ЕМКОСТЬ ДЛЯ УПАКОВКИ ДВУХ КОМПОНЕНТОВ

Полезная модель относится к области разработки тары для розлива напитков, также к области пищевой, косметической, химической, фармацевтической, медицинской промышленности и ветеринарии и может быть использована в качестве емкости для хранения и упаковки двух разных по составу компонентов, например жидкости и/или твердой субстанции в виде сыпучего вещества или смеси, смешиваемых перед употреблением.
Известна упаковка для напитков, которая содержит тулово с горлышком, на тулове выполнен кольцевой перетяг, который разделяет емкость на нижнюю и верхнюю полости, причем, диаметр кольцевого перетяга меньше диаметра горлышка, разделительный элемент в виде мембраны, которая разделяет верхнюю и нижнюю полости и крепится на нижнюю часть верхней полости, а на горлышке установлен закупоривающий элемент в виде крышки с лопаткой (см. статья «Раздельная упаковка для напитков», Упаковка №1, 2010, Киев, Украина, стр.30-32).. Целостность разделительного элемента, то есть мембраны разрушается при нажатии на крышку, что приводит к дуговому перемещению лопатки в верхней полости и разрушению мембраны.
Недостатками данной упаковки является наличие повышенной диффузии компонентов между полостями и ослабление прочностных свойств емкости, потому что мембрана крепится к боковой поверхности емкости. Также, при использовании металлических мембран, например из алюминия, возможна коррозия самой поверхности мембраны и коррозия ее торцевых частей от некоторых щелочных компонентов, потому что торцевые части невозможно покрыть защитным слоем сразу после операции вырубки из рулона перед операцией установления в емкость. Это может привести к браку при хранении и использовании продукции.
Кроме того, производство такой упаковки занимает много времени из-за сложности операций термоприпрессовывания металлической мембраны, которая нуждается в выполнении сложных специфических технологических условий осуществления этой операции, например остановки движения конвейера, обеспечения сухих поверхностей мест монтирования мембраны, и потому не может применяться для выпуска продукции крупными сериями в единицу времени.
Разрушение разделительного элемента-мембраны возможно также, перепадом давления в одной из полостей путем сильного сжатия одной из полостей емкости. Но, не каждый из потребителей будет в состоянии обеспечит нужное дозированное давление с учетом упругости и прочности самого материала и формы емкости. В другом случае, преодолевая упругость и прочность материала и формы емкости, сильного сжатия потребителем приводит к необратимой деформации и разрушению емкости, порче ее внешнего вида и продукта. При этом возникает неприятный хруст деформированного пластика. Все это препятствует использованию таких емкостей для хранения двух компонентов путем разрушения разделительного элемента с помощью сжатия и последующего смешивания двух компонентов перед употреблением содержимого емкости.
7
Наиболее близкой к заявляемой полезной модели является емкость для упаковки двух компонентов (см. UA 50122, МПК B65D 81/32, B65D 1/04, публ. 25.05.2010), которая содержит тулово с горлышком, на тулове выполнен кольцевой перетяг, который разделяет емкость на нижнюю и верхнюю полости, причем, диаметр кольцевого перетяга меньше диаметра горлышка, в кольцевом перетяге емкости установлено кольцо, на котором крепится мембрана, которые образуют разделительный элемент и разделяют компоненты, размещенные в верхней и нижней полостях, а на горлышке установлен внутренний механизм разрыва мембраны, и закупоривающий элемент. Целостность разделительного элемента, а именно мембраны разрушается при нажатии на крышку, что приводит к перемещению механизма разрыва мембраны в верхней полости и разрушению мембраны.
Однако, такой емкости свойственные недостатки:
1. Наличие повышенной диффузии компонентов между полостями из-за двух отдельных соединений, а именно между мембраной и верхней частью кольца и между боковыми поверхностями кольца и кольцевого перетяга емкости.
2. При использовании металлических мембран, например из алюминия или меди, некоторые щелочные или кислотные компоненты могут повреждать металлическую мембрану, особенно в емкостях для товаров бытовой химии.
3. Возможна коррозия торцевых частей мембраны при использовании металлических мембран, например из алюминия, меди, от некоторых щелочных или кислотных компонентов, так как торцевые части невозможно покрыть защитным слоем во время обработки емкостей сразу после операции вырубки из рулона перед операцией установления в кольцевой перетяг емкости.
4. Низкая технологичность, потому что обработка таких емкостей занимает много времени из-за большого количества операций с разделительным элементом и сложности таких операции, как припрессовывание мембраны, например термоприпрессовыванием непосредственно в самой емкости.
Такие недостатки могут привести к браку при изготовлении, хранении и использовании продукции.
Разрушение разделительного элемента-мембраны возможно также перепадом давления в одной из полостей путем сильного сжатия одной из полостей емкости. Но, не каждый из потребителей будет способен обеспечить нужное дозированное давление с учетом упругости и прочности самого материала и формы емкости. В другом случае, преодолевая упругость и прочность материала и формы емкости, сильное сжатие потребителем приводит к необратимой деформации и разрушению емкости, порчи ее внешнего вида и продукта. При этом возникает неприятный хруст деформированного пластика. Все это препятствует использованию таких емкостей для хранения двух компонентов путем разрушения разделительного элемента с помощью сжатия и последующего смешивания двух компонентов перед употреблением содержимого емкости.
Задачей полезной модели является разработка емкости для упаковки двух компонентов, которая обеспечивала бы снижение диффузии между полостями и повышенную надежность сохранности компонентов и создания дозированного перепада давления в одной из полостей емкости для бесконтактного смещения (разрушение) разделительного элемента без необратимой деформации и разрушения самой емкости, порчи ее внешнего вида и продукта путем обеспечения возможности значительного самовозвратного перемещения во внутрь выделенной части поверхности емкости и упрощение технологических операции и времени обработки емкостей за счет конструктивных изменений.
Дополнительной задачей является обеспечение прочности и устойчивости к сотрясениям и ударам во время транспортировки и хранения и безопасности и удобства пользования во время употребления/использования продукта.
Поставленная задача решается тем, что емкость для упаковки двух компонентов содержит тулово с горлышком, на тулове выполнен кольцевой перетяг, который разделяет тулово на нижнюю и верхнюю полости, причем, диаметр кольцевого перетяга меньше диаметра горлышка, кольцо, которое установлено в кольцевой перетяг, а на горлышке установлен закупоривающий элемент, в соответствии с полезной моделью, кольцо содержит диск, причем, кольцо с диском разделяют компоненты, размещенные в верхней и нижней полостях, а тулово содержит элемент создания дозированного давления в виде центральной панели и волн, которые расположены вокруг центральной панели.
Кроме того, диск расположен в середине или на верхней, или на нижней части кольца, а соотношение диаметра к высоте кольца находится в пределах от 3 до 14.
Кроме того, элемент создания дозированного давления расположен или в нижней и/или верхней полости, причем, в нижней полости расположен или на боковой поверхности, или на донышке. Волны содержат гофрировку с гребнями и впадинами, причем, волны содержат гребни с низким профилем.
Дополнительная задача решается тем, что кольцо содержит гибкие выступы.
Полезная модель поясняется чертежами.
На Фиг.1 представлена емкость для упаковки двух компонентов с элементом создания дозированного давления на донышке, разрез.
На Фиг.2 - емкость для упаковки двух компонентов после нажатия на элемент создания дозированного давления.
На Фиг.3 - кольцо с диском.
На Фиг.4 - емкость для упаковки двух компонентов с элементом создания дозированного давления на боковой поверхности.
Позицией 1 обозначена емкость; поз.2 - горлышко; поз.3 - тулово; поз.4 и 5 - верхняя и нижняя полости соответственно; поз.6 - кольцевой перетяг; поз.7 - кольцо; поз.8 - диск; поз.9 - закупоривающий элемент; поз.10 - донышко; поз.11 - центральная панель; поз.12 - волны; поз.13 - гибкие выступы.
Заявляемая емкость для упаковки двух компонентов изображена на фиг.1, имеет горлышко 2, тулово 3, которое выполнено в виде верхней 4 и нижней 5 полостей, разделенное сверхглубоким кольцевым перетягом 6. При этом диаметр кольцевого перетяга 6 меньше диаметра горлышка 2. Тулово 3 снизу заканчивается донышком 10. Разделительный элемент, который разделяет компоненты, размещенные в верхней и нижней полостях, представлен неметаллическими кольцом 7 и диском 8. Элемент создания дозированного давления представлен центральной панелью 11 и волнами 12 вокруг центральной панели И. Центральная панель 11, а также волны 12 могут быть выполнены в виде круга или эллипса, условно не показано.
Наполнение нижней полости 5 первым компонентом, установление разделительного элемента (кольца 7 с диском 8), наполнение верхней полости 4 и установление закупоривающего элемента 9 осуществляют на машинах обработки емкостей традиционным способом, причем, после наполнения нижней полости 5 первым компонентом, кольцо 7 с диском 8 механически устанавливают в кольцевой перетяг 6.
Для увеличения герметичности можно выполнить кольцевой перетяг 6 и кольцо 7 с диском 8 в форме усеченного конуса, зауженного книзу, условно не показано.
Наполнение верхней полости 4 вторым компонентом и закрывание закупоривающим элементом 9 горлышка 2, фиг.1. осуществляют таким образом. Для компенсации повышенной влажности в верхней полости, которая может появиться при наполнении нижней полости, второй компонент готовят таким образом, чтобы общая влажность была в норме, то есть второй компонент «подсушивают». Закупоривающий элемент 9 для герметизации всей емкости выполняют в виде крышки, или в виде верхней мембраны и крышки, условно не показано.
Используют емкость для упаковки двух компонентов таким образом.
2
Известно, что человек любого возраста может кратковременно нажимать большим пальцем руки до 3 кг/см, но на площади не больше площади подушечки пальца. Поэтому, потребитель кратковременно нажимает пальцем руки на элемент создания дозированного давления, то есть прикладывает усилие, например большим пальцем на центральную панель 11 в направлении А, фиг.2. Центральная панель 11 с помощью волн 12 в виде гребней и впадин плавно перемещается во внутреннее пространство полости 5, сжимая при этом первый компонент, например жидкость, и воздух. Сжатые первый компонент и воздух давят на разделительный элемент (кольцо 7 с диском 8) в направлении Б. Это приводит к смещению разделительного элемента из кольцевого перетяга 6 и началу смешивания двух компонентов без контакта с внешней средой перед употреблением/использованием окончательно приготовленного продукта, например напитка. При этом сама емкость не деформируется, продукт не портится, а емкость по окончании нажатия принимает первичную форму. После смешивания двух компонентов с помощью незначительной тряски или переворачивания емкости 1 открывают закупоривающий элемент 9 и используют готовый продукт, например напиток.
При этом разделительный элемент может быть полностью вытолкнут в нижнюю 5 или верхнюю 4 полости, условно не показано, или повернут в кольцевом перетяге 6, условно не показано. При этом компоненты в полостях могут смешиваться без препятствий.
Дополнительные гибкие выступы 13 на кольце 7, фиг.3, обеспечивают присутствие разделительного элемента в емкости и безопасность пользователя при употреблении готового продукта непосредственно из емкости, т.е. разделительный элемент после разрушения остается в емкости, так как дополнительные гибкие выступы 24 препятствуют выпадению разделительного элемента из емкости.
Кроме того, используют волны 12, которые содержат гребни с низким профилем, условно не показано.
2
При хранении, транспортировке, продаже емкость для упаковки двух компонентов может испытывать сдавливание, удары, в том числе со стороны потребителей и проч. Потому, важно обеспечить прочность и устойчивость заявляемой емкости для упаковки двух компонентов к давлению на боковую поверхность или на донышко емкости, которое неожиданно может случиться со стороны человека. Известно, что человек непроизвольно пальцем руки может нажимать с удельным давлением до 3 кг/см. Поэтому, с учетом коэффициента трения боковых поверхностей кольца 7 и кольцевого перетяга 6 и запасом прочности в 120% в таблице 1 приведены показатели минимальной высоты кольца 7 к его диаметру, которые обеспечивают прочность и устойчивость кольца с диском в кольцевом перетяге емкости для упаковки двух компонентов к случайному надавливанию рукой человека. То есть, максимальное соотношение диаметра к высоте кольца 7 составляет не более 14.
Кроме того, для упрощения разгерметизации, то есть уменьшение прилагаемых усилий, соотношение диаметра кольца 7 к его высоте не должно превышать 3, смотри табл.2.
Элемент создания дозированного давления может быть расположен и на боковой поверхности тулова, в нижней полости фиг.4, или в верхней полости, условно не показано.
Использование заявляемой емкости для упаковки двух компонентов позволит сократить количество сложных деталей, использовать традиционные способы изготовления пластиковых емкостей путем выдува из преформ и упростить производственные операции при изготовлении таких емкостей для упаковки двух компонентов, сократить время между операциями, что может существенно повысить производительность машин, которые реализовывают способ обработки емкостей.
Конструкция заявляемой емкости для упаковки двух компонентов с таким разделительным элементом позволит упростить конструкцию машин для обработки емкостей и сократить время их обработки за счет упрощения установления разделительного элемента и сокращения количества операций обработки.
Полезная модель также расширяет ассортимент емкостей, что позволит расширить область применения емкостей такой формы.
Использование заявляемой емкости для упаковки двух компонентов позволит уменьшить брак в изготовлении продукции.
Стоимость таких емкостей для упаковки двух компонентов почти такая же, как в традиционных пластиковых и ПЭТ-бутылках, что позволяет обеспечить широкий спектр применения полезной модели в производстве напитков, медицинских, фармацевтических и химических препаратов, в косметической индустрии и ветеринарии.
Табл.1
Емкость для упаковки двух компонентов
Диаметр кольца, (Д), мм
Усилия задержания кольца в перетяге (Р мин), кг
Высота кольца в перетяге (В мин), мм
Соотношение Д/В мин
20
7,54
1,4
14,3
21
8,31
1,5
14,0
22
9,12
1,6
13,8
23
9,97
1,7
13,5
24
10,85
1,7
14,1
25
11,78
1,8
13,9
26
12,74
1,9
13,7
27
13,73
2
13,5
28
14,77
2
14,0
29
15,84
2,1
13,8
30
16,96
2,2
13,6
31
18,11
2,3
13,5
32
19,29
2,3
13,9
33
20,52
2,4
13,8
34
21,78
2,5
13,6
35
23,08
2,6
13,5
36
24,42
2,6
13,8
37
25,79
2,7
13,7
38
27,2
2,8
13,6
39
28,66
2,9
13,4
40
30,14
2,9
13,8
41
31,67
3
13,7
42
33,23
3,1
13,5
43
34,84
3,2
13,4
44
36,47
3,2
13,8
45
38,15
3,3
13,6
46
39,87
3,4
13,5
47
41,62
3,5
13,4
48
43,4
3,5
13,7
49
45,23
3,6
13,6
50
47,1
3,7
13,5
Прим.Удельное давление до 3 кг/см<sup>2</sup>.Коэффициент трения боковых поверхностей кольца и кольцевого перетяга=0,5.Коэффициент запаса прочности=1,2.
Табл.2
Емкость для упаковки двух компонентов
Диаметр кольца, (Д), мм
Усилия задержания кольца в перетяге (Р макс), кг
Высота кольца в перетяге (В макс), мм
Соотношение Д/В макс
20
15,07
6,4
3,1
21
16,62
6,8
3,1
22
18,24
7,1
3,1
23
19,93
7,4
3,1
24
21,7
7,8
3,1
25
23,55
8,1
3,1
26
25,47
8,4
3,1
27
27,47
8,8
3,1
28
29,54
9,1
3,1
29
31,69
9,5
3,1
30
33,91
9,8
3,1
31
36,21
10,1
3,1
32
38,58
10,5
3,0
33
41,03
10,8
3,1
34
43,56
11,1
3,1
35
46,16
11,5
3,0
36
48,83
11,8
3,1
37
51,58
12,2
3,0
38
54,41
12,5
3,0
39
57,31
12,8
3,0
40
60,29
13,2
3,0
41
63,34
13,5
3,0
42
66,47
13,8
3,0
43
69,67
14,2
3,0
44
72,95
14,5
3,0
45
76,3
14,9
3,0
46
79,73
15,2
3,0
47
83,24
15,5
3,0
48
86,81
15,9
3,0
49
90,47
16,2
3,0
50
94,2
16,5
3,0
Прим.Удельное давление до 3 кг/см<sup>2</sup>.Коэффициент трения боковых поверхностей кольца и кольцевого перетяга=0,5.Коэффициент запаса прочности=1,2.