпусу контейнера структуры, в которой деформацию горловинной части предотвращают ограничением деформации корпусной части, направленной внутрь, когда к этой корпусной части прилагают усилие.
Далее следует подробное описание настоящего изобретения со ссылками на предпочтительные варианты, однако, настоящее изобретение не ограничивается этим описанием. Сначала со ссылками на Фиг.1-7 будет описан повторно герметизируемый контейнер по изобретению. Одинаковые элементы или детали на чертежах обозначены одинаковыми позициями.
3
На Фиг.1 представлен схематичный вид в сечении повторно герметизируемого контейнера по изобретению. Герметизированный контейнер 100, показанный на Фиг.1, содержит корпус 1 контейнера, который имеет цилиндрическую горловинную часть 3 и крышку 2, выполненную цилиндрической формы с верхней поверхностью 5 и которая герметизирует горловинную часть 3 путем надевания снаружи на горловинную часть 3. Корпус 1 контейнера имеет структуру, в которой деформация горловинной части 3 сдерживается путем ограничения деформации части 4 корпуса внутрь, когда к части 4 корпуса приложено усилие, при этом контейнер выполнен из полиэтилентерефталата (ПЭТ). Горловинная часть 3 имеет непрерывный кольцевой выступ 6, проходящий по окружности цилиндрической внешней стенки. Крышка 2 имеет непрерывную кольцевую канавку 7 для надевания на непрерывный выступ 6, выполненную по окружности цилиндрической внутренней стенки, и выполнена из аморфного полиэтилентерефталата плотностью 1,320-1,340 г/см и толщиной не менее 80 мкм, но меньше чем 390 мкм.
Корпус 1 контейнера имеет форму бутылки, а горловинная часть 3 имеет цилиндрическую форму. Указанная здесь цилиндрическая форма является не только цилиндрической, но включает случай, когда диаметр горловинной части вдоль оси Х увеличивается, и случай, когда диаметр горловинной части вдоль оси Х уменьшается. Далее, форма горизонтального сечения относительно си Х может быть не только круглой, но и эллиптической, прямоугольной или многоугольной. Далее, корпус 1 контейнера может иметь форму чаши (например, Фиг.5), и в этом случае горловинная часть 3 также имеет цилиндрическую форму.
Корпус 1 контейнера образован хорошо известным способом формования, например выдуванием или литьем под давлением с использованием полиэтилентерефталата (ПЭТ). В настоящем изобретении ПЭТ содержит модифицированный ПЭТ, такой как ПЭТ, модифицированный гликолем или подобный, с которым можно обращаться так же, как и с ПЭТ при повторном использовании.
Содержимое, которым заполняется корпус 1 контейнера, главным образом является напитками, такими как пиво, игристое вино, газированные напитки, безалкогольные напитки и т.п., а также этим содержимым могут быть приправы, растительные масла и пищевые продукты. Герметизируемый контейнер по настоящему изобретению выполнен с возможностью заполнения содержимым, требующим возможности повторной герметизации, а именно обладает характеристикой, согласно которой герметизация достигается в такой степени, что по меньшей мере вода не вытекает, когда крышка вновь надета и когда на контейнер воздействует усилие, например, когда контейнер удерживается рукой или уложен и переносится в сумке и т.п. Соответственно контейнер может иметь большую емкость, например 1 литр и более.
На горловинной части выполнен кольцевой выступ 6, проходящий по окружности цилиндрической внешней стенки. В герметизируемом контейнере 100, выполненном с возможностью повторной герметизации, показанном на Фиг.1, выполнен кольцевой выступ 6а на конце цилиндрической горловинной части и кольцевой выступ 6b, расположенный под ним, которые образуют два кольцевых выступа 6, однако на горловинной части можно выполнить один выступ или три и более. Поскольку сила сцепления крышки 2 увеличивается с увеличением количества кольцевых выступов, это количество определяется в соответствии с желаемым сопротивлением давлению. Далее, это количество ограничено длиной цилиндра горловинной части 3.
Крышке 2 придана цилиндрическая форма с верхней поверхностью 5, и крышка 2 герметизирует горловинную часть 3, надеваясь на него снаружи. Поскольку боковая часть цилиндра крышки 2 образует форму, которая контактирует с боковой поверхностью горловинной части 3, указанная выше цилиндрическая форма почти полностью повторяет цилиндрическую форму боковой поверхности горловинной части 3. Соответственно, эта форма является не только цилиндрической, но и включает случаи, когда диаметр вдоль направления оси Х увеличивается или уменьшается. Далее, форма горизонтального сечения относительно оси Х может быть не только круглой, но и овальной, прямоугольной или многоугольной. В крышке 2 по окружности цилиндрической внутренней стенки выполнена кольцевая канавка 7 для надевания на кольцевой выступ 6.
3
Крышка 2 выполнена с использованием аморфного полиэтилентерефталата плотностью 1,320-1,340 г/см. Крышка 2 прозрачна и это позволяет проверять содержимое контейнера. Что касается аморфного полиэтилентерефталата, имеется материал, именуемый А-ПЭТ (A-PET), и материал, именуемый ПЭТГ (PETG), и аморфное состояние достигается вводом в ПЭТ ингибиторов кристаллизации или проведением полимеризации одной части структуры внутри кристаллической структуры ПЭТ. Используя этот материал и толщину не менее 80 мкм, но меньше чем 390 мкм, и предпочтительно 150-300 мкм, крышка 2 обеспечивает хорошие герметизирующие свойства и гибкость без растрескивания. Поскольку крышка 2 имеет умеренную гибкость, когда она вновь надевается на горловинную часть 3 корпуса 1 контейнера, деформация крышки 2 находится в диапазоне пластических деформаций и это позволяет добиться возможности повторной герметизации при сохранении герметизирующей способности. Когда толщина крышки составляет менее 80 мкм, крышка остается гибкой, но тонкой, и возникают ситуации, когда она растрескивается, если внутреннее давление достаточно высоко, например когда содержимым является газированный напиток и т.п., но с другой стороны, если толщина крышки равна или превышает 290 мкм, гибкость становится неадекватной и могут возникнуть случаи растрескивания. Кроме того, снижается экономичность ввиду повышения расхода полимера.
3
Чтобы образовать толщину не менее (т.е. равную или больше) 80 мкм, но меньше чем 390 мкм, крышку 2 предпочтительно формуют давлением воздуха (раздувом) или способом вакуумного формования. Крышка, отформованная раздувом или способом вакуумного формования, может быть с небольшими затратами образована в указанном диапазоне толщин. На Фиг. 2 показан процесс формования давлением воздуха, где на Фиг. 2(а) показана стадия нагревания листа, на Фиг.2(b) показана стадия формования давлением воздуха, а на Фиг.2(с) показана стадия извлечения из формы. Например, лист 23, выполненный из аморфного полиэтилентерефталата, толщиной, равной или превышающей 80 мкм и менее 390 мкм, и плотностью 1,320-1,340 г/см подготавливают и нагревают нагревающей плитой 21 (см. Фиг.2(a)). Затем лист 23 зажимают между металлической формой 22 и нагревательной плитой 21 и вдувают сжатый воздух 24 от поверхности нагревательной плиты 21 для прижимания листа 23 к внутренней поверхности металлической формы 22 (см. Фиг.2(b)). После того как лист 23 деформируется и примет форму крышки 2, крышку 2 извлекают из металлической формы 22 (см. Фиг.2(c)). Поскольку из одного листа 23 можно сформовать большое количество крышек 23, крышки 2 вырезают по одной и отделяют друг от друга (на чертежах не показано).
Далее будет описано отношение между кольцевым выступом 6 корпуса 1 контейнера и кольцевой канавкой 7 крышки 2. Форма поперечного сечения выступа 6 образует полукруглый выступ на конце вертикальной поверхности контейнера, как показано на Фиг.1. Альтернативно, эта форма может быть полуэллиптической. Когда поверхность кольцевого выступа 6 является квадратной, имеются случаи, когда крышку нельзя открыть и закрыть плавно. Чтобы улучшить возможность герметизации, форма кольцевого выступа имеет обратное отношение с формой кольцевой канавки 7, чтобы садиться в эту кольцевую канавку 7. В герметизированном контейнере 100, показанном на Фиг.1, форма части 6а кольцевого выступа имеет обратное соотношение с формой кольцевой канавки 7а, а форма части 6b кольцевого выступа имеет обратное соотношение с формой кольцевой канавки 7b . Далее, часть 6а кольцевого выступа входит в часть 7а кольцевой канавки, а часть 6b кольцевого выступа - в часть 7b кольцевой канавки.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, когда верхнюю поверхность крышки 2 тянут вверх, измеренная сила сцепления предпочтительно превышает или равна 9,8 Н, и предпочтительно превышает или равна 20 Н до тех пор, пока крышка 2 не будет открыта. Это уменьшает вылет содержимого, и при открытой крышке ее легко можно вновь закрыть, обеспечив герметизацию. Сила сцепления крышки увеличивается с увеличением длины кольцевого выступа 6 и соответственно глубины кольцевой канавки 7. Она увеличивается, если поверхности кольцевого выступа 6 и кольцевой канавки 7 выполнены квадратными, и она увеличивается при увеличении количества кольцевых выступов 6 и кольцевых канавок 7. Далее, чем выше сила сцепления, тем большее усилие требуется при открывании крышки, поэтому сила сцепления крышки составляет приблизительно 50 Н или менее.
Что касается измерения силы сцепления крышки, корпус герметизированного контейнера, оснащенного крышкой, закрепляют, к верхней поверхности крышки крепят металлическую правку, вытягивают металлическую оправку со скоростью 50 мм/мин прибором для испытаний на растяжение и измеряют напряжение в тот момент времени, когда любая часть кольцевой канавки 7 сойдет с кольцевого выступа 6.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, когда к периферийной части перекрывающейся области крышки 2 и горловинной части 3 приложена заданная нагрузка, предпочтительно величина деформации горловинной части 3 меньше, чем величина деформации крышки 2. За счет того, что горловинная часть 3 выполнена более жесткой, чем крышка 3, можно обеспечить возможность герметизации крышки 2, что позволяет практически устранить утечку содержимого. Жесткость горловинной части 3 можно увеличить, изготовив более толстые стенки, или путем кристаллизации горловинной части 3.
Далее, как показано на Фиг.1, благодаря тому, что крышка 2 образована так, что концевая поверхность цилиндрического конца горловинной части и внутренняя поверхность крышки 2 сцеплены, когда кольцевой выступ 6 вставлен в кольцевую канавку 7, имеется возможность дополнительно улучшить герметизацию содержимого.
Как показано на Фиг.1, в повторно герметизируемом контейнере по изобретению предпочтительно крышка 2 снабжена предотвращающем ее отскок механизмом, содержащим крюк 18, выполненный на одном конце фланца 16 на горловом кольце 14, и накидной язычок 15, выполненный на другом конце фланца 16 на кольце 13.
Далее, со ссылками на Фиг.1-4 будут подробно показаны и описаны различные элементы, относящиеся к структуре, которая сдерживает деформацию части 4 корпуса внутрь, когда к части 4 корпуса приложено усилие.
На Фиг.3 схематично показано состояние деформации, когда к герметизированному контейнеру 100 по Фиг.1 приложено усилие, где Фиг.3(а) показывает состояние до деформации, а Фиг.3(b) показывает состояние после деформации. Как показано на Фиг.3, структура, которая сопротивляется деформации горловинной части, конкретно является структурой, в которой даже если возникает смятие 11 и часть 4 корпуса деформируется, когда усилие 10 прилагается к любой точке части 4 корпуса 1 (Фиг.3(а)), смятие 11 блокируется заплечиком 8 и не передается на горловинную часть 3 (Фиг.3(b)), благодаря чему горловинная часть 3 устойчива к деформациям.
Чтобы образовать структуру, в которой деформация горловинной части 3 ограничена, прежде всего такую, как показана на Фиг.1, предпочтительно формируют структуру, в которой корпус 1 контейнера имеет часть 4 корпуса с участком для захвата, который формируют там, где диаметр корпуса максимален или приблизительно максимален, и который отдален от горловинной части на 30 мм или более и имеет заплечик 8 между частью 4 корпуса и горловинной частью 3. В такой структуре корпус 1 контейнера приобретает так называемую бутылочную форму и горловинная часть 3 и часть 4 корпуса отделены друг от друга. За счет создания участка для захвата усилие легче приложить только к части 4 корпуса, которая и является участком для захвата. Там, где диаметр корпуса максимален, часто возникают столкновения. Далее, даже если эта корпусная часть деформируется приложенным усилием, распространение деформации блокируется наличием заплечика 8. Эффект блокирования распространения деформации усиливается по мере увеличения расстояния между горловинной частью 3 и частью 4 корпуса. Поэтому расстояние между горловинной частью 3 и частью 4 корпуса предпочтительно составляет 30 мм и более. Поскольку такая структура помогает предотвратить деформацию горловинной части 3, утечка содержимого, залитого в корпус 1 контейнера, затруднена.
На Фиг.4 представлен схематичный вид в сечении другого варианта герметизированного контейнера, выполненного с возможностью повторной герметизации, где Фиг.4(а) иллюстрирует случай, когда заплечик 8 имеет форму, в которой отношение уменьшающегося диаметра от части 4 корпуса к горловинной части 3 меняется. Фиг. 4(b) иллюстрирует случай, когда заплечик 8 образован с более толстой стенкой по сравнению с частью 4 корпуса, Фиг.4(c) иллюстрирует случай, где заплечик 8 кристаллизован, и Фиг.4(d) иллюстрирует случай, когда по окружности внешней стенки горловинной части 4 или заплечика 8 выполнено усиливающее ребро. Поскольку на Фиг.4(a)-(c) левая часть симметрична относительно оси Х контейнера, ее описание опускается. Далее, на Фиг.4(d) показана горловинная часть 3, на которой отсутствует крышка 2.
Заплечик 8 предпочтительно имеет форму, в которой отношение уменьшающегося диаметра в направлении от части 4 корпуса к горловинной части 3 меняется, как в герметизированном контейнере 200. Например, применив сначала большое отношение уменьшения диаметра от части 4 корпуса к горловинной части 3 и затем постепенно уменьшая это отношение, можно получить высокий заплечик 8. В отличие от заплечика 8 герметизированного контейнера 100, в котором часть 4 корпуса и горловинная часть соединены плавным переходом, поскольку заплечик 8 герметизированного контейнера 200 имеет форму, в которой отношение диаметра, уменьшающегося от части 4 корпуса к горловинной части 3, изменяется, даже в случае увеличения деформации части 4 корпуса, которая является участком захвата, заплечик 8 блокирует передачу деформации на горловинную часть 3, что сдерживает деформацию горловинной части 3.
Заплечик 8 предпочтительно имеет структуру, образованную более толстой стенкой, по сравнению с частью 4 корпуса, как в герметизированном контейнере 300, показанном на Фиг. 4(b). Даже если усилие, приложенное к части 4 корпуса, велико, благодаря увеличенной, как описано выше, жесткости самого заплечика 8, можно предотвратить деформацию горловинной части 3.
В герметизированном контейнере 400 по Фиг.4(с) предпочтительно образована структура, в которой по меньшей мере часть заплечика 8 кристаллизована. Точки на Фиг.4(с) обозначают кристаллизацию. Даже если усилие, приложенное к части 4 корпуса, велико, благодаря увеличенной, как описано выше, жесткости самого заплечика 8, можно предотвратить деформацию горловинной части 3. В герметизированном контейнере 400, показанном на Фиг.4(с), в кристаллизованной форме показан только заплечик 8, но для повышения жесткости всего корпуса 1 контейнера можно кристаллизовать и часть 4 корпуса, и горловинную часть 3.
В герметизированном контейнере 500 по Фиг.4(d) (на чертеже не показана крышка) предпочтительно образована структура, в которой по окружности внешней стенки горловинной части 3 или заплечика 8 выполнено усиливающее ребро. Поскольку кольцо 12 оказывает усиливающий эффект, препятствующий деформации в направлении диаметра горловинной части 3, то если на часть 4 корпуса (на Фиг.4(d) не показана) действует сминающее усилие в направлении диаметра корпуса, распространение смятия легко останавливается на кольце 12. Чем ближе усилительное кольцо 12 расположено к герметизируемой детали, то есть чем ближе к прикрепленной части кольцевого выступа 6 и к кольцевой канавке 7, показанным на Фиг.1, тем в большей степени ограничивается деформация этих прочно скрепленных деталей и, в результате, тем реже случаи нарушения герметичности и утечки содержимого. Однако, с другой стороны, поскольку возникают случаи, когда пить из контейнера становится неудобно, место для него выбирается на внешней стенке горловинной части 3 с учетом легкости питья из контейнера и конструктивных особенностей контейнера.
Далее, усилительное кольцо 12 герметизированного контейнера 500 по Фиг.4(d) также может использоваться в комбинации с горловым кольцом 14, показанным на Фиг.1, или кольцом 13 для крепления и запирания язычком 15.
Различные структуры, которые предотвращают деформацию горловинной части 3, показанные на Фиг.4(a)-(d), могут встраиваться в контейнер по отдельности или же две или более такие структуры могут использоваться в комбинации и встраиваться в контейнер одновременно.
Если корпус контейнера выполнен в форме чаши, поскольку отсутствует заплечик, можно предотвратить деформацию горловинной части, используя в корпусе контейнера различные структуры, показанные на Фиг.5. На Фиг.5 схематически представлены вертикальные сечения герметизированного контейнера, выполненного с возможностью повторной герметизации, имеющего корпус, выполненный в форме чаши по настоящему изобретению. На Фиг.5(a) усиление осуществляется за счет увеличения толщины стенки, на Фиг.5(b) показано усиление кристаллизацией стенки, а на Фиг.5(c) показано усилительное кольцо, выполненное  в виде ребра. Как показано на Фиг. 5(а), поскольку, по меньшей мере, нижняя часть 25 горловинной части 3 образована с более толстыми стенками по сравнению с частью 4 корпуса, даже если корпус контейнера имеет чашеобразную форму, деформациям части 4 корпуса трудно распространиться на горловинную часть 3. Как показано на Фиг.5(b), поскольку, по меньшей мере, часть горловинной части 3 кристаллизована, даже если корпус контейнера имеет чашеобразную форму, деформациям части 4 корпуса трудно распространиться на горловинную часть 3. Можно кристаллизовать весь контейнер. Как показано на Фиг.5(с), поскольку по окружности внешней стенки горловинной части 3 или нижней части 25 под горловинной частью 3 проходит усилительное ребро, даже если корпус контейнера имеет чашеобразную форму, деформациям части 4 корпуса трудно распространиться на горловинную часть 3. Принципы усиления разными структурами такие же, что показаны на Фиг.4(b)-(d). Различные структуры, показанные на Фиг.5(a)-(c) можно комбинировать и использовать одновременно.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, как имеющем бутылочную форму, показанную на Фиг.1, 3 и 4, так и имеющем форму чаши, показанную на Фиг.5, когда к контейнеру прилагается усилие 10, например, как показано на Фиг.3, и часть 4 корпуса сминается на 10% в направлении диаметра корпуса, отношение деформации на диаметре горловинной части 3, рассчитанное по Формуле 1, предпочтительно составляет 0,50% или меньше. Отношение деформации в направлении диаметра на горловинной части 3, допустимое с точки зрения обеспечения возможности герметизации, меняется в зависимости от емкости контейнера или размера диаметра части 4 корпуса или диаметра горловинной части 3. Например, в случае бутылки для напитков емкостью 500 мл, задав отношение деформации, равное 0,50% или меньше, можно предотвратить разделение кольцевого выступа 6 и кольцевой канавки 7 и, следовательно, предотвратить утечку содержимого из-за деформации. Соответственно, создав структуру, в которой деформация горловинной части сдерживается в такой степени, что не может превысить отношение 0,50% или менее, можно обеспечить возможность герметизации крышки 2, а это позволяет практически устранить возможность утечки содержимого.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению, как показано на Фиг.1, на цилиндрической внешней стенке горловинной части 3 выполнено горловинное кольцо 14, имеющее форму ребра жесткости и расположенное ближе к части 4 корпуса, чем кольцевой выступ 6, а на конце цилиндрической части крышки 2 выполнен фланец 16, выступающий наружу, и горловинное кольцо 14 и фланец 16 сплавлены. На Фиг.1 плотно прикрепленная часть 19 горловинного кольца 14 и фланец 16 показаны сплавленными. Даже когда содержимым является, например, газированный напиток, это позволяет предотвратить вскакивание крышки 2. Кроме того, можно убедиться, вскрывался ли контейнер до того, как он попал к потребителю.
Что касается сплавления плотно прикрепленной детали, то она сплавляется способом лазерной сварки. По сравнению с тепловой сваркой, в которой применяется нагревательный элемент, граница между сплавленной частью и не сплавленной частью определена очень четко и можно осуществлять сварку с высокой точностью. Для того чтобы лазерное излучение легко поглощалось, место, предназначенное для сплавления и образующее сплавляемую деталь, а именно прочно прикрепленную деталь 19 можно выполнить из материала, который поглощает лазерное излучение, или нанести на прочно прикрепленную деталь 19 краску, поглощающую лазерное излучение, или на прочно прикрепленной детали 19 можно образовать тело, поглощающее лазерное излучение. Если сплавление осуществляют способом лазерной сварки, даже если сплавляемый объект не поглощает лазерное излучение, нанеся краску, поглощающую лазерное излучение на прочно прикрепленную деталь 19, можно непосредственно нагревать эту прочно прикрепленную деталь 19. Для того чтобы образовать прочно прикрепленную деталь, поглощающую лазерное излучение, в полимер, из которого изготавливают корпус 1 контейнера, или крышку 2, или обе эти детали, добавляют краситель или пигмент. Для окраски прочно прикрепленной детали 19 краской, поглощающей лазерное излучение, краску можно наносить разными способами печати. Что касается материала, поглощающего лазерное излучение, применяемого для прочно прикрепленной детали 19, например, можно использовать тот же материал, что используется для корпуса 1 контейнера или крышки 2, окрашенного или содержащего краситель или пигмент. Созданная таким образом деталь обладает высокой способностью к поглощению лазерного излучения и появляется возможность осуществлять лазерную сварку, не требующую большого количества энергии. Краситель или пигмент, например, является металлическим материалом, керамикой или органическим пигментом, поглощающим лазерное излучение. Предпочтительно длина волны лазерного излучения, мощность лазера и скорость лазерного сканирования регулируются в соответствии с уровнем поглощения лазерного излучения поглощающей деталью.
2
Лазерным излучающим элементом, применяемым для лазерной сварки, является полупроводниковый лазер, газовый лазер, например лазер на двуокиси углерода, и т.п. или, например, лазер на алюмоиттриевом гранате. Материал корпуса 1 контейнера и крышки 2, который подвергается лазерной сварке, подбирают в соответствии с различными параметрами, такими как скорость перемещения лазерного излучения, форма точки облучения и пр. Длина волны лазерного излучения предпочтительно составляет 800-1000 нм, например, при использовании полупроводникового лазера. Плотность энергии лазерного излучения, облучающего прочно прикрепленную деталь 19, составляет 150 Дж на 1 см площади сплавляемой поверхности. Это позволяет проводить сплавление без возникновения тепловой деформации.
В настоящем изобретении вместо лазерной сварки можно применять следующие способы сварки. Более конкретно, имеются случаи, когда герметизированные контейнеры производят с прочно прикрепленной деталью 19, сплавленной импульсной сваркой, высокочастотной сваркой, вибрационной сваркой, сваркой вращением, ультразвуковой сваркой, сваркой горячим газом, или сваркой теплотой.
Импульсная сварка - это способ сварки, при котором мощный электрический ток быстро протекает по ленточному нагревательному элементу для осуществления тепловой сварки прочно прикрепленной детали 19. При высокочастотной сварке осуществляется внутреннее нагревание путем поглощения высокочастотного электрического тока прочно прикрепленной деталью 19, имеющей высокую диэлектрическую постоянную и большой тангенс угла потерь диэлектрика. Используется пленка, имеющая высокую диэлектрическую постоянную и большой тангенс угла потерь диэлектрика. При вибрационной сварке связь сплавлением создается путем притирания прочно прикрепленной детали 19 на месте для генерирования теплоты. Сварку вращением осуществляют фрикционной теплотой, образующейся при вращении и притирании прочно прикрепленной детали 19. При ультразвуковой сварке прочно прикрепленная деталь 19 приваривается энергией ультразвуковых колебаний. При сварке горячим газом воздух или газ подается на нагреватель, а затем им обдувают прочно прикрепленную деталь 19 для проведения сварки. При тепловой сварке используют нагрев под давлением, когда прочно прикрепленную деталь 19 удерживают между нагревательными пластинами. Каждый из способов сварки может выбираться и применяться в соответствии с формой контейнера.
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению для предотвращения отскока крышки, помимо предотвращающего ее отскок механизма, показанного на Фиг.1, можно применять фиксирующий механизм крышки, показанный на Фиг.6. На Фиг.6 схематически представлен другой вариант механизма предотвращения отскока. За счет язычка 30, выполненного на крышке 2, и выреза 31 в горловинном кольце 32, выполненного в виде ребра на внешней цилиндрической стенке горловинной части 3 ближе к части 4 корпуса, чем кольцевой выступ 6, и за счет закрепления язычка 30 в вырезе 31, герметизированный контейнер 900, показанный на Фиг.6, оснащен дополнительным механизмом, препятствующим отскоку крышки 2. Даже если содержимое является газированным напитком, можно предотвратить отскок крышки 2.
На Фиг.7 схематически показан вариант, в котором герметизированный контейнер по настоящему изобретению покрыт термоусадочной пленкой. В повторно герметизируемом контейнере по изобретению контейнер 100 предпочтительно имеет термоусадочную пленку 40, покрывающую горловинную часть 3, как показано на Фиг.7. Это позволяет надежно предотвратить отскок крышки до тех пор, пока контейнер не попадет к потребителю. Кроме того, это позволяет подтвердить, вскрывался ли контейнер, или нет.
x
В повторно герметизируемом контейнере по изобретению по меньшей мере на одной стороне поверхности корпуса 1 или крышки 2 нанесена тонкая газобарьерная пленка. Путем улучшения газонепроницаемости контейнера можно продлить срок хранения содержимого или срок, до которого содержимое считается свежим. Тонкая газобарьерная пленка, например, является алмазоподобной углеродной пленкой (АУП), АУП с содержанием кремния, или пленкой из SiO. В качестве способа образования тонкой газобарьерной пленки можно применять известные способы образования пленок, например технологию, раскрытую в патентах 2788412, 3072269 или 3115252. Образование тонкой газобарьерной пленки производится на внешней или на внутренней поверхности корпуса 1 контейнера и на внутренней или на внешней поверхности крышки 2. Более предпочтительно, образование тонкой газобарьерной пленки осуществляется на внутренней или на внешней поверхности и корпуса 1 контейнера, и крышки 2.
ПРИМЕР
(Образец 1)
2
3
Используя лист, выполненный из аморфного ПЭТ (лист Denka A-PET), способом раздува была образована крышка, относящаяся к типу, показанному на Фиг.1. Внешний диаметр крышки составлял 21,7 мм. В это время площадь верхней поверхности была равна 3,71 см. В это время толщина крышки была равна 485 мкм. Толщина крышки измерялась в месте кольцевой канавки. Было изготовлено три крышки (n=3). Далее, плотность крышки составляла 1,326 г/см. Поскольку кристалличность крышки было измерить трудно, в качестве индикатора кристалличности использовалась плотность, которая меняется из-за разницы в кристалличности. Существует зависимость, согласно которой кристалличность высока, если высока плотность и кристалличность низка, если низка плотность. Плотность измерялась устройством для измерения удельного веса, по градиенту плотности (Asahi Syokou, Inc.). Далее, как предварительное условие для измерения плотности, измерение образца способом DSC определил свойство теплопоглощения ПЭТ и было подтверждено отсутствие эндотермических/экзотермических пиков для других компонентов (используемое устройство: DSC-60 Shimadzu Corporation). После того, как крышка была установлена на корпус контейнера, изготовленный из ПЭТ, при десятикратной операции снятия крышки регистрировалось образование трещин (Х - наличие трещин, 0 - отсутствие трещин). Результат показан в Таблице 1.
(ОБРАЗЕЦ 2-ОБРАЗЕЦ 10)
Менялись плотность, толщина и способ формования крышки, была проведена оценка растрескивания и результаты показаны в Таблице 1. В Таблице 1 также показаны величины плотности толщины и способ формования крышки.
ТАБЛИЦА 1
Образец №
Плотность при 23°С (г/см<sup>3</sup>)
n
Толщина(мкм)
Способ формования
Сопротивление растрескиванию
1
1,326
3
485
Формование давлением воздуха
×
2
1,323
3
390
Формование давлением воздуха
×
3
1,326
3
351
Формование давлением воздуха
O
4
1,329
3
285
Формование давлением воздуха
O
5
1,332
3
185
Формование давлением воздуха
O
6
1,335
3
89
Формование давлением воздуха
O
7
1,369
3
1000
Литье под давлением
×
8
1,367
3
1000
Литье под давлением
×
9
1,354
3
1300
Литье под давлением
×
10
1,355
3
1300
Литье под давлением
×
3
Из результатов, приведенных в Таблице 1, стало понятно следующее. Предпочтительно толщина крышки равна или больше 80 мкм и меньше 390 мкм, и она образована из аморфного полиэтилентерефталата плотностью 1,320-1,340 г/см. При этих условиях, поскольку крышка должна быть достаточно гибкой, при повторяющихся открываниях и закрываниях крышки трещины не возникают.
Был подготовлен герметизированный контейнер, относящийся к типу, показанному на Фиг.1, и после заполнения контейнера водой на него была надета крышка по образцу 4. Когда корпус сминался на 1-2 см, как показано на Фиг.3, рассчитывалось отношение деформации горловинной части, причем горловинная часть также проверялась на наличие или отсутствие утечки. Отношение деформации рассчитывалось по Формуле 1. Результаты приведены в Талице 2.
ТАБЛИЦА 2
Величина смятия участка корпуса(см)
Диаметр горловинной части (диаметр участка горловинной части)минимальный ~максимальный (мм)
Отношение деформации (%)
Наличие или отсутствие утечки при установленной крышке
0(без нагрузки)
24.88~24.91
0
Нет
1,0
24,80~24,98
0,32
Нет
1,2
24,78~25,03
0,40
Нет
1,5
24,75~25,12
0,52
Да
2,0
24,70~25,31
0,72
Да
Из результатов, приведенных в Таблице 2, стало понятно, что если отношение деформации больше или равно 0% и меньше 0,52%, трещины не образуются.