ITMI20090741A1 - Contenitore associabile a pompe airless e metodo per la sua realizzazione - Google Patents

Description

La presente invenzione ha per oggetto un contenitore associabile a una pompetta azionabile manualmente per erogare sostanze fluide racchiuse a tenuta d’aria in un sacchetto deformabile alloggiato in un corpo rigido.

E’ noto racchiudere sostanze fluide (sia liquide che cremose) entro contenitori dai quali tali sostanze vengono erogate mediante azionamento manuale di una piccola pompa montata sulla imboccatura di un rispettivo contenitore. L’azionamento della pompa provoca il prelievo di una quantità di sostanza fluida dal contenitore nel quale – se il contenitore à ̈ rigido – si formerebbe una depressione che impedirebbe ulteriori prelievi ed erogazioni della sostanza se non fosse prevista l’entrata di aria all’interno del contenitore (cosa che, in generale, avviene in corrispondenza delle zone di contatto e di scorrimento della pompa sul corpo della pompa stessa, oppure se il contenitore non comprendesse un fondo mobile a tenuta lungo la superficie interna cilindrica del contenitore stesso (ad esempio, si vedano i brevetti U.S.

4,691,847, U.S. 4,694,977 ed U.S. 5,971,224): quest’ultimo sistema di compensazione del volume dei contenitori per diminuirne il volume interno e mantenere costante la pressione interna à ̈ però alquanto laborioso e costoso.

In molti casi à ̈ opportuno o necessario che la sostanza fluida che deve essere erogata tramite una pompa non venga mai a contatto con l’atmosfera all’interno del contenitore (con pompa di erogazione su di esso montata): la tenuta del fluido fuori o via dal contatto con l’atmosfera à ̈ importante se non si vuole alterare la composizione del fluido all’interno del flacone, od à ̈ essenziale se la sostanza fluida racchiusa nel contenitore debba rimanere sterile. Per ottenere ciò, il brevetto U.S.3,420,413 ha proposto un dispositivo comprendente un sacchetto, contenente la sostanza fluida che deve rimanere isolata (rispetto all’atmosfera) all’interno del sacchetto che (si vedano la colonna 4, righe 22-28) à ̈ realizzato in materiale elasticamente deformabile e flessibile ed ha un collo sul quale un elemento di supporto (avente una apertura sagomata per l’alloggiamento di una pompa) viene applicato a tenuta dopo che il sacchetto à ̈ stato riempito con la sostanza fluida che à ̈ destinata ad essere poi erogata: dopo di ciò una pompa viene montata a tenuta sul suddetto elemento di supporto, impedendo così la contaminazione della sostanza fluida con l’aria (colonna 5, righe 15-38). Il sacchetto contenente la sostanza fluida e con la pompa montata a tenuta sul suo collo, viene poi introdotto entro un contenitore rigido (ovviamente facendo estrema attenzione che il bordo libero del contenitore rigido non venga a contatto col sacchetto pieno di sostanza fluida, per non rompere il sacchetto stesso) sul quale il suddetto elemento di supporto viene poi posizionato e fissato (colonna 5, righe 56-61). Tra la superficie esterna del sacchetto e la superficie interna del contenitore rigido si forma così una intercapedine che à ̈ in comunicazione con l’atmosfera attraverso un foro ricavato sul fondo del contenitore; in tal modo, quando la sostanza fluida viene prelevata dal sacchetto per azionamento della pompa, il sacchetto verrà schiacciato dalla pressione atmosferica e potrà così essere facilmente prelevata ed espulsa all’esterno tramite la pompa (colonna 5, righe 70-73). L’inconveniente principale del dispositivo qui sopra menzionato à ̈ che il sacchetto deformabile deve essere riempito di sostanza fluida prima che il sacchetto stesso venga introdotto nel rispettivo contenitore rigido e che l’operazione di introduzione del sacchetto nel contenitore à ̈ molto delicata perché il sacchetto stesso può facilmente lacerarsi mentre esso viene introdotto all’interno del contenitore.

Le domande di brevetto giapponesi JP 05 031790A e JP 05031791A pubblicate il 09/02/1993 descrivono come sia possibile realizzare un sacchetto in materiale elasticamente deformabile direttamente all’interno di un contenitore rigido. A tal fine una provetta allungata (realizzata in materiale termoplastico ed avente un corpo cilindrico cavo ed allungato, aperto ad una sua estremità ove la provetta presenta un collo dal quale sporge radialmente una flangia) viene inserita in un contenitore rigido avente una imboccatura dalla quale si estende un collo sul cui bordo libero viene appoggiata la flangia della provetta che viene riscaldata, spinta verso il fondo del contenitore da uno spintore, stirandone così i lati e poi gonfiata all’interno del contenitore stesso, fino a formare un sacchetto la cui superficie esterna à ̈ aderente (almeno per gran parte della sua superficie) alla superficie interna del contenitore. Anche il sacchetto così ottenuto ha un collo almeno una cui porzione di estremità presenta delle nervature longitudinali sporgenti verso l’esterno, mentre alcune nervature radiali o rilievi sporgono da quella superficie della flangia della provetta che à ̈ rivolta verso il bordo libero del collo del contenitore nel quale il sacchetto à ̈ inserito: tali nervature o rilievi definiscono dei passaggi per l’aria che, dall’esterno, penetra tra il contenitore ed il sacchetto per permettere a quest’ultimo di schiacciarsi o deformarsi verso l’interno durante le fasi di erogazione all’esterno della sostanza fluida attraverso la pompa, evitando così che all’interno del sacchetto si formi una depressione che impedirebbe la erogazione della sostanza fluida.

In particolare nei due brevetti giapponesi il metodo utilizzato per il gonfiaggio del sacchetto all’interno del contenitore impone al sacchetto notevoli stress che ne possono comportare la rottura sia durante la fase di gonfiaggio sia durante l’utilizzo.

Ciò à ̈ sostanzialmente dovuto sia al fatto che il metodo di produzione porta a far aderire almeno in alcuni punti il sacchetto alla parte della cavità entro cui esso viene soffiato, sia al fatto che lo stiramento iniziale realizzato tramite lo spintore crea una disomogeneità nello spessore finale delle pareti del sacchetto che, nella zona laterale alta, risultano più sottili rispetto allo spessore che si trova in prossimità del fondo e sul fondo stesso.

Un ulteriore problema legato alla tecnica nota à ̈ che gonfiando il sacchetto con il sistema sopra descritto non à ̈ possibile ottenere un riempimento totale della cavità. In altre parole rimangono delle zone del contenitore in cui il sacchetto à ̈ molto staccato dalla parete definente la cavità. Ciò non solo in quelle posizioni †̃difficili’ da riempire per gonfiaggio, come ad esempio in prossimità di spigoli, ma anche in zone appartenenti o prossime alle pareti del contenitore. Ciò à ̈ dovuto alla presenza di sacche d’aria che rimangono intrappolate nell’intercapedine tra sacchetto e cavità, durante il gonfiaggio.

Scopo principale della presente invenzione à ̈ quindi quello di realizzare un dispositivo del tipo menzionato, nel quale il rispettivo sacchetto deformabile sia meno soggetto a rotture e occupi perfettamente tutto il volume della cavità in cui esso viene gonfiato.

Siccome il dispositivo qui descritto à ̈ utilizzabile preferibilmente per contenere e per erogare prodotti pregiati (quali profumi, creme, sostanze deodoranti, sostanze medicali e simili) per i quali si utilizzano contenitori trasparenti, ad esempio in vetro, il fatto che non siano visibili sacche d’aria o porzioni in cui il sacchetto à ̈ molto più distaccato che in altre dalle pareti della cavità risulta estremamente importante anche dal punto di vista estetico.

Inoltre il sistema qui sopra descritto non à ̈ controllabile quindi le sacche d’aria saranno variabili e di conseguenza anche il volume del sacchetto varierà di volta in volta non garantendo quindi una capacità costante.

Questi ed altri scopi ancora vengono conseguiti con un dispositivo conforme agli insegnamenti tecnici delle annesse rivendicazioni.

La descrizione qui di seguito fornisce una forma di realizzazione non limitativa dell’invenzione che viene indicata a puro titolo esemplificativo e quindi non limitativo; essa à ̈ rappresentata con l’ausilio degli allegati disegni in cui:

le Figure dalla 1 alla 7 rappresentano in sezione le varie fasi del procedimento con cui viene realizzato il contenitore; e

la figura 8 e la figura 9 mostrano rispettivamente un particolare ingrandito della figura 6 e 7.

Si faccia anzitutto riferimento alla Figura 1 che rappresenta una prima fase del metodo secondo la presente invenzione.

Innanzitutto si predispone un corpo esterno rigido 5 avente un collo 6 delimitante una apertura di accesso alla cavità 7 del corpo stesso. Il collo presenta esternamente una filettatura 6A utile per avvitare una pompa ermetica (tramite una ghiera) come verrà descritto in seguito. pinch

Il corpo 6 Ã ̈ preferibilmente realizzato in materiale trasparente, come ad esempio plastica trasparente oppure in vetro.

Si predispone poi una provetta 8 realizzata per stampaggio di una materia plastica, come ad esempio PE, PET, PP ,o simili ma in anche coininezione di vari strati di materiali diversi fra loro. La provetta 8 prevede un corpo allungato inferiormente arrotondato. Essa prevede inoltre un collo 2 dal quale si estende radialmente una flangia 3. Dalla parte esterna del collo si estendono dei denti (non mostrati) la cui utilità sarà chiarita in seguito.

Le dimensioni trasversali del corpo della provetta 8 sono tali che esso può liberamente essere inserito all’interno del corpo rigido 5 mentre il collo 2 della provetta à ̈ sagomato ed ha dimensioni tali che esso penetra facilmente nel foro del collo 6 del corpo 5, con le estremità libere dei denti che sono sostanzialmente a contatto con la superficie interna del foro del collo 6, mentre la flangia sporgente 3 della provetta si appoggia sull’estremità dello stesso collo 6 ma senza aderire a tenuta su di esso perché dalla superficie inferiore (rispetto alla Figura 1) della flangia 3 sporgono alcune nervature radiali o rilievi 11 tra di loro distanziati (anch’essi non rappresentati).

In tal modo tra la flangia 3 del collo della provetta ed il bordo di estremità del collo 6 del contenitore si formano dei passaggi liberi, mentre altri passaggi liberi si formano (tra ciascun dente 4 ed il dente ad esso adiacente) anche tra la superficie esterna del collo 2 della provetta e la superficie interna del foro del collo 6 del corpo rigido 5.

In sostanza la camera 7 risulta in libera comunicazione con l’esterno.

La provetta viene scaldata ad una temperatura sufficiente a rammollire (plasticizzare) la materia plastica che forma la provetta stessa. Nel presente metodo essa a titolo di esempio viene scaldata a una temperatura di 120°C per un tempo compreso tra 4 e 7 secondi.

Una volta scaldata essa viene inserita all’interno del corpo 5 ottenendo quindi una situazione quale quella di figura 1. In particolare la flangia 3 della provetta viene poggiata al bordo del collo 6 del corpo 5. Come si vede in figura nella provetta viene inserito un ugello 20 accoppiato a tenuta con il collo 2 della provetta 8. L’accoppiamento a tenuta à ̈ realizzato in maniera in sé nota.

Viene in seguito immesso all’interno della provetta un primo getto di aria che gonfia la provetta 8 in modo da formare un sacchetto 8 (indicato con lo stesso riferimento numerico della provetta) che occupa almeno parzialmente la detta cavità del corpo. L’aria o il fluido di gonfiaggio immesso all’intero della provetta ha una pressione compresa fra i 2 e i 6 bar in funzione dello spessore della provetta , preferibilmente 3 bar . La fase di immissione del getto d’aria nella provetta ha una durata di circa 0,5 – 1 sec. L’aria del getto à ̈ a temperatura ambiente, ma può anche essere più calda a secondo delle esigenze.

In particolare l’immissione dell’aria nella provetta provoca il gonfiaggio del sacchetto che aderisce alle pareti definenti la cavità 7. Il sacchetto si gonfia finché la pressione dell’aria intrappolata nell’intercapedine che si forma tra il sacchetto e le pareti della cavità 7 non raggiunge una pressione pari alla pressione dell’aria immessa nella provetta. Infatti l’improvvisa aderenza del sacchetto neo formato ai lati della cavità 7, in prossimità della apertura, crea una tenuta che impedisce all’aria presente in tale intercapedine di sfuggire. Il gonfiaggio del sacchetto risulta così solo parziale.

Nella tecnica nota si prosegue a mantenere il sacchetto in pressione attendendo che l’aria presente nell’intercapedine trafili da qualche parte verso il collo del contenitore, e si utilizzano pressioni di gonfiaggio più alte per velocizzare il trafilamento dell’aria.

Secondo la presente invenzione invece si interrompe il primo getto d’aria annullando (ovvero portandola uguale alla pressione esterna) la pressione all’interno del sacchetto. L’aria compressa presente nell’intercapedine 7A dunque schiaccia il sacchetto, lo stacca dalle pareti definenti la cavità, e trafila verso l’alto, uscendo dal collo.

Tale procedura provoca sostanzialmente il distacco del sacchetto dalle pareti interne del contenitore. In sostanza viene evitata ogni ipotetica adesione del sacchetto alle pareti definenti la cavità, dovuta ad esempio alla temperatura a cui si trova il materiale plastico, e a una sorta di “effetto colla†. C’à ̈ da considerare che tale adesione, almeno parziale, non à ̈ da escludere e anzi risulta probabile e dannosa per l’integrità del sacchetto.

Una volta trascorso il tempo necessario per lo schiacciamento del sacchetto e la fuoriuscita dell’aria dall’intercapedine 7A (circa 0,5 – 1 secondo) viene immesso all’interno del sacchetto un ulteriore getto d’aria (figura 4).

Questa volta il sacchetto 8 riempie maggiormente la cavità 7 (figura 4). Infatti l’aria rimasta intrappolata nell’intercapedine 7A ha un volume iniziale minore rispetto a quella presente tra provetta e pareti della cavità nella fase precedente. Al momento dell’immissione del getto d’aria (figura 3) infatti il sacchetto occupa un volume maggiore della cavità rispetto alla provetta.

L’ulteriore getto d’aria viene mantenuto, come nel caso precedente, per un tempo compreso tra 0,5 e 1 secondi. Esso viene quindi fermato, il sacchetto si sgonfia, l’aria compressa presente nell’intecapedine 7A sfoga verso l’alto e si giunge alla condizione di figura 5. Il tale situazione il sacchetto ha quasi completamente riempito la cavità.

A questo punto viene immesso un ultimo getto d’aria che gonfia completamente il sacchetto come à ̈ ben visibile in figura 6. Infatti l’aria intorno al sacchetto e intrappolata fra quest’ultimo e le pareti definenti la cavità à ̈ oramai molto scarsa. Nella fase di figura 6 il getto viene mantenuto per un tempo leggermente più lungo rispetto alle fasi precedenti. Ciò consente lo sfogo della poca aria rimasta nell’intercapedine. Nella figura 8 à ̈ possibile vedere un ingrandimento della situazione che si presenta in questa fase, come anche nelle fasi rappresentate in figura 2 e 4. Il sacchetto à ̈ a contatto con la parete che definisce la cavità del contenitore 5.

Terminata quest’ultima fase il getto viene fermato e l’ugello 20 viene estratto. Il sacchetto a questo punto si raffredda e subisce un leggero ritiro dovuto alla contrazione termica che lo fa distaccare in maniera sostanzialmente uniforme dalle pareti definenti la cavità del contenitore.

La figura 9 Ã ̈ invece un ingrandimento di un particolare della figura 7. La situazione qui rappresentata mostra una intercapedine omogenea 10 che circonda tutto il sacchetto, specialmente nella zona laterale.

Poco sopra si à ̈ descritto e illustrato un metodo di gonfiaggio del sacchetto che prevede tre stadi di gonfiaggio. In sostanza vengono immessi tre getti successivi, intervallati da delle pause opportune. Tale ciclo ha durata di circa 7 secondi per un recipiente di 30 ml.

In funzione delle dimensioni del contenitore e del sacchetto potranno essere necessari più getti successivi. In sostanza la fase di iniezione di aria e la successiva interruzione del getto per consentire lo sfogo di aria compresa nell’intercapedine esterna al sacchetto potrà essere ripetuta quante volte necessario.

Secondo la presente invenzione tuttavia dovrà necessariamente essere prevista almeno una fase di sfogo dell’aria, e quindi almeno un’interruzione del getto d’aria di gonfiaggio del sacchetto.

Pertanto saranno necessari almeno due getti di gonfiaggio, intervallati da almeno una pausa o interruzione del gonfiaggio.

C’à ̈ da notare che i successivi getti d’aria che vengono immessi nel sacchetto possono avere una pressione costante (ad esempio 3bar come indicato sopra), oppure possono avere una che varia a secondo della fase di gonfiaggio in cui si ci si trova. Ad esempio il primo getto immesso nel sacchetto può avere una pressione più bassa di quella del getto finale di mantenimento, o viceversa. Pertanto la regolazione di pressione potrà essere ottimizzata, anche con differenze tra un getto e il successivo, per ottenere la maggiore omogeneità possibile dello spessore del sacchetto.

Il sacchetto realizzato internamente al contenitore presenta uno spessore sostanzialmente uniforme e omogeneo, al contrario di quanto accade secondo i metodi della tecnica nota. Lo spessore del sacchetto in particolare à ̈ compreso tra 0,1 e 0,4mm, preferibilmente 0,2 mm, e risulta particolarmente omogeneo specialmente nella porzione laterale (verticale) del sacchetto, ovvero quella compresa fra il fondo e il cielo del sacchetto dove à ̈ presente il collo.

Con i metodi descritti nella tecnica nota il sacchetto presenta una porzione laterale che superiormente risulta essere più sottile, mentre inferiormente à ̈ più spessa. Tale disomogeneità, dovuta allo †̃stiramento’ provocato nella fase iniziale dall’ugello, può provocare la lacerazione del sacchetto durante il gonfiaggio o durante il riempimento dello stesso con il prodotto da erogare.

Inoltre nella presente soluzione il sacchetto risulta distaccato dalle pareti della cavità del contenitore. Per distaccato à ̈ da intendersi che esiste una intercapedine sostanzialmente omogenea almeno tra parete laterale del sacchetto e pareti della cavità, che favorisce il passaggio di aria durante l’uso della pompa. Inoltre non esistono zone o porzioni in cui il sacchetto risulta incollato alla parete della cavità. Ciò à ̈ garantito dal metodo di soffiaggio a †̃impulsi’ che permette il distacco del sacchetto (possibile per via della temperatura del sacchetto/provetta) per ritiro e per effetto della pressione dell’aria intrappolata nell’intercapedine dal gonfiaggio del sacchetto.

A completamento della descrizione si sottolinea che l’utilizzatore che riceve il contenitore 5 con già inserito e trattenuto in esso il sacchetto 9 (Fig. 7) introduce nel sacchetto stesso (attraverso l’apertura del suo collo 2) la desiderata quantità di sostanza fluida, che può riempire il sacchetto fino in prossimità del suo collo 2. Successivamente, lo stesso utilizzatore introduce dentro il sacchetto 9, attraverso l’apertura del suo collo, una pompetta azionabile manualmente, la pompetta avendo uno stelo di erogazione (che sporge all’esterno del sacchetto 9 e del contenitore 5) ed un tubicino pescante che à ̈ immerso nella sostanza fluida racchiusa nel sacchetto.

La pompetta P viene quindi bloccata saldamente sul collo 6 del contenitore in modo noto, ad esempio tramite una ghiera N avente una filettatura interna che viene avvitata su delle filettature o nervature elicoidali 6A sporgenti dall’esterno del collo 6 del contenitore.

La ghiera N si appoggia sulla superficie superiore di un collare che sporge radialmente dal corpo della pompetta e la preme a fare tenuta sulla flangia 3 del collo 2 del sacchetto 9, premendo così la parte inferiore della pompetta entro la cavità del collo 2 del sacchetto ove fa tenuta, tale tenuta essendo ulteriormente migliorata da un anello elastico che à ̈ posizionato immediatamente al di sotto del collare.

E’ evidente che il contenitore 5 può essere realizzato (oltre che in vetro) in materiale rigido qualsiasi, ad esempio in alluminio od in altro metallo.

In ogni caso per il corretto funzionamento della pompa à ̈ importante che l’intercapedine 10 sia a contatto con l’ambiente esterno, ad esempio attraverso i passaggi realizzati e descritti fra il collo del contenitore e quello del sacchetto, e al di sotto della flangia.

Nel contenitore possono tuttavia essere ricavati uno o più fori per il passaggio dell’aria, come à ̈ illustrato nei brevetti U.S. 3,420,413 ed U.S. 2004/0112921 A1, in qualsiasi sua posizione.

Vantaggiosamente il sacchetto presenta mezzi (ovvero la flangia 3) di connessione con una ghiera di fissaggio di detta pompa a detto contenitore. Tali mezzi ad esempio si impegnano con il filetto della ghiera stessa e permettono l’estrazione del sacchetto dal corpo 5 durante l’allontanamento della ghiera (e quindi della pompetta) dal contenitore.

Claims (2)

1. RIVENDICAZIONI 1. Metodo di produzione di un contenitore mprendente le fasi di a.predisporre un corpo esterno rigido (5) avente un collo (6) delimitante una apertura di accesso alla cavità del corpo stesso, b. e una provetta realizzata in materiale termoplastico, la provetta prevedendo a sua volta un collo (2) dal quale si estende radialmente una flangia (3) c.scaldare detta provetta al di sopra della temperatura di rammollimento del materiale termoplastico d.disporre la provetta nell'apertura del corpo (5) in modo che detta flangia sia poggiata a un bordo libero del collo (6) del corpo (5), e.immettere all'interno della provetta un primo getto di aria che gonfia la provetta per formare un sacchetto che occupa almeno parzialmente la detta cavità del corpo, le pareti di detto sacchetto essendo spinte a contatto delle pareti definenti detta cavità, f. interrompere detto primo getto in modo da permettere un ritiro di detto materiale termoplastico con conseguente distacco di quest'ultimo dalle pareti del contenitore, consentendo così il deflusso dell'aria compressa dall'espansione del sacchetto e intrappolata fra sacchetto e le pareti che definiscono detta cavità, g. soffiare all'interno del sacchetto un ultimo getto di aria, detto ultimo getto gonfiando completamente il sacchetto in modo da farlo giungere in contatto sostanzialmente con ogni punto almeno della superficie laterale interna della cavità, e h. interrompere il getto d'aria così da favorire un leggero ritiro del sacchetto che si distacca così, almeno parzialmente, dalle pareti della cavità.
2. 2. Metodo secondo la rivendicazione precedente in cui dopo aver interrotto il primo getto d'aria e atteso il ritiro del sacchetto, viene immesso all'interno della provetta un ulteriore getto di aria che lo gonfia ulteriormente in modo da occupare bar . 6. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui la provetta viene riscaldata a una temperatura compresa tra 100°C e 150°C. 7. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui il corpo rigido à ̈ realizzato in materiale trasparente . 8. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui il corpo rigido à ̈ realizzato in vetro. 9. Metodo secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui la provetta/sacchetto à ̈ realizzato PET e/o PE e/o PP e/o co-iniezione di vari strati. 10. Contenitore secondo una o più delle rivendicazioni precedenti in cui detto sacchetto presenta mezzi di connessione con una ghiera di fissaggio di detta pompa a detto contenitore, detti mezzi di connessione essendo atti a permettere 1'estrazione del sacchetto dal corpo (5) durante l'allontanamento della ghiera dal contenitore .