УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ МЕМБРАНА С ОТРЫВНЫМ ЯЗЫЧКОМ
SEALING MEMBRANE WITH TEAR-OFF TAB

Область техники
Настоящее изобретение относится к уплотнительной мембране для уплотнения отверстия емкости, при этом уплотнительная мембрана имеет краевой участок и содержит язычок, продолжающийся от участка краевого участка, чтобы содействовать упрощенному отделению мембраны от емкости. Изобретение также относится к емкости, содержащей такую мембрану, и способу изготовления такой мембраны.
Уровень техники
Упаковки для хранения, например, пищевых продуктов требуют герметичного уплотнения, чтобы они были защищенными от утечек или герметичными по причинам, связанным с гигиеной или сроком годности. Одним из способов герметичного уплотнения упаковочных емкостей, заполненных порошкообразными или другими пищевыми продуктами, является приклеивание или приваривание мембраны к внутренним стенкам, или к краю, или выступу, продолжающимся вокруг отверстия емкости. Такие мембраны часто расположены таким образом, что они могут легко быть удалены с емкости с помощью отрывающего усилия, прилагаемого пользователем, и отсюда мембраны часто снабжают отрывными язычками, которые продолжаются от их торцевого участка и, следовательно, их легко захватывать рукой. В патенте США 8225954 описана уплотнительная мембрана, содержащая такой язычок.
Емкости, снабженные уплотнительными мембранами, обычно снабжены наружной крышкой из более жесткого материала, например изготовлены из картона или пластикового материала, такого, что наружная крышка защищает уплотнительную мембрану, а также язычок, от проколов или разрывов. Наружную крышку обычно устанавливают на емкость после установки уплотнительной мембраны. Язычок может сталкиваться с наружной крышкой нежелательным образом, так как наружная крышка расположена в области отверстия емкости. Чтобы избежать этого, имеющий определенную протяженность язычок может быть предварительно согнут или предварительно согнут перед установкой наружной крышки на емкость.
В патенте США 4122790 описана упаковочная конструкция с жесткой наружной крышкой и предварительно согнутым язычком. Уплотнительную мембрану отрезают средством вырубки от перемещающегося в поперечном направлении ленточного материала в ходе процесса изготовления. Мембрану герметично прикрепляют к отверстию емкости, и язычок, продолжающийся от уплотнительной мембраны, затем сгибают в латеральном направлении вдоль края емкости перед установкой наружной крышки на емкость.
Из-за малого размера отрывного язычка, производительности процесса изготовления и трудностей в контроле точного положения емкости обычно является затруднительным обеспечить оборудование, которое выполняет предварительное сгибание или предварительный сгиб отрывного язычка желательным и соответствующим образом. Обычно для гибки отрывного язычка используют стержень или пластину, когда емкость проходит мимо стержня/пластины на производственной линии, или наружную крышку используют для гибки отрывного язычка при установке на емкость. Это в норме приводит к неконтролируемому сгибанию отрывного язычка, которое, в свою очередь, может привести к ошибкам сгиба или смятию отрывного язычка, таким образом, что его становится трудно захватывать. Таким образом, это оказывает влияние на отрывной механизм мембраны, и удобство использования мембраны, следовательно, ухудшается.
Были предложены дополнительные этапы во время или после процесса изготовления для придания отрывному язычку надлежащей формы, но это делает процесс изготовления дороже.
Таким образом, существует необходимость в улучшениях, которые облегчают надлежащее формование/сгибание отрывных язычков уплотнительной мембраны в производстве емкостей с такими мембранами.
Сущность изобретения
Технической задачей настоящего изобретения является обеспечение уплотнительной мембраны по изобретению с отрывным язычком для емкости, которая позволяет устранить или, по меньшей мере, уменьшить упомянутые ранее проблемы. Данная задача решается с помощью мембраны по п. 1 формулы изобретения. Дополнительные задачи состоят в обеспечении емкости, содержащей такую мембрану, и в обеспечении способа изготовления такой мембраны.
Изобретение касается уплотнительной мембраны для емкости, причем упомянутая мембрана имеет краевой участок, предназначенный для прикрепления вокруг отверстия емкости - чтобы образовать уплотнение емкости, при этом мембрана содержит язычок, продолжающийся от участка краевого участка, чтобы содействовать упрощенному отделению мембраны.
Изобретение отличается тем, что язычок содержит придающую жесткость структуру, расположенную в виде рисунка, который образует линию заданного сгиба, продолжающуюся через язычок.
Такая придающая жесткость структура облегчает контролируемый сгиб отрывного язычка вдоль линии заданного сгиба и уменьшает риск нежелательного и неконтролируемого сгиба отрывного язычка в другом положении, благодаря ее свойствам, придающим жесткость. Таким образом, конфигурацию и форму предварительно согнутого/предварительно согнутого отрывного язычка можно контролировать, когда емкость проходит мимо стержня или пластины на производственной линии, даже если положение емкости невозможно точно контролировать, или когда наружную крышку устанавливают на емкость.
Значительно увеличенная жесткость может быть придана придающей жесткость структуры путем тиснения или рифления в ходе операции прессования определенного рисунка в определенной области в отрывном язычке, возможно, одновременно с вырубкой мембраны. Жесткость в нескольких направлениях может быть достигнута приданием рисунку желаемого распределения, при этом рисунок может, например, иметь форму веера с продолговатыми элементами жесткости, направленными по отношению друг к другу как некоторое количество спиц в части колеса (но разной длины). С помощью прерывания рисунка вдоль воображаемой линии можно определить линию заданного сгиба, вдоль которой язычок сгибается и сгибается при приложении к нему усилия. Рисунок может включать в себя линию тиснения/рифления, которая продолжается вдоль линии заданного сгиба. Линия заданного сгиба может быть прямой, изогнутой и/или включать в себя участки, расположенные под углом к соседнему участку. Более широкая линия заданного сгиба, зона сгиба, может быть использована, чтобы дать возможность сгиба по участку большего размера. Линия заданного сгиба в норме продолжается по всей ширине отрывного язычка, от одной стороны до другой, но придающая жесткость структура может продолжаться по ширине только частично; она все равно может образовывать линию заданного сгиба.
При достаточной глубине рифления или аналогичных элементов в отрывном язычке пользователь все равно получает возможность хорошего захвата отрывного язычка, даже если его сгибают к центральной точке мембраны, так, что в результате он находится в положении, параллельном мембране; расстояние между отрывным язычком и верхней стороной мембраны все равно будет достаточным.
В варианте выполнения изобретения придающая жесткость структура получается путем формирования выступов и углублений, по меньшей мере, в частях отрывного язычка. Соответственно, придающая жесткость структура содержит выступы и углубления в материале мембраны. Формирование выступов и углублений в уплотнительной мембране может содержать тиснение, рифление, фальцовку, сгибание, нагревание или любую другую подходящую манипуляцию. Выступы и углубления увеличивают жесткость отрывного язычка таким образом, что сгибание направляется вдоль линии заданного сгиба.
Согласно одному из вариантов выполнения изобретения, линия заданного сгиба продолжается в направлении, по существу, параллельном участку краевого участка. Таким образом, язычок сгибается в направлении, которое является предпочтительным во многих случаях. Краевой участок может быть прямым или изогнутым в зависимости от формы и положения уплотнительной мембраны.
Согласно одному из вариантов выполнения изобретения, придающая жесткость структура содержит множество продолговатых элементов жесткости, продолжающихся от линии заданного сгиба к наружному краю отрывного язычка. Продолговатые элементы жесткости препятствуют образованию других линий сгиба, следовательно, язычок не сгибается параллельно краевому участку ни в каком другом месте, кроме как вдоль линии заданного сгиба, при приложении внешнего усилия, такого как сгибающее усилие. Каждый элемент жесткости предпочтительно представляет собой продолговатый выступ или углубление.
Продолговатые элементы жесткости предпочтительно продолжаются от центрального участка линии заданного сгиба к наружному краю отрывного язычка. Однако  точный рисунок может варьироваться в зависимости от формы отрывного язычка, направления его сгиба, если такое существует, и ожидаемого направления усилия, которое будет действовать и в конечном итоге согнет язычок. Элементы жесткости, таким образом, препятствует образованию линий сгиба в направлении, параллельном направлению, в котором продолжается язычок. Выбирая направление элементов жесткости, можно сделать язычок жестким в других направлениях, отличных от параллельного направлению его протяженности. Например, располагая средства придания жесткости под углами, как веер или любой другой подходящий рисунок, весь язычок можно сделать жестким, чтобы он выдерживал нежелательный изгиб в любом направлении. Язычок, таким образом, остается жестким и имеющим свою первоначальную форму даже при подвергании воздействию внешних усилий. Жесткий язычок, который не согнут, кроме как вдоль его линии заданного сгиба, пользователю легче захватывать рукой.
В одном из примеров изобретения продолговатые элементы жесткости являются по существу прямыми. Прямые элементы жесткости формируют, например, посредством рифления отрывного язычка, в ходе изготовления.
Придающая жесткость структура может также содержать продолговатый элемент жесткости, который продолжается вдоль линии заданного сгиба. Такой элемент жесткости укрепляет линию заданного сгиба, чтобы положение места сгиба дополнительно контролировалось.
Участок краевого участка, от которого продолжается язычок, предпочтительно изогнут. Кроме того, краевой участок предпочтительно образует часть скругленного угла уплотнительной мембраны. Язычок, который продолжается от мембраны, содействует легкому отделению мембраны от емкости. Когда за язычок, который продолжается от угла мембраны, тянут, с его стороны одновременно действуют отделяющие усилия вдоль двух кромок мембраны, отсюда упрощается отделение мембраны.
Материал уплотнительной мембраны может быть разным в зависимости от предполагаемого использования емкости, снабженной уплотнительной мембраной. Уплотнительная мебмрана может содержать слой алюминия и/или слой пластикового материала, такого как полиэтилен или полипропилен. Уплотнительная мембрана может, таким образом, представлять собой ламинированную структуру, содержащую слой алюминия и слой свариваемого пластикового материала. Слой алюминия может быть легко подвергнут тиснению или рифлению и хорошо сохраняет свою форму, т.е. его придающую жесткость структуру. Пластиковый материал может подвергаться тепловой обработке для получения его придающей жесткость структуры.
Изобретение также относится к тарному комплекту, содержащему емкость с отверстием и, по меньшей мере, частично прикрепленную к емкости вокруг отверстия уплотнительную мембрану вышеупомянутого типа. Согласно одному из вариантов выполнения тарного комплекта, краевой участок мембраны сгибают и крепят к внутренним стенкам емкости.
Изобретение также касается способа изготовления уплотнительной мембраны вышеупомянутого типа, при этом способ содержит этап тиснения, рифления, фальцовки и/или сгиба придающей жесткость структуры.
Краткое описание чертежей
Теперь настоящее изобретение будет описано подробно, со ссылкой на прилагаемые чертежи, на которых:
Фиг. 1 - вид с разделением деталей емкости, наружной крышки и варианта выполнения уплотнительной мембраны по изобретению;
Фиг. 2 - детали по Фиг. 1 в собранном состоянии;
Фиг. 3 - уплотнительная мембрана по Фиг. 1;
Фиг. 4 - уплотнительная мембрана по Фиг. 1, прикрепленная к емкости, при этом язычок направлен вверх;
Фиг. 5 - уплотнительная мембрана по Фиг. 1, прикрепленная к емкости, при этом язычок согнут к мембране;
Фиг. 6 - открытая наружная крышка, установленная на емкость по Фиг. 5.
Подробное описание
Далее показан и описан только один вариант выполнения в качестве иллюстрации одного из способов реализации изобретения.
На Фиг. 1 показана с разделением деталей упаковочная конструкция 8, содержащая емкость 5 с отверстием 5a, уплотнительную мембрану 2 и наружную крышку 9, содержащую рамку 9a крышки, присоединенную к шарнирной открываемой крышке 9b. В качестве примера известных материалов для такой конструкции 8, емкость 5 представляет собой ламинированную структуру, состоящую из слоев картона, алюминия и привариваемого пластика, при этом мембрана 2 также представляет собой ламинированную структуру, содержащую слои алюминия и привариваемого пластика, при этом наружная крышка 9 выполнена из пластикового материала. Возможно использование и других материалов.
После заполнения емкости 5, например, пищевым продуктом в порошкообразной форме, емкость 5 запечатывают, прикрепляя мембрану 2 вокруг отверстия 5a посредством прикрепления краевого участка 4 мембраны 2 к внутренним стенкам емкости 5 (см. Фиг. 4-6). Наружная крышка 9 крепится к емкости 5 известными средствами, с помощью напрессовывания наружной крышки 9 на верхний край емкости 5 над уплотнительной мембраной (см. Фиг. 6). На Фиг. 2 показана конструкция 8 в собранном состоянии.
На Фиг. 3 представлен увеличенный вид уплотнительной мембраны 2 по Фиг. 1. Как показано на Фиг. 3, краевой участок 4 продолжается по периферии вокруг уплотнительной мембраны 2. Язычок 1, содействующий отделению мембраны 2, продолжается от участка краевого участка 4, расположенного в области скругленного угла мембраны 2. Язычок 1 имеет основание, верхнюю сторону и две боковых стороны, при этом основание присоединено к уплотнительной мембране 2.
Язычок 1 дополнительно содержит придающую жесткость структуру 7, расположенную в виде рисунка, который образует линию заданного сгиба, обозначенную линией 3, пересекающей язычок 1.
Придающая жесткость структура 7 состоит из продолговатых элементов жесткости в виде выступов и углублений, образованных в данном случае тиснением. Линия 3 заданного сгиба продолжается, в данном случае, в направлении, по существу параллельном участку краевого участка 4, пересекающему язычок 1, от одной боковой стороны до другой и через пробитое отверстие 12. Данное отверстие 12 предназначено для улучшения процесса индукционной сварки (оно влияет на плотность тока) при креплении мембраны к емкости 5. Пробитое отверстие 12 не обязательно для настоящего изобретения, но при его наличии оно обычно дает преимущество, заключающееся в направлении линии 3 заданного сгиба через отверстие 12.
Положение линии 3 заданного сгиба задают с помощью рисунка придающей жесткость структуры 7. На Фиг. 3 показано, что придающая жесткость структура 7 содержит множество продолговатых прямых элементов жесткости, продолжающихся от центрального участка, в данном случае - от отверстия 12, линии 3 заданного сгиба к наружному краю отрывного язычка 1. В данном примере самый центральный элемент жесткости параллелен основному направлению протяженности отрывного язычка 1, т.е. он образует удлинение диагонали мембраны 2. Этот центральный элемент жесткости продолжается от центрального участка линии 3 заданного сгиба к самому наружному краю отрывного язычка 1.
Некоторое количество дополнительных продолговатых элементов жесткости, в данном случае - три с каждой стороны самого центрального элемента жесткости, продолжаются также от центрального участка линии 3 заданного сгиба к краю отрывного язычка 1. Все элементы жесткости имеют уникальное направление протяженности, т.е. нет параллельных элементов жесткости. Три элемента жесткости с каждой стороны центрального элемента жесткости расположены под углами 12, 25 и 50 градусов, соответственно, к центральному элементу жесткости. Таким образом, семь элементов жесткости образуют рисунок в виде веера. Сгибание, таким образом, предотвращается, или, по меньшей мере, затрудняется, за исключением сгиба вдоль линии 3 заданного сгиба поперек отрывного язычка 1 через центральный участок линии 3 сгиба.
Как видно на чертежах, элементы жесткости соединяются вблизи отверстия 12. В других вариантах выполнения элементы жесткости могут быть полностью разделены или могут соприкасаться только, например, в центральном участке. Такие элементы жесткости могут прерываться в местах, распределенных вдоль воображаемой линии, которая затем образует линию 3 заданного сгиба, вдоль которой язычок сгибается и сгибается при приложении к нему усилия, или начинаться от упомянутых мест.
В этом случае истинной линии сгиба позволено отклоняться приблизительно до 40 градусов от линии 3 заданного сгиба, при этом язычок 1 может быть согнут вдоль одного или более элементов жесткости, расположенных наиболее близко к линии 3 заданного сгиба. Эти элементы жесткости расположены под углом приблизительно 40 градусов к линии 3 заданного сгиба (так как они расположены под углом приблизительно 50 градусов к центральному элементу жесткости, который перпендикулярен к линии 3 заданного сгиба). Линия истинного сгиба может, однако, быть принудительно продолжена через центральный участок линии 3 заданного сгиба (через отверстие 12), и, таким образом, ее можно контролировать. Чтобы более подробно контролировать истинную линию сгиба, элемент жесткости может быть расположен вблизи линии 3 заданного сгиба и параллельно ей. Дополнительный контроль за истинной линией сгиба может достигаться расположением параллельных элементов жесткости с каждой стороны линии 3 заданного сгиба.
Примером подходящего способа выполнения придающей жесткость структуры 7 является совместное тиснение алюминиевого листа толщиной в 38 мкм и полиэтиленового листа толщиной в 30 мкм на глубину тиснения 0,2-0,3 мм. Глубина выступов/углублений до 0,1 мм также может быть подходящей для такой мембраны, при условии, что язычок 1 не сгибается случайно, или неконтролируемым образом. Точная глубина и форма элементов жесткости, а также точный рисунок придающей жесткость структуры 7, могут быть адаптированы к ситуации, т.е. к размерам и материалу используемой мембраны, размеру отрывного язычка, типу и размеру емкости, и т.д.
На Фиг. 4 показана уплотнительная мембрана 2, прикрепленная к емкости 5, при этом язычок 1 "указывает" вверх. Краевой участок 4 мембраны 2 согнут вверх и приварен на внутренние стенки емкости 5 вокруг его отверстия 5a. Стрелка указывает на направление заданного сгиба отрывного язычка 1. Данный сгиб может выполняться обычным способом, но из-за выделенной линии 3 заданного сгиба сгибание теперь может выполняться контролируемым образом. Это означает, что можно предварительно определить положение реальной линии сгиба, создаваемой, например, на этапе автоматического сгиба на производственной линии для изготовления емкостей в сборе. Рисунок придающей жесткость структуры 7 может быть адаптирован к конкретным требованиям к позиционированию линии сгиба в конкретном применении, т.е. если важно контролировать точное положение истинной линии сгиба, рисунок придающей жесткость структуры может быть адаптирован, чтобы линия заданного сгиба и линия истинного сгиба совпадали (например, путем обеспечения параллельных элементов жесткости с каждой стороны линии сгиба, см. выше). Если позволить положению и протяженности истинной линии сгиба варьировать в определенном диапазоне, то придающая жесткость структура может иметь более простой рисунок, который только лишь направляет истинный сгиб в определенную зону заданного сгиба. В таком случае линию 3 заданного сгиба можно рассматривать как наиболее вероятную позицию для истинной линии сгиба.
На Фиг. 5 показана уплотнительная мембрана 2 и емкость 5 по Фиг. 4, но после сгиба отрывного язычка 1 вниз, к мембране 2. Язычок 2 теперь согнут контролируемым образом вдоль его линии 3 заданного сгиба.
На Фиг. 6 показана емкость 8 в сборе с наружной крышкой 9, прикрепленной к емкости 5 с помощью рамки 9b вокруг отверстия 5a емкости, и крышка 9b открыта. На этом этапе пользователь может легко поднять и захватить согнутный язычок 1 и оторвать мембрану 2.
Прикрепление мембраны 2 к емкости 5 вокруг отверстия 5a может быть осуществлено термосваркой, индукционной сваркой или любым другим подходящим способом герметизации емкости 5.
Ссылочные позиции, указанные в формуле изобретения, не должны рассматриваться как ограничивающие объем формулы изобретения, и их единственной функцией является сделать формулу изобретения более легкой для понимания.
Понятно, что изобретение можно модифицировать в различных очевидных аспектах, причем без выхода из объема прилагаемой формулы изобретения. Соответственно, чертежи и описание к ним следует рассматривать как иллюстративные по своей сути, и не носящие ограничительного характера.
В качестве альтернативы приведенным выше примерам, уплотнительная мембрана 2 может быть прикреплена к выступу, продолжающемуся вокруг отверстия емкости 5. В таком случае язычок обычно сгибают вниз, на наружную сторону крышки/емкости. Также в таком применении является преимуществом использовать придающую жесткость структуру 7 по изобретению для образования линии 3 заданного сгиба.
Дополнительные альтернативы состоят в том, что язычок размещают в области прямой части мембраны, а не в углу, и что уплотнительная мембрана (и отверстие) вместо этого может быть скругленной (круглой или овальной).
Кроме того, один из нескольких элементов жесткости может быть изогнутым, чтобы обеспечить жесткость в разных направлениях, и углы между элементами жесткости, прямыми или изогнутыми, могут варьироваться.
Формирование придающей жесткость структуры с помощью нагревания (например, с помощью нагретых формовочных инструментов) обычно полезно, если уплотнительная мембрана полностью изготовлена из пластикового материала или из ламинированного материала, состоящего, например, из пластика и алюминия, при этом слой пластика имеет достаточную (относительную) толщину для удерживания формы придающей жесткость структуры.