КРЫШКА И ВЕНЧИК ДЛЯ НЕБОЛЬШОЙ УПАКОВКИ ГАЗИРОВАННОГО НАПИТКА С УЛУЧШЕННЫМИ СВОЙСТВАМИ СРОКА ХРАНЕНИЯ
COVER AND CROWN FOR SMALL PACKAGE OF CARBONATED BEVERAGE WITH IMPROVED PROPERTIES OF STORAGE LIFE

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ
Настоящая заявка испрашивает приоритет по предварительной заявке США № 62/032 423, поданной 1 августа 2014 года, которая включена в данный документ посредством ссылки во всей своей полноте.
ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящее изобретение относится к упаковке на основе полимера для газированных напитков, в частности, к крышке и венчику для упаковки газированных напитков.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Полиэтилентерефталат и его сополиэфиры (далее называемые в общем «PET») широко используют для изготовления тары для газированных безалкогольных напитков, сока, воды и т. п. благодаря их превосходному сочетанию свойств прозрачности, газонепроницаемости и механических свойств. Несмотря на эти требуемые характеристики, свойства непроницаемости для углекислого газа и кислорода PET ограничивают применение PET для упаковок меньшего размера, а также для упаковки чувствительной к кислороду продукции, такой как пиво, сок и чайная продукция. В упаковочной промышленности существует крайне выраженная необходимость в дополнительном улучшении свойств газонепроницаемости тары меньших размеров.
Однако в меньшей таре, если высота и диаметр венчика уменьшены, может стать сложнее захватывать крышку для открытия упаковки, этот недостаток усугубляется при уменьшении веса упаковки. Таким образом, всегда существует необходимость в небольших упаковках с меньшим весом, которые имеют улучшенные срок хранения и физические характеристики. В частности для крышки, такие улучшения характеристик необходимы для протекания, проницаемости, возможности открытия, выпуска газа и других физических параметров в широком диапазоне температур от холодной до горячей.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Различную PET тару используют для газированных безалкогольных напитков на протяжении многих лет, и проекты смол и тары на основе PET были оптимизированы для удерживания углекислого газа. К факторам, влияющим на характеристики упаковки, такие как термостойкость и срок хранения, относятся проницаемость бутылки и крышки, ползучесть бутылки, сорбция PET и потери через крышку из-за проницаемости и протекание вокруг уплотнений крышки. Данное изобретение относится в целом к улучшенным конструкциям венчика и крышки тары, которые дополнительно ограничивают потери углекислого газа и тем самым увеличивают срок хранения, в частности, в небольших упаковках газированного напитка. Улучшенные конструкции венчика и крышки тары также применимы в упаковке негазированных напитков, например, используемой для воды, сока, чая, кофе, соевого соуса или молока с вкусовыми наполнителями, негазированных алкогольных напитков, алкогольных напитков и т. п.
В целом, потери проницаемости крышки через саму крышку определяются доступной площадью поверхности крышки, толщиной, типом материала и параметрами обработки. Потери крышки из-за проницаемости и протекания вокруг уплотнений крышки определяются конструкцией уплотнения стыка, разностью давлений и свойствами материала при температуре окружающей среды и более высоких или низких температурах. Особые недостатки возникают у небольшой упаковки, где в целом было обнаружено, что свойства непроницаемости для углекислого газа и кислорода становятся более важными, поскольку объем упаковки уменьшается, и значительная часть сокращения срока хранения зависит от крышки и венчика небольшой упаковки.
Таким образом, один аспект данного изобретения нацелен на разработку улучшенных конструкций упаковки, включая венчик и крышку, с меньшим общим весом, без ухудшения срока хранения и физических характеристик. В частности для крышки, к ним относятся протекание, проницаемость, возможность открытия, выпуск газа и другие физические параметры в широком диапазоне температур от холодной до горячей. Например, когда стандартный 28-мм венчик PCO 1881 согласно Международной ассоциации технологов напитков (ISBT) уменьшен пропорционально от 500 мл или большей бутылки до меньшей бутылки, такой как бутылка объемом 250 мл или 300 мл, неожиданно было обнаружено, что если определенные размеры венчика PCO 1881 уменьшить пропорционально и определенные размеры венчика PCO 1881 уменьшить непропорциональным образом, срок хранения получившейся в результате бутылки может быть значительно увеличен.
В еще одном примере было обнаружено, что когда стандартный 28-мм венчик PCO 1881 уменьшен пропорционально от 500 мл или большей бутылки до меньшей бутылки, такой как бутылка объемом 250 мл или 300 мл, неожиданно было обнаружено, что если определенные размеры венчика PCO 1881 уменьшить пропорционально и определенные размеры венчика PCO 1881 не уменьшить пропорциональным образом, срок хранения получившейся в результате бутылки может быть значительно увеличен. В качестве примера стандартного венчика, который используют в качестве начальной точки для уменьшения размеров венчика либо пропорционально, либо непропорционально, стандартный 28-мм венчик PCO 1881 представляет собой венчик с одним заходом, который имеет заход резьбы 1,70 мм, шаг резьбы 2,70 мм, поворот резьбы 650°, вес горлышка 3,74 г и следующие размеры: T – 27,40 мм; C – 21,74 мм; X – 17,00 мм; и Z – 33,0 мм.
В некоторых аспектах крышка согласно изобретению может быть описана как образованная технически: 1) уменьшением размеров венчика PCO 1881 пропорционально на основе размера отверстия уменьшенного венчика для формирования теоретического или номинального промежуточного венчика; затем2) увеличением и/или уменьшением выбранных размеров венчика промежуточного венчика с пропорционально уменьшенным размером. В одном применимом аспекте крышка согласно изобретению может быть описана как образованная технически: 1) уменьшением размеров венчика PCO 1881 пропорционально на основе размера отверстия уменьшенного венчика для формирования теоретического или номинального промежуточного венчика; затем2) увеличением выбранных размеров венчика промежуточного венчика с пропорционально уменьшенным размером. На фиг. 1-4 данного описания сделаны ссылки на примерные модификации венчика PCO 1881 согласно настоящему изобретению.
Возникают другие определенные и неожиданные недостатки при уменьшении размеров бутылки или тары для газированных напитков, помимо того, что можно было бы ожидать от простого увеличения отношения площади поверхности к объему и, следовательно, создания более высокого удельного показателя потери углекислого газа. Например, при уменьшении высоты и диаметра венчика в небольшой упаковке может стать гораздо более сложно захватывать крышку с целью открытия упаковки. В одном аспекте, например, было обнаружено, что 26-мм крышку бутылки с водой с уменьшенной высотой (10 мм) достаточно сложно открыть вследствие сведенной к минимуму площади захвата и отсутствия оптимизированного рельефа с насечками. В одном аспекте данного изобретения предусмотрены уникальный дизайн и рельеф с насечками, которые могут быть эффективно использованы для устранения этого недостатка. Такие улучшенные дизайн и рельеф с насечками могут стать более важными по мере уменьшения толщины «E-стенки» вследствие снижения веса.
Еще в одном аспекте крышки согласно изобретению также могут содержать новые сочетания с определенными типами полос защиты от вскрытия, также называемыми кольцами или наклейками контроля вскрытия. Например, новый венчик с уменьшенным размером, который имеет некоторые пропорционально уменьшенные и некоторые непропорционально измененные размеры венчика, может быть преимущественно соединен с «загнутым» кольцом контроля вскрытия. Альтернативно, новый венчик с уменьшенным размером, который имеет некоторые пропорционально уменьшенные и некоторые непропорционально измененные размеры венчика, может быть преимущественно соединен с кольцом контроля вскрытия с «вставленной полосой».
Эти и другие аспекты, варианты осуществления, примеры и иллюстрации настоящего изобретения будут очевидны из представленных ниже фигур и подробного описания.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
На фиг. 1 проиллюстрирован венчик PCO 1881 с размерами в миллиметрах, который был пропорционально уменьшен до размера T (резьба снаружи диаметра) 22 мм (номинальный). Также проиллюстрирован заход резьбы в 2,85 мм и прямолинейный участок на бутылке, полученной с раздувом, в 21 мм.
На фиг. 2 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 1 с размерами в миллиметрах, имеющий размер T (резьба снаружи диаметра) 22 мм с добавленным кольцевым выступом B1 (20,5 мм). Таким образом, диаметр B1 больше чем диаметр B сразу под кольцевым выступом.
На фиг. 3 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 1 с размерами в миллиметрах, имеющий размер T (резьба снаружи диаметра) 22 мм с добавленным кольцевым выступом B1, имеющим диаметр, увеличенный до 20,8 мм.
На фиг. 4 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 3 с размерами в миллиметрах, с размером T 22 мм и кольцевым выступом B1, имеющим диаметр, увеличенный до 20,8 мм, с размером D, увеличенным до 10,2 мм для большей безопасности и простоты использования с наклейкой или полосой защиты от вскрытия (наклейкой или полосой TE).
На фиг. 5A — фиг. 5E проиллюстрировано пять используемых в настоящий момент бутылок, обозначенных от A до E, соответствуя фиг. 5A — фиг. 5E, соответственно, используемых для базового испытания в отношении физических характеристик, как показано в Таблице 1. То есть, бутылка A проиллюстрирована на фиг. 5A, бутылка B проиллюстрирована на фиг. 5B, и т. д. Данные с этих бутылок были использованы для разработки крышки и венчика согласно данному изобретению. Бутылки A и E имеют пропорционально уменьшенный венчик 1873, и бутылки B, C, и D имеют пропорционально уменьшенный венчик 1881.
На фиг. 6A — фиг. 6H проиллюстрированы варианты насечек, испытуемых для крышек небольших бутылок согласно настоящему изобретению. Показаны: рельеф с 60 насечками (фиг. 6A и 6B), рельеф с 72 насечками (фиг. 6C и 6D), рельеф с 48 насечками (фиг. 6E и 6F), и рельеф с 90 насечками (фиг. 6G и 6H).
На фиг. 7 проиллюстрирован один вариант осуществления крышки с рельефом с 90 насечками для использования с венчиками небольших бутылок согласно данному изобретению, имеющий правую резьбу с одним заходом с поворотом 470° и шагом 2,5 мм.
На фиг. 8 проиллюстрирован еще один вариант осуществления другой крышки с рельефом с 90 насечками для использования с венчиками небольших бутылок согласно данному изобретению, имеющий правую резьбу с одним заходом с поворотом 560° и шагом 2,5 мм.
На фиг. 9 проиллюстрировано поперечное сечение сочетания венчика/крышки с полосой TE, но без кольцевого выступа B1. На этом изображении показана закраина (5) TE, и как основная створка (10) TE крышки зацепляется с полосой TE, зацепляется с закраиной TE венчика при открытии и толкает закраину TE венчика вниз при повторном зацеплении во время повторного закрытия. Проиллюстрирована вторая створка (15) TE, которая толкает закраину TE вниз при повторном зацеплении с крышкой.
На фиг. 10 проиллюстрировано поперечное сечение сочетания венчика F3/крышки C2 с полосой TE c кольцевым выступом B1. На этом изображении также проиллюстрирована основная створка TE крышки, зацепляющаяся с закраиной TE венчика, а также проиллюстрировано, как кольцевой выступ B1 неожиданно уменьшает как радиальный зазор, так и осевой зазор. В частности, было обнаружено, что кольцевой выступ B1 уменьшает радиальный зазор до значительной степени, и дополнительно было обнаружено, что он также уменьшает осевой зазор.
На фиг. 11 проиллюстрирована 25-мм или меньшая крышка, имеющая определенную асимметричную геометрию резьбы для облегчения усилий извлечения из формы при удалении внутренней части резьбы, что дополнительно обеспечивает улучшенное сцепление с противоположной частью резьбы соответствующего венчика горлышка.
На фиг. 12 показан один вариант осуществления, раскрытый согласно изобретению, в котором соответствующий венчик горлышка с 4 щелями для выпуска газа, выровненными в направлении против часовой стрелки (вид сверху), показан с передней кромкой, расположенной под углом приблизительно 40° или меньше, или более предпочтительно — приблизительно 36° или меньше симметрично относительно линии разделения, как проиллюстрировано, и с задней кромкой, расположенной под углом приблизительно 35° или меньше, или более предпочтительно — приблизительно от 27° до 30° или меньше, или еще более предпочтительно — приблизительно 29° симметрично относительно линии разделения.
На фиг. 13 представлен график потока и скорости выпуска газа относительно угла раскрытия и прогрессии для горлышка с общей площадью выпуска газа 12,88 мм² и крышки с общей площадью выпуска газа 17,28 мм². Красная и синяя кривые линии по фиг. 13 представляют данные для двух образцов, испытанных на OPT (устройстве для испытаний характеристик отверстий компании Steinfurth) относительно выпуска газа, где давление зависит от угла раскрытия, соответственно времени, показывая, что крышка все еще сцеплена с венчиком, и никакого выпуска газа или ослабления крышки не происходит, когда давление одинаковое внутри и снаружи тары.
На фиг. 14A и фиг. 14B показан частичный вид в поперечном сечении крышек, сравнивающий более стандартную крышку толщиной 1,0 мм/радиусом (R) 0,5 мм (фиг. 14A), которую применяют с большими и небольшими бутылками, с крышкой толщиной 1,5 мм/радиусом (R) 1,0 мм (фиг. 14B), которая обеспечивает лучшие характеристики уплотнения с меньшими бутылками при повышенных температурах.
На фиг. 15 проиллюстрирован частичный вид в поперечном сечении крышки толщиной 1,5 мм/радиусом (R) 1,0 мм, которая обеспечивает лучшие характеристики уплотнения с меньшими бутылками при повешенных температурах, включая функцию укрепления.
ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ
Согласно аспекту данного изобретения предлагаются улучшенные конструкции упаковок для небольших бутылок для газированных напитков, включая улучшенные конструкции венчика и крышки, которые предусматривают более низкий общий вес, не ухудшая срок хранения и физические характеристики. В частности, для небольших бутылок (меньше чем или приблизительно 400 мл) на основе пропорционального уменьшения размера 500 мл бутылки, имеющей стандартный 28-мм венчик PCO 1881, неожиданно было обнаружено, что если определенные размеры венчика PCO 1881 уменьшить пропорционально и определенные размеры венчика PCO 1881 уменьшить непропорциональным образом, физические свойства и характеристики получившейся в результате бутылки могут быть значительно улучшены. В некоторых венчиках небольших бутылок в действительности увеличивая определенные размеры венчика PCO 1881, уменьшая при этом другие, обеспечивают улучшенные срок хранения и характеристики. Эти улучшенные результаты совершенствуют сочетанием специально созданных размеров венчика с определенными полосами защиты от вскрытия.
На фиг. 1—4 представлены примерные модификации венчика PCO 1881 согласно настоящему изобретению с измерениями в миллиметрах. На фиг. 1 проиллюстрирован венчик PCO 1881, который был пропорционально уменьшен до размера T (резьба снаружи диаметра) 22 мм (номинальный). На фиг. 2 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 1, имеющий размер T (резьба снаружи диаметра) 22 мм с добавленным кольцевым выступом B1 (20,5 мм). Таким образом, диаметр B1 больше чем диаметр B сразу под кольцевым выступом. На фиг. 3 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 1, имеющий размер T (резьба снаружи диаметра) 22 мм с добавленным кольцевым выступом B1, имеющим диаметр, увеличенный до 20,8 мм. Наконец, на фиг. 4 показан пропорционально уменьшенный венчик PCO 1881 по фиг. 3 с размером T 22 мм и кольцевым выступом B1, имеющим диаметр, увеличенный до 20,8 мм, с размером D, увеличенным до 10,2 мм для большей безопасности и простоты использования, с наклейкой или полосой защиты от вскрытия (наклейкой или полосой TE). В каждом случае по фиг. 2—4 улучшен срок хранения и предоставлены лучшие венчик и крышки по сравнению с примером венчика по фиг. 1.
Для иллюстрации различных аспектов данного изобретения использовали пять небольших бутылок для испытания физических характеристик, и эти данные использовали в качестве критерия для сравнения с тарой, имеющей раскрытые венчик и крышку согласно настоящему изобретению. Эта тара (упаковки или бутылки) обозначена от A до E и показана графически на фиг. 5A — фиг. 5E в виде бутылок от A до E, соответствующих фиг. 5A — фиг. 5E, соответственно. То есть, бутылка A проиллюстрирована на фиг. 5A, бутылка B проиллюстрирована на фиг. 5B, и т. д. Эти бутылки использовали для стандартного испытания в отношении физических характеристик и имели характерные признаки, как показано в Таблице 1. Характеристики упаковки меняются вследствие нескольких факторов, включая факторы, относящиеся к бутылке и крышке. В частности, по отношению к крышке считается, что на характеристики потери углекислого газа из тары влияет следующее:
2
1) диаметр отверстия, которое закрыто крышкой, влияя на проницаемость CO через толщину верхней пластины крышки (верхней стенки или покрытия); и
2
2) потери CO из-за протекания через уплотнение на поверхности уплотнения (на стыке между крышкой и верхней частью венчика бутылки). Последнее может происходить вследствие нескольких факторов, таких как более высокие температуры, неоднородности на стыке между материалами крышки и венчика, и других факторов.
Таблица 1. Измерения термостойкости небольших бутылок для испытания на ходу (OTG испытания), испытуемых в отношении физических характеристик
Параметр
Бутылка A
Бутылка B
Бутылка C
Бутылка D
Бутылка E
Номинальный объем (мл)
200 мл
300 мл
200 мл
250 мл
300 мл
Вес (г)
12
17,5
17,5
23,5
15,5
Венчик PCO,уменьшенный до 22 мм
1873
1881
1881
1881
1873
Термостойкость, высота (%)
1,68
1,27
1,54
0,92
1,17
Термостойкость, средняя панель (%)
3,17
2,00
1,45
2,26
2,31
Ссылаясь снова на Таблицу 1, крышки, используемые в бутылках A и E для испытания, были пропорционально уменьшены до крышек PCO 1873, которые немного короче, чем крышки 1881. В остальных бутылках B, C и D использовали пропорционально уменьшенные крышки PCO 1881. Диаметры отверстий всех венчиков бутылок в Таблице 1 одинаковые, приблизительно 21,74 мм или, номинально, 22 мм. В результате характеристики венчика и крышки можно сравнить среди всей этой испытываемой тары. Например, может быть проведено испытание на проницаемость через верхнюю пластину крышки и протекание через уплотнение для получения контрольных данных для улучшенных конструкций согласно настоящему изобретению.
В одном аспекте венчик и крышка для небольших бутылок согласно данному изобретению могут быть меньше чем 28 мм. Например, размер T (резьба снаружи диаметра) новых венчиков бутылок может составлять или может составлять приблизительно 27 мм, 26 мм, 25 мм, 24 мм, 23 мм, 22 мм, 21 мм, 20 мм, 19 мм, 18 мм или еще меньше. Еще один аспект предусматривает, что размер T новых венчиков бутылок может составлять или мог составлять приблизительно 26 мм, 25 мм, 24 мм, 23 мм или 22 мм.
В качестве примера в следующей таблице приводится сравнение конкретных размеров и параметров венчика и крышки для стандартных 28-мм крышки и венчика PCO 1881 наряду с определенными конструкциями и устройствами 22-мм крышки и венчика. Размеры и параметры, представленные в первой колонке, проиллюстрированы на фиг. 2. Конкретные размеры и параметры венчика и крышки представлены во второй колонке для стандартных 28-мм крышки и венчика PCO 1881 (1881 CSD). Сравнительный пример третей колонки (22-мм пропорционально уменьшенные 1881) представляет вычисленные данные для венчика и крышки, в которых каждый размер стандартного венчика 1881 теоретически уменьшен или снижен до пропорциональной доли (22/28) от своего исходного стандартного венчика 1881. В четвертой колонке представлены параметры для Примера 1, 22-мм венчика и крышки согласно изобретению, которые были уменьшены согласно настоящему изобретению и которые обеспечивают улучшенные характеристики.
Таблица 2. Сравнение параметров стандартных 28-мм крышки и венчика PCO 1881 с примерными и сравнительными крышками и венчиками.
Размер (мм)
28 мм1881 CSD
Сравнительный пример22-мм пропорционально уменьшенные 1881 (теоретическое)
Пример 122-мм уменьшенные согласно изобретению
T
27,40
21,53
21,95
E
24,20
19,01
19,10
T-E
1,60
1,26
1,43
E стенка (E-C)
1,23
0,97
1,05
C
21,74
17,08
17,00
X
17,00
13,36
12,80
Z
33,00
25,93
25,00
S
1,70
1,34
1,70
D
11,20
8,80
8,40
P
2,70
2,12
2,50
G
25,70
20,19
19,75
F
24,94
19,60
19,70
A
28,00
22,00
22,80
B1
25,71
20,20
19,50
H
15,24
11,97
11,61
Венчик – повороты резьбы (градусы)
650
511
460
Крышка – повороты резьбы (градусы)
550
Вес венчика (г)
3,74
2,94
1,76
Вес крышки (г)
2,40
1,89
1,42
Газирование до объема газа 4+
Да
--
Да
2
Как проиллюстрировано в Таблице 2, некоторые фактические размеры 22-м венчика и крышки бутылки по Примеру 1 больше чем, и другие фактические размеры меньше чем у теоретического (пропорционально сжатого) венчика PCO 1881. Поскольку каждое из отклонений от теоретического значения(± процентные доли) может быть вычислено исходя из данных в Таблице 2, отклонения выбранных параметров от теоретического значения представлены в Таблице 3. Было обнаружено, что разные значения этих выбранных параметров могут обеспечивать неожиданные улучшения в удерживании CO и сроке хранения. Разницы в плюсе или минусе (±), показанные в следующей таблице, представляют собой проценты, вычисленные как % Разница = [(Фактический – Теоретический)/Теоретический×100%]. Поэтому фактические измерения меньше теоретических представлены в виде отрицательных процентных значений (-%), и фактические измерения больше теоретических представлены в виде положительных процентных значений (+%).
Таблица 3. Фактические размеры 22-мм венчика по сравнению с теоретическими (пропорционально уменьшенными) размерами 22-мм венчика
Выбранный размер
% разница по сравнению с теоретическим <sup>A</sup>
T-E (мм)
+13,5%
E стенка (E-C)(мм)
+8,2%
S (мм)
+26,9%
D (мм)
-4,5%
P (мм)
+17,9%
B1 (мм)
-3,5%
Вес венчика (г)
-40,1%
A
% Разница по сравнению с теоретическим = [(Фактический – Теоретический)/Теоретический×100%].
Эти данные Таблицы 2 и Таблицы 3 иллюстрируют, что несмотря на большое уменьшение веса венчика по сравнению с теоретическим весом, некоторые из выбранных размеров в целом по существу больше теоретических, признак, который выделяет общие меньшие теоретических размеры большинства параметров по Таблице 2. Таким образом, было обнаружено, что увеличения или уменьшения в выбранных конкретных размерах, таких как представлены в Таблице 4, неожиданно обеспечивают существенные улучшения срока хранения по сравнению с ожидаемым, даже если уменьшить многие другие размеры венчика до меньшего веса. Более того, нет необходимости в увеличении всех этих перечисленных размеров, чтобы обеспечить улучшения срока хранения и все еще сохранять малый вес.
Согласно одному аспекту, например, PET бутылки согласно настоящему изобретению могут иметь размер T-E (мм), который может увеличиваться на приблизительно 5%, приблизительно 6%, приблизительно 7%, приблизительно 8%, приблизительно 9%, приблизительно 10%, приблизительно 11%, приблизительно 12%, приблизительно 13%, приблизительно 14%, приблизительно 15%, приблизительно 16%, приблизительно 17%, приблизительно 18%, приблизительно 19% или приблизительно 20% по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер T-E (мм) может быть увеличен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
В другом аспекте, например, PET бутылки согласно настоящему изобретению могут иметь размер E стенки (E-C) (мм), который может увеличиваться на приблизительно 3%, приблизительно 4%, приблизительно 5%, приблизительно 6%, приблизительно 7%, приблизительно 8%, приблизительно 9%, приблизительно 10%, приблизительно 11%, приблизительно 12%, приблизительно 13%, приблизительно 14%, приблизительно 15%, или приблизительно 16%, или еще больше по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер E стенки (E-C) (мм) может быть увеличен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
Согласно еще одному аспекту, например, PET бутылки согласно настоящему изобретению могут иметь размер S (мм), который может увеличиваться на приблизительно 15%, приблизительно 16%, приблизительно 17%, приблизительно 18%, приблизительно 19%, приблизительно 20%, приблизительно 21%, приблизительно 22%, приблизительно 23%, приблизительно 24%, приблизительно 25%, приблизительно 26%, приблизительно 27%, приблизительно 28%, приблизительно 29%, приблизительно 30%, приблизительно 31%, приблизительно 32%, приблизительно 33%, приблизительно 34% или приблизительно 35% по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер S (мм) может быть увеличен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
Согласно еще одному аспекту данного изобретения, например, предусматривается, что PET бутылки могут иметь размер D (мм), который вместо того, чтобы быть меньше размера, представленного в Таблице 3, может быть увеличен по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. В этом аспекте размер D (мм) может уменьшаться на приблизительно 1%, приблизительно 2%, приблизительно 3%, приблизительно 4%, приблизительно 5%, приблизительно 6%, приблизительно 7%, приблизительно 8%, приблизительно 9% или приблизительно 10% по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер D (мм) может быть уменьшен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
Согласно еще одному аспекту предусматривается, например, что PET бутылки согласно настоящему изобретению могут иметь размер P (мм), который может увеличиваться на приблизительно 8%, приблизительно 9%, приблизительно 10%, приблизительно 11%, приблизительно 12%, приблизительно 13%, приблизительно 14%, приблизительно 15%, приблизительно 16%, приблизительно 17%, приблизительно 18%, приблизительно 19%, приблизительно 20%, приблизительно 21%, приблизительно 22%, приблизительно 23%, приблизительно 24% или приблизительно 25% по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер P (мм) может быть увеличен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр также может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
Согласно еще одному аспекту предусматривается, например, что в PET бутылках согласно настоящему изобретению может быть добавлен «кольцевой выступ» к размеру B, так что часть размера B, называемая здесь как B1, больше чем остающийся размер B. Этот кольцевой выступ B1 проиллюстрирован на фиг. 2-4 как добавленный к верхней части размера B. В данном аспекте кольцевой выступ B1 может быть расширен на величину от приблизительно 2% до приблизительно 12% по сравнению с теоретическим размером B в пропорционально уменьшенной бутылке. Например, бутылка может иметь кольцевой выступ B1, который может увеличиваться на приблизительно 2%, приблизительно 3%, приблизительно 4%, приблизительно 5%, приблизительно 6%, приблизительно 7%, приблизительно 8%, приблизительно 9%, приблизительно 10%, приблизительно 11% или приблизительно 12% по сравнению с теоретическим размером B в пропорционально уменьшенной бутылке. Более того, размер кольцевого выступа B1 может быть увеличен на значение между любым из этих чисел включительно. Этот параметр также может быть установлен независимо или одновременно с любыми другими размерами или сочетаниями по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенной бутылке.
В другом аспекте колонка Таблицы 2 с пропорционально уменьшенными данными 22-мм 1881 по сравнению с фактическими данными 22-мм бутылки согласно изобретению показывает, что посредством только лишь уменьшения крышки и всех ее проектных размеров нельзя выполнить технические требования улучшенных характеристик бутылки с малым весом. Вес венчика представляет собой отдельный параметр, который может быть уменьшен для обеспечения неожиданно улучшенных характеристик. Например, пропорциональное уменьшение веса венчика посредством прямого сжатия 28-мм венчика до 22 мм приведет к весу венчика в 2,94 г, то есть весу, составляющему 79% (22/28) от веса в 3,74 г начального венчика 1881. Этот вес венчика существенно больше предпочтительного веса, применяемого в небольших бутылках. Для сравнения, фактический вес 22-мм венчика согласно изобретению был 1,76 г, что составляет только 47% от начального веса в 3,74 г для исходного венчика 1881. Тот факт, что этот венчик с более малым весом обеспечивает улучшения срока хранения, является неожиданным, поскольку такое большое уменьшение веса как правило приводит к деформации или искривлению венчика бутылки при повышенных температурах. Было продемонстрировано, что эта легкая конструкция венчика обеспечила возможность сохранения венчику бутылки своей конструктивной целостности и отсутствия протекания продукции или газа вследствие деформации при повышенных температурах (не выше 38°C). Эти характеристики были определены в отношении физических компонентов конструкции (физические характеристики при легком весе крышки и венчика), они свидетельствуют об отсутствии деформации и протекания, таким образом демонстрируя улучшение.
В следующей таблице проиллюстрировано уменьшение веса, которое возможно с применением конструкций согласно настоящему изобретению. Для каждого размера отверстия меньше чем у стандартного 28-мм венчика 1881 показан как пропорционально уменьшенный (теоретический), так и представленный согласно настоящему изобретению (фактический) вес венчика. Используя весовые проценты относительно стандартного 28-мм венчика 1881 как для теоретического, так и для фактического венчиков, представлено улучшение в процентах по сравнению с теоретическим.
Таблица 4. Теоретическое (пропорциональное) уменьшение веса венчика по сравнению с фактическим и улучшение в процентах по сравнению с теоретическим
Пример
Размер венчика (мм)
Теоретический (пропорциональный) вес (г) и% от начального 1881
Фактический вес (г) и % отначального 1881
% улучшения[(Теоретический – Фактический)/Теоретический×100]
Сравнительный
стандартный 28-мм PCO 1881
3,74
3,74
--
Пример 2
24 мм
3,2186% от 1881
2,0053% от 1881
38%
Пример 3
22 мм
2,9479% от 1881
1,7647% от 1881
40%
Пример 4
20 мм
2,6771% от 1881
1,5742% от 1881
41%
Венчики согласно настоящему изобретению также выполнены специально для удовлетворения другим техническим требованиям к обработке и проектированию. Например, по меньшей мере для раскрытых согласно настоящему изобретению 22-мм и 24-мм венчиков при извлечении детали из формы для литья под давлением, когда она все еще теплая, было обнаружено, что использование асимметричных углов на противоположных сторонах профиля резьбы обеспечивает преимущественные и неожиданные результаты. То есть, без этой асимметричной формы сила, необходимая для преодоления (или проскакивания) резьбы крышки для выброса детали через выступающую сталь, приводит к несильному сглаживанию резьбы на ее вершине. В результате сопротивление венчика и крышки выпуску газа при применении к бутылке под давлением от продукта CSD было уменьшено.
Уменьшение размера венчика для небольших бутылок согласно настоящему изобретению также означает, что доступное пространство для размещения резьбы эффективной длины либо на крышке, либо на венчике бутылки может быть значительно уменьшено вследствие доступной короткой высоты. Это может быть определенным недостатком вследствие необходимости включения в крышку элемента защиты от вскрытия. При этом, если выбранные размеры, такие как представлены в Таблице 2 и Таблице 3, изменены, и, в частности, некоторые параметры из Таблицы 3 существенно больше, чем теоретические, а другие существенно меньше, было обнаружено, что увеличение определенных размеров, таких как представлены в Таблице 3, неожиданно обеспечивает возможность сохранения шага резьбы как в венчике PCO 1881 и при этом включение достаточного витка резьбы для результативного выпуска газа.
Что касается крышки и, в частности, веса крышки, в одном аспекте вес крышки 22-мм небольшой бутылки согласно настоящему изобретению может быть уменьшен от приблизительно 2,4 г для венчика PCO 1881 до приблизительно 1,42 г для 22-мм венчика. Как проиллюстрировано в Таблице 2, это значение близко к ожидаемому в теоретической пропорционально уменьшенной крышке. Однако, как правило, уменьшение веса наподобие этого приведет к протеканию газа вокруг уплотнений крышки вследствие чрезмерного движения, вызванного выпиранием верхней пластины, которое вызвано внутренним давлением в сочетании с увеличенными температурами внутри бутылки. Этот признак обычно исключает возможность преимущественного использования 25-мм или 26-мм крышек для бутылок с водой для продукта CSD (газированный безалкогольный напиток), поскольку верхняя пластина выпирает и вытягивает уплотнительную структуру, приводя к тому, что та теряет некоторую контактную поверхность с венчиком бутылки. Эти потери контактной поверхности приводят к протеканию.
В венчике и крышке согласно данному изобретению конструкция юбки крышки и резьбы выполнены с возможностью сопротивления увеличенному напряжению, вызванному приложением крутящего момента, который может потребоваться для обеспечения желаемых давления уплотнения и целостности. Такие конструкции не могут быть получены с помощью существующих крышек с легким весом, таких как 25-мм или 26-мм крышки для венчиков бутылок для воды. В соответствии с одним аспектом (так называемая версия C1) верхняя пластина крышки может быть увеличена в толщине от приблизительно 1 мм до приблизительно 1,5 мм, что может привести к уменьшению перемещения уплотнительного элемента и предотвратить, уменьшить или свести к минимуму «обходное» протекание вокруг уплотнительного элемента. Хотя это может показаться очевидным изменением, было неожиданно, что увеличение толщины верхней пластины имеет «эффект соударения» и уменьшает движение уплотнительного элемента.
Хотя улучшенные конструкции венчика и крышки тары раскрыты в основном для использования с газированными напитками, раскрытые конструкции венчика и крышки могут быть также использованы при упаковке негазированных напитков. К примерам подходящих негазированных напитков, которые могут быть упакованы с помощью раскрытых конструкций, относятся, но без ограничения, вода, сок, чай, кофе, негазированные алкогольные напитки и т. п. С использованием термина «напиток» без уточнения подразумевается, что к нему относятся как газированные, так и негазированные напитки.
В дополнение к этим различным параметрам размеров венчика и крышки, которые могут быть установлены как указано в Таблицах 2 и 3 для обеспечения улучшенного срока хранения, следующие дополнительные признаки, варианты осуществления и аспекты в отношении крышки и венчика небольших бутылок могут быть использованы для улучшения и увеличения сроков хранения и характеристик крышки и бутылки для небольших бутылок. Например, признаки крышки, такие как материал крышки и признаки насечек, которые улучшают простоту открытия для небольших крышек. Признаки крышки, такие как уплотнительная система для улучшения характеристик повторного закрытия и повторного уплотнения, могут быть использованы для улучшения характеристик. Дополнительные признаки венчика, такие как материал венчика и конструкция отверстий для выпуска газа, могут быть улучшены, как и включение полосы защиты от вскрытия для крышки.
Согласно другому аспекту было обнаружено, что различные дополнительные признаки, аспекты и варианты осуществления являются по существу характерными для крышек и венчиков небольших бутылок, включая следующее.
ПИТКОСТЬ. Для упаковок безалкогольных напитков CSD с уменьшенными размерами порции общее впечатление от потребления напитка рассматривают с прицелом на обеспечение подобного или улучшенного впечатления от потребления напитка, чтобы не ухудшить восприятие потребителем. В этом аспекте было обнаружено, что для упаковок CSD небольшого размера (меньше чем или приблизительно 400 мл, или предпочтительно меньше чем приблизительно 360 мл), наличие диаметра резьбы венчика горлышка меньше чем или приблизительно 26 мм, меньше чем или приблизительно 25 мм, меньше чем или приблизительно 24 мм, меньше чем или приблизительно 23 мм, или приблизительно 22 мм обеспечило хорошую питкость в плане впечатления потребителя от напитка. Эти диаметры также обеспечили поддержание хороших скоростей наполнения бутылок и производительности линии розлива.
ГЕОМЕТРИЯ КРЫШКИ. В этом аспекте, например, часть верхней пластины крышки может быть изменена в толщине, радиусах на углах и других геометрических признаках для обеспечения улучшенных характеристик уплотнения и уменьшения проницаемости и потери газа. Следует полагать, что такие изменения, в частности в толщине и радиусах на углах, уменьшают консольный эффект из-за выпирания крышки под давлением. Было обнаружено, что конструкция уплотнения, содержащая оливковидное уплотнение в виде пробки и дополнительную внешнюю уплотнительную кромку, обеспечивает меньшую зависимость целостности уплотнения от так называемого «эффекта выпирания» и сохраняет по меньшей мере такое же хорошее удерживание углекислого газа, как и современные 28-мм крышки.
РЕЛЬЕФ С НАСЕЧКАМИ. «Возможность захвата» крышки для небольших бутылок становится более выраженной проблемой. При уменьшении высоты и диаметра венчика становится сложнее захватывать крышку с целью открытия упаковки. Например, было обнаружено, что бутылку с водой с 26-мм крышкой, имеющей уменьшенную высоту (10 мм), сложно открывать вследствие уменьшенной высоты и дизайна с насечками. Было обнаружено, что возможность захвата крышки во время открытия и закрытия улучшается, например, путем определения и изменения расстояния между насечками, геометрической формы насечек, протяженности, с которой насечки проходят сбоку к верхней части крышки, и количества насечек.
Примеры рельефов с насечками, которые изменяются по этим признакам, которые, как было обнаружено, применимы в крышках согласно данному изобретению, проиллюстрированы на фиг. 6A — фиг. 6H. На фиг. 6 показано следующее: рельеф с 60 насечками (фиг. 6A и 6B); рельеф с 72 насечками (фиг. 6C и 6D); рельеф с 48 насечками (фиг. 6E и 6F); и рельеф с 90 насечками (фиг. 6G и 6H). На фиг. 7 проиллюстрирован один вариант осуществления крышки с рельефом с 90 насечками для использования с венчиками небольших бутылок согласно данному изобретению, имеющей правую резьбу с одним заходом с поворотом на 470° и шагом 2,5 мм. На фиг. 8 проиллюстрирован еще один вариант осуществления другой крышки с рельефом с 90 насечками для использования с венчиками небольших бутылок согласно данному изобретению, имеющими правую резьбу с одним заходом с поворотом на 560° и шагом 2,5 мм. В этом аспекте, например, положительным элементом для удобства открытия является протяжение насечек по верхнему краю крышки, независимо от количества насечек, поскольку этот признак обеспечивает не только большую площадь захвата, но и предоставляет потребителю возможность захвата крышки сверху или сверху и сбоку.
В одном аспекте крышки согласно настоящему изобретению предусматривают уникальные дизайн и рельеф с насечками, которые используют для устранения указанного недостатка. Для имитации захвата крышки с целью оценки предпочтительного рельефа с насечками использовали анализ с помощью компьютерного моделирования (FEA). Был применен закрывающий крутящий момент 10 дюймо-фунтов (дюйм-фунт) и была ранжирована возможность открытия для различного дизайна в отношении приложенного давления, требуемого для открытия, оценивания на ощупь и усилия сдвига (возможности захвата). Было установлено давление на большой и указательный пальцы и усилие сдвига при открывающем крутящем моменте для выбора предпочтительного рельефа с насечками для прототипа. Было выявлено, что использование рельефа с наличием от приблизительно 72 насечек до приблизительно 90 насечек дает хорошие результаты. Снова, на фиг. 6A — фиг. 6H представлены особенно применимые рельефы с насечками крышки согласно настоящему изобретению, которые могут быть использованы преимущественно с крышками данного изобретения.
Было обнаружено, что ряд вариантов дизайна с витками резьбы венчика и крышки обеспечивают преимущественное применение с небольшими бутылками согласно данному изобретению. Особенно применимые системы крышки (венчик плюс крышка) представлены в следующих таблицах, исходя из венчика и крышки, показанных в следующей таблице.
Таблица 5. Применимые системы крышек (венчик плюс крышка), предоставленные согласно настоящему изобретению.
Версия венчика
Весвенчика(г)
Высотавенчика(мм)
Виток резьбы(градусы)
F1
1,76
12,8
380
F2
1,80
13,3
460
F3
2,04
14,8
620
Версия крышки
Вескрышки(г)
Высотакрышки(мм)
Виток резьбы(градусы)
C1
1,30
12,8
560
C2
1,49
13,3
720
Сравнение разниц резьбы между определенными сочетаниями венчика и крышки представлено в следующей таблице, для венчика F1/крышки C1 (F1/C1); венчика F2/крышки C1 (F2/C1); и венчика F3/крышки C2 (F3/C2), при этом каждый из этих венчиков и крышек представлен в предыдущей таблице.
Таблица 6. Сравнение разниц резьбы между определенными сочетаниями венчика и крышки, описанными согласно настоящему изобретению.
Вариант(венчик/крышка)
Виток резьбы(венчик)(градусы)
Виток резьбы(крышка)(градусы)
Зацепление(теоретическаярабочая высота профиля резьбы)
F1/C1
380
560
380
F2/C1
460
560
460
F3/C2
660
720
620
На фиг. 9 проиллюстрировано поперечное сечение сочетания венчика F3/крышки C2 с полосой TE, но без кольцевого выступа B1. На этом изображении показана закраина (5) TE, и как основная створка (10) TE крышки зацепляется с полосой TE, зацепляется с закраиной TE венчика при открытии и толкает закраину TE венчика вниз при повторном зацеплении во время повторного закрытия. На фиг. 10 проиллюстрировано поперечное сечение сочетания венчика F3/крышки C2 с полосой TE c кольцевым выступом B1. На этом изображении также проиллюстрирована основная створка TE крышки, зацепляющаяся с закраиной TE венчика, а также проиллюстрировано, как кольцевой выступ B1 уменьшает осевой зазор.
ТИП ВЕНЧИКА, РАЗМЕР ВЕНЧИКА И ВЕС ВЕНЧИКА. К размерам и геометрическим формам, которые, как было обнаружено, улучшают общие физические характеристики, относятся зацепление резьбы, общая площадь контакта, виток резьбы для предотвращения выпусков газа, трение и геометрия и профиль резьбы, а также общее впечатление от потребления и выпивания напитка (смотрите раздел «Питкость», представленный выше). Согласно одному аспекту вес, составляющий меньше чем приблизительно 1,8 г, обеспечен путем проектирования уникальной геометрической формы, характерной для потребностей пользователя, как описано в данном документе, но также путем соответствия требованиям в отношении физических характеристик. Например, было обнаружено, что особенно применимой является толщина E-стенки, обозначенная размером E-C в таблицах, представленных выше, составляющая 1,05 мм для 22-мм отверстия. Эта толщина E-стенки 1,05 мм является, конечно, меньшей чем размер PCO 1881, но приблизительно на 8% больше пропорционально уменьшенного размера PCO 1881 для толщины E-стенки. В отношении веса, как описано в данном документе, существующий венчик PCO 1881 для CSD тары весит 3,8 г. Таким образом, путем уменьшения размера отверстия от 28 мм до 24 мм, 22 мм или 20 мм вес венчика может быть также уменьшен, либо пропорционально, либо непропорционально на основе теоретического уменьшения масштабированного отверстия.
ВИТОК РЕЗЬБЫ И КОНСТРУКЦИЯ РЕЗЬБЫ. Согласно одному аспекту выявили необходимость улучшения зацепления резьбы при высоких температурах, которая характерна для крышек небольших бутылок, например, 24-мм, 22-мм или 20-мм венчиков, описанных в данном документе. Например, было обнаружено, что улучшенное зацепление резьбы может быть обеспечено путем: 1) добавления витка резьбы; 2) изменения профиля резьбы с симметричного на асимметричный; и 3) как правило, уменьшения размеров T и E и общего диаметра. Например, хотя варианты осуществления 22-мм отверстия и крышки могут иметь виток резьбы приблизительно 460° или 470°, было обнаружено, что путем добавления приблизительно 40°, приблизительно 50°, приблизительно 60°, приблизительно 70°, приблизительно 80°, приблизительно 90°, приблизительно 100°, приблизительно 110° или приблизительно 120° можно улучшить зацепление резьбы. Согласно одному аспекту добавление приблизительно 80° хорошо подходит для улучшения зацепления резьбы. Увеличение витка резьбы от приблизительно 470° до приблизительно 550° хорошо подходит для зацепления резьбы. Изменение профиля резьбы с симметричного на асимметричный также способствует улучшению зацепления резьбы. Например, на фиг. 11 проиллюстрирован один способ обеспечения асимметричного профиля резьбы, который улучшает зацепление резьбы. Как правило, уменьшение размеров T и E и общего диаметра также способствует улучшению зацепления резьбы. Например, размеры T (мм) и E (мм) могут быть уменьшены на приблизительно 1%, приблизительно 2%, приблизительно 3%, приблизительно 4%, приблизительно 5%, приблизительно 6%, приблизительно 7%, приблизительно 8%, приблизительно 9%, приблизительно 10%, приблизительно 11%, приблизительно 12%, приблизительно 13%, приблизительно 14%, приблизительно 15%, приблизительно 16%, приблизительно 17%, приблизительно 18%, приблизительно 19% или приблизительно 20% по сравнению с теоретическим размером в пропорционально уменьшенных венчике и крышке. Параметры T и E могут быть установлены независимо или одновременно относительно друг друга или любых других размеров или сочетаний по сравнению с теоретическими размерами. Например, для 22-мм венчика T и E могут быть уменьшены на приблизительно 0,1 мм, 0,2 мм, 0,3 мм или 0,4 мм.
ВОЗМОЖНОСТЬ ВЫПУСКА ГАЗА. Взаимодействие между геометрической формой венчика и крышки может быть изменено для регулирования возможности выпуска газа, что является характерным для геометрических форм отверстий небольших бутылок. Например, согласно одному аспекту имеется уникальное приспособление выпуска газа, расположенное на внутренней поверхности крышки, как проиллюстрировано на фиг. 12. Это приспособление обеспечивает большую площадь поверхности, как проиллюстрировано, с помощью угла задней кромки 29° и угла передней кромки 36°, что максимально увеличивает площадь поверхности для обеспечения лучшего выпуска газа. Этот улучшенный выпуск газа в свою очередь уменьшает вероятность выброса крышки, поскольку бутылка полностью выпускает газ перед расцеплением крышки и венчика. На фиг. 13 проиллюстрирована кривая или график потока и скорости выпуска газа относительно угла раскрытия и прогрессии для горлышка с общей площадью выпуска газа 12,88 мм² и крышки с общей площадью выпуска газа 17,28 мм². Красная и синяя кривые линии по фиг. 13 представляют данные для двух образцов, испытанных на OPT (устройстве для испытаний характеристик компании Steinfurth) относительно выпуска газа, где давление зависит от угла раскрытия, соответственно времени, показывая, что крышка все еще сцеплена с венчиком, и никакого выпуска газа или ослабления крышки не произошло. График на фиг. 13 также может быть использован для вычисления расхода выходящего газа во время открытия.
2
УПЛОТНИТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА И ЦЕЛОСТНОСТЬ ПОВЕРХНОСТИ УПЛОТНЕНИЯ. Уплотнительная система, включая целостность поверхности уплотнения, может также быть изменена для улучшения крышки и венчика для небольшой бутылки. Признаки, такие как радиус закругления и толщина и радиус верхней пластины, могут быть изменены для обеспечения улучшенных характеристик уплотнения и уменьшения проницаемости и потери газа путем предотвращения протекания CO и потери давления при температуре окружающей среды и высоких температурах. Таким образом, контактное давление на стыке крышки/венчика на поверхности уплотнения исследовали для того, чтобы сделать заключение относительно целостности уплотнения и для сравнения разных геометрических признаков на венчике и крышке.
В отношении радиуса закругления и толщины верхней пластины, было исследовано воздействие изменений в радиусе закругления и толщине верхней пластины на целостность уплотнения для 22-мм крышки. Было обнаружено, что нет существенной разницы на уплотнении внутренней и внешней поверхности между толщиной 1,5 мм/радиусом 1,0 мм и толщиной 1,0 мм/радиусом 0,5 мм (фиг. 14A и фиг. 14B) при проведении испытаний при комнатной температуре. Однако при повышенной температуре 38°C наблюдалась существенная разница в характеристиках верхнего уплотнения между этими двумя параметрами, причем толстая стенка показывала лучшие характеристики уплотнения. То есть, отсутствовало существенное воздействие на уплотнение для внутренней и внешней поверхности между этими двумя вариантами при температуре приблизительно 23°C (комнатной температуре). Однако было обнаружено, что толстая стенка показывает значительно лучшие характеристики уплотнения для повышенной температуры 38°C на поверхности верхнего уплотнения.
Поперечные сечения профилей подходящих крышек проиллюстрированы и сравнены на фиг. 14—16. На фиг. 14A и фиг. 14B показаны частичные виды поперечного сечения крышек, сравнивающие более стандартную крышку толщиной 1,0 мм/радиусом 0,5 мм, которая используется с большими и небольшими бутылками, с крышкой толщиной 1,5 мм/радиусом 1,0 мм, которая обеспечивает лучшие характеристики уплотнения с меньшими бутылками при повышенных температурах. На фиг. 15 проиллюстрирован частичный вид в поперечном сечении крышки толщиной 1,5 мм/радиусом 1,0 мм, которая обеспечивает лучшие характеристики уплотнения с меньшими бутылками при повешенных температурах, включая функцию укрепления.
КРЫШКА, ИСПОЛЬЗУЕМАЯ С ОПРЕДЕЛЕННЫМИ ВЕЩЕСТВАМИ, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИМИ СКОЛЬЖЕНИЕ. При необходимости с крышкой могут использоваться вещества, обеспечивающие скольжение, для улучшения возможности открытия и повторного закрытия для крышек, представленных в данном описании. Например, могут использоваться вещества, обеспечивающие скольжение, на основе насыщенных первичных алифатических жирных амидов (такие как бегенамид или стеарамид) или вещества, обеспечивающие скольжение, на основе ненасыщенных первичных алифатических жирных амидов (такие как эрукамид или олеамид). Согласно одному аспекту вещество, обеспечивающее скольжение, может быть введено в количестве приблизительно 1000 ppm, приблизительно 2000 ppm или приблизительно 3000 ppm. Например, согласно одному аспекту с крышкой может использоваться бегенамид в качестве вещества, обеспечивающего скольжение, в количестве 2000 ppm. Вследствие уменьшения диаметра небольших крышек по сравнению с 28-мм крышкой, эквивалентная сила, требуемая для поворота крышки с помощью того же крутящего момента, должна быть выше.
ОБЩИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ. При соблюдении принципов конструкции, представленных в данном описании, было обнаружено, что крышки для бутылок для напитков и газированных напитков, имеющие диаметр, составляющий меньше чем или приблизительно 26 мм, в частности, крышки для бутылок для напитков и газированных напитков, имеющие диаметр, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм, могут удовлетворять требованиям по меньшей мере одного из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышать их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание надежного уплотнения ISBT и/или испытание с поддержанием давления ISBT для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.  Кроме того, крышки согласно данному изобретению могут также удовлетворять требованиям по меньшей мере одного из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышать их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание надежного уплотнения ISBT и/или испытание с поддержанием давления ISBT для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющим 4,2 объема карбонизации. Согласно еще одному аспекту было обнаружено, что крышки согласно данному изобретению могут также удовлетворять требованиям по меньшей мере двух из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышать их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание надежного уплотнения ISBT и/или испытание с поддержанием давления ISBT для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.
Предусматриваются следующие пронумерованные аспекты крышки, в которых сформулированы различные характеристики, признаки и варианты осуществления настоящего изобретения, как независимо друг от друга, так и в любом сочетании, если это допустимо исходя из контекста. То есть, если это допустимо исходя из контекста, в любом отдельно взятом пронумерованном аспекте и любом сочетании следующих пронумерованных аспектов предусматриваются различные характеристики, признаки и варианты осуществления крышки согласно изобретению.
1. Крышка для бутылок для газированных напитков, отличающаяся тем, что:
крышка имеет диаметр, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм; и
крышка удовлетворяет требованиям по меньшей мере одного из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышает их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание характеристик открытия, испытание надежного уплотнения, испытание физических характеристик, стандартные проверочные испытания, испытания на соответствие геометрических размеров и/или испытание с поддержанием давления для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.
2. Крышка согласно предыдущему аспекту, отличающаяся тем, что
крышка удовлетворяет требованиям по меньшей мере двух из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышает их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание характеристик открытия, испытание надежного уплотнения, испытание физических характеристик, стандартные проверочные испытания, испытания на соответствие геометрических размеров и/или испытание с поддержанием давления для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.
3. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка представляет собой крышку, состоящую из одной части.
4. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка представляет собой крышку, состоящую из двух частей.
5. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка содержит полиолефин, пластифицированный термопластик или полистирол и имеет вес, составляющий меньше чем или приблизительно 1,42 грамма.
6. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где толщина верхней пластины крышки не превышает приблизительно 1,1 мм.
7. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка имеет асимметричный профиль резьбы.
8. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка имеет симметричный профиль резьбы.
9. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка содержит 2 или более щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки.
10. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка содержит от 2 до 20 щелей для выпуска газа или, альтернативно, от 4 до 16 щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки.
11. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка предоставляет 2,2-мм ход (шаг), принимая виток резьбы от приблизительно 360° до 720°.
12. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка предоставляет 2,2-мм ход (шаг), принимая виток резьбы от приблизительно 550° до 720°.
13. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка имеет симметричный профиль резьбы и предоставляет 2,2-мм ход (шаг).
14. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка имеет симметричный профиль резьбы и предоставляет 2,2-мм ход (шаг), принимая виток резьбы от приблизительно 710° до 760°.
15. Крышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где:
a) крышка имеет от 2 до 20 щелей для выпуска газа или, альтернативно, от 4 до 16 щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки;
b) крышка содержит полиолефин и имеет вес, составляющий меньше чем или приблизительно 1,42 грамма; и
c) крышка имеет толщину верхней пластины, которая не превышает 1,3 мм.
Также предусматриваются следующие пронумерованные аспекты венчика, в которых сформулированы различные характеристики, признаки и варианты осуществления настоящего изобретения, как независимо друг от друга, так и в любом сочетании, если это допустимо исходя из контекста. То есть, если это допустимо исходя из контекста, в любом отдельно взятом пронумерованном аспекте и любом сочетании следующих пронумерованных аспектов предусматриваются различные характеристики, признаки и варианты осуществления венчика согласно изобретению.
1. Венчик горлышка для бутылок для напитков (газированных и негазированных напитков), где
венчик горлышка имеет диаметр (d), составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм, от 2 до 20 щелей для выпуска газа (включительно), или, альтернативно, от 4 до 16 щелей для выпуска газа, выровненных в направлении против часовой стрелки (вид сверху) на передней кромке, которая расположена под меньшим, равным или большим углом, чем задняя кромка относительно линии разделения.
2. Венчик горлышка согласно предыдущему аспекту, где передняя кромка расположена под не меньшим углом, чем задняя кромка относительно линии разделения.
3. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где передняя кромка симметрично расположена под углом меньше чем или приблизительно 40° относительно линии разделения, а задняя кромка симметрично расположена под углом меньше чем или приблизительно 35° относительно линии разделения.
4. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где размер T-E венчика горлышка изменен на от +5% до +20% по сравнению с теоретическим размером T-E стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
5. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где размер E стенки (E-C) венчика горлышка изменен на от +3% до +16% по сравнению с теоретическим размером E стенки (E-C) стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
6. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где размер S венчика горлышка изменен на от +15% до +35% по сравнению с теоретическим размером S стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
7. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где размер D венчика горлышка изменен на от -1% до -10% по сравнению с теоретическим размером D стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
8. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где размер P венчика горлышка изменен на от +8% до +25% по сравнению с теоретическим размером P стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
9. Венчик горлышка согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где кольцевой выступ B1 добавлен к размеру B венчика горлышка, при этом кольцевой выступ B1 больше на от +2% до +12% чем теоретический размер B стандартного 28-мм венчика PCO 1881, который пропорционально уменьшен путем умножения на коэффициент d/28, где d представляет собой диаметр (мм) венчика горлышка, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм.
Согласно дополнительным аспектам, к определенным признакам и вариантам осуществления настоящего изобретения относится следующее.
1. Крышка для бутылок для напитков (газированных и негазированных напитков), имеющая диаметр, составляющий меньше чем или приблизительно 25 мм, при этом крышка дополнительно обладает одним из следующих признаков или любым их сочетанием:
a) крышка содержит полиолефин, пластифицированный термопластик или полистирол и имеет вес, составляющий меньше чем или приблизительно 1,42 грамма;
b) толщина верхней пластины крышки не превышает приблизительно 1,3 мм;
c) крышка имеет асимметричный профиль резьбы;
d) крышка содержит от 2 до 20 щелей для выпуска газа или, альтернативно, от 4 до 16 щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки; и/или
e) крышка предоставляет 2,2-мм ход (шаг).
2. Крышка для бутылок для напитков согласно предыдущему аспекту в зависимости от контекста, где крышка дополнительно характеризуется толщиной верхней пластины, которая не превышает приблизительно 1,1 мм.
3. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка удовлетворяет требованиям по меньшей мере одного из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышает их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание характеристик открытия, испытание надежного уплотнения, испытание физических характеристик, стандартные проверочные испытания, испытания на соответствие геометрических размеров и/или испытание с поддержанием давления для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.
4. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка удовлетворяет требованиям по меньшей мере одного из следующих испытаний ISBT (Международной ассоциации технологов напитков) или превышает их: испытание при циклических нагрузках с повышенной температурой, испытание характеристик открытия, испытание надежного уплотнения, испытание физических характеристик, стандартные проверочные испытания, испытания на соответствие геометрических размеров и/или испытание с поддержанием давления для пластиковой крышки с плоской вершиной, вогнутой или выпуклой крышки при минимальном давлении, составляющем 4,0 объема карбонизации.
5. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка представляет собой крышку, состоящую из одной части.
6. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка представляет собой крышку, состоящую из двух частей.
7. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка содержит 2 или более щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки.
8. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка содержит от 2 до 20 щелей для выпуска газа или, альтернативно, от 4 до 16 щелей для выпуска газа, распределенных по внутренней окружности крышки.
9. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка принимает виток резьбы от приблизительно 360° до 720°.
10. Крышка для бутылок для напитков согласно любому из предыдущих аспектов в зависимости от контекста, где крышка принимает виток резьбы от приблизительно 550° до 720°.
Используемые в настоящем описании и прилагаемой формуле изобретения формы единственного числа включают формы множественного числа, если в контексте не указано иное. Таким образом, например, ссылка на «отверстие для выпуска газа» включает одно отверстие для выпуска газа, а также любое сочетание больше чем одного отверстия для выпуска газа при указании в контексте или в зависимости от него, например, использование нескольких отверстий для выпуска газа одновременно или в сочетании.
Во всем настоящем описании и формуле изобретения слово «содержать» и варианты данного слова, такие как «содержащий» и «содержит», означают «включающий без ограничения» и не предназначены для исключения, например, других примесей, компонентов, элементов или этапов. Хотя композиции и способы описаны как «содержащие» различные компоненты или этапы, композиции и способы могут также «состоять по существу из» или «состоять из» различных компонентов или этапов.
Ссылка во всем настоящем описании на «один вариант осуществления», «вариант осуществления» или «варианты осуществления» означает, что конкретный признак, конструкция или характеристика, описанная в сочетании с вариантом осуществления, включена по меньшей мере в один вариант осуществления. Таким образом, случаи использования фраз «в одном варианте осуществления» или «в варианте осуществления» в различных местах настоящего описания необязательно относятся к одному и тому же варианту осуществления. Кроме того, конкретные признаки, аспекты, конструкции или характеристики могут быть объединены любым подходящим образом в одном или более вариантах осуществления.
«Необязательный» или «необязательно» означает, что описанный после него элемент, компонент, этап или ситуация может или может не существовать, и что описание включает случаи, когда элемент, компонент, этап или ситуация существует, и случаи, когда они не существуют.
Во всем настоящем описании могут приводиться ссылки на различные публикации. Изобретения этих публикаций тем самым включены посредством ссылки в соответствующую часть для того, чтобы более полно описать уровень техники, к которой относится раскрытый объект изобретения. Раскрытые ссылки также по отдельности и определенно включены посредством ссылки в данный документ в отношении материала, содержащегося в них, который обсуждается в предложении, в котором делается ссылка. В случае, если любое определение или применение, предусмотренные любым документом, включенным в данный документ посредством ссылки, вступают в противоречие с определением или применением, приведенным в данном документе, то определение или применение, приведенное в данном документе, будет иметь преимущество.
Если не указано иное, когда раскрывается и заявляется диапазон любого типа, например, диапазон размеров, чисел, процентных долей и т. п., он предназначен для раскрытия или заявления по отдельности каждого возможного числа, которое такой диапазон может с достаточным основанием охватывать, включая любые поддиапазоны или сочетания поддиапазонов, охватываемые им. При описании диапазона измерений, таких как размеры или процентные доли, каждое возможное число, которое такой диапазон может с достаточным основанием охватывать, может относиться, например, к значениям в пределах данного диапазона, которые на единицу значимой цифры больше, чем представлены в конечных точках диапазона, или относиться к значениям в пределах данного диапазона, которые имеют такое же значение значимой цифры, как и у конечной точки с наибольшим значением значимой цифры, на что указывает или допускает данный контекст. Например, при описании диапазона процентных долей, как, например, от 5% до 15%, следует понимать, что данное изобретение предназначено охватывать каждое значение из 5%, 6%, 7%, 8%, 9%, 10%, 11%, 12%, 13%, 14% и 15%, а также любые диапазоны, поддиапазоны и сочетания поддиапазонов, охваченные им. Согласно намерениям заявителей эти два способа описания данного диапазона являются взаимозаменяемыми. Соответственно, заявители оставляют за собой право исключать или изымать любые отдельные члены из любой такой группы, в том числе любые поддиапазоны или сочетания поддиапазонов в пределах данной группы, если по какой-либо причине заявители решат заявлять настоящее раскрытие не в полном объеме, например, чтобы учесть материал, о котором заявители не осведомлены на момент подачи заявки.
Значения или диапазоны могут быть выражены в данном документе в виде «приблизительно», от «приблизительно» одного конкретного значения и/или до «приблизительно» другого конкретного значения. Когда определены такие значения или диапазоны, другие раскрытые варианты осуществления включают изложенное определенное значение, от одного определенного значения и/или до другого определенного значения. Аналогичным образом, если значения определены в виде приблизительных величин посредством применения предшествующего «приблизительно», то будет понятно, что конкретное значение составляет другой вариант осуществления. Кроме того, следует понимать, что имеется целый ряд значений, раскрытых в данном документе, и что каждое значение раскрыто также в данном документе в качестве «приблизительного» значения данного конкретного значения в дополнение к этому значению как таковому. В другом аспекте использование выражения «приблизительно» означает ±20% от установленного значения, ±15% от установленного значения, ±10% от установленного значения, ±5% от установленного значения или ±3% от установленного значения.
Как в любой заявке, рассматриваемой в Ведомстве по патентам и товарным знакам США, реферат настоящей заявки предусмотрен в целях выполнения требований 37 C.F.R. § 1.72 и для целей, указанных в 37 C.F.R. § 1.72(b) «чтобы позволить Ведомству по патентам и товарным знакам США и общественности обычно быстро определить с помощью беглого просмотра характер и суть технического изобретения». Следовательно, реферат настоящей заявки не предназначен для применения в толковании объема формулы изобретения или для ограничения объема объекта изобретения, раскрываемого в данном документе. Кроме того, любые заголовки, которые используются в данном документе, также не предназначены для применения в толковании объема формулы изобретения или для ограничения объема объекта изобретения, раскрываемого в данном документе. Любое применение прошедшего времени для описания примера, в остальном обозначенного как предполагаемый или возможный, не предназначено для отражения того, что предполагаемый или возможный пример действительно был осуществлен.
Специалисты в данной области техники легко поймут, что в иллюстративных вариантах осуществления, раскрытых в данном документе, возможно производить множество модификаций, которые не приводят к существенному отступлению от новых идей и преимуществ согласно настоящему изобретению. Соответственно, подразумевается, что все такие модификации и эквиваленты включены в объем настоящего изобретения, как определено в следующей формуле изобретения. Таким образом, следует понимать, что можно прибегнуть к другим различным аспектам, вариантам осуществления, их модификациям и эквивалентам, которые после прочтения описания в данном документе могут прийти на ум специалисту в данной области без отступления от сути настоящего изобретения или объема прилагаемой формулы изобретения.