IT201800006392A1 - Imboccatura e gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate. - Google Patents

Description

"Imboccatura e gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate"

Il presente trovato ha come oggetto un gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate, in particolare un'imboccatura filettata di una bottiglia o preforma in materiale polimerico .

Le bottiglie in materiale polimerico (ad esempio polietilene o polietilene tereftalato, aventi le opportune proprietà meccaniche) possono essere utilizzate per contenere liquidi di vario tipo, ivi comprese le bevande gassate.

Le bevande gassate instaurano una pressione interna alla bottiglia (quando è chiusa) più elevata rispetto alla pressione ambiente: la differenza di pressione tra l'interno della bottiglia e l'esterno (grandezza dipendente dalle caratteristiche della bevanda gassata, dai parametri ambientali e dall'eventuale scuotimento della bottiglia) impone l'adozione di gruppi di chiusura idonei a sopportare tale carico meccanico .

Il processo attraverso il quale si additiva di anidride carbonica una bevanda (con tale termine si ricomprende anche l'acqua) è definito carbonatazione e consiste proprio nell'aggiunta di anidride carbonica alimentare (E290) ad acqua e bibite in genere.

In funzione quindi della tipologia di bevanda gassata (e quindi del valore di carbonatazione, misurato in volumi di anidride carbonica in rapporto al volume di bevanda, che la contraddistingue), si dovrà ricorrere a gruppi di chiusura differenti: più è elevato il valore di carbonatazione e tanto più tenace e resistente dovrà essere il gruppo di chiusura.

Sono noti standard internazionali che impongono misure e conformazioni dei vari gruppi di chiusura e in particolare tali standard sono quelli adottati, riconosciuti e divulgati dalla International Society of Beverage Technologists (ISBT) e CETIE International Technical Center for Bottling and related Packaging. Tali standard dimensionali e di forma possono essere validati attraverso i rispettivi test di verifica (sempre promulgati dalla ISBT e CETIE).

Gli standard previsti consentono di realizzare bottiglie in materiale polimerico idonee anche a tollerare sovrappressioni interne di elevata entità (corrispondenti a valori anche superiori a 4 volumi di carbonatazione) , per le bottiglie maggiormente diffuse.

Recentemente si stanno diffondendo bottiglie che presentano un collo avente un diametro inferiore rispetto a quelle di tipo maggiormente diffuso, per le quali non esiste uno standard di riferimento specifico.

In particolare, si è proposta una riduzione sostanzialmente in scala di quanto previsto invece dallo Standard PCO - 1881 (PCO - 1881 Voluntary Guideline 28 mm CSD finish) che è riferito alle bottiglie con collo avente diametro 28 mm.

Questa riduzione dimensionale determina inevitabilmente dei problemi in termini di stampaggio (in quanto gli inserti dello stampo devono presentare dimensioni minime e quindi risulta complicato e costoso il loro corretto utilizzo) e anche in termini di tenuta (in quanto il tappo non si accoppia in maniera sufficientemente rigida e stabile con la filettatura presente sul collo della bottiglia) .

Per conferire una maggiore stabilità del tappo è possibile ricorrere ad un sovradimensionamento dello stesso e del collo della bottiglia: componenti di maggiore spessore presentano una maggiore rigidità e quindi possono essere reciprocamente serrati con forze elevate.

Di contro un incremento dello spessore implica un corrispondente incremento dei costi in termine di materia prima utilizzata ed in termini di tecnologie di produzione.

In alternativa, sarebbe possibile aumentare la altezza del collo della bottiglia e del tappo in modo che gli stessi possano essere interessati da un numero maggiore di filetti.

La standardizzazione delle bottiglie rende tale ipotesi non perseguibile perché i macchinari di confezionamento delle bevande non risulterebbero idonei a processare questa nuova tipologia di bottiglie con il collo filettato e i rispettivi tappi di forma allungata e dimensioni fuori standard. Inoltre, anche l'aumento dell'altezza avrebbe come conseguenza l'aumento del peso.

Si potrebbe anche estendere la filettatura presente sul collo della bottiglia fino al bordo terminale dello stesso, ma tale ipotesi renderebbe meno efficace (in termine di tenuta) il riscontro del componente presente nel tappo preposto a sigillare la bottiglia quando il tappo è completamente avvitato.

Compito principale del presente trovato è quello di risolvere i problemi sopra esposti, proponendo un'imboccatura e un gruppo di chiusura, per bottiglie e contenitori di bevande gassate, idonei al confinamento di liquidi addizionati di anidride carbonica con valori di carbonatazione superiori anche a 4 volumi.

Nell'ambito di questo compito, uno scopo del trovato è quello di proporre un'imboccatura e gruppo di chiusura, per bottiglie e contenitori di bevande gassate, aventi ingombri e dimensioni analoghe a quelle dei gruppi di chiusura (costituiti dal collo filettato e dal rispettivo tappo) di tipo noto.

Un altro scopo del trovato è quello di proporre un'imboccatura e un gruppo di chiusura, per bottiglie e contenitori di bevande gassate, che possano essere processati dagli impianti di confezionamento delle bevande attualmente in uso. Ulteriore scopo del presente trovato è quello di realizzare un’imboccatura e un gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate di costi contenuti relativamente semplice realizzazione pratica e di sicura applicazione. Non ultimo scopo del presente trovato è realizzare un'imboccatura e un gruppo di chiusura, per bottiglie e contenitori di bevande gassate, che possano essere fabbricati utilizzando stampi di tipo tradizionale, quali stampi a iniezione, a inietto-compressione o a compressione.

Questo compito e questi scopi vengono raggiunti da un’ imboccatura di bottiglia per bevande gassate del tipo comprendente una apertura e una estremità filettata, detta estremità filettata comprendendo almeno un filetto comprendente almeno una cresta sporgente disposta con andamento elicoidale di inclinazione predefinita sulla superficie esterna di detta estremità ed estendentesi tra un orlo di detta apertura e una cornice anulare, caratterizzata dal fatto che la porzione di detto filetto più prossima a detta cornice anulare comprende una faccia superiore inclinata secondo detto angolo predefinito e una faccia inferiore inclinata secondo un angolo inferiore a detto angolo predefinito .

Tale compito e tali scopi sono altresì raggiunti da un gruppo di chiusura comprendente la suddetta imboccatura e un tappo di chiusura interessato da una filettatura coniugata a quella dell'estremità filettata di detta imboccatura.

Ulteriori caratteristiche e vantaggi del trovato risulteranno maggiormente dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita, ma non esclusiva, dell'imboccatura e del gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo, negli uniti disegni, in cui:

la fig.l rappresenta, in vista laterale, un gruppo di chiusura secondo il trovato;

la fig.2 rappresenta, in sezione secondo il piano II-II avente traccia in figura 1, il gruppo di figura 1;

la fig.3 rappresenta, in vista laterale, un'imboccatura di bottiglia secondo il trovato; la fig.4 rappresenta, in vista dall'alto, un'imboccatura di bottiglia secondo il trovato;

la fig.5 rappresenta, in sezione secondo il piano V-V avente traccia in figura 4, l'imboccatura di figura 4;

la fig.6 rappresenta, in sezione secondo il piano VI-VI avente traccia in figura 4, l'imboccatura di figura 4;

la fig.7 rappresenta, in sezione secondo il piano VII-VII avente traccia in figura 7, l'imboccatura di figura 7;

la fig.8 rappresenta, in sezione secondo un piano assiale, un esempio realizzativo di imboccatura di bottiglia in cui sono specificate alcune dimensioni di esempio;

la fig. 9 rappresenta, in sezione secondo un piano assiale, uno stampo a iniezione utilizzabile per lo stampaggio di preforme di bottiglie con l'imboccatura secondo il trovato.

Con particolare riferimento a tali figure è indicato globalmente con 1 un gruppo di chiusura per bottiglie e contenitori di bevande gassate e con 2 il collo terminale o imboccatura ("finish") di una bottiglia per bevande gassate, secondo il trovato .

Il gruppo di chiusura 1 e 1'imboccatura 2 sono particolarmente indicati per bottiglie destinate a contenere bevande gassate, anche con valori di carbonatazione superiori a 4 volumi.

Il gruppo di chiusura 1 per bottiglie e contenitori di bevande gassate secondo il trovato comprende l'imboccatura 2 dotata di una apertura 3 e provvista di una estremità filettata 4 e un tappo di chiusura 5 interessato da una filettatura 6 coniugata a quella della estremità 4.

L'estremità filettata 4 comprende almeno un filetto avente almeno una cresta sporgente 7 disposta con andamento elicoidale di inclinazione predefinita α (rispetto a un piano orizzontale P) sulla superficie esterna dell'estremità 4 tra una cornice anulare 8 disposta sul piano P ortogonale all'asse di simmetria dell'imboccatura e un orlo dell'imboccatura 2 sul quale poggia a tenuta il tappo 5.

Il filetto può compiere uno o più giri completi attorno all'asse centrale dell'imboccatura 2 e può comprendere interruzioni in direzione assiale, di per sé di tipo noto, formando così una pluralità di bande sporgenti consecutive, allineate con andamento elicoidale.

La cornice anulare 8 può avere la funzione di strappa-sigillo, cioè di strappare un sigillo di chiusura 9 quando si svita per la prima volta il tappo 5: tale sigillo 9 è vincolato al tappo per mezzo di una serie di ponticelli di esigue dimensioni oppure per mezzo di una banda anulare di spessore esiguo (o comunque indebolita). Quando il tappo 5 è completamente avvitato sulla bottiglia, una porzione a gancio 10 del sigillo 9 si va a disporre al di sotto della cornice anulare 8 impegnandosi stabilmente con la stessa.

Svitando il tappo 5 si verifica una trazione sul sigillo 9 che determina la rottura della banda anulare di spessore esiguo (o indebolita o costituita da una serie di ponticelli distinti) ed il mantenimento del sigillo 9 al di sotto della cornice 8.

La cornice 8 si trova al di sotto dell'estremo terminale della cresta 7.

Secondo il trovato, la porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8 (e quindi appartenente alla parte terminale della cresta 7 in senso orario) comprende una faccia superiore 12 allineata all'asse elicoidale del filetto e quindi inclinata secondo l'angolo α e una faccia inferiore 13 inclinata (almeno nella parte più vicina alla cornice anulare 8) secondo un angolo inferiore all'angolo a, anch'esso riferito a un piano orizzontale P, cioè perpendicolare all'asse centrale dell'imboccatura 2.

In pratica, le facce superiore 12 e inferiore 13 della porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8 presentano due passi elicoidali differenti tra loro.

Si può riscontrare quindi che la porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8 subisce una (progressiva) riduzione del suo spessore man mano che si avvicina alla cornice anulare 8 : tale riduzione è rilevabile osservando le figure 5, 6 e 7 in cui lo spessore della banda 11 è indicato dai valori hmax, hmid, hmin progressivamente decrescenti e corrispondenti allo spessore della cresta 7 più prossima alla cornice anulare 8 in corrispondenza di rispettive posizioni angolari di un piano di sezione che ruota in senso orario.

In questo modo, è possibile ridurre l'estensione assiale dell'estremità filettata 4 (assieme a una riduzione del diametro dell 'imboccatura rispetto alla dimensione dello standard PCO-1881) nella zona compresa tra l'orlo superiore dell'imboccatura e la cornice anulare 8, consentendo comunque al filetto di estendersi lungo un'elica che percorre circa due giri completi attorno all'imboccatura.

Prevedere due passi differenti sulle facce superiore 12 e inferiore 13 della porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8 determina quindi un riscontro ulteriore per la filettatura 6 del tappo 5 (quando lo stesso è avvitato sull'estremità filettata dell'imboccatura 2) che garantisce un incremento di stabilità del tappo e la rigidità dell'accoppiamento.

Una maggiore stabilità in configurazione di chiusura del gruppo di chiusura 1 secondo il trovato consente di rispondere all'esigenza di sigillare efficacemente bottiglie e contenitori in cui siano collocate bevande gassate che presentino un valore di carbonatazione elevato, anche superiore a 4 volumi. Questa stabilità è particolarmente efficace quando le bottiglie o contenitori sono conservate in luoghi a temperatura ambientale elevata.

Con particolare riferimento alla soluzione realizzativa descritta, si potrà riscontrare che una parte della filettatura 6 del tappo 5, quando il tappo 5 è completamente avvitato sull'estremità filettata 4 del collo 2, risulterà essere interposta tra la faccia inferiore 13 e la superficie superiore della cornice 8, con conseguente bloccaggio del tappo 5 in configurazione di chiusura anche in presenza di elevate pressioni interne alla bottiglia e/o al contenitore su cui è installato.

In questo modo si impedisce che un'eventuale deformazione del tappo, dovuta alla pressione interna alla bottiglia o al contenitore e alla temperatura ambientale elevata, comporti un distacco completo o parziale tra la filettatura interna del tappo e le creste 7 con conseguente degradazione del contenuto della bottiglia o del contenitore .

Il tappo 5 (quando completamente avvitato sull'imboccatura 2) avrà vantaggiosamente la propria filettatura 6 accoppiata alla cresta 7 in maniera molto stabile (l'accoppiamento avviene lungo uno sviluppo di maggiore lunghezza che quindi ne migliora il reciproco vincolo) e quindi sarà possibile confinare bevande gassate con elevati valori di carbonatazione senza rischiare che la pressione interna forzi una apertura accidentale del tappo 5.

In pratica, grazie alla presenza e alla sagomatura della porzione della cresta 7 più prossima alla cornice anulare 8, viene mantenuto esteso lo sviluppo del filetto attorno all'asse dell'imboccatura fino quasi alla cornice anulare 8.

Viene migliorata inoltre la possibilità di fabbricazione, poiché viene evitato l'utilizzo di stampi con estremità troppo sottili nella zona compresa tra la cornice anulare 8 e la porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8.

E' possibile, quindi, continuare a utilizzare stampi di tipo noto, ad esempio stampi a iniezione per preforme come lo stampo 100 rappresentato in sezione nella figura 9 e che comprendono una cavità femmina 101, un punzone 102 adatto a definire con la cavità femmina 101 un'intercapedine 103 corrispondente al corpo della preforma da ottenere, e un componente di stampo dell'imboccatura 104, tipicamente realizzato mediante due semi-stampi reciprocamente avvicinabili e adatto a definire l'intercapedine per l'imboccatura della preforma. Rispetto alla tecnica nota, solo il componente di stampo dell'imboccatura 104 viene opportunamente conformato internamente in modo da corrispondere all'estremità filettata 4 secondo il trovato, nonché alla cornice anulare 8 e all'eventuale baga 15. Per come viene conformata l'estremità filettata 4 secondo il trovato, in particolare nella porzione del filetto più prossima alla cornice anulare 8, non si generano problematiche di riempimento, sformatura, raffreddamento.

E' ovviamente possibile fabbricare preforme e contenitori con l'imboccatura secondo il trovato anche utilizzando stampi a inietto-compressione o stampi a compressione di tipo noto, modificati unicamente nella zona dell'imboccatura in modo da ottenere l'imboccatura secondo il trovato.

La soluzione descritta risulta particolarmente valida ed indicata anche per bevande che presentino un livello di carbonatazione dell’ordine 4 volumi o anche superiore (ad esempio 4.5 o 5 volumi).

Si specifica che, con particolare riferimento ad una soluzione realizzativa di indubbio interesse pratico ed applicativo, l'imboccatura 2 di una bottiglia B secondo il trovato può convenientemente presentare una altezza "S" corrispondente all'altezza della porzione cilindrica priva di filettatura posta in prossimità dell'orlo superiore dell'imboccatura 2, di circa 1.7 miti.

Ovviamente l'esempio dimensionale sopra riportato non costituisce una limitazione relativamente all'ambito di tutela del brevetto che si intende esteso a imboccature 2 di qualsiasi dimensione, associate a bottiglie B o a contenitori di altra natura.

In linea generale, si può considerare che le dimensioni dell'imboccatura 2 di bottiglia B (o altro contenitore) secondo il trovato possa favorevolmente presentare dimensioni ridotte rispetto a quelle definite sullo standard PCOLa riduzione dimensionale specifica può realizzata secondo un criterio di proporzionalità diretta di un fattore d/28, con una tolleranza di ±20%: in tale proporzione si deve considerare il valore di "d" espresso in mm.

La figura 8 mostra alcuni parametri dimensionali di un esempio realizzativo dell'imboccatura 2 di bottiglia B secondo il trovato .

Le dimensioni riportate si intendono indicazioni di massima e, nei limiti dell'esempio realizzativo citato, potranno subire variazioni in relazione ad esigenze di produzione (tipologia di materiale utilizzato, operazioni di stampaggio, ecc.) e a esigenze di carattere funzionale.

Ovviamente l'esempio riportato, in cui figurano dimensioni orientative delle parti fondamentali dell'imboccatura 2, non costituisce una limitazione del presente trovato.

Le bottiglie B e i contenitori che potranno essere provvisti dell'imboccatura 2 secondo il trovato, saranno convenientemente realizzati in un materiale preferibilmente scelto tra polietilene tereftalato ed i relativi copoliesteri. Vantaggiosamente il presente trovato risolve i problemi esposti in precedenza, proponendo un gruppo di chiusura 1 ed un'imboccatura 2 per bottiglie B e contenitori di bevande gassate idonei al confinamento di liquidi addizionati di anidride carbonica con valori di carbonatazione superiori a 4 volumi.

Il gruppo di chiusura 1 ed l'imboccatura 2 per bottiglie B e contenitori di bevande gassate possono essere processati dagli impianti di confezionamento delle bevande attualmente in uso.

Validamente il gruppo di chiusura 1 e l'imboccatura 2 risultano essere di relativamente semplice realizzazione pratica e di costi contenuti : tali caratteristiche garantiscono che il gruppo 1 e l'imboccatura 2 secondo l'invenzione definiscano una innovazione di sicura applicazione .

Il trovato, così concepito, è suscettibile di numerose modifiche e varianti tutte rientranti nell'ambito del concetto inventivo; inoltre, tutti i dettagli potranno essere sostituiti da altri elementi tecnicamente equivalenti .

Negli esempi di realizzazione illustrati singole caratteristiche, riportate in relazione a specifici esempi, potranno essere in realtà intercambiate con altre diverse caratteristiche, esistenti in altri esempi di realizzazione.

In pratica i materiali impiegati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi secondo le esigenze e lo stato della tecnica.

Claims (6)

1. Imboccatura (2) di bottiglia (B) per bevande gassate del tipo comprendente una apertura (3) e una estremità filettata (4), detta estremità filettata (4) comprendendo almeno un filetto comprendente almeno una cresta sporgente (7) disposta con andamento elicoidale di inclinazione predefinita (a) sulla superficie esterna di detta estremità (4) ed estendentesi tra un orlo di detta apertura e una cornice anulare (8), caratterizzata dal fatto che la porzione di detto filetto più prossima a detta cornice anulare (8) comprende una faccia superiore (12) inclinata secondo detto angolo predefinito ( oc) e una faccia inferiore (13) inclinata secondo un angolo inferiore a detto angolo predefinito (a).

2. Imboccatura secondo la rivendicazione 1, caratterizzata dal fatto che detta cresta sporgente (7) comprende interruzioni assiali.

3. Imboccatura secondo la rivendicazione 1 o 2, caratterizzata dal fatto che presenta una altezza (s) della porzione cilindrica priva di filettatura posta in prossimità dell’orlo di detta apertura (3) di circa 1.7 miti.

4 . Imboccatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che detta porzione di detta cresta sporgente (7) più prossima a detta cornice anulare (8) comprende detta faccia inferiore (12) ad inclinazione ridotta dotata di un tratto almeno parzialmente parallelo a un piano (P) ortogonale all'asse di detta imboccatura.

5. Imboccatura secondo una o più delle rivendicazioni precedenti, caratterizzata dal fatto che il diametro interno dell'apertura (3) è circa 22 mm.

6. Gruppo di chiusura (1) per bottiglie (B) e contenitori di bevande gassate, caratterizzata dal fatto di comprendere l'imboccatura (2) secondo una o più delle rivendicazioni precedenti e un tappo di chiusura (5) interessato da una filettatura (6) coniugata a quella dell'estremità filettata (4) di detta imboccatura (2).