ЗАПРАВОЧНЫЙ КОНТЕЙНЕР
FILLING CONTAINER

Изобретение направлено на заполнение порошковыми, сыпучими материалами и т.п. и относится к бумажному заправочному контейнеру, содержащему чашеобразный корпус контейнера, преимущественно изготовленный из бумаги, бункер, установленный на размыкаемую часть корпуса контейнера и укупорочную мембрану для плотного укупоривания размыкаемой части.
В бумажном заправочном контейнере по настоящему изобретению бункер сходит на конус в направлении размыкаемой части для удобства выгрузки содержимого, такого как растворимый кофе, и изготовлен из такого материала как синтетический полимерный материал, а именно, из полиэтилена высокой плотности (HDPE), или из такой же бумаги, что и корпус контейнера. Часто в качестве обычных заправочных контейнеров используются упаковочные пакеты, изготовленные из синтетической полимерной пленки. Примерами подобных контейнеров являются пищевые реторт-пакеты или свободно стоящие кульки с механической застежкой для их повторного замыкания сверху. С другой стороны, в обычной конструкции внутри размыкаемой части корпуса контейнера имеется кольцо, которое главным образом предназначено для придания контейнеру прочности. А именно, фланец кольца устанавливается на верхнюю поверхность фланца или закатанной части, образованной выступающим наружу верхним торцом средней части корпуса контейнера, а верхняя поверхность фланца корпуса контейнера соединяется с нижней поверхностью фланца кольца. Кроме этого, к верхней поверхности кольцевого фланца может быть прикреплена плоская мембрана с герметизирующими свойствам и одета крышка для плотного укупоривания размыкаемой части корпуса контейнера, как это предлагается в следующих японских публикациях: опубликованной патентной заявке №2007-290373, рассмотренной патентной заявке №63-24464, опубликованной патентной заявке №08-58764, опубликованной патентной заявке №2002-264918.
Однако из описанных выше обычных конструкций сложно производить выгрузку содержимого, такого как растворимый кофе, для чего предварительно нужно откупорить кулек или контейнер, а сама процедура выгрузки весьма неудобна, поскольку во время выгрузки содержимое легко просыпается. Кроме этого, существуют другие проблемы; например, после выгрузки содержимое, такое как растворимый кофе, подвергается воздействию воздуха и теряет аромат или вкусовые качества или впитывает влажность из воздуха. В частности, пакеты или кульки откупориваются путем разрезания их краев ножницами или аналогичными предметами, после чего пакеты или кульки устанавливаются в повторно заполняемый контейнер в перевернутом положении для выгрузки содержимого. Таким образом, для выгрузки требуются два действия. Кроме этого, еще одна проблема заключается в том, что содержимое невозможно равномерно выгрузить пока пакет не расширится, например, до заполнения пакета воздухом.
Для решения подобных проблем, после всестороннего изучения, было предложено данное изобретение, цель которого заключается в том, чтобы предложить бумажный заправочный контейнер, который позволяет легко и надежно осуществлять заполнение, уменьшает вероятность потери аромата или вкусовых качеств, позволяет выгружать его содержимое одним действием и прочно фиксировать его в автономном положении для надежной выгрузки.
Настоящее изобретение относится к заправочному контейнеру, содержащему:
- корпус контейнера с размыкаемой частью,
- узел бункера, установленный неразъемно на размыкаемой части корпуса контейнера, который содержит бункер, сходящий на конус в направлении размыкаемой части контейнера, в упомянутом узле контейнера имеются ребра, проходящие от внешней окружной стенки узла бункера к внутренней, сходящей на конус стенке бункера и расположенные по окружности через интервалы, высота от верхних торцов ребер до верхней кромки отверстия бункера составляет примерно четверть или более от диаметра ϕ отверстия бункера,
- разрывную укупорочную мембрану, закрывающую размыкаемую часть корпуса контейнера.
По особому варианту осуществления в бункере, на торце его сходящего на конус отверстия, неразъемно установлен трубчатый элемент, трубчатый элемент проходит аксиально и имеет такой же внутренний диаметр ϕ, что и торец сходящего на конус отверстия.
По предпочтительному варианту осуществления настоящего изобретения внешняя окружная стенка узла бункера является кольцом, данное кольцо имеет, по существу, такую же форму, что и внутренний диаметр размыкаемой части контейнера, позволяя, таким образом, устанавливать бункер, присоединив кольцо к внутренней поверхности размыкаемой части контейнера. Кольцо можно присоединить к кромке бункера, расположенной ближе всего к внутренней части корпуса контейнера.
Узел бункера может быть изготовлен из бумаги или полимерного материала, такого как полиэтилен высокой плотности (HDPE) или полипропилена. Корпус контейнера предпочтительно изготавливается из бумаги.
Узел бункера предпочтительно содержит, как минимум 3, а как максимум 8 ребер. В основном, ребра выполнены неразъемно с бункером и внешней окружной стенкой. Это означает, что ребра, бункер и внешняя окружная стенка изготовлены из одного куска материала.
По одному из вариантов осуществления настоящего изобретения бумажный контейнер для заполнения содержит:
- чашеобразный корпус контейнера, изготовленный преимущественно из бумаги, а также
- бункер, установленный неразъемно на размыкаемую часть корпуса контейнера и сходящий на конус в направлении размыкаемой части, в бункере имеются неразъемные ребра, проходящие от внешней окружной стенки бункера к внутренней окружной стенке размыкаемой части и расположенные по окружности через заданные интервалы, высота от верхних торцов ребер до верхней кромки отверстия бункера составляет примерно четверть или более от диаметра выпускного отверстия бункера,
- укупорочную мембрану, разрываемую при надавливании, прикрепленную к размыкаемой части, позволяя, таким образом, подавать содержимое, скапливающееся в центральной части бункера, непосредственно через горловину повторно заполняемого контейнера при переворачивании корпуса контейнера и прижимании мембраны к горловине повторно заполняемого контейнера для разрыва мембраны.
Согласно изобретению заправочный контейнер по настоящему изобретению содержит корпус контейнера, предпочтительно изготовленный из бумаги и бункер, установленный неразъемно на размыкаемой части корпуса контейнера и сходящий на конус в направлении размыкаемой части. Под «установленный неразъемно на размыкаемой части корпуса контейнера» имеется ввиду, что бункер полностью помещен внутрь корпуса контейнера. Контейнер предпочтительно имеет чашеобразную или круглую форму. В бункере также предпочтительно имеется круглое отверстие. В узле бункера выполнены, предпочтительно неразъемно, ребра, проходящие от внешней окружной стенки бункера к внутренней окружной стенке отверстия бункера, расположенные по окружности через заданные интервалы. Высота от верхних торцов ребер до верхней кромки отверстия бункера составляет примерно четверть или более от диаметра выпускного отверстия бункера, отверстие бункера, предпочтительно, имеет круглую форму. Разрывная укупорочная мембрана присоединена к отверстию бункера. Мембрана одновременно закрывает отверстие бункера и отверстие контейнера. Мембрана предпочтительно разрывается при надавливании. Она позволяет подавать содержимое, скапливающееся в центральной части бункера, непосредственно через горловину повторно заполняемого контейнера при переворачивании корпуса контейнера и прижимании мембраны к горловине повторно заполняемого контейнера для разрыва мембраны.
Заправочный контейнер, сконструированный таким образом, как это описано выше, может, включать в себя закрывающую крышку для защиты содержимого. На практике подобная крышка удаляется, а корпус контейнера переворачивается, затем бункер устанавливается таким образом, чтобы бункер мог входить в горловину повторно заполняемого контейнера, который может быть, например, сосудом. Порошковый или сыпучий материал, такой как растворимый кофе, находящийся в корпусе контейнера, высыпается вниз, в бункер, но удерживается мембраной. После этого, к корпусу контейнера прикладывается прижимное усилие таким образом, чтобы вытолкнуть бункер в направлении горловины сосуда. Подобное прижимное усилие действует как усилие, позволяющее горловине сосуда, которая, в целом, является трубчатой частью, выступающей цилиндрически вверх от корпуса сосуда, прижимать и разрывать мембрану. В результате, оно действует как усилие, позволяющее горловине сосуда выталкивать мембрану вверх и направлять мембрану в пространство, определяемое треугольным участком между внешней стенкой корпуса контейнера и внутренней стенкой бункера. Мембрана, к которой прикладывается прижимное усилие, разрывается и разделяется на множество частей, например, вдоль радиальных перфорированных отверстий или линий надреза, которые были заранее ослаблены на мембране. Одновременно с этим бункер входит в горловину сосуда. В результате отверстие бункера откупоривается и порошковый продукт, такой как растворимый кофе, высыпается из корпуса контейнера вниз, в сосуд, направляемый при этом бункером к центру.
Согласно изобретению, все ребра предпочтительно имеют одинаковую форму и размер. В частности, для данного изобретения высота от верхних торцов ребер, расположенных вдоль окружности через заданные интервалы на внешней стороне бункера, до верхней кромки отверстия бункера составляет примерно четверть или более от диаметра отверстия бункера, а предпочтительно половину упомянутого диаметра. Затем, разорванные части мембраны могут быть отклонены вбок или наружу над выпускным отверстием бункера при проталкивании отверстия бункера, по меньшей мере, от отверстия корпуса контейнера, по меньшей мере, на четверть диаметра отверстия бункера.
Кроме этого ребра, расположенные по окружности, упираются в верхнюю кромку горловины повторно заполняемого контейнера, прочно удерживая заправочный контейнер и сохраняя его вдавленное положение.
Таким образом, изобретение обладает следующими преимуществами:
Заправочный контейнер по настоящему изобретению позволяет прижимать и разрывать мембрану за счет прижимания корпуса контейнера к горловине повторно заполняемого контейнера таким образом, что это позволяет корпусу контейнера непосредственно сообщаться с повторно заполняемым контейнером, совершенно иначе, чем обычные вертикальные пакеты. Таким образом, можно легко и надежно произвести заполнение при помощи очень простой операции, при этом маловероятно, что содержимое будет контактировать с воздухом и потеряет аромат или вкусовые качества.
В частности, для данного изобретения глубина проталкивания, позволяющая отклонять разорванные части мембраны вбок и наружу над выпускным отверстием бункера составляет, по меньшей мере, четверть от диаметра отверстия бункера, а, следовательно, разорванные части мембраны могут достаточно отклоняться вбок и наружу над выпускным отверстием бункера, при этом также становится возможным равномерное высыпание содержимого. Кроме этого, ребра, расположенные через заданные интервалы по окружности, упираются в верхнюю кромку горловины повторно заполняемого контейнера таким образом, что заправочный контейнер прочно удерживается, находясь во вдавленном положении, тем самым, позволяя осуществить устойчивую выгрузку содержимого одним движением.
В описанной выше конструкции предпочтительно, чтобы в бункере, на торце его сходящего на конус отверстия, неразъемно был установлен трубчатый элемент или направляющие, а также, чтобы трубчатый элемент проходил аксиально и имел такой же внутренний диаметр, как и у торца.
Тогда как обычно при упирании скошенной стенки бункера в горловину повторно заполняемого контейнера его положение становится неустойчивым, трубчатый элемент, соединенный с бункером, можно прочно вставить в горловину повторно заполняемого контейнера, используя его в качестве направляющих. Это позволяет направлять порошковый материал в горловину повторно заполняемого контейнера, предотвращая просыпание порошкового материала наружу контейнера, а также взаимодействие порошкового материала с воздухом или влажностью во время заполнения, что уменьшает вероятность потери аромата. Трубчатый элемент особенно эффективно использовать для порошковых материалов, легко теряющих свои свойства при взаимодействии с воздухом или влажностью.
Кроме этого, предпочтительно, чтобы узел бункера был оснащен неразъемным кольцом, расположенным на кромке бункера наиболее ближней к внутренней части корпуса контейнера, а также, чтобы размеры внешней части кольца, по существу, были такими же, как и внутренний диаметр размыкаемой части контейнера, позволяя, таким образом, устанавливать бункер, присоединив кольцо к внутренней поверхности размыкаемой части контейнера.
Это нужно для того, чтобы можно было закреплять бункер внутри размыкаемой части корпуса контейнера, прижав кольцо к внутренней поверхности размыкаемой части корпуса контейнера при помощи термической сварки или склеивания.
Краткое описание чертежей
Особенности и преимущества изобретения станут более понятны после ознакомления с прилагаемыми фигурами, где:
- на фиг.1 представлен основной вид в сечении, поясняющий вариант осуществления бумажного заправочного контейнера и наглядно представлено взаимодействие между мембраной, контейнером и сосудом перед тем как содержимое высыпается в сосуд.
- на фиг.2 представлен основной вид в сечении, поясняющий признак изобретения по фиг.1, а также показывающий особенности взаимодействия между мембраной, контейнером и сосудом, после того как мембрана разорвана.
- на фиг.3 представлен вид снизу, поясняющий признак по фиг.2 при виде со стороны сосуда.
- на фиг.4 представлено общее изображение в разобранном виде, в перспективе, на котором показан вариант осуществления изобретенного бумажного заправочного контейнера, включая вид с увеличением, на котором показана увеличенная часть контейнера.
- на фиг.5 представлен вид в сечении, показывающий торец контейнера по фиг.4 в замкнутом положении.
- на фиг.6 представлен вид с увеличением, на котором показана основная часть вида в сечении по фиг.5.
- на фиг.7 представлен вид в сечении, на котором показана мембрана вдоль линии A-A по фиг.8.
- на фиг.8 представлен вид снизу мембраны по фиг.1.
- на фиг.9 представлен вид в перспективе, поясняющий функционирование мембраны с герметизирующими свойствами по фиг.1, а также показывающий взаимодействие между мембраной, контейнером и сосудом, перед тем как содержимое высыпается в сосуд.
- на фиг.10 представлен основной вид в сечении, поясняющий функционирование, показанное на фиг.9.
- на фиг.11 представлен вид в перспективе, поясняющий функционирование мембраны с герметизирующими свойствами по фиг.1, а также показывающий взаимодействие между мембраной, контейнером и сосудом во время высыпания содержимого в сосуд.
- на фиг.12 представлен основной вид в сечении, поясняющий функционирование по фиг.11.
- на фиг.13 представлен основной вид в сечении корпуса контейнера без закатанной части по альтернативному варианту осуществления изобретения.
- на фиг.14 представлен вид с увеличением, на котором показана основная часть вида в сечении по фиг.13.
- на фиг.15 представлен вид в сечении, на котором показана основная часть бункера с трубчатыми направляющими по другому варианту осуществления.
- на фиг.16 представлен вид в сечении с увеличением, на котором показан дополнительный вариант осуществления по фиг.15 без фланца на кольце.
- на фиг.17 представлен вид снизу, на котором показана мембрана по фиг.8 с восемью ослабленными участками.
Осуществление изобретения
Далее будут подробно рассмотрены со ссылкой на чертежи варианты осуществления, в которых бумажный заправочный контейнер по настоящему изобретению используется в качестве контейнера 1 для заполнения растворимым кофе.
В целом, изобретение может быть применимо для любых вариантов осуществления, в которых используется размыкаемая часть с присоединенным к ней бункером, который позволяет эффективно выгружать его содержимое. Таким образом, изобретение не ограничивается вариантами осуществления, описанными ниже.
Прежде всего, как показано на фигурах 4 и 5, заправочный контейнер 1 состоит из корпуса 2 контейнера, бункера 3, например, в виде воронки, плоской мембраны 4 с герметизирующими свойствами, а также закрывающей крышки 5.
Корпус 2 контейнера имеет цилиндрическую форму, с дном, и изготовлен из прямоугольного куска бумаги. Подобный бумажный цилиндр представляет собой многослойную конструкцию, состоящую из слоя бумаги, слоя алюминиевой фольги, слоя полиэтилентерефталата, а также слоя полиэтилена низкой плотности последовательно уложенных слоями снаружи, и обладает высокими герметизирующими свойствами в отношении газов (окислов, водяного пара или испаряемых компонентов содержимого). При изготовлении слоев используется существующий уровень техники. Например, используются обычные способы, такие как ламинирование или нанесение покрытий. При изготовлении корпуса 2 контейнера прямоугольный кусок бумаги, обладающий высокими герметизирующими свойствами, как отмечалось выше, скручивается в цилиндр, левый и правый концы накладываются друг на друга, а затем наложенные концы соединяются, обеспечивая соответствующее сцепление. Для сцепления может использоваться любая известная существующая технология, например склеивание или термическая сварка. У верхнего торца, как показано на фигурах 4 и 5, изготавливается вальцованная часть 6, кольцеобразно изгибающаяся наружу.
Как изображено на фигурах 4-6, бункер 3, т.е. воронка, сходящая на конус в направлении размыкаемой части 2A корпуса 2 контейнера (далее именуемая просто «бункер»), вставляется в размыкаемую часть 2A корпуса 2 контейнера. В частности, бункер 3 изготовлен из такого же материала, что и корпус 2 контейнера, или из соответствующего полимерного материала толщиной 0.8 мм, такого как полиэтилен высокой плотности (HDPE) или пропилена. В бункере 3 имеется вертикальная стенка 3A в форме кольца проходящего по его периметру (далее вертикальная стенка будет именоваться просто кольцом). На кольце 3A имеется фланец 3B, выполненный неразъемно на его верхнем торце и выступающий наружу. Кольцо 3A вставляется в размыкаемую часть 2A корпуса 2 контейнера таким образом, что нижняя поверхность кольца 3А соприкасается и соответствующим образом сцепляется с верхним торцом размыкаемой части 2A, то есть, верхней торцевой поверхностью 6A закатанной части 6. В бункере 3 также имеется стенка, проходящая неразъемно от нижнего торца кольца 3А и постепенно идущая под уклоном к верху, в направлении центра. Угол конусности бункера 3 задается в пределах, по меньшей мере, от 1 до 70°, в зависимости от содержимого, наиболее предпочтительно, в пределах от 10 до 30°. По мере того как угол становится более острым, высота (длина) бункера 3 увеличивается, тем самым, увеличивая количество полимерного материала, используемого для изготовления бункера 3. Таким образом, угол конусности выбирается с учетом себестоимости. Верхний торец стенки, идущий под уклоном в направлении центра, то есть отверстия 3C, выполнен таким образом, чтобы он был одинаковой высоты с верхней торцевой поверхностью фланца 3B, то есть, по существу, находился в той же плоскости, что и верхняя торцевая поверхность 6А. Для соединения бункера с корпусом контейнера наиболее предпочтительно использовать такие средства как термическая сварка, радиочастотная сварка или склеивание.
На фигуре позицией 6B показан перепад, образующийся в закатанной части 6 который прочно укупоривается уплотняющим слоем 7 (упоминаемым далее), формируемым в самом крайнем внутреннем слое плоской мембраны 4.
Мембрана 4 с герметизирующими свойствами герметично соединяется с верхним торцом бункера 3.
Как показано на фиг.7, для изготовления мембраны 4 с герметизирующими свойствами используется многослойный материал, обладающий высокими герметизирующими свойствами для газов, с уплотнительным слоем из полиэтилена в качестве крайнего внутреннего слоя 7. В многослойной конструкции, слой 8 из полиэтилентерефталата соединяется с внешней частью уплотнительного слоя 7, а пленка 10 из металлической фольги соединяется с внешней стороной слоя 8 при помощи слоя 9 клея. Кроме этого, как показано на фиг.8, в крайнем внутреннем слое 7 делается множество ослабленных участков 11, проходящих радиально от центра, что позволяет крайнему внутреннему слою 7, а также пленке 10 из металлической фольги легко разрываться, таким образом, способствуя нарушению герметичности.
Как показано на фигурах 4, 5 и 8 форма мембраны 4 в целом имеет форму круга примерно такого же диаметра, что и диаметр размыкаемой части 2A корпуса 2 контейнера, то есть, примерно 90 мм, а ее края 4В прочно прикреплены к верхней поверхности фланца 3B бункера 3. Обычно, используется термическая сварка. Однако в данном варианте осуществления мембрана 4 лишь контактирует с верхним торцом бункера 3, то есть с верхней кромкой отверстия 3C, таким образом, чтобы отверстие 3C бункера можно было легко и быстро откупорить.
Как изображено на фигурах 1, 4 и 5, на мембране 4 с герметизирующими свойствами дополнительно имеются перфорированные отверстия или надрезы (в данном случае, перфорированные отверстия) в качестве ослабленных участков 11, которые проходят радиально от центра таким образом, чтобы они доходили до крайнего внутреннего слоя 7 и слоя 8 из полиэтилентерефталата. Перфорированные отверстия или линии надреза в качестве ослабленных участков 11 также позволяют легко разрывать крайний внутренний слой 7 и слой 10 из металлической фольги, тем самым, способствуя нарушению герметичности. Как показано на фигурах 4 и 8, перфорированные отверстия или линии надреза - это три прямые линии, пересекающиеся в центре, длина линий составляет 9 мм, а длина места соединения - 1 мм. Количество линий, 3, является минимальным количеством для достижения данной цели изобретения. Хотя максимальное количество линий зависит от размера мембраны 4, желательно, чтобы их было не более 10. Если количество линий будет 10 и более, то прочность мембраны может быть ослаблена, что нежелательно. Идеальное количество - от 3 до 8 (пример с 8 линиями показан на фиг.17).
Закрывающая крышка 5 изготовлена из такого же материала, что и корпус 2 контейнера или из соответствующего полимера толщиной около 0.8 мм, такого как полиэтилен высокой плотности (HDPE) или полипропилен. Как показано на фигурах 4-6, крышка 5 одевается снаружи на размыкаемую часть 2A корпуса 2 контейнера для защиты мембраны 4, а также для поддержания внутренней чистоты. В частности, на нижнем торце окружной спускающейся вниз стенки 5A имеется поднутрение 5B. Подобное поднутрение 5B упруго зацепляется за нижнюю поверхность закатанной части 6 корпуса 2 контейнера и удерживает зацепление.
В целом, процедура подачи порошкового растворимого кофе Р внутрь заправочного контейнера 1 осуществляется через отверстие 3C бункера 3.
Обычно, в заправочном контейнере 1 описанной выше конструкции и, в частности, в настоящем изобретении, имеется четыре ребра 12, проходящих от бункера 3 к кольцу 3A вокруг бункера 3 через заданные, предпочтительно равные интервалы (на фигурах, под углом 90 градусов) по окружности, как это показано на фигурах 1-3. Хотя количество ребер в показанном варианте осуществления 4, их количество предпочтительно может быть как минимум 3, как максимум 8. Их толщина такая же, как у бункера 3 и кольца 3A, то есть, около 0.8 мм и при необходимости может быть меньше. Материал может быть таким же, как и у корпуса 2 контейнера или соответствующим полимерным материалом толщиной 0.8 мм, например полиэтиленом высокой плотности (HDPE) или полипропиленом, что естественно, поскольку ребра изготавливаются как составная часть бункера 3 и кольца 3A. Высота H от верхних торцов ребер 12 до верхнего торца отверстия 3C выбирается как длина половины диаметра ϕ отверстия 3C бункера 3.
Причина, по которой высота H от верхних торцов ребер 12 до верхней кромки отверстия 3C бункера 3 выбирается как длина половины диаметра ϕ отверстия 3C бункера 3, объясняется ниже.
Как показано на фигурах 2 и 3, когда корпус 2 контейнера устанавливается и проталкивается в положение позволяющее корпусу 2 контейнера зайти внутрь цилиндрической горловины 13A сосуда 13, как, например это происходит с повторно заполняемыми контейнерами, мембрана 4, разрываемая по перфорированным отверстиям 11, вдавливается в пространство S треугольного участка, определяемого между бункером 3 и кольцом 3A у верхнего торца горловины 13A. Разорванные части мембраны 4 постепенно отклоняются в направлении внешней окружности отверстия 3C бункера 3. Расстояние отклонения обязательно определяется в зависимости от расстояния проталкивания мембраны 4 в пространство S треугольного участка. То есть, как показано на фигурах 1 и 2, это зависит от того, на какое расстояние прямая часть A, проходящая от размыкаемой части 2A корпуса 2 контейнера до отверстия 3C бункера 3, мембраны 4 в данном замкнутом положении проталкивается в пространство S треугольного участка. Расстояние проталкивания определяется квадратом величины расстояния В мембраны 4 от внутренней кромки размыкаемой части 2A корпуса 2 контейнера до торца горловины 13A сосуда 13, плюс квадрат величины расстояния C мембраны 4 от дистального торца подобной горловины 13A до кромки отверстия 3C бункера 3 минус квадрат величины прямой части A. Путем анализа было установлено, что длина проталкивания, то есть, высота расстояния H от верхнего торца ребра 12 до верхней кромки отверстия 3C бункера 3 не превышает половины диаметра ϕ отверстия 3C бункера 3. Подобная высота H замеряется между верхним торцом ребра 12 и плоскостью, содержащей верхнюю кромку отверстия 3C бункера 3, то есть высота H параллельна центральной оси бункера. Поскольку после разрыва мембраны 4 разорванные части постепенно, радиально отклоняются от центра отверстия 3C бункера 3, рекомендуется использовать длину в половину диаметра ϕ для полного откупоривания отверстия 3C бункера 3. Однако, с учетом предпочтительного диапазона, минимальная длина должна быть не менее четверти диаметра ϕ. Если высота Н будет меньше четверти, то разрыв мембраны 4 может быть неполным, несмотря на наличие ослабленных участков 11, например, с перфорированными отверстиями и линиями надреза, тем самым уменьшится откупоренная область отверстия 3C бункера 3. В результате, выгрузка содержимого в сосуд 13 может быть затруднена, а заполнение будет происходить неровно. С другой стороны, если высота H будет больше половины, то длина непосредственно самого бункера 3 значительно увеличится, поэтому для его изготовления потребуется больше материала, что неэкономично, а кроме этого также потребуется контейнер для заполнения большего размера, что нежелательно.
Причина, почему, по меньшей мере, три ребра 12 расположены по окружности через регулярные интервалы, заключается в том, что три ребра 12, расположенные по окружности через регулярные интервалы, обеспечивают устойчивость заправочного контейнер 1 при выгрузке растворимого кофе P в повторно заполняемый сосуд 13, как будет разъяснено позже, таким образом, что необязательно поддерживать заправочный контейнер 1 рукой при пересыпании, тем самым обеспечивая равномерное пересыпание одним движением.
Однако изобретение не ограничивается данным вариантом осуществления. Например, можно использовать альтернативную конструкцию, где в пространстве S треугольного участка, определяемого между бункером 3 и кольцом 3A на определенной высоте, т.е. на расстоянии равном половине диаметра ϕ отверстия 3C вместо ребер 12 используется кольцеобразный диск. Устойчивость положения заправочного контейнера 1 во время выгрузки содержимого значительно увеличивается, а также естественно существенно улучшается операция, выполняемая одним движением.
Далее будет рассмотрено использование заправочного контейнера 1 ранее описанной конструкции.
Вначале снимается закрывающая крышка 5, затем, как показано на фигурах 1, 9 и 10 корпус 2 контейнера переворачивается и устанавливается в положение, в котором бункер 3 вставляется внутрь цилиндрической горловины 13A сосуда 13, которая, например, является повторно заполняемым контейнером. Растворимый кофе P, находящийся в корпусе 2 контейнера высыпается вниз в бункер 3, но удерживается мембраной 4. После этого, как показано на фигурах 2, 11 и 12, к корпусу 2 контейнера прикладывается прижимное усилие таким образом, чтобы вытолкнуть бункер 3 в направлении горловины 13A сосуда 13. Подобное прижимное усилие действует в качестве усилия, позволяющего горловине 13A сосуда 13, которая, в целом, является трубчатой частью, цилиндрически выступающей вверх от корпуса, прижиматься и разрывать мембрану 4. То есть, оно выступает в качестве усилия, позволяющего горловине 13A сосуда 13 выталкивать мембрану 4 вверх и направлять мембрану 4 в пространство S с треугольным участком, определяемым между бункером 3 и кольцом 3A. Поскольку перфорированные отверстия, являющиеся ослабленным участком 11, расположены радиально мембрана 4, к которой прикладывается прижимное усилие, очень легко разрывается и разделяется на множество частей, т.е. частей 4A, разрываемых вдоль перфорированных отверстий. Одновременно с этим бункер 3 входит в горловину 13A сосуда 13. В результате, отверстие 3C бункера 3 откупоривается и растворимый кофе P, находящийся в корпусе 2 контейнера, не останавливаясь, пересыпается вниз в сосуд 13, направляемый к центру бункера 3. После того как заполнение сосуда 13 завершено, заправочный контейнер 1 утилизируют. На фигурах, позицией 2B обозначено дно корпуса 2 контейнера.
Поскольку растворимый кофе P, находящийся в корпусе 2 контейнера, полностью укупорен мембраной 4 и не контактирует с воздухом до откупоривания, обеспечивается полная герметичность заправочного контейнера 1. Поскольку растворимый кофе P из бункера 3, вставляемого внутрь горловины 13A сосуда 13, не просыпается за пределы сосуда 13 и не контактирует без необходимости с воздухом, аромат и вкусовые качества растворимого кофе могут максимально сохраняться.
Следует отметить, что разорванные части 4A мембраны 4, безусловно, могут отклоняться от отверстия 3C бункера 3 к внешней окружности прочно откупоренного отверстия 3C, поскольку высота H от верхних торцов ребер 12 до отверстия 3C бункера 3 выбирается в пределах от четверти до половины диаметра ϕ отверстия бункера 3. Таким образом, можно равномерно пересыпать содержимое из заправочного контейнера 1 в сосуд 13. Кроме этого, поскольку ребра позволяют прочно удерживать заправочный контейнер 1 в перевернутом положении и снижают вероятность опрокидывания, операция выгрузки может осуществляться одним действием, в отличие от обычных пакетов или кульков, тем самым, делая использование заправочных контейнеров очень удобным.
До выгрузки мембрана 4 остается прочно прикрепленной к краям отверстия 3C бункера 3. Кроме этого, она дополнительно прочно соединяется прижимным усилием от закрывающей крышки 5. В результате, вероятность появления нежелательных зазоров между отверстием 3C бункера 3 и мембраной 4 снижается, либо исключается, зазор небольшой, а следовательно, можно гарантированно исключить вероятность того, что растворимый кофе P, находящийся в корпусе 2 контейнера, может просыпаться из бункера 3 наружу. Таким образом, вероятность случайного загрязнения во время пересыпания горловины 13A сосуда 13 или прилегающих областей растворимым кофе P, высыпающимся из бункера 3, уменьшается, что обеспечивает соблюдение гигиены при использовании заправочного контейнера 1. Кроме этого, поскольку бункер 3 всегда прикреплен к корпусу 2 контейнера в фиксированном положении фланцем 3B, можно сделать закрепление устойчивым, тем самым, обеспечив надежную выгрузку растворимого кофе P и гарантированно исключив его просыпание.
Поскольку закатанная часть 6 размыкаемой части 2A корпуса 2 контейнера увеличивает прочность размыкаемой части 2A и уменьшает ее деформирование, становится возможным прочно удерживать бункер 3 в нужном положении, тем самым, исключая появление зазора между отверстием 3C бункера 3 и мембраной 4.
При проведении испытаний изготовленной мембраны 4 ее центральная часть успешно разрывалась. Прижимное усилие не превышало 100 H. При проверке во время испытаний состояния входящего элемента на перепаде 6B размыкаемой части 2A бумажной чаши протечек обнаружено не было. Кроме этого, отделения мембраны 4 от размыкающей части 2A бумажной чаши в условиях повышенной температуры не наблюдалось. Герметизирующие свойства мембраны 4 в целом оказались аналогичны герметизирующим свойствам алюминиевых мембран, предпочтительный результат был достигнут. В отличие от термоплавких мембран, выделения неприятных запахов не происходило.
В варианте осуществления, описанном выше, можно использовать конструкцию с конфигурацией несколько отличной от описанной ниже.
А именно, как показано на фигурах 13 и 14, можно использовать корпус 2 контейнера без закатанной части 6 на размыкаемой части 2A.
В подобной конструкции выступающая часть фланца 3B бункера 3 такая же, как и в случае, когда в корпусе 2 контейнера используется закатанная часть 6. Вертикальная длина спускающейся вниз стенки 5A закрывающей крышки 5 укорочена вертикальной длиной закатанной части 6, поэтому поднутрение 5B может упруго зацеплять нижнюю поверхность фланца 3B.
Остальные конструкции такие же, как и в описанном выше варианте осуществления.
В альтернативной конструкции, показанной на фиг.15, можно использовать направляющие 3D трубчатой и предпочтительно цилиндрической формы с постоянным диаметром у верхнего торца в качестве трубчатой части, являющейся составной частью и поднимающейся к верху от кромки отверстия 3C бункера 3. Естественно, высота верхнего торца трубчатых направляющих 3D выбирается такой же, как и у фланца 3B. В данном варианте осуществления выталкивающая длина, упоминаемая ранее, а, следовательно, диаметр ϕ отверстия 3C бункера 3, используемый в качестве ссылочного параметра для определения высоты расположения направляющих 3D, обязательно заменяется на диаметр ϕ выпускного отверстия направляющих 3D.
Остальные конструкции такие же, как и в описанном выше варианте осуществления.
Направляющие 3D способствуют надлежащей установке в горловине 13A сосуда 13. Если в бункере 3 имеется лишь конусная часть, то его положение, когда отверстие 3C соединяется с горловиной 13А сосуда 13, может оказаться неустойчивым, что может привести к случайному просыпанию растворимого кофе P наружу сосуда 13. С другой стороны, направляющие 3D можно вставить через горловину 13A внутрь сосуда 13 таким образом, чтобы исключить вероятность случайного просыпания растворимого кофе Р наружу сосуда 13.
В еще одной конструкции, показанной на фиг.16, представлен бункер 3 без фланца 3В в верхней части кольца 3A. В данном случае важно, чтобы верхний торец кольца 3A находился на такой же высоте, что и верхняя поверхность закатанной части 6 корпуса 2 контейнера. Если верхний торец кольца 3A выступает вверх от верхней поверхности закатанной части 6, то нежелательно, чтобы размыкаемая часть 2A корпуса 2 контейнера была соответствующим образом укупорена мембраной 4. В данном варианте осуществления, поскольку фланец 3B у верхнего торца кольца 3A отсутствует, вероятность взаимодействия содержимого корпуса 2 контейнера с воздухом через фланец 3B исключается, а снижение качества предпочтительно можно избежать.
Остальные конструкции такие же, как и в описанном выше варианте осуществления.
В описанных выше вариантах осуществления содержимым является растворимый порошковый кофе, однако, как вариант, изобретение может использоваться и с другими пищевыми или непищевыми продуктами, такими как растворимое в воде молоко (порошковое молоко), порошковое какао, порошковый чай или комбинация из этих видов порошковых продуктов. Примерами других продуктов могут быть сухое картофельное пюре, соус или порошкообразная смесь для соуса, порошковый суп, а также тонер для копировальных машин.
Вместо сосуда 13, в изобретении могут использоваться емкости для порошкового кофе в кофейных машинах или заполняемые контейнеры для тонера в копировальных машинах.
(Пример)
2
2
Вначале изготавливается многослойный элемент [внешняя часть контейнера], состоящий из бумажного слоя (плотность 300 г/м) /клеящего слоя/слоя алюминиевой фольги (7.0 µm)/слоя полиэтилентерефталата (12 µm)/клеящего слоя/слоя полиэтилена низкой плотности (50 am)/[внутренняя часть контейнера]. Затем, изготавливается многослойный элемент [внешняя часть контейнера], состоящий из слоя полиэтилена низкой плотности (20 µm)/бумажного слоя (плотность 230 г/м)/слоя полиэтилена низкой плотности (20 µm)/слоя алюминиевой фольги (7.0 µm)/клеящего слоя/слоя полиэтилентерефталата (12 µm)/клеящего слоя/слоя полиэтилена низкой плотности (50 µm)/[внутренняя часть контейнера]. Подобные многослойные элементы используются для изготовления чашеобразного корпуса контейнера с закатанной частью, проходящей по окружности верхнего торца его средней части на чаше-формовочном оборудовании фирмы РМС Inc. После этого из полиэтилена высокой плотности (Mitsui Chemicals 2100K) методом литья под давлением изготавливается бункер 3 с кольцом 3A, фланцем 3B и отверстием 3C. Кольцо 3A, фланец 3B и отверстие 3C, а также ребра 12 формуются с толщиной примерно 0.8 мм. Кроме этого, изготавливается многослойный элемент [верхняя сторона], состоящий из слоя алюминиевой фольги в качестве слоя 10 из металлической фольги (15 µm)/клеящего слоя 9/слоя 8 из полиэтилентерефталата (12 µm)/слоя из полиэтилена низкой плотности (40 µm) в качестве клеящего слоя 7 [нижняя сторона] для производства мембраны.
Затем корпус упомянутого выше чашеобразного контейнера вставляется в наковальню, таким образом, чтобы закатанная часть удерживалась снизу за верхний торец в средней части, а также была зафиксирована средняя часть. Бункер вставляется внутрь и крепится к размыкаемой части внутри верхнего торца средней части, а внешняя поверхность кольца соединяется с внутренней поверхностью размыкаемой части.
После этого корпус контейнера заполняется растворимым кофе через отверстие воронки вышеупомянутой части. В заключение, вышеупомянутая мембрана термоприваривается к верхней поверхности закатанной части методом сварного шва для плотного укупоривания верхнего торца контейнера, а сверху на мембрану одевается закрывающая крышка, формируя бумажный контейнер со съемной частью.
Помимо этого корпус контейнера без закатанной части изготавливается при помощи способа и средств, описанных выше.
Кроме этого бункер с неразъемными трубчатыми направляющими изготавливается при помощи способа и средств, описанных выше.
Кроме этого бункер 3 без фланца 3B у верхнего торца кольца 3A изготавливается при помощи способа и средств, описанных выше.
Было замечено, что все полученные продукты оказались способны обеспечивать легкое и надежное заполнение при помощи очень простой операции, делая маловероятным взаимодействие растворимого кофе P с воздухом, а также, что, в отличие от обычных вертикальных пакетов, обеспечивалось сохранение аромата и вкусовых качеств.
Также было обнаружено, что ребра 12 обеспечивают, при помощи их верхних торцов (нижних торцов в перевернутом положении), надежное удержание заправочного контейнера 1 на верхнем торце горловины 13A сосуда 13 в нужном положении, устойчивость перевернутого положения надежно обеспечивалась в течение всей операции заполнения, без падений, даже после того как контейнер 1 был выпущен из рук. Кроме этого, было замечено, что мембрана 4 надлежащим образом разрывалась вдоль перфорированных отверстий, как и предполагалось при любой длине проталкивания мембраны, в диапазоне от четверти до половины, как отмечалось выше, а также, что отверстие 3C бункера 3 было должным образом откупорено для равномерного заполнения сосуда 13 растворимым кофе P.
Описание ссылочных позиций:
1
Заполняемый контейнер
2
Корпус контейнера
2A
Размыкаемая часть
2B
Низ
3
Бункер
3A
Кольцо
3B
Фланец
3C
Отверстие
3C
Направляющие
4
Мембрана
4A
Разорванные части
4B
Окружность
5
Закрывающая крышка
5A
Проходящая по окружности, спускающаяся вниз стенка
5B
Поднутрение
6
Закатанная часть
6A
Верхняя торцевая часть
7
Уплотнительный слой
8
Клеящий слой
9
Клеящий слой
10
Слой из металлической фольги
12
Ребро
13
Сосуд
13A
Отверстие