CIERRE SIN ALMOHADILLA
CAMPO DE LA INVENCIÓN La presente invención se relaciona con un cierre, que comprende una cubierta y una membrana para un envase y con un método para sellar un envase con tal cierre. ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN Se conoce que los cierres comprenden una membrana que va a sellarse al borde de un envase, cubierto mediante una cubierta que protege la naturaleza relativamente delicada de la membrana. De manera correspondiente, son conocidos los envases en asociación con estos cierres, en donde se ha sellado una membrana al borde y se protege mediante una cubierta. Una vez que la membrana se retira, la cubierta después se usa para volver a sellar el envase, dado que la cubierta se fabrica de un material impermeable al gas relativamente bueno. Este tipo de cierre a menudo se usa para productos, tales como granos de café, en donde es necesario tener una barrera hermética al gas bien sellada sobre la abertura del envase para mantener la vida de almacenamiento del producto. Esta barrera se proporciona por una membrana tal como una lámina de aluminio. Una vez que se compra, la cubierta primero se desprende. Después también se retira la lámina para permitir el acceso al producto. Dado que los productos a menudo no se consumen todos de una sola vez, es
REF.: 178463 preferible que el envase esté cerrado mediante una barrera hermética al gas y con un sello entre la barrera y el envase tan bueno como sea posible. Por lo regular esto se logra reajustando la cubierta al envase. La cubierta sola se acepta como una barrera hermética al gas más pobre que con una membrana bien sellada. Un cierre bien conocido comprende una membrana y una almohadilla que permanecen juntas dentro de una cubierta antes de ajustarse al envase. La membrana y la almohadilla tienen un adhesivo colocado entre estas para mantenerlas juntas. Una capa adicional de adhesivo se coloca sobre el lado de la membrana más cerca al envase, cuando se ajusta. Cuando la cubierta se coloca sobre el envase proporciona una fuerza de cierre que aplica presión a la capa adicional de adhesivo y a la membrana. La capa de adhesivo después se adhiere la membrana al borde del envase. Esto puede lograrse por activación térmica de la capa de adhesivo por medio de calentamiento por inducción. De manera alternativa, el adhesivo puede ser de la variedad llamada "adhesivo fundido en caliente" que no requiere calor adicional para la activación sino que, simplemente adhiere la membrana al borde del envase por medio de la presión aplicada por la cubierta.
Si se emplea el calentamiento por inducción, el calentamiento también puede emplearse para debilitar la capa de adhesivo que reposa entre la membrana y la almohadilla.
Esto tiene el efecto de que cuando la cubierta se desprende, la almohadilla permanece dentro de la cubierta y la membrana permanece sellada y fija al borde del envase. El propósito de la almohadilla es doble. Primero, proporciona un efecto de colchón, de modo que se aplica una presión uniforme desde la cubierta hasta la membrana. Esto tiene la ventaja de que si se usan los envases que tienen superficies de bordes inherentemente desiguales, la membrana se adhiere aún eficientemente al borde para asegurar el sellado efectivo. Después, una vez que la membrana se ha retirado por el usuario, la almohadilla proporciona cualidades de re-sellado contra el borde del envase. Esto se logra por la naturaleza flexible de la almohadilla. El cierre descrito anteriormente se muestra en US 6277478. Un problema inherente con este tipo de cierre es que es relativamente costoso ya se proporcionan una almohadilla y una membrana . EP 1211180 A describe un cierre que tiene solamente una membrana y no tiene almohadilla. Para proporcionar una fuerza suficiente sobre la membrana para sellarla al borde del envase, por medio, por ejemplo, de inducción térmica, se proporciona un canal sobre el lado inferior de la cubierta. Este canal está presente a lo largo y encima del borde del envase, de modo que la membrana se aprieta entre los dos durante el sellado de la membrana al borde. Sin embargo, el canal no es flexible y no proporciona una fuerza uniforme para atender a los bordes no uniformes como quizá se encuentra por lo regular con los envases de vidrio. Por lo tanto, la membrana no siempre se sella perfectamente al borde del envase. Además, en algunos ejemplos hay una necesidad de un cierre que se oriente sobre el envase de una manera particular. Por ejemplo, si el cierre y el envase asociado no están en un plano circular. En tal situación, si el cierre y el envase se mantienen juntos mediante roscas de tornillo, entonces hay posibilidad, debido a las tolerancias de fabricación en el tamaño y relación física del envase y el cierre, de forma que el canal no será capaz de proporcionar una presión suficiente, si existiera, para presionar la membrana en el borde del envase durante el calentamiento por inducción. Esta situación no surge típicamente cuando no hay un requerimiento de orientación entre el cierre y el envase dado que el problema puede superarse por el giro adicional sobre el envase (llamado "torsión"). Otro problema con los cierres de tipo canal conocidos es que este canal no es flexible y no proporciona una calidad de re-sello suficiente para proporcionar un sello hermético al gas, para mantener al producto dentro del envase fresco durante un tiempo relativamente largo, tal como semanas o aun meses.
Por lo tanto, sería deseable tener un cierre que no sólo tenga una membrana removible para proporcionar una barrera hermética al gas en la fabricación, sino que también tenga una cubierta con buenas cualidades de re-sellado, de modo que después de que se ha retirado la membrana por el usuario, la calidad de re-sellado es suficiente para mantener al producto dentro del envase fresco durante un periodo relativamente largo. Además, sería deseable tener un cierre que proporcione una presión uniforme a una membrana, de modo que pueda sellarse efectivamente al borde de un envase asociado. BREVE DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN En un aspecto, la presente invención proporciona un cierre para un envase, el cierre comprende una membrana sin almohadilla y una cubierta, en donde la membrana se adapta para sellarse con calor a un borde de un envase, para proporcionar una barrera hermética al gas, en donde la cubierta tiene un elemento de sello flexible que se extiende hacia abajo para proporcionar una presión de sellado uniforme a la membrana durante el sellado térmico y, proporcionar un sello hermético al gas una vez que la membrana se ha roto o desprendido. En otro aspecto, la presente invención proporciona un método para sellar un envase con un cierre que comprende las etapas de moldear una cubierta, fijar la cubierta al envase, en donde se localiza una membrana de barrera sin almohadilla entre la cubierta y el envase, y adherir la membrana a un borde del envase sellando con calor, en donde la cubierta comprende un elemento de sellado flexible para proporcionar una presión de sellado uniforme a la membrana durante el sellado térmico y proporcionar un sello hermético al gas una vez que la membrana se ha retirado o desprendido . Las modalidades y características adicionales de la invención se describen en las reivindicaciones dependientes anexas en la presente. BREVE DESCRIPCIÓN DE LAS FIGURAS La presente invención y sus ventajas se entenderán mejor con referencia, a manera de ejemplo, a la siguiente descripción detallada y las Figuras anexas, en las que: La Figura 1 muestra una sección transversal de un cierre de acuerdo con una modalidad de la invención, La Figura 2 muestra una sección transversal de una membrana de acuerdo con una modalidad de la invención, La Figura 3 muestra una vista ampliada de una sección de un cierre que muestra una modalidad del elemento de sellado, La Figura 4 muestra una vista ampliada de una sección de un cierre que muestra otra modalidad de un elemento de sellado, y La Figura 5 muestra una sección transversal de otra modalidad de un cierre de acuerdo con la presente invención.
DESCRIPCIÓN DETALLADA DE LA INVENCIÓN En la Figura 1, un cierre 100 comprende una cubierta 30 que tiene una placa superior y una falda que se extiende hacia abajo 35. En esta especificación, los términos de orientación tales como "hacia abajo" se usan con respecto a las figuras y no se pretende que sean limitantes. Esta falda 35 tiene roscas de tornillo 60 colocadas dentro y que se proyectan radialmente hacia adentro. Estas roscas de tornillo 60 interactúan con las roscas de tornillo (no mostradas) colocadas fuera del área del cuello del envase para permitir que el cierre 100 se atornille en el envase. También se muestra una membrana 20. Antes de sellarse al envase, la membrana 20 se coloca dentro del cierre 100 de modo que permanece inicialmente sobre las proyecciones 70. Estas proyecciones 70 existen en un anulo alrededor del interior de la falda 35. Puede estar en la forma de un anulo continuo o un anulo discontinuo. De manera alternativa, no se proporcionan proyecciones 70 y la membrana 20 solo puede permanecer en los roscas 60. La membrana 20 cae sobre la parte superior del envase y proporciona una barrera hermética al gas cuando se adhiere al borde del envase. Esto no es sólo debido al sello entre el borde y la membrana (20) sino también debido a las cualidades de la barrera de oxígeno de la membrana (20) . Desde el lado inferior de la cubierta 30 está presente un elemento de sellado de tipo pinza que se extiende hacia abajo 40 en un anulo alrededor del interior del perímetro de la cubierta 30. Tal elemento de sellado de tipo pinza es conocido en GB-A-2 , 222 , 821. Un tapón 50 que se extiende hacia abajo desde el lado inferior de la cubierta también puede estar presente. Este tapón 50 también es anular y cae alrededor del perímetro de la cubierta, pero radialmente hacia adentro desde el elemento de sellado de tipo pinza 40. El elemento de sellado de tipo pinza 40 es un canal que, en la sección transversal, se ahúsa hacia el extremo distal de la cubierta. Tiene una naturaleza curvada, de modo que se curva ligeramente radialmente hacia adentro. Sin embargo, el elemento de sellado 40 también puede curvarse radialmente hacia adentro. Durante la manufactura, la membrana 20 se ajusta dentro de la cubierta 30 y se mantiene por las proyecciones 70 o las roscas 60. La cubierta 30 después se ajusta al envase, de modo que las roscas 60 interactúan para mantenerse unidas. La cubierta 30 puede ajustarse ya sea presionando sobre la boca del envase o por rotación. Si se ajusta por presión sobre la boca del envase, la cubierta se flexionará ligeramente para permitir que las roscas 60 dentro de la falda brinquen o pasen sobre las roscas 70 fuera de la pared del envase antes de reasumir su forma inicial, para asegurar que los dos grupos de roscas se acoplen apropiadamente. Una vez en su sitio, el elemento de sellado flexible 40 proporciona una fuerza para empujar la membrana sobre el borde del envase. La fuerza se distribuye uniformemente por la naturaleza flexible del elemento de sellado 40 que asegura que aun cuando se usan envases con bordes no uniformes puede sellarse eficientemente al envase. Los materiales típicos usados para fabricar los envases que pueden tener superficies de bordes no uniformes son vidrio y metal. En el último caso, los envases de metal que tienen costuras soldadas tienen a menudo un "etapa de soldadura" sobre el borde que puede exacerbar la desigualdad. Una sección transversal de un tipo de membrana 20 se muestra en la Figura 2. La membrana 20 tiene una capa de adhesivo sellado 24 mostrada en su superficie inferior. Sin embargo, esta capa de adhesivo 24 puede proporcionarse directamente sobre el borde del envase, en lugar de una capa con la membrana pre-formada 20. Si el adhesivo 24 no se activa con calor, se emplea la presión proporcionada por el elemento de sellado 40 sellará la membrana 20 al borde del envase. Sin embargo, si el adhesivo activado con calor 24 se emplea, el envase y el cierre combinado 100 se pasan a través del aparato que proporciona calor a la capa de adhesivo 24. Un método típico es mediante el calentamiento por inducción de la membrana 20, que después transfiere calor a la capa de adhesivo 24 por medio de conducción. En este caso la membrana 20 debe tener por lo menos una composición metálica parcial. Sin embargo, son conocidas otras formas de calentamiento del adhesivo 24, tal como calentamiento por conducción directa. Además del calor que se proporciona, se suministra presión mediante el elemento de sellado flexible, de modo que la combinación del calor y la presión sella la membrana 20 al borde del envase. El calentamiento de la capa de adhesivo activada con calor 24 activa sus cualidades adhesivas, de modo que la membrana 20 se adhiere al borde el envase, proporcionando de esta manera una barrera hermética al aire, integral y hermética. Sin embargo, el adhesivo puede elegirse de modo que la membrana pueda desprenderse fácilmente del borde del envase. Para ayudar a desprender la membrana, puede colocarse una pestaña (no mostrada) en su borde. En este caso la pestaña puede estar hacia abajo dependiendo del borde de la membrana, de modo que se superpone entre los dos grupos de roscas 60,- o puede curvarse sobre sí misma, de modo que cae en la parte superior de la membrana. De manera alternativa, la pestaña puede colocarse en la parte superior y lejos del borde de la membrana 20. Otra posibilidad es que no exista una pestaña, en vez de esto la membrana se dimensiona de modo que sea ligeramente más grande que el borde exterior del envase, para proporcionar un borde que pueda sujetarse por el usuario para ayudar a desprender la membrana. La membrana 20 también puede tener una capa 26 en su superficie superior. Esta capa puede comprender cualquier combinación de impresión o laca y también puede consistir de una capa protectora formada de un polímero. Esta capa también puede grabarse . Se ha encontrado que, contrario con lo esperado, el elemento de sellado 40 no se daña por el efecto de calentamiento, por ejemplo, por una deformación permanente y, por lo tanto, no pierde su flexibilidad. Una vez que el usuario retira la cubierta 30 y la membrana 20, para accesar el producto dentro del envase, la cubierta 30 se reajusta idealmente para reducir la degradación del producto por el contacto con la atmósfera. Esto se logra dado que la cubierta 30 puede fabricarse de un material de barrera impermeable al gas y se re-sella al borde del envase atornillándolo en el envase. El efecto de resellado se proporciona por el elemento de sellado 40 que interactúa con la parte superior del borde del envase. Dado que el elemento de sellado 40 es flexible, aplica una presión uniforme aun sobre una superficie no uniforme, tal como se puede presentar con los envases de vidrio o metal . Además, debería entenderse que la membrana inicial bien sellada proporciona un grado de impermeabilidad a gases que se requiere para mantener un producto, en un anaquel o una tienda o en un depósito, fresco durante muchos meses. Por el contrario, el grado de impermeabilidad al gas requerido después de que el producto se ha comprado y abierto es menor dado que por lo regular el producto se consume dentro de unas cuantas semanas . Por lo tanto, se acepta que las propiedades de la barrera impermeable al gas de una cubierta reajustada son más pobres que la membrana bien sellada inicial. Sin embargo, se ha mostrado que una cubierta con el elemento flexible descrito anteriormente mejora sustancialmente la impermeabilidad al gas comparado con la técnica anterior. Para evitar la sobre-impermeabilización de la cubierta 30 con el envase, puede proporcionarse un tapón como se describió anteriormente con referencia a la Figura 1. El borde del envase satisfará el lado inferior del tapón 50 y evitará que la cubierta 30 se mueva más cerca del borde del envase . Puede arreglarse tal que el elemento de sellado flexible 40 se perfore entre el tapón y el borde del envase para proporcionar un sello. En las Figuras 3 y 4 se muestran dos modalidades adicionales de los elementos de sellado flexibles. El elemento 42 de la Figura 3 toma la forma de un "dedo" . Aunque se muestra teniendo aproximadamente la misma sección transversal a lo largo de su longitud, puede ser de forma frusto-cónica . La Figura 4 muestra una modalidad en la que un bloque de material flexible 44 diferente del material del resto del cierre, se forma con el material del resto del cierre, usando los métodos conocidos como moldeo de bi-inyección, para producir un cierre de una pieza. Un ejemplo de tal material flexible es TPE (elastómero termoplástico) . Otra modalidad de la presente invención se muestra en la Figura 5 y se relaciona con los cierres que tienen que orientarse en un cuello del envase asociado de una manera particular, de modo que el cierre del envase se encuentra en una orientación específica entre sí. Estos cierres y envases son conocidos, en los que la forma sección transversal es ovalada. Sin embargo, también se contemplan otras formas no circulares. Por ejemplo, a menudo se producen los envases similares a champú o gel para el baño, en donde el cierre se ajusta sobre el hombro del envase, de modo que hay una superficie sin romperse entre los dos. Por supuesto, puede haber razones de porque las combinaciones de envase/cierre que son de forma circular en el plano pueden requerirse para tener relaciones de orientación. Además, por supuesto, estas combinaciones de envase/cierre también pueden usarse para otros productos tales como productos alimenticios. Un envase 210 se muestra con un cierre 200 ajustado. El envase tiene una porción de cuello 215 que incluye las roscas 216 en su superficie radial exterior. Estas roscas 216 están para la interacción con las roscas 260 sobre el cierre 200 para mantener las dos partes 200, 210 juntas. Aunque no se muestra, se contempla que el cierre no sea circular en el plano, sino que sea ovalado. Por lo tanto, el cierre 200 sólo puede asentarse correctamente sobre el envase en dos posiciones (cada una 180 grados retirada de la otra, alrededor de un eje que corre a través del envase 210 y el cierre 200 a través del centro del orificio de descarga 290) para producir la forma deseada global . Para asegurar que el envase 210 y el cierre 200 se ajustarán entre sí correctamente y sellarán el envase con el cierre y las roscas 216, 260 se diseñan cuidadosamente. Sin embargo, debido a la naturaleza del material usado en la manufactura del envase y el cierre y las tolerancias que son inherentes en tales procesos de manufacturación, no es posible garantizar un sello impermeable al gas entre el envase 210 y el cierre 200. Mediante el uso de la invención descrita anteriormente este problema se supera y es posible proporcionar este sello impermeable al gas después del llenado. Esto se logra teniendo un elemento de sellado 240 flexible que depende hacia abajo que proporciona una presión de sellado uniforme a una membrana 220 que se coloca a través de la parte superior y sobre el orificio 290 del cuello 215 del envase. Esto se logra debido a que el elemento de sellado flexible 240 compensará las tolerancias de la combinación del cierre/envase. En otras palabras, el elemento de sellado flexible 240 compensará cualquier espacio posible entre el lado inferior del cierre 200 y el borde 217 del envase. La membrana 220 se coloca y después se sella a través de la parte superior de la boca del envase mediante los métodos descritos anteriormente, por ejemplo, sellado con calor. Una vez que la membrana 220 se remueve por el consumidor, antes de la primera descarga del producto del envase, el elemento de sellado flexible 240 también proporcionará un re-sello impermeable al gas, como se describió anteriormente, presionando contra el borde 217 de la boca del envase. Dado que el elemento de sellado 240 es flexible, compensará la remoción de la membrana 220, aunque esto aumentará ligeramente el espacio entre el lado inferior del cierre 200 y la parte superior del borde 217 del envase.
Para ser capaz de descargar el producto del envase, el cierre puede retirarse simplemente destornillando el envase. De manera alternativa, el cierre puede tener un orificio 290 en su superficie superior. Este orificio 290 necesitaría después sellarse de una manera impermeable al gas para mantener la vida del producto dentro del envase 210. Esto puede lograrse por diferentes maneras, las cuales no todas se muestran en la Figura 5. Por ejemplo, otro dispositivo de cierre secundario 300 puede asociarse con el cierre primario 200. Este cierre secundario puede estar en la forma de una cubierta 310. Esta cubierta 310 puede formarse en bisagra al cierre primario 200, en, por ejemplo, el punto marcado 280 en la Figura 5. De manera alternativa, el cierre secundario 300 puede tener una relación de deslizamiento con el cierre 200, o simplemente ser completamente desmontable. Sobre el lado inferior del cierre secundario 300 puede formarse un tapón simple que tendría un ajuste de interferencia con el orificio 290 para sellarse de esta forma. De manera alternativa, un anulo 330 puede formarse en el lado inferior del cierre 300, el cual tendría un ajuste de interferencia con el exterior del orificio 290. Por supuesto, ambas alternativas también pueden emplearse al mismo tiempo.
En una modalidad, el orificio 290 puede tener una válvula de auto-cierre 250, siendo tales válvulas bien conocidas en la técnica. Estas válvulas por lo regular no proporcionan un re-sello impermeable al gas sin formar algo de interacción mecánica desde una tapa. Por lo tanto, en la modalidad con tal válvula 250, como se muestra en la Figura 5, se forma una proyección 320 sobre el lado inferior de la cubierta 310. Además de un anulo 330, como se describió anteriormente, también se forma sobre el lado inferior de la cubierta 310. La proyección 320 presiona contra, o por lo menos está muy cerca de, la válvula 250 cuando el cierre secundario 300 está en la posición cerrada con relación al cierre 200. Esto evita que la válvula 250 se abra. Además, y nuevamente cuando el cierre secundario 300 está en la posición cerrada con relación al cierre 200, el anulo 330 tiene un ajuste de interferencia alrededor del exterior del orificio 290. Estos dos medios mecánicos proporcionan un sello impermeable al gas. Por lo tanto, aun cuando la membrana 220 se ha removido del envase 210, los contenidos del envase 210 se mantienen de una manera impermeable al gas. Esto es debido al elemento de sellado flexible 240 junto con los medios descritos anteriormente proporcionados en el cierre secundario 300. Aunque la modalidad descrita anteriormente con relación a la Figura 5 se muestra con el cierre en la parte superior del envase, debería entenderse que, de hecho, el cierre puede situarse en la base del envase. Con respecto a la membrana 20, 220 en cualquiera de las modalidades descritas anteriormente, es posible usar una lámina de aluminio. Esta lámina tiene típicamente un espesor de entre 9 y 200 µm. También son posibles otros metales y materiales . Aunque se ha descrito cómo se ajusta la membrana 20, 220 dentro de la cubierta 30 antes del ajuste de la cubierta 30 al envase , también es posible que en lugar de que se coloque la membrana sobre el borde del envase se ajuste antes de la cubierta . En este caso , la membrana 20 , 220 puede sellarse al borde del envase por la presión externa y/o el calor suministrado por el aparato de fabricación . También, el cierre 100 , 200 se ha descrito por tener roscas de tornillo 60 , 260 que interactúan con las roscas de tornillo correspondientes sobre el cuello del envase. Sin embargo, las roscas de tornillo no son esenciales dado que el cierre 100, 200 puede ajustarse con un cierre rápido al envase por medio de cuentas bien conocidas en la técnica. Además, la membrana 20, 220 puede diseñarse de modo que en lugar de ser removible por desprencuLmiento, se roppe exclusivamente, de modo que la membrana puede estar aún en la posición en la vecindad de, y sobre la parte superior de, el borde del envase. Además, el tipo de envase con el que puede usarse el cierre 100, 200 no se limita al vidrio, sino que puede ser de otros materiales típicamente usados, tales como PET, polipropileno o un metal tal como aluminio o acero electrochapeado de estaño. Por último, el cierre puede ser del tipo de cierre con tapa levadiza. Se hace constar que con relación a esta fecha , el mej or método conocido por la solicitante para llevar a la práctica la citada invención, es el que resulta claro de la presente descripción de la invención .