КРЫШКА КОНТЕЙНЕРА, ОБОРУДОВАННАЯ ОТРЫВНОЙ МЕМБРАНОЙ
CONTAINER CAP PROVIDED WITH TEAR-OFF MEMBRANE

Настоящее изобретение относится к области упаковки или контейнеров, герметично закрытых крышкой, содержащих кольцо, определяющее отверстие, которое закрыто мембраной “отрывного” типа, то есть мембраной, соединенной с периферийной поверхностью упомянутого кольца с помощью слоя вещества, известного как “герметизирующий слой”.
Контейнер такого типа очень широко используется для сохранения в свежем состоянии пищевых продуктов, но его также можно применять для сохранения в свежем состоянии некоторых других промышленных продуктов, таких как, например, краска.
Контейнеры с мембраной отрывного типа, например описанные в документе ЕР-1595808, содержат корпус, в общем, изготовленный из металла, на верхней кромке которого закреплена герметизирующая крышка, например, с использованием операций фальцовки.
Эта герметизирующая крышка состоит из металлического кольца, внешний край которого зафальцован с корпусом контейнера, и на верхней поверхности его внутреннего края установлена путем соединения отрывная мембрана. Такая отрывная мембрана включает в себя несколько слоев вещества, по меньшей мере, основного слоя, изготовленного из гибкого и устойчивого материала, формирующего барьер, например, изготовленного из алюминия, на котором предусмотрен герметизирующий слой, например, состоящий из смеси полипропилена и полиэтилена.
Герметизирующий слой представляет собой слой поверхностного покрытия, расположенный с одной стороны на нижней стороне основного слоя.
Кроме того, под упомянутым выше герметизирующим слоем может быть расположен слой, известный как “отрывной слой”, причем отрывной слой также состоит из смеси полипропилена и полиэтилена; другой слой, известный как “клеящий слой”, изготовленный из обогащенного графитом полипропилена, также может быть расположен между основным слоем и отрывным слоем.
Различные функциональные слои, связанные с основным слоем, каждый из них имеет постоянную исходную толщину, составляющую приблизительно несколько микрометров (обычно 2-15 микрометров).
В завершение этого верхняя поверхность кольца, обращенная к упомянутой выше отрывной мембране, также может быть покрыта одним или несколькими функциональными слоями вещества, в частности герметизирующим слоем или функциональными слоями, такими как клеящие слои.
Отрывная мембрана соединена с помощью термосваривания с кольцом крышки с использованием адаптированных зажимов. Герметизирующий слой обеспечивает требуемую функцию соединения и также выполняет функцию отрывного слоя для открывания, в случае отсутствия отдельного отрывного слоя.
Конечно, если присутствует отдельный отрывной слой, для отрыва мембраны используют этот отрывной слой после разрыва толщины герметизирующего слоя.
Упомянутое соединение между отрывной мембраной и кольцом крышки изготовлено из периферийной соединительной полосы или поверхности, ограниченной внутренним краем и внешним краем, соответствующим активной поверхности зажимов для термосваривания.
На этой полоске или на этой периферийной соединительной поверхности различные функциональные слои, расположенные на основном слое отрывной мембраны, и, возможно, на кольце крышки, сминаются между сваривающими зажимами. В конечном итоге после термосваривания различные соответствующие слои имеют постоянную толщину на соединительной поверхности.
Кроме того, из-за такого сминания небольшой буртик вещества обычно формируется снаружи соединительной поверхности, на стороне внутреннего края и на стороне его внешнего края; однако такой малый буртик вещества не участвует или фактически не участвует в требуемом действии соединения.
Обычно отрывной язычок продолжается в поперечном направлении от отрывной мембраны. После закрытия отверстие контейнера открывают путем вытягивания вручную этого отрывного язычка, при этом отрывная мембрана постепенно отрывается от кольца крышки в результате продолжения разрыва уплотнительного слоя и, если присутствует отрывной слой, в результате продолжения разрыва этого отрывного слоя.
Совершенно понятно, что важно получить достаточно большую силу соединения отрывной мембраны с кольцом с тем, чтобы эффективно герметизировать контейнер (в частности, перед тем, как он будет открыт). Но, с другой стороны, также важно, чтобы потребитель имел возможность легко удалять такую отрывную мембрану, когда ему требуется открыть контейнер, без необходимости использования слишком большого усилия при отрыве.
Таким образом, необходимо учитывать эти два требования и вследствие этого необходимо достичь компромисса между значениями двух противоположных действий.
На практике было бы действительно интересно использовать контейнеры типа контейнера с отрывной мембраной также с пищевыми продуктами, которые должны подвергнуться некоторым операциям традиционной стерилизации.
Однако такие известные контейнеры с отрывными крышками не адаптированы для правильного сопротивления таким операциям стерилизации, в частности поскольку внутреннее избыточное давление в упаковке, формирующееся во время операций, превышает сопротивление отрывной мембраны.
В настоящем изобретении предложено решение этой проблемы, то есть получена система для закрывания типа контейнера с отрывной мембраной, которая обладает лучшей устойчивостью к разности давлений, в частности возникающих во время стерилизации, и которая в то же время позволяет потребителю легко удалять эту мембрану путем ее вытягивания.
С этой целью крышка контейнера, содержащая кольцо, определяющее отверстие, причем упомянутое отверстие закрыто мембраной “отрывного” типа, отрывная мембрана соединена с периферийной поверхностью кольца, соединительная поверхность ограничена внутренним краем и внешним краем, с помощью слоя вещества, известного как герметизирующий слой, составляющий слой покрытия поверхности кольца и/или отрывной мембраны, отличается тем, что, по меньшей мере, на части внешней окружности соединительной поверхности толщина герметизирующего слоя изменяется в радиальном направлении, то есть по ее ширине, формируя ширину с переменной толщиной, и эта толщина увеличивается, по меньшей мере, на части ширины соединительной поверхности в направлении от ее внешнего края к ее внутреннему краю.
Толстый герметизирующий слой на внутренней границе герметизируемой зоны будет оказывать повышенное сопротивление внутреннему давлению; и тонкий герметизирующий слой внешней стороны герметизируемой зоны будет оказывать уменьшенное влияние на силу отрыва. Благодаря изменению толщины герметизирующего слоя можно одновременно положительным образом влиять на два механических свойства.
Предпочтительно на ширине переменной толщины толщина герметизирующего слоя на внутренней границе соединительной поверхности больше, чем его толщина на внешней границе соединительной поверхности.
Кроме того, на ширине переменной толщины толщина герметизирующего слоя увеличивается от внешнего края в направлении к внутреннему краю соединительной поверхности как непрерывно, так и с перерывами.
Предпочтительно на ширине переменной толщины толщина герметизирующего слоя на внутренней границе соединительной поверхности, по меньшей мере, вдвое больше, чем толщина герметизирующего слоя, в части, где герметизирующий слой имеет меньшую толщину.
В первом варианте воплощения герметизирующий слой составляет слой покрытия поверхности его кольца; и во втором варианте воплощения герметизирующий слой составляет слой покрытия поверхности его отрывной мембраны.
На кольце или на отрывной мембране, в отдельных случаях, герметизирующий слой предпочтительно непосредственно соединен с отдельным отрывным слоем, при этом толщина отрывного слоя изменяется таким же образом и в тех же зонах, что и переменная толщина герметизирующего слоя.
В этом случае кольцо или отрывная мембрана могут содержать взаимодополняющий клеящий слой из вещества, расположенного на поверхности отрывного слоя противоположно герметизирующему слою, при этом толщина взаимодополняющего клеящего слоя изменяется таким же образом и в тех же зонах, что и переменная толщина герметизирующего и отрывного слоев.
Предпочтительно на отрывной мембране предусмотрен отрывной язычок.
В соответствии с вариантом воплощения ширина переменной толщины герметизирующего слоя и, в конечном итоге, отрывного слоя в отдельных случаях продолжается только на части внешней окружности соединительной поверхности, обращенной к отрывному язычку.
В соответствии с другим вариантом воплощения ширина переменной толщины герметизирующего слоя и, в конечном итоге, отрывного слоя и клеящего слоя в соответствующих случаях продолжается по всей окружности соединительной поверхности.
Изобретение относится также к способу изготовления крышки, причем этот способ содержит следующие этапы:
- предусматривают кольцо и мембрану, причем одно или другая, по меньшей мере, имеет герметизирующий слой и, в конечном итоге, отрывной слой, каждый из которых первоначально имеет постоянную толщину,
- выполняют термосваривание кольца и мембраны на соединительной поверхности между сваривающими зажимами, причем сваривающие зажимы содержат средство приложения разности давлений по ширине соединительной поверхности таким образом, что толщина герметизирующего слоя и, в конечном итоге, одного из отрывного слоя изменяется от внешнего края в направлении к внутреннему краю соединительной поверхности, по меньшей мере, на части внешней окружности соединительной поверхности.
В предпочтительном варианте воплощения способ состоит в том, что выполняют термосваривание кольца и мембраны между двумя сваривающими зажимами, содержащими средство приложения разности давлений по ширине, по меньшей мере, части внешней окружности соединительной поверхности таким образом, что толщина герметизирующего слоя и одного из отрывного слоя увеличивается от внешнего края в направлении к внутреннему краю соединительной поверхности, причем это происходит на части внешнего контура непрерывно или с разрывами.
Предпочтительно на этапе термосваривания происходит ползучесть вещества из герметизирующего слоя и, в конечном итоге, вещества, по меньшей мере, отрывного слоя, от внешнего края в направлении внутреннего края соединительной поверхности.
Изобретение относится также к установке для воплощения способа, в которой сваривающие зажимы имеют, в общем, кольцевую форму, и средство приложения разности давления состоит из активных противоположных сторон сваривающих зажимов, причем активные противоположные стороны имеют такую форму, что после этапа термосваривания толщина герметизирующего слоя и, в конечном итоге, отрывного слоя, по меньшей мере, на части внешней окружности соединительной поверхности изменяется в радиальном направлении, то есть по ее ширине, формируя ширину с переменной толщиной, причем толщина увеличивается, по меньшей мере, на части соединительной поверхности в направлении от ее внешнего края к ее внутреннему краю.
В предпочтительном варианте воплощения сваривающие зажимы имеют активные противоположные стороны, расположенные с некоторым расхождением в направлении снаружи внутрь, непрерывно или с разрывами, по всей ширине противоположных активных сторон. Предпочтительно противоположные активные стороны сваривающих зажимов расходятся снаружи внутрь в соответствии со средним углом в диапазоне от 0,1 до 3°.
Изобретение также будет иллюстрироваться без ограничений в соответствии со следующим описанием нескольких возможных вариантов воплощения, приведенных только как примеры, и в соответствии с прилагаемыми чертежами, на которых:
- на фиг.1 показана схема и вид в разрезе части крышки контейнера типа контейнера с отрывной мембраной перед соединением фальцовкой с корпусом контейнера;
- на фиг.2 показана также схематично и в виде в разрезе крышка на фиг.1, зафальцованная с корпусом контейнера;
- на фиг.3 показан вид части с увеличением фиг.2, на котором видно средство соединения отрывной мембраны на кольце крышки;
- на фиг.4 схематично показан вид в разрезе, иллюстрирующий возможную структуру отрывной мембраны перед соединением на кольце крышки;
- на фиг.5 схематично показан вид в разрезе, иллюстрирующий отрывную мембрану на фиг.4, соединенную с кольцом крышки, для получения структуры крышки в соответствии с настоящим изобретением;
- на фиг.6 также схематично показан вид в разрезе, на котором представлено начало открывания отрывной мембраны конструкции крышки, представленной как иллюстрация на фиг.5;
- на фиг.7 показан также схематично вид в разрезе, на котором представлена другая структура крышки в соответствии с изобретением, во время открывания отрывной мембраны.
На фиг.1 показана структура крышки 1 для контейнера типа контейнера с отрывной мембраной. Такая крышка 1 содержит металлическое кольцо 2, например, изготовленное из стали или из алюминия, имеющее центральную плоскую часть 3, ограниченную с одной стороны катанным или изогнутым внутренним краем 4 и с другой стороны свободным внешним краем 5, выполненным с возможностью его фальцовки на верхней кромке корпуса контейнера (как описано ниже со ссылкой на фиг.2).
Внутренний край 4 ограничивает отверстие 6, которое герметично закрыто гибкой мембраной 7 отрывного типа, нижняя сторона внешнего края которой соединена с верхней стороной плоской центральной части 3 кольца 2. В зоне ее внешней границы отрывная мембрана 7 содержит язычок 8 захвата или отрывной язычок, который способствует ее отделению от кольца 2 пользователем.
После изготовления крышку 1 закрепляют на верхнем крае корпуса контейнера 9, после заполнения корпуса (например, пищевыми продуктами), с использованием традиционной операции фальцовки, на его внешней кромке 5, как показано на фиг.2.
Таким образом получают закрытый контейнер 4, частично показанный на фиг.2.
Традиционно, как показано на фиг.3, отрывная мембрана 7 содержит основной слой 10, называемый “барьерным” слоем, который изготовлен из устойчивого и гибкого материала, например из алюминия, нижняя сторона которого, обращенная к внутренней стороне контейнера, покрыта матрицей 11, которая, в свою очередь, сформирована из одного или нескольких слоев вещества, предназначенного, в частности, для обеспечения требуемого выше соединения.
Возможная структура такой отрывной мембраны 7 схематично представлена на фиг.4.
Соответствующая отрывная мембрана 7 состоит из основного слоя 10, например из алюминия, толщиной несколько микрометров.
На стороне 12 этого основного слоя 10, которая будет размещена с внешней стороны контейнера, может быть расположен один или больше слоев, например из полиэтилена, для обеспечения устойчивости к разрыву или для нанесения печати, которые не представлены здесь для упрощения описания.
На другой стороне сторона 13 этого основного слоя 10, которая должна быть обращена внутрь контейнера и в направлении к верхней поверхности кольца крышки 2, покрыта слоем вещества “клеящего” типа 14, например изготовленного из обогащенного графитом полипропилена и имеющего толщину 2-15 микрометров. Клеящий слой 14 сам покрыт слоем вещества 15 “отрывного” типа, например изготовленного из смеси полиэтилена и полипропилена, толщиной от 15-80 микрометров. И этот отрывной слой 15 покрыт внешним герметизирующим слоем 16, например изготовленным из полипропилена, имеющим толщину 2-15 микрометров.
Традиционно, как известно, различные слои вещества 14, 15 и 16 собирают, один на другом, по всей поверхности основного слоя 10 (также в части 8 язычка). Эти слои вещества 14, 15 и 16 формируют выше матрицу 11.
Для получения крышки контейнера 1 мембрана 7, приготовленная, как обозначено выше, соединена с металлическим кольцом 2 с помощью сваривающих зажимов, которые, когда две части 7 и 2 соответствующим образом установлены одна относительно другой, прикладывают давление под плоской центральной частью 3 кольца 2 и к мембране 7 на поверхности или на полоске L, определенной поверхностью приложения противоположных активных сторон этих сваривающих зажимов. Такая соединительная поверхность или полоска L, в общем, выполнена в форме кольца, но она, конечно, может иметь любую другую форму.
Соответствующее соединение отрывной мембраны 7 на кольце крышки 2 получают благодаря внешнему герметизирующему слою 16 в результате комбинированного действия тепла и давления.
В соответствии с данным изобретением требуемую переменную толщину герметизирующего слоя 16 по ширине соединительной поверхности, как упомянуто выше, можно получить в соответствии со схемой, представленной на фиг.5, путем приложения разности давлений сваривающих зажимов 17 и 18 по ширине (обозначена как а) соединительной поверхности L.
Как можно видеть на фиг.5, соответствующую разность давлений получают в результате незначительного расхождения снаружи в направлении внутрь противоположных активных сторон 19 и 20 зажимов 17 и 18. Следует понимать, что во время операции прессования такая конкретная форма зажимов 17, 18 позволяет получать герметизирующий слой 16, толщина которого более важна на стороне внутреннего края Li соединительной поверхности L, чем на стороне внешнего края Lo этой соединительной поверхности L.
Это иллюстрируется на фиг.5 в виде значений b и c толщины герметизирующего слоя 16, где b больше чем c.
Соответствующая разность давлений создает тот же эффект в отрывном слое 15 и также в клеящем слое 14, при этом толщина этих слоев 14 и 15, в конечном итоге, более важна на стороне внутреннего края соединительной поверхности L, чем на стороне внешнего края этой соединительной поверхности L.
На фиг.5 форма зажимов 17, 18 выбрана так, чтобы было получено непрерывное увеличение толщины герметизирующего слоя 16 от внешнего края Lo соединительной поверхности L до внутреннего края Li этой поверхности L.
Аналогичное увеличение толщины также может быть получено в данном случае в виде плоской на отдельных уровнях, ступенчатой или прерывистой формы, например, используя зажим 17, содержащий ступенчатую активную поверхность 19', такую как показана пунктирными линиями на фиг.5.
В пределах варианта воплощения, представленного на фиг.5, активные поверхности зажимов 19-20 или 19'-20 расходятся снаружи в направлении внутрь в соответствии со средним углом в диапазоне от 0,1 до 3°. На фиг.5 угол приложения был произвольно преувеличен для облегчения понимания.
На практике для получения интересующих результатов стараются обеспечить наибольшую толщину герметизирующего слоя 16 на стороне внутреннего края соединительной поверхности L. В частности, стараются, чтобы толщина герметизирующего слоя 16 на стороне внутреннего края Li соединительной поверхности L была, по меньшей мере, вдвое больше, чем толщина этого герметизирующего слоя 16 в месте, где этот слой является наименее толстым.
Следует отметить, что требуемое увеличение толщины герметизирующего слоя 16 может быть достигнуто только на части ширины а соединительной поверхности L, между ее внутренним и внешним краями, и в любом месте этой ширины а; таким образом, можно использовать любую другую форму зажима, если только увеличение толщины в направлении снаружи внутрь герметизирующего слоя 16 будет получено в зоне, по меньшей мере, содержащейся между внешним краем и внутренним краем соединительной поверхности L.
В более общем смысле, в зависимости от требуемого конечного результата в отношении толщины слоев соединительной поверхности L и также в отношении диапазона и места расположения вариаций толщины можно адаптировать:
- свойство и исходную толщину слоев 14, 15 и 16, собранных в основном слое 10 отрывной мембраны 7, и
- форму зажимов 17, 18 и также характеристики их использования,
Таким образом, в частности, учитывают уменьшение толщины слоев 14, 15 и 16 во время приложения зажимов 17 и 18 и также ползучесть вещества в зависимости от конкретной формы активных поверхностей упомянутых выше зажимов.
Изменение толщины по ширине а соединительной поверхности L может быть обеспечено по всему внешнему краю этой соединительной поверхности или просто на части этого края. В последнем случае предпочтительно сформировать зону, которая расположена так, что она обращена к отрывному язычку 8.
Таким образом, получают контейнер 1 с крышкой, в котором толщина герметизирующего слоя 16 на стороне внутреннего края соединительной поверхности L достаточно важна для обеспечения хорошей устойчивости к разности давлений ΔP между внутренней средой и внутренним объемом контейнера, которая, в частности, возникает во время операций стерилизации, и в котором толщина такого герметизирующего слоя 16 на стороне внешнего края соединительной поверхности L достаточно мала для ограничения усилий, требуемых для удаления отрывной мембраны 7.
Это представлено на фиг.6, на которой толщина b обеспечивает хорошую устойчивость, обозначенную ΔP, и где толщина с выполнена так, что обеспечивается легкий разрыв герметизирующего слоя 16, и этот разрыв позволяет затем полностью выполнить функцию отрывного слоя 15.
Кроме того, следует отметить, что вариации толщины, полученные в клеящем слое 14 и в отрывном слое 15 в одном направлении и таким же образом, что и в герметизирующем слое 16, оптимизируют свойства устойчивости на стороне внутреннего края соединительной поверхности L, и упрощают открывание на стороне внешнего края соединительной поверхности.
На фиг.7 иллюстрируется альтернативный вариант воплощения изобретения, в котором на кольцо крышки 2 вначале наносят матрицу 11, приготовленную из клеящего слоя 14, промежуточного отрывного слоя 15 и внешнего герметизирующего слоя 16, при этом основной слой 10 отрывной мембраны 7 содержит на своей стороне просто нижний герметизирующий слой 22.
После соответствующей установки положения мембраны 7 на кольце крышки 2, два герметизирующих слоя 16 и 22 располагаются так, что они обращены друг к другу, при этом сваривающие зажимы прикладывают так, как показано на фиг.5, для фиксации в результате термосваривая двух элементов (2, 7) с требуемым изменением толщины герметизирующего слоя 16 (или 16-22).
Этот конкретный вариант воплощения может иметь некоторые преимущества для производства и в отношении затрат на производство. Это также позволяет оптимизировать характеристики открывания контейнера, предотвращая во время удаления отрывной мембраны, распространение разрыва герметизирующего и отрывного слоев за пределы соединительной поверхности. Действительно, во время удаления отрывной мембраны 7, после “разрыва” герметизирующего слоя 16 (фиг.7), разрыв при отрыве может распространяться по всей поверхности соединительной поверхности, но останавливается на некотором расстоянии, в результате того факта, что герметизирующий слой 16 и отрывной слой 15 следуют внутреннему углу А внутреннего края плоской части 3 кольца крышки 2, и, таким образом, изменяется направление расширения по сравнению с плоскостью отрыва (образуя, таким образом, зону разрыва).
За исключением того факта, что герметизирующий слой 16 и отрывной слой 15 расположены на кольце крышки 2, воплощение и характеристики такого альтернативного варианта воплощения соответствуют варианту воплощения, описанному выше со ссылкой на фиг.5.
Конечно, изобретение не ограничивается описанными выше вариантами воплощения. Таким образом, в частности:
- собранные функциональные слои на основном слое отрывной мембраны, и, возможно, на кольце крышки могут быть представлены в разном количестве и также могут иметь разные свойства. В частности, возможно иметь только герметизирующий слой (на основном слое отрывной мембраны и/или на кольце крышки), который также выполняет роль отрывного слоя;
- свойство основного слоя отрывной мембраны и одного из кольца крышки может отличаться от представленных выше, и он может быть изготовлен, например, из пластикового материала или даже из стекла;
- также можно использовать другие типы соединительных средств вместо сваривающих зажимов;
- кроме того, требуемое изменение толщины герметизирующего слоя и, возможно, отрывного слоя может быть получено с помощью любого другого средства. Например, с самого начала можно собрать некоторые слои вещества с переменной толщиной на основном слое отрывной мембраны и/или кольца крышки и затем использовать традиционную установку со сваривающими зажимами.