ES2243936T3

ES2243936T3 - Tapon de fibra entrelazadas.

Info

Publication number: ES2243936T3
Application number: ES95912954T
Authority: ES
Inventors: George Galloway Dewar
Original assignee: Dewco Investments Pty Ltd
Current assignee: Dewco Investments Pty Ltd
Priority date: 1994-03-18
Filing date: 1995-03-17
Publication date: 2005-12-01
Anticipated expiration: 2015-03-17
Also published as: MX9604154A; ATE296764T1; NZ282727A; KR970701655A; CN1079770C; CA2185573A1; EP0751900A4; EP0751900B1; CA2185573C; US5665462A; DE69534244D1; DE69534244T2; WO1995025674A1; JPH10501783A; KR100381430B1; EP0751900A1; CN1148837A

Abstract

UN CIERRE PARA UN CONTENEDOR QUE TIENE UNA APERTURA, QUE COMPRENDE UNA MASA ELASTICA DE FIBRAS INTERBLOQUEADAS Y/O SINTETICAS ASOCIADAS DE OTRA FORMA Y/O NATURALES QUE TIENE UNA DENSIDAD DE 0,18 A 2,00 G/CM{SUP,3}, EN DONDE EL CIERRE ES DE FORMA Y DENSIDAD ADECUADAS PARA PERMITIR QUE EL CIERRE SEA INSERTADO DE FORMA HERMETICA EN LA APERTURA DE DICHO CONTENEDOR. EL TERMINO "FIBRAS" SE REFIERE A MATERIALES QUE PUEDEN ESTAR FORMADOS EN UN HILO, TEXTIL, TAPIZ O SIMILAR. LA FIBRAS, O UNA PORCION DE LAS FIBRAS, PUEDEN TAMBIEN ESTAR PRESENTES EN FORMA DE "HILOS DE FIELTRO" O "PLATAS DE FIELTRO" UNIDOS. LOS CIERRES PUEDEN ADEMAS COMPRENDER UNO O MAS ADITIVOS QUE PUEDEN SER AÑADIDOS, POR EJEMPLO, PARA VARIAR LA ELASTICIDAD O DENSIDAD DE LA MASA DE FIBRA; PARA VARIAR LAS PROPIEDADES DE CIERRE HERMETICO DEL CIERRE; Y/O AYUDAR A LA INSERCION O EXTRACCION DEL CIERRE. LOS ADITIVOS PUEDEN TAMBIEN SER AÑADIDOS CON EL FIN DE AISLAR LA MASA DE FIBRA DEL CONTENIDO DEL CONTENEDOR. TAMBIEN SE REIVINDICA UN METODO DE FABRICACION DEL CIERRE.

Description

Tapón de fibras entrelazadas.

Esta invención se refiere a tapones para botellas de vino.

Los tapones para botellas de vino hechos de corcho natural pueden ser el origen de productos químicos que pueden producir máculas mohosas en el contenido de la botella. Dichos productos químicos (tal como tricloroanisoles) pueden provenir del proceso de blanqueo utilizado para el corcho en donde se realiza el tratamiento con cloro u otros compuestos clorados. El vino que ha quedado expuesto a dichos productos químicos suele describirse como "acorchado" y se ha estimado que hasta el 10% de todas las botellas de vino vendidas en el mundo pueden estar acorchadas del modo antes indicado.

Por otro lado, el corcho está llegando a ser un producto comercial cada vez más escaso y ahora es tan costoso que algunos productores de vino han recurrido al uso de corchos preparados a partir de partículas aglomeradas de corcho reciclado. Se ha demostrado también que los así llamados corchos "aglo" manchan el vino, probablemente, en parte, como resultado del pegamento utilizado.

En consecuencia, existe una gran necesidad de disponer de alternativas económicas a los corchos para botellas. Dos de tales alternativas son los corchos de plástico de "tipo champagne" y los tapones del tipo de cápsula metálica roscada "Stelvin". Si bien estos tipos de tapones producen un sellado excelente, su uso ha quedado limitado a vinos de baja calidad como consecuencia de sus pobres cualidades estéticas.

Se propone ahora que los tapones que comprenden fibras de lana serían una excelente alternativa al corcho.

La AT-B-291802 describe un tapón que comprende un núcleo de material residual, tal como papel, trozos o virutas de madera, lana sintética o similares, aglomerados mediante un adhesivo, y un revestimiento de un material plástico polimérico.

La FR-A-1518450 describe un tapón fibroso poroso para impedir que las impurezas, tales como bacterias portadas por el aire, puedan penetrar en un recipiente.

Por tanto, la presente invención proporciona un tapón para una botella de vino que tiene una abertura, que comprende fibras de lana, cuyas fibras forman una sola masa resiliente; y uno o más aditivos que revisten, impregnan, o bien revisten e impregnan, al menos una porción de la masa resiliente de fibras; en donde el tapón es de una configuración y densidad tales que permiten introducirlo de forma estanca en la abertura de la botella de vino y es sustancialmente impermeable a los líquidos y gases; caracterizado porque la única masa resiliente de fibras es formada mediante un proceso de afieltrado y presenta una estructura entrelazada por toda ella y una densidad del orden de 0,18 a 1,95 g/cm^{3}.

Por el término "fibras" se hace referencia a materiales que pueden conformarse como un hilo, textil, alfombra o similar.

El entrelazado de las fibras se puede conseguir, por ejemplo, mediante procesos de "afieltrado", punzonado por agujas, tejedura y/o tejedura de punto. Por el término "asociado de otro modo" se hace referencia a otros medios para preparar una masa resiliente de fibras. Por ejemplo, las fibras, o una porción de las mismas, pueden unirse entre sí por medio de un adhesivo o polímeros que tienen cualidades de tipo adhesivo.

Las fibras, o una porción de las mismas, pueden también estar presentes en forma de "hilos afieltrados" o "mechas afieltradas" en estado aglomerado.

Otras fibras naturales que también pueden estar presentes incluyen fibras vegetales, tales como algodón, lino, sisal, celulosa y yute, y fibras de origen animal tales como angora, lana, alpaca y mezclas de las mismas.

Las fibras sintéticas preferidas que también pueden estar presentes incluyen acetato de celulosa, triacetato de celulosa, fibras acrílicas, aramidas (es decir poliamidas aromáticas), rayones, poliolefinas (por ejemplo, polipropileno), nylons, poliésteres, poliuretanos, terilenos, teflón y mezclas de las anteriores.

También pueden resultar adecuadas las mezclas de las fibras sintéticas y/o naturales antes mencionadas. Con suma preferencia, las fibras son lana de oveja o mezclas de fibras que incluyen fibras de lana de oveja.

Con preferencia, la masa resiliente de fibras tiene una densidad de 0,18 a 0,95 g/cm^{3}, más preferentemente de 0,4 a 0,8 g/cm^{3}.

Los tapones de acuerdo con la invención comprenden uno o más aditivos que pueden variar, por ejemplo, la resiliencia o densidad de la masa de fibras; variar las propiedades de obturación del tapón y/o facilitar la introducción o extracción del tapón. Los aditivos también pueden aislar la masa de fibras respecto del contenido del recipiente.

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En consecuencia, las fibras que comprenden la masa resiliente y/o el exterior del tapón pueden revestirse, total o parcialmente (por ejemplo, solo los extremos del tapón), con un material de revestimiento de manera que el contenido del recipiente no entre en contacto directo con las fibras. Alternativamente, el aditivo o los aditivos podrían utilizarse para llenar parte o la totalidad de los espacios entre las fibras (es decir, impregnantes) del tapón. Dado que el contenido de la botella es una bebida, el material de revestimiento y/o impregnación se elige preferentemente entre aquellos que están "aprobados para entrar en contacto con alimentos". Como otro medio de seguridad, la masa de fibras será también, preferentemente, esterilizada.

Revestimientos adecuados incluyen aquellos utilizados habitualmente en materiales de envasado tales como dispersiones de polietileno, dispersiones de polietileno modificado y geles de polímeros tal como copolímero de etileno/acetato de vinilo (EVA), soluciones y dispersiones de poli(cloruro de vinilideno) y sus copolímeros (por ejemplo, PVC espumado y no espumado), poliurentanos, látices acrílicos, lacas y dispersiones de diversas películas termo-conformadas. Las parafinas, ceras y siliconas pueden ser también aditivos adecuados.

Los tapones pueden tener también más de un revestimiento, siendo cada revestimiento de la misma o distinta composición. Igualmente, ha de entenderse que se puede emplear un impregnante en combinación con uno o más revestimientos. La inclusión de múltiples revestimientos (en particular de cera) puede facilitar la producción de tapones que tienen una superficie más uniformemente lisa (lo cual puede mejorar las cualidades de sellado del tapón). Los revestimientos más duros tales como algunos EVDC's y acrílicos duros pueden ser también mecanizados empleando un cepillo de pulir o similar, para proporcionar una superficie lisa uniforme.

El aditivo o aditivos pueden constituir de 0,01 a 70% (en peso) del tapón, más preferentemente de 0,1 a 30% (en peso). Cuando el aditivo o los aditivos impregnan las fibras de la masa de fibras, es preferible que los mismos constituyan de 1 a 30% (en peso) de la masa de fibras.

Para incorporar o aplicar aditivos a la masa de fibras, puede ser necesario secar (por ejemplo, mediante tamboreo en microondas o aire caliente) o tratar previamente la masa de fibras para mejorar la adhesión o incorporación.

El o los pre-tratamientos se pueden seleccionar entre tratamiento con cloro, tratamiento con UV y otros tratamientos oxidantes.

Los aditivos se pueden aplicar o incorporar en la masa de fibras por inmersión, pulverización y/o inyección. Alternativamente, se pueden revestir fibras individuales o manojos de fibras y luego conformarlas a una masa resiliente de fibras entrelazadas y/o asociadas de otro modo.

Preferentemente, ninguno de los aditivos deberá afectar en gran medida a la resiliencia de la masa de fibras. Por tanto, los aditivos preferidos son PVC's y poliuretanos, en particular cuando se aplican como revestimientos en el exterior de la masa de fibras, dado que dichos aditivos son particularmente buenos a la hora de preservar la resiliencia de las fibras de la masa de fibras. Los PVC's muestran también bajas cualidades de fricción lo cual puede ayudar en la inserción y extracción del tapón de la abertura de un recipiente. Dichas bajas cualidades de fricción pueden variarse también ajustando la cantidad y/o tipo de plastificantes usados o extendedores (en el caso de poliuretano).

Los tapones de acuerdo con la invención pueden proporcionarse también con cápsulas extremas de aditivos, es decir, cápsulas de alrededor de 2,0 a 5,0 mm de espesor, en uno o ambos extremos del tapón. Dichas cápsulas pueden proporcionar integridad estructural y evitar cualquier distorsión del tapón tras su introducción en una abertura.

Los tapones de acuerdo con la invención pueden incluir también más de una masa de fibras. En dichas modalidades, las masas de fibras pueden unirse entre sí con un adhesivo y pueden tener las mismas o diferentes características. Es decir, por ejemplo, pueden tener diferentes densidades, diferentes aditivos o bien pueden producirse de diferentes maneras. Una de las masas de fibras puede ser impermeable a los líquidos, mientras que otra puede ser impermeable a moléculas gaseosas. Las masas de fibras pueden unirse también, y separarse entre sí, por una o más membranas impermeables a los líquidos y/o gases. Las membranas pueden extenderse también a un diámetro ligeramente más grande que la masa de fibras, con el fin de facilitar la formación (o formar totalmente) la junta de sellado entre el tapón y la superficie de la abertura del recipiente, proporcionando la masa de fibras la necesaria fuerza de compresión.

Además, y debido a la resiliencia de la masa o masas de fibras, los tapones según la invención pueden no necesariamente tener una forma que es una imagen de espejo de la abertura a sellar. Por ejemplo, un tapón para una botella de vino puede tener, preferentemente, la forma y dimensiones similares a tapones de corcho convencionales con o sin extremos curvados (cóncavos o convexos) pero también pueden ser de configuración esferoidal u romboidal. El tapón puede comprender también una masa de fibras que tiene la configuración tradicional de un tapón de corcho pero provisto de juntas tóricas de caucho o de otro polímero resiliente. De este modo, las juntas tóricas asistirían a la formación (o formarían por completo) la junta de sellado entre el tapón y el cuello de la botella, proporcionando la masa de fibras la necesaria fuerza de compresión. En la figura 1 se muestran algunas de las formas y construcciones contempladas de los tapones para botellas de vino.

Con el fin de satisfacer los requisitos de sellado para su aplicación en la industria del vino y bebidas alcohólicas, es preferible que el tapón sea sustancialmente impermeable a líquidos y gases.

Los tapones de acuerdo con la invención se pueden formar de diversas maneras. Uno de los métodos consiste en el afieltrado convencional de las fibras en forma laminar, seguido por el "troquelado" o corte de huatas de fibras para emplearse como, o en, tapones.

El afieltrado convencional y los diversos tratamientos y pre-tratamientos del fieltro se recogen en Wool Science Review 61 (International Wool Secretariat - Development Centre, Valley Drive, Ilkley, Yorks), cuya descripción se incorpora aquí solo con fines de referencia.

De este modo, un método para producir un tapón de acuerdo con la presente invención que tiene una forma y densidad adecuadas para poder introducir de forma estanca el tapón en una abertura de un recipiente, comprende troquelar o cortar una forma a partir de una lámina resiliente de fibras entrelazadas.

Con preferencia, la lámina resiliente de fibras es una lámina de fibras afieltradas, en particular fibras de lana afieltradas. Las "formas" pueden ser troqueladas o cortadas a partir de láminas de fieltro de lana, bien a través de la parte superior o inferior de la lámina o bien a través de los extremos o laterales de la lámina. El troquelado o corte de las formas a partir de los extremos de la lámina proporcionará formas en donde las fibras residen predominantemente en una dirección que es sustancialmente paralela a la dirección longitudinal de la forma. Esta orientación de la mayoría de las fibras puede afectar de manera positiva a las cualidades resilientes de la forma.

Los aditivos como los descritos anteriormente, se pueden añadir durante la producción de la lámina afieltrada o después del troquelado o corte de la forma.

Los tapones según la invención se pueden formar también uniendo una lámina afieltrada en macropartículas en un molde adecuadamente configurado.

Los tapones de acuerdo con la invención se pueden adaptar fácilmente para que resulten adecuados en el sellado de aberturas de muchos tipos diferentes de recipientes. Sin embargo, los tapones están destinados a utilizarse en la industria del vino y bebidas alcohólicas, para el sellado estanco de botellas de vino. A continuación, los tapones se describirán con respecto a su uso en el sellado de botellas de vino.

Se cree que los tapones de lana tendrán un atractivo considerable para los productores de vino y bebedores y ello por diversos motivos. Es decir:

-: la lana es relativamente económica y ampliamente disponible;

-: la lana es un producto natural con una apariencia agradable;

-: cuando se entrelaza (es decir, se afieltra) se ha comprobado que las fibras de lana retienen una resiliencia suficiente para impedir la deformación por compresión del tapón tras su introducción en el cuello de una botella. Esto permite que el tapón proporcione un sellado satisfactorio;

-: los tapones de lana según la invención se pueden introducir en el cuello de una botella empleando máquinas taponadoras convencionales. También se pueden extraer empleando un sacacorchos tradicional.

Es preferible que las fibras de lana sean de lana desengrasada, sin hilar. Las fibras de lana que han sido sometidas a otros procesos de limpieza (por ejemplo, cardado y peinado) es probable que requieran volúmenes menores de cualesquiera aditivos deseados, pero el uso de dichas fibras puede traducirse en la pérdida de parte del atractivo rústico del tapón. La lana limpia puede ser teñida fácilmente con colorantes aprobados para uso alimentario, para restablecer el atractivo rústico del tapón. Los colorantes aprobados para uso alimentario pueden emplearse también para aportar en los tapones un color que recuerda al de los tapones de corcho.

La invención será descrita ahora adicionalmente con referencia a los siguientes ejemplos no limitativos y dibujos adjuntos.

La figura 1 muestra esquemáticamente la forma en sección transversal longitudinal y construcción de los tapones de acuerdo con la invención destinados al sellado de botellas de vino.

La figura 2A proporciona una representación esquemática en alzado de las células de ensayo utilizadas para ensayar la permeabilidad al oxígeno. La célula de ensayo es de latón, consistiendo los diversos orificios en adaptadores Swagelock de 1/8''. Los números de referencia (1) y (2) son orificios de inundación con gas, (3) es el orificio de muestreo, (5) es un tubo dentro del cual se coloca un tapón de muestra (4) y (6) es un tubo de soporte perforado.

La figura 2B proporciona una vista esquemática en planta de las células de ensayo utilizadas para ensayar la permeabilidad al oxígeno.

Ejemplo 1 Preparación de los tapones Materiales y métodos Preparación de huatas (masas de fibras)

Se cortaron formas de huata cilíndricas a partir de lámina afieltrada de lana de 0,35 g/cm^{3} de densidad (producida por P&F Filtration Ltd, Australia) y de 0,45 g/cm^{3} de densidad (producida por Bury Cooper and Whitehead Ltd, U.K.). El corte se realizó forzando, a través del fieltro, un troquel de acero de diámetro interno seleccionado en una prensa mecánica. La prensa necesitó la construcción de un collarín para alojar el troquel. De este modo, se aseguró un corte paralelo a través de la lámina. La velocidad de corte fue suficientemente lenta para permitir que la huata permaneciera en estado no comprimido. Una excesiva velocidad de corte tendió a causar lados cóncavos en la huata. Las huatas tenían diámetros de 17 mm, 18 mm, 22 mm, 25 mm o 28 mm y un grosor de 27 o 28 mm cuando se cortaron del fieltro. Cuando se observó el plegado de ciertas huatas revestidas de 28 mm de diámetro, lo cual podrían impedir un sellado adecuado con respecto al cuello de la botella, se utilizaron las huatas de diámetro más pequeño.

Impregnación de huatas

Las huatas fueron pesadas y colocadas en un líquido de impregnación adecuado, bien en un vaso de precipitados mantenido en un desecador, o bien en un adaptador de vidrio molido conificado tradicional Quickfit (Hebra, B24). La huata presente en el vaso de precipitados se impregnó por evacuación del aire del desecador empleando el vacío generado por un aspirador de grifo de agua. La huata se sumergió en el medio de impregnación cuando se eliminó el aire. Se retiró el desecador de la fuente de vacío, se abrió y luego la huata fue extraída y pesada antes de su secado. Cuando el líquido de impregnación fue succionado a través de la huata, se eliminó la fuente de vacío y la huata se pesó antes y después del secado. En algunos casos, la huata se invirtió y el líquido de impregnación se pasó de nuevo a través de la misma. Las huatas procedentes de ambos tratamientos fueron secadas generalmente en un horno de microondas a 202 vatios durante 4 minutos.

Revestimientos (1) Revestimientos de cera y silicona

Se aplicaron revestimientos de cera o silicona sumergiendo las huatas en el agente de revestimiento con ayuda de tenacillas. Se controlaron los pesos de revestimiento de cera mediante el control de la temperatura de la cera, obteniéndose los pesos de revestimiento más bajos a temperaturas más altas.

(2) Revestimientos de plastisol de PVC

Inicialmente se emplearon dos plastisoles de PVC. El primero, W.R. Grace AD07-2126.3, no forma espuma cuando se calienta a 180ºC durante 5 minutos. El segundo, Daraseal 700 (Sicpa), forma espuma bajo estas condiciones. El revestimiento se consiguió vertiendo en primer lugar plastisol (5 g para una longitud de la huata de 28 mm, 7 g para una longitud de la huata de 48 mm) al interior de un molde de aluminio cilíndrico de 48 mm de profundidad y con un diámetro interno de 20 mm. Se hizo bajar entonces cuidadosamente una huata de 18 mm (plastisol no espumante) o de 17 mm (plastisol espumante) de diámetro al interior del molde hasta 4 mm aproximadamente del fondo. La huata se mantuvo por medio de un gancho roscado introducido en la parte superior de la huata y la huata se hizo girar lentamente para facilitar la distribución del plastisol. El molde y su contenido se calentó entonces en un horno de recuperación rápida a (180ºC para el plastisol no espumante y 200ºC para el plastisol espumante) durante 5 minutos, seguido por enfriamiento antes de retirar la huata revestida. Se desenroscó la base del molde y se extrajo la huata. Cuando se utilizó el PVC no espumante, la huata revestida tenía una capa de PVC de aproximadamente 1 mm de espesor alrededor del diámetro y de 2 mm de espesor en el fondo. Cuando se utilizó el plastisol espumable, la capa de espuma era de aproximadamente 1,5 mm de espesor en los lados y de 3-4 mm de espesor en el fondo.

El plastisol no espumante es esencialmente transparente y de color rosa claro, de manera que el fieltro puede ser visto dentro del revestimiento. La capa de espuma es blanca y opaca.

(3) Revestimientos de látex

Se insertó un gancho de barra de cortina en el extremo de la huata, la cual se sumergió entonces en látex (de diversos proveedores: Morton, Michelman, B.A.S.F., Dragon Chemicals y Dussek Campbell) dejando la parte superior sin revestir. Se retiró la huata y se colocó inmediatamente en el horno de recuperación rápida a 105ºC durante 5 minutos, tras lo cual se volvió a sumergir en el látex y se colocó en el horno de recuperación rápida a 95ºC durante 5 minutos.

(4) Revestimientos de piel termoconformados

Se recubrieron huatas de 22 mm de diámetro y 28 mm de espesor con un adhesivo de laminación comercial (Lamal Coates BROS, Sydney) y se empacaron herméticamente a la mitad aproximadamente de su espesor mediante termoconformado de una piel de película ionómera Surlyn (DuPont plastics) alrededor de las mismas en una máquina de envasado comercial en blisters. La película no formó una piel libre de plegados más allá de la mitad del espesor de la película. Se ensayó una huata respecto a su eficacia a la hora de impedir la pérdida de líquido de una botella de vino simulado después de la inserción en la botella con el extremo cubierto por la piel hacia el vino simulado. El empleo de formas tubulares de piel termoconformada evitará problemas de plegados. Los extremos de un tapón incluido en una piel termoconformada tubular se pueden sumergir en material plástico sellante.

Tapones de dos partes con una membrana entre las mismas

Se cortaron huatas por la mitad para proporcionar dos huatas de 14 mm aproximadamente de espesor cada una de ellas. Dichas huatas se combinaron para proporcionar una sola huata por medio de una pieza circular de cinta adhesiva de doble lado a base de una película de polipropileno. Se comprobó que este tipo de huata se rompía fácilmente debido a una cohesión inadecuada. Se utilizaron huatas impregnadas con una emulsión acrílica y se comprobó que tenían una cohesión adecuada para permitir la inserción en las botellas, pero el sellado contra el vidrio en la junta superior no resultó ser satisfactorio para aplicaciones en botellas de vino.

Tapones de tres partes

Se tomaron tres huatas de 22 mm de diámetro y dos de ellas fueron empacadas con piel con Surlyn en un caso y Primacor (copolímero de etileno-ácido acrílico) en el otro. Estas dos huatas fueron cortadas entonces por la mitad por medio de una cuchilla Stanley y en cada caso se desechó el extremo no sellado. La mitad de la tercera huata fue impregnada con emulsión Michelman Prime 4990R de copolímero de etileno-ácido acrílico para proporcionar cierta adherencia adicional al cuello de la botella. Esta mitad última de la huata se colocó entre las dos huatas con la cinta de doble lado como adhesivo. La huata se introdujo en el vino simulado empleando una máquina taponadora manual y con el extremo provisto de piel de Surlyn hacia el exterior de la botella.

Ejemplos 2-36

Tapones de fieltro de lana-látex

Todos los tapones de los ejemplos 1-35 se produjeron empleando huatas de fieltro de lana de 0,35 g/cm^{3}. Las huatas de fieltro empleadas en los tapones de los ejemplos 2-22 eran de 28 mm de diámetro y 27 mm de longitud. Las huatas de fieltro empleadas en los tapones de los ejemplos 23-28 fueron también de 27 mm de longitud pero variaron de diámetro como se indica en la tabla 1.

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(Tabla pasa a página siguiente)

1

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La tabla 1 ofrece las características para los tapones de los ejemplos 2-36 y los resultados de los ensayos de extracción en estos ejemplos. En algunos casos, se ofrecen datos de ejemplos realizados por duplicado. Con fines comparativos, los tapones de corcho convencionales necesitaron habitualmente una fuerza de extracción de 35-40 kg.

Los resultados de la extracción en donde la botella no se llenó con líquido ofrecen una indicación de las fuerzas de compresión en función del tiempo y la interacción del tapón con el vidrio.

Las propiedades de la película fueron determinadas secando el látex en un plato petri y evaluando la película seca mediante un simple ensayo de rascado con la uña del dedo.

Ejemplos 37-44

Efecto del diámetro del tapón (sin comprimir) sobre la longitud del tapón en la botella

Se investigaron los efectos de variar el diámetro del tapón sobre la longitud del tapón cuando se introdujo en el cuello de la botella.

La tabla 2 ofrece los resultados para tapones a base de fieltro de lana bajo compresión en el cuello de la botella. Todas las huatas empleadas en los tapones tenían una densidad de fibra inicial de 0,35 g/cm^{3} y una longitud de 28 mm.

TABLA 2

	Ejemplo	Diámetro original	Longitud antes de la	Longitud después de
		(mm)	compresión (mn)	la compresión (mn)
37	Huata sin tratar	28	28-29	34
38	Huata sin tratar	25,4	27-28	30
39	Huata sin tratar	22	27	30
40	\begin{minipage}[t]{35mm} Huata sin tratar, densidad nominal 0,45, longitud original 30 mm\end{minipage}	21	31	33
41	\begin{minipage}[t]{35mm} Impregnada con 5% de Micryl 763\end{minipage}	22	29-30	30
42	\begin{minipage}[t]{35mm} Impregnada con 5% de Micryl 763\end{minipage}	25,4	29-30	34
43	\begin{minipage}[t]{35mm} Impregnada con 5% de Micryl 763\end{minipage}	28	\begin{minipage}[t]{33mm} demasiado duro para introducirse una botella\end{minipage}
44	\begin{minipage}[t]{35mm} Impregnada con 5% de Miechelman 4990R\end{minipage}	25,4	30	31

Ejemplo 45 Ensayos de permeabilidad al oxígeno realizados sobre diversos tapones

Se ensayaron, respecto a la permeabilidad al oxígeno, tapones a base de fieltro de lana de diversas construcciones, como sigue:

A partir de latón se construyeron seis células de ensayo como se muestra en la figura 2. Se soldaron entre sí los tubos superior, inferior y de corcho y las juntas se sellaron empleando un sellante de Loctite 290. Los orificios de inundación con gas (1) y (2) se sellaron empleando una varilla de latón maciza de 1/8''. El orificio de muestreo de gas (3) se selló empleando un tapón de caucho de silicona.

El tapón de muestra (4) se cargó dentro del tubo superior (5) empleando un insertor de corcho. Se retiraron ambas caperuzas de los orificios de inundación con gas y se pasó nitrógeno a través de la célula durante 10 minutos. Durante la inundación, el orificio de salida (2) se bloqueó durante cortos periodos para permitir la acumulación de gas y causar turbulencia dentro de la célula. El orificio de salida (2) se selló primero, seguido por el orificio de entrada (1). La composición del gas fue analizada inicialmente y a intervalos de 24 horas, empleando extracción con jeringa y cromatografía de gases. A partir de estos resultados, se calculó la permeabilidad al oxígeno.

Los resultados de los ensayos se ofrecen en la tabla 3.

TABLA 3

8

9

Ejemplo 46 Ensayos de resistencia a la extracción en diversos tapones

Se llevaron a cabo ensayos para determinar la fuerza requerida para extraer diversos tapones de la botella.

El procedimiento fue según ISO 9727:1991 (E), con la excepción de que se utilizó un sacacorchos comercialmente disponible en lugar de mecanizar el sacacorchos estándar. Las condiciones de almacenamiento variaron de un día a ocho días con y sin vino simulado (12% v/v de etanol en una solución saturada de bitartrato potásico). Los resultados se muestran en las tablas 4 y 5.

TABLA 4

100

TABLA 4 (continuación)

10

TABLA 5

Ensayos de extracción (controles de corchos y huatas sin tratar con ningún simulador)
Muestra	Fuerza (N)	Comentarios
Extracción realizada después de 24 horas
Densidad nominal 0,35	270
	240
	230
Densidad nominal 0,45	Cero	\begin{minipage}[t]{55mm} Introducido dentro. La huata más dura requiere un mayor esfuerzo para acoplarse con el tornillo del sacacorchos.\end{minipage}
Corcho revestido con parafina	150
	160
	160
Corcho revestido con silicona	130
	220
	30
	30
	28
Extracción realizada después de 7 días
Corcho revestido con parafina	290
	270
	280
	170
	210
	230
Corcho revestido con silicona	100
	120
	125
	130
	130
	120

Ejemplo 47 Ensayos de almacenamiento respecto a la fuga de líquido

Se evaluó la fuga de líquido con diversas construcciones de tapones a base de fieltro de lana mediante el pesaje de la botella sellada que contiene el vino simulado a intervalos de 24 horas. Los resultados se ofrecen en la tabla 6.

TABLA 6

Ensayo de almacenamiento
	Pérdida de agua (g)
Huata de 22 mm y baja densidad (0,35 g/cm^{3})	1 día	2 días	3 días	4 días	5 días	6 días
Sin tratar	9,5	0,9	2,0	1,4	0,3	2,2
	7,9	0,6	1,9	1,5	3,3	2,0
	8,7	0,7	1,9	1,7	3,6	2,0
Termoconformada con SURLYN	+0,1	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
	4,9	0,3	1,2	0,5	1,3	1,7
	3,6	0,7	1,3	1,5	3,8	2,2
Un solo revestimiento de cera @ 110ºC	3,5	0,0	2,2	0,4	1,1	1,5
	5,4	0,9	1,8	1,6	3,7	2,1
	5,1	0.7	1,7	1,8	4,2	2,4
Huata de dos piezas	6,3	0,7	1,8	1,7	4,1	2,0
	6,2	0,6	1,6	1,4	3,1	1,9
	7,7	0,7	1,8	1,6	3,6	2,3
Doble revestimiento (360D @ 50% sólidos)	+0,3	+0,1	0,0	0,1	0,0	0,0
	+0,3	0,0	+0,1	0,0	0,1	0,0
	4,4	0,3	0,5	0,8	2,4	0,2
Huata de 18 mm y alta densidad revestida
plastificante de PVC
Sin revestimiento de cera	0,0	0,0	+0,1
	0,0	0,0	0,0
	0,0	0,0	0,0
Un solo revestimiento de cera @ 160ºC	0,0	0,0	0,0
	0,0	0,0	0,0
Doble revestimiento de cera @ 160ºC	0,0	1,0	1,6
	0,3	0,1	0,5
Nota: las huatas de alta densidad son de 0,45 g/ml

Ejemplo 48 Evaluación de las propiedades de tapones de fieltro de lana-plastisol de PVC contra Normas ISO para corcho Experimental

Seis de los tapones de fieltro de lana-plastisol de PVC descritos en el ejemplo 1 (aproximadamente 33 x 20 mm) se introdujeron en botellas de 750 ml que previamente habían sido llenadas con solución acuosa al 10% de etanol, suficiente para permitir una distancia de merma de 15 mm desde el nivel de la solución y lado inferior del tapón. Después de un periodo de 8 días, y utilizando un calibre de fuerza digital Mecmesin AFG1000, se determinó la fuerza requerida para extraer el corcho de las botellas (fuerza extractiva).

El método empleado fue idéntico al especificado en ISO 9727, Sección 7.6.1, International Organisation for Standardisation (ISO 9727: tapones cilíndricos de corcho natural -ensayos físicos- métodos de referencia, Ginebra: ISO; 1991) excepto que se utilizaron botellas de ánima de tipo Stein en lugar de aquellas con el perfil de ánima de tipo CETIE, dado que no se disponía de estas últimas. La máquina taponadora utilizada fue del diseño de tres mordazas en lugar del diseño especificado de cuatro mordazas.

Absorción

Seis de los tapones de fieltro de lana-plastisol de PVC fueron numerados y pesados, insertados en botellas llenas de solución al 10% de etanol y almacenadas en posición horizontal durante 8 días. Después de este tiempo, se retiraron los tapones, se colocaron sobre papel de filtro Whatman No. 4 durante un minuto y se volvieron a pesar (los mismos seis tapones se utilizaron en este ensayo y en el ensayo de resistencia a la extracción descrito anteriormente).

El método seguido está basado en ISO 9272, Sección 7.8. Se emplearon botellas con ánima Stein en lugar de con ánima CETIE y se utilizó la máquina taponadora de tres mordazas.

La absorción se calculó como sigue:

Absorción = \frac{m_{f}-m_{i}}{m_{f}} x 100%

en donde

m_{f} = peso final del tapón, g

m_{i} = peso inicial del tapón, g.

Transporte del vino

Se utilizó el aparato Varanda para ensayar la resistencia de los tapones al transporte del vino. Se introdujeron tapones en tres de cada uno de "cuellos de botella" acrílicos de 18 mm y 19 mm de diámetro interno empleando una máquina taponadora, tras lo cual se invirtieron, se llenaron con solución de colorante después de 2 horas y se acoplaron al aparato para ensayarse de acuerdo con las instrucciones suministradas. Antes de su inserción, los tapones fueron recortados para eliminar el exceso de plástico. Con fines comparativos, se ensayaron también corchos naturales para vino (44 x 24 mm). Todos los tapones fueron examinados entonces respecto al transporte de vino después de una exposición de 10 minutos a presiones de 0,5 bar, 1,0 bar, 1,5 bar, 2,0 bar y 2,5 bar.

Resultados Fuerza de extracción

Los resultados en cuanto a la fuerza de extracción se resumen en la tabla 7. La fuerza de extracción deberá encontrarse entre 200 N y 300 N; los resultados para cinco de los seis tapones ensayaron se encuentran dentro de este intervalo, mientras que el resultado para un tapón fue bajo. Ha de apreciarse que estas normas se refieren a corchos introducidos en botellas con el ánima de tipo CETIE, mientras que en los ensayos se utilizaron botellas con un ánima del tipo Stein. Cabe esperar que el diámetro ligeramente más grande del ánima CETIE se traduzca en valores ligeramente más bajos para la fuerza de extracción.

Absorción

En la tabla 7 se resumen también los resultados de los ensayos de absorción. Se han obtenido las especificaciones CTCOR para la absorción después del método de ensayo descrito; la absorción para corchos naturales deberá ser inferior a 3% y, para corchos aglomerados, menor del 40%. Los resultados obtenidos se encontraban bastante por debajo de ambas especificaciones.

Transporte del vino

Prácticamente no se observó transporte alguno de la solución de colorante en ninguno de los seis tapones ensayados, incluso a la presión máxima de ensayo de 2,5 bares. Dos de los tapones se cortaron por la mitad longitudinalmente después del ensayo y esto reveló que el colorante no había penetrado por el revestimiento. En comparación, se observó un transporte considerable en los corchos naturales para vino a una presión de 0,5 bares. Sin embargo, se sabe que el comportamiento de estos corchos puede no ser el típico de todos los corchos.

Tabla: resultados de las mediciones de la fuerza de extracción y absorción de tapones de fieltro de lana-plastisol de PVC

TABLA 7

Tapón	Fuerza de extracción (N)	Absorción (% p/p)
1	244	0,16
2	281	0,15
3	166	1,02
4	218	0,12
5	299	0,16
6	259	0,16
media	244,5	0,295

Los resultados indican que los tapones de fieltro de lana-plastisol de PVC se comportan bien en términos de fuerza de extracción, absorción y transporte de vino. Algunos tapones tenían una fuerza de extracción ligeramente baja, en comparación con las referencias disponibles. Esto se puede mejorar por medio del incremento del diámetro de los tapones.

Conclusiones

Los revestimientos de PVC (espumado y sin espumar) proporcionaron buenos resultados en cuanto a la penetración de oxígeno y fuga de líquido. El diámetro de los tapones junto con la capacidad de compresión de la huata y la naturaleza y composición de los aditivos, se pueden elegir de manera selectiva para producir tapones con una variedad de fuerzas de extracción reproducibles, proporcionando con ello una ventaja con respecto a la variabilidad encontrada con los tapones de corcho. Entre todos los látices ensayados, el BASF 360D formó la película coherente más adecuada. Cuando se utilizó como un doble revestimiento por inmersión, el látex BASF 360D proporcionó resultados razonables. Los resultados de extracción fueron próximos a los especificados por las normas ISO para corcho.

Los tapones revestidos con piel termoconformada Surlyn proporcionaron resultados en cuanto a la penetración de oxígeno y fuga de líquido más altos de los esperados. Esto se debió probablemente al adelgazamiento de la película de plástico durante el termoconformado, lo cual en algunos casos se tradujo en el hecho de que las fibras sobresalían a través de la película.

Las huatas de diámetro más pequeño y/o más densas redujeron al mínimo la deformación y contorsión que a veces se observó con los revestimientos más duros sobre las huatas de fieltro de lana de densidad más baja. El revestimiento de las huatas con un sistema polimérico libre de disolvente, concretamente PVC's proporcionó también una solución a este problema. Puede anticiparse que los poliuretanos resilientes conseguirían resultados similares.

Con tapones revestidos, deberán tomarse medidas para asegurar que las fibras no alcancen la superficie del revestimiento, ya que ello puede permitir la formación de una vía de fuga de gas y líquido. Dos métodos para solucionar este problema consisten en el revestimiento del molde con una capa de gel antes de introducir la huata revestida en el molde, y el revestimiento de las fibras con un látex polimérico duro (por ejemplo, PVDC) y posterior separación por mecanización de las fibras expuestas en el revestimiento.

Los expertos en la materia podrán apreciar que pueden realizarse numerosas variaciones y/o modificaciones en la invención, tal como queda demostrada en las modalidades específicas, sin desviarse por ello del alcance de la invención tal y como queda definida por las reivindicaciones adjuntas. Por tanto, las presentes modalidades han de ser consideradas en todos los aspectos solo como ilustrativas y de ningún modo como restrictivas.

Claims

1. Un tapón para una botella de vino que tiene una abertura, que comprende:

fibras de lana, cuyas fibras forman una sola masa resiliente; y uno o más aditivos que revisten, impregnan, o bien revisten e impregnan, al menos una porción de la masa resiliente de fibras;

en donde el tapón es de una configuración y densidad tales que permiten introducir el tapón de forma estanca dentro de la abertura de la botella de vino y es sustancialmente impermeable a líquidos y gases;

caracterizado porque la única masa resiliente de fibras está formada mediante un proceso de afieltrado y tiene una estructura entrelazada por toda ella y una densidad del orden de 0,18 a 1,95 g/cm^{3}.

2. Un tapón según la reivindicación 1, en donde la masa resiliente de fibras tiene una densidad del orden de 0,4 a 0,8 g/cm^{3}.

3. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde las fibras de lana son fibras de lana de oveja.

4. Un tapón según la reivindicación 3, en donde la masa resiliente de fibras comprende una mezcla de fibras sintéticas y fibras de lana de oveja.

5. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aditivo o los aditivos revisten al menos una porción de la masa resiliente de fibras.

6. Un tapón según la reivindicación 5, en donde el aditivo o los aditivos se eligen entre dispersiones de polietileno, dispersiones de polietileno modificado y geles de polímeros, tal como copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), soluciones y dispersiones de poli(cloruro de vinilideno) (PVC) y sus copolímeros, poliuretanos, látices acrílicos, lacas y dispersiones de las mismas, fibras termoconformadas, parafinas, ceras y siliconas.

7. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, en donde el aditivo o los aditivos se incorporan en la masa resiliente de fibras de manera que las fibras de al menos una porción de la masa resiliente de fibras estén impregnadas por el aditivo o los aditivos.

8. Un tapón según la reivindicación 7, en donde el aditivo o los aditivos se eligen entre dispersiones de polietileno, dispersiones de polietileno modificado y geles de polímeros, tal como copolímero de etileno-acetato de vinilo (EVA), soluciones y dispersiones de poli(cloruro de vinilideno) (PVC) y sus copolímeros, poliuretanos, látices acrílicos, lacas y dispersiones de las mismas, fibras termoconformadas, parafinas, ceras y siliconas.

9. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el aditivo o los aditivos constituyen de 0,01 a 70% en peso del tapón.

10. Un tapón según la reivindicación 9, en donde el aditivo o los aditivos constituyen de 0,1 a 30% en peso del tapón.

11. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el diámetro del tapón es del orden de 17 a 28 mm.

12. Un tapón según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde la longitud del tapón es del orden de 24 a 55 mm.