RU2263617C2

RU2263617C2 - Resealable gas-tight sealing structure

Info

Publication number: RU2263617C2
Application number: RU2003113207/12A
Authority: RU
Inventors: Шпрекельзен Хеннинг Фон (GB); Шпрекельзен Хеннинг Фон
Original assignee: Шпрекельзен Макджеу Лимитед
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2005-11-10

Abstract

FIELD: packing equipment, particularly to seal high-pressure liquid vessels.

SUBSTANCE: sealing structure for large gas-tight vessels filled with such products as carbonated beverages or high-pressure liquids includes film 8 closing bottle neck 10. Factory-sealed film 8 is supported by plate 4 of plug 36, which is made as a part of upper lid 4. Upper lid is screwed on outer wall of tubular head 6, enclosing bottle neck 10. When sealing structure is connected for the second time plug is crewed on bottle neck for larger depth to form secondary seal between the plate and bottle neck.

EFFECT: increased gas-tightness of sealing structure and, as a result, increased shelf life of the product.

6 cl, 3 dwg

Description

Предпосылки создания изобретенияBACKGROUND OF THE INVENTION

Настоящее изобретение относится к газонепроницаемой укупорочной конструкции для емкостей с жидкостью, находящейся под давлением. В частности, это изобретение можно использовать для таких емкостей как бутыли из полиэтилентерефталата (ПЭТ) или стекла.The present invention relates to a gas tight closure for pressure vessels. In particular, this invention can be used for containers such as bottles made of polyethylene terephthalate (PET) or glass.

Техническая задачаTechnical challenge

Для достижения достаточно длительного срока хранения на складе емкость с жидкостью, находящейся под давлением, должна быть закрыта таким образом, чтобы предотвратить утечку газа. В случае больших емкостей, наполненных, например, газированными напитками, потребитель может предпочесть использовать только часть содержимого за один раз. Таким образом, возникает необходимость в повторно герметизируемой укупорочной конструкции.To achieve a sufficiently long shelf life, the container with the liquid under pressure must be closed in such a way as to prevent gas leakage. In the case of large containers filled with, for example, carbonated drinks, the consumer may prefer to use only part of the contents at a time. Thus, a need arises for a resealable closure structure.

Известный уровень техникиPrior art

В качестве традиционно применяемой газонепроницаемой укупорочной конструкции можно назвать металлическую кроненпробку (крончатый колпачок). Однако такая пробка не предоставляет возможность повторной укупорки, кроме того для бутылей из ПЭТ она оказывается непригодной.As a traditionally used gas-tight closure, metal crown caps (crown caps) can be called. However, such a cork does not provide the possibility of re-capping; moreover, it turns out to be unsuitable for PET bottles.

Как правило, бутыли из ПЭТ или стеклянные бутыли имеют выполненный инжекционным формованием (литьем под давлением) полиэтиленовый укупорочный колпачок, который навинчивается на предварительно отформованное горлышко, являющееся частью такой бутыли. В верхней части колпачка предусмотрена уплотнительная прокладка из полиэтилена низкой плотности, которая контактирует с открытым горлышком. В другом варианте исполнения колпачок может быть снабжен вспомогательным клапаном, находящимся внутри горлышка.Typically, PET bottles or glass bottles have an injection molded (injection molded) polyethylene closure cap that is screwed onto a preformed neck that is part of such a bottle. In the upper part of the cap, a gasket of low density polyethylene is provided, which contacts the open neck. In another embodiment, the cap may be provided with an auxiliary valve located inside the neck.

При заполнении бутылей из ПЭТ под давлением от 3 до 5 бар проницаемость известной конструкции колпачка для СО₂ оказывается хуже, чем в случае стеклянной бутыли с металлическим колпачком. Срок хранения на складе зависит также от степени проникновения кислорода в емкость и от переноса альдегидов из полиэтилентерефталата, из которого выполнена емкость, в сам продукт. Стекло представляет собой идеальный барьер на пути кислорода. Что же касается ПЭТ, то, в зависимости от способа обработки, его проницаемость для кислорода колеблется от 0,0049 см³ до 0,0012 см³ в сутки. В результате дальнейшего развития техники удалось снизить проницаемость емкостей из ПЭТ по отношению к кислороду и углекислому газу до уровней, сравнимых со значениями для стеклянных бутылей и жестяных банок. Таким образом, в настоящее время особую важность для поддержания общих эксплуатационных характеристик емкостей приобретает проблема выполнения такой укупорочной конструкции, которая являлась бы надежным барьером для кислорода и углекислого газа.When filling PET bottles under pressure from 3 to 5 bar, the permeability of the known cap design for CO ₂ is worse than in the case of a glass bottle with a metal cap. The shelf life also depends on the degree of penetration of oxygen into the container and on the transfer of aldehydes from the polyethylene terephthalate from which the container is made to the product itself. Glass is an ideal barrier to oxygen. As for PET, depending on the processing method, its oxygen permeability ranges from 0.0049 cm ³ to 0.0012 cm ³ per day. As a result of further development of technology, it was possible to reduce the permeability of PET containers with respect to oxygen and carbon dioxide to levels comparable to those for glass bottles and cans. Thus, at present, of particular importance in maintaining the overall performance characteristics of containers is the problem of making such a closure that would be a reliable barrier to oxygen and carbon dioxide.

Было предложено устанавливать во вкладыше колпачка поглотитель кислорода. Для этой цели использовали такие вещества, как NaSO₂, который окисляется до NaSO₃. Однако из-за того, что эти вещества достаточно дорогостоящи, их применение ведет к увеличению общей стоимости емкости, что неприемлемо с коммерческой точки зрения.It was proposed to install an oxygen scavenger in the cap insert. For this purpose, substances such as NaSO ₂ , which oxidizes to NaSO _{3, were used} . However, due to the fact that these substances are quite expensive, their use leads to an increase in the total cost of capacity, which is unacceptable from a commercial point of view.

Предлагалось также использование алюминиевых уплотнений, однако повторная герметизация для поддержания внутри емкости нужного давление после их удаления уже невозможна.It was also proposed the use of aluminum seals, however, re-sealing to maintain the desired pressure inside the vessel after their removal is no longer possible.

Таким образом, существует техническая проблема, заключающаяся в необходимости создания такого колпачка, который действовал бы в качестве барьера на пути кислорода и углекислого газа так, чтобы емкость после ее укупорки на заводе теряла бы не более 10% углекислого газа за шесть месяцев хранения на складе. В настоящее время для; стандартных бутылей из необработанного ПЭТ потери углекислого газа за шесть месяцев составляют 36%. Эти потери можно снизить благодаря использованию так называемых "многослойных" бутылей из ПЭТ или бутылей, обработанных по внутренней поверхности аморфным углеродом, предлагающихся, например, французской фирмой Sidel (RTM) под товарным знаком ACTIS.Thus, there is a technical problem consisting in the need to create such a cap that acts as a barrier to the path of oxygen and carbon dioxide so that the container after closing it at the plant would lose no more than 10% of carbon dioxide after six months of storage in the warehouse. Currently for; standard bottles of raw PET carbon dioxide loss for six months is 36%. These losses can be reduced through the use of so-called “multilayer” PET bottles or bottles treated on the inner surface with amorphous carbon, offered, for example, by the French company Sidel (RTM) under the trademark ACTIS.

Предлагаемое техническое решениеProposed Technical Solution

В соответствии с настоящим изобретением предлагается емкость, имеющая открытое горлышко и повторно герметизируемую укупорочную конструкцию, которая может находиться в состоянии заводской укупорки и повторной укупорки емкости, при этом указанная конструкция имеет пленку, образующую первичное уплотнение на горлышке в состоянии заводской укупорки; трубчатую насадку, охватывающую горлышко и закрепленную на нем; верхнюю крышку, снабженную приспособлением для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки; пробку, соединенную с верхней крышкой и имеющую пластину, которая прикреплена к пленке, поддерживая ее, в состоянии заводской укупорки и выполнена с возможностью входить в горлышко в состоянии повторной укупорки.In accordance with the present invention, there is provided a container having an open neck and a resealable closure structure, which may be in a state of factory closure and re-closure of the container, said structure having a film forming a primary seal on the neck in a state of factory closure; a tubular nozzle covering the neck and mounted on it; a top cover equipped with a device for releasable engagement with the outer wall of the nozzle; a cork connected to the top cover and having a plate that is attached to the film, supporting it, in a state of factory capping and is configured to enter the neck in a state of re-capping.

Преимущества изобретенияAdvantages of the Invention

Несмотря на то что пленка является газонепроницаемым элементом, при незначительной толщине возможен ее разрыв под действием давления газа, если не принять меры к ее поддержанию. Предлагаемая конструкция как раз и обеспечивает необходимую опору, что позволяет использовать тонкую и, следовательно, относительно легкую и недорогую пленку.Despite the fact that the film is a gas-tight element, with a small thickness, it may break under the influence of gas pressure, if measures are not taken to maintain it. The proposed design just provides the necessary support, which allows the use of a thin and, therefore, relatively light and inexpensive film.

Благодаря наличию трубчатой насадки операцию сборки узла, состоящего из насадки, верхней крышки и пленки, удается производить отдельно, прикрепляя этот узел к горлышку емкости уже после ее наполнения. Это дает возможность обеспечивать более высокую производительность в цехе розлива и выполнять более широкое наливное отверстие бутыли (соответственно, с более быстрым ее наполнением), а также выполнять выходное горлышко и узел насадки с диаметрами по желанию.Due to the presence of the tubular nozzle, the assembly operation of the assembly consisting of the nozzle, the top cover and the film can be carried out separately by attaching this assembly to the neck of the container after filling it. This makes it possible to provide higher productivity in the bottling workshop and to make a wider filling opening of the bottle (respectively, with its faster filling), as well as to perform the outlet neck and nozzle assembly with diameters as desired.

Краткое описание чертежейBrief Description of the Drawings

Для лучшего понимания, сущность изобретения поясняется в ходе нижеследующего описания одного из вариантов его осуществления со ссылками на приложенные чертежи, на которыхFor a better understanding, the essence of the invention is explained in the course of the following description of one of the variants of its implementation with reference to the attached drawings, in which

Фиг.1 представляет собой вид с пространственным разделением деталей, на котором изображены верхняя крышка, насадка и пленка, образующие повторно герметизируемую укупорочную конструкцию над горлышком бутыли;Figure 1 is a view with a spatial separation of the parts, which depicts the top cover, nozzle and film forming a re-sealed closure structure over the neck of the bottle;

на Фиг.2 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии заводской укупорки;Figure 2 shows a resealable closure in a state of factory closure;

на Фиг.3 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии повторной укупорки.Figure 3 shows a resealable closure in a state of re-closure.

Подробное описание предпочтительного варианта осуществленияDetailed Description of a Preferred Embodiment

Повторно герметизируемая укупорочная конструкция 2 имеет верхнюю крышку 4, трубчатую насадку 6 и пленку 8. В рассматриваемом примере эта конструкция 2 используется для укупорки горлышка 10 бутыли. Под бутылью здесь понимается либо бутыль из ПЭТ или ПВХ, выполненная путем формования предварительной заготовки, полученной литьем под давлением, которую затем подвергают выдувному формованию до получения нужной формы, либо стеклянная банка или бутыль.The resealable closure 2 has a top cap 4, a tubular nozzle 6 and a film 8. In this example, this closure 2 is used to seal the neck of a bottle 10. Here, a bottle is understood to mean either a PET or PVC bottle made by molding a preform obtained by injection molding, which is then subjected to blow molding to obtain the desired shape, or a glass jar or bottle.

Горлышко 10 бутыли выполнено открытым и имеет выступ 12 для ограничения движения повторно герметизируемой укупорочной конструкции вниз при закрытии бутыли, а также прилив 14, выступающий наружу от внешней стенки горлышка для зацепления с выступающим внутрь ребром 16 насадки 6.The neck 10 of the bottle is made open and has a protrusion 12 to restrict the movement of the resealable closure downward when closing the bottle, as well as a tide 14 protruding outward from the outer wall of the neck to engage the inwardly extending rib 16 of the nozzle 6.

Пленка 8 может быть изготовлена из полимера либо из алюминиевой фольги, ламинированной полимерным материалом, либо из алюминия. Пленку выбирают таким образом, чтобы ее можно было прикреплять с обеих сторон и отрывать с приложением минимального усилия. Любой полимерный слой должен быть также достаточно тонким, для того чтобы не упрочнять пленку. Так, например, легкий отрыв пленки с одновременным сохранением необходимой газонепроницаемости при совместном использовании с верхней крышкой обеспечиваются при выполнении пленки из алюминия толщиной от 12 до 25 микрон с нанесенными с обеих сторон слоями полимера толщиной 15-30 микрон. Возможно нанесение и еще более тонких полимерных слоев. Предпочтительно, чтобы повторно герметизируемая укупорочная конструкция в готовом виде уже содержала закрепленную внутри нее пленку 8.The film 8 can be made of polymer either from aluminum foil laminated with a polymeric material or from aluminum. The film is selected so that it can be attached on both sides and tear off with minimal effort. Any polymer layer should also be thin enough so as not to harden the film. So, for example, easy tearing of the film while maintaining the necessary gas tightness when used together with the top cover is ensured when the film is made of aluminum with a thickness of 12 to 25 microns with polymer layers deposited on both sides with a thickness of 15-30 microns. It is possible to apply even thinner polymer layers. Preferably, the re-sealed closure in the finished form already contained a film 8 fixed inside it.

Насадка 6 представляет собой в предпочтительном варианте деталь из полиэтилена или ПЭТ, полученную литьем под давлением. Она охватывает горлышко 10 бутыли и крепится к нему. Насадка имеет юбку 20, которая охватывает горлышко и заканчивается выступающим внутрь ребром 16. В том месте, где насадка садится на открытое отверстие горлышка 10, выполнено плечо 22, которое зажимает пленку 8 между поверхностью 24 насадки и верхней частью устья горлышка. Обе указанные взаимодействующие поверхности могут быть выполнены со ступеньками, как показано на фиг.1, что способствует более точной посадке в процессе сборки.The nozzle 6 is in a preferred embodiment a part made of polyethylene or PET, obtained by injection molding. It covers the neck of a 10 bottle and fastens to it. The nozzle has a skirt 20, which covers the neck and ends with a rib 16 projecting inward. At the place where the nozzle sits on the open hole of the neck 10, a shoulder 22 is made that clamps the film 8 between the surface 24 of the nozzle and the upper part of the mouth of the neck. Both of these interacting surfaces can be made with steps, as shown in figure 1, which contributes to a more accurate fit during the assembly process.

Насадка 6 имеет цилиндрическую наружную стенку 26, идущую вверх от плеча 22. Верхняя крышка 4 содержит приспособление для разъемного зацепления с наружной стенкой насадки. Указанное приспособление может быть образовано, например, элементами 32, выполненными на внутренней поверхности наружной стенки 34 верхней крышки 4 и взаимодействующими с соответствующей винтовой резьбой или рядом выступающих приливов 30 на наружной поверхности стенки 26.The nozzle 6 has a cylindrical outer wall 26 extending upward from the shoulder 22. The top cover 4 comprises a device for releasably engaged with the outer wall of the nozzle. The specified device can be formed, for example, by elements 32 made on the inner surface of the outer wall 34 of the upper cover 4 and interacting with the corresponding screw thread or a number of protruding tides 30 on the outer surface of the wall 26.

В верхней крышке 4 предусмотрена пробка 36, соединенная с верхней частью крышки и расположенная внутри пространства, ограниченного наружной стенкой 34. Пробка 36 имеет основание, образованное круглой пластиной 40. В рассматриваемом примере пластина 40 представляет собой отдельную деталь, которая крепится к стенке пробки с помощью фиксирующего кольца 42, образующего обращенную наружу выемку 44, в которую входит кольцевая выступающая внутрь кромка 46 стенки пробки. Благодаря такой конструкции пластина 40 может поворачиваться относительно остальной части верхней крышки.A cap 36 is provided in the top cover 4, connected to the top of the cover and located inside the space bounded by the outer wall 34. The plug 36 has a base formed by a round plate 40. In this example, the plate 40 is a separate part that is attached to the wall of the plug with a retaining ring 42 forming an outwardly facing recess 44 into which an annular inwardly protruding edge 46 of the tube wall enters. Due to this design, the plate 40 can rotate relative to the rest of the top cover.

Согласно другому варианту осуществления (здесь не показан) пластина 40 отформована как единое целое со стенкой пробки.According to another embodiment (not shown here), the plate 40 is molded as a unit with the tube wall.

Открытая верхняя часть пробки 36 закрывается заглушкой 50, которая плотно посажена в эту часть, позволяя получить аккуратную поверхность.The open top of the plug 36 is closed by a plug 50, which is tightly seated in this part, allowing you to get a neat surface.

Способ использованияMethod of use

На фиг.2 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии заводской укупорки. Верхняя крышка 4 навинчена на насадку таким образом, что пластина 40 поджимает уплотняющую пленку 8, которая уложена в плоскости устья горлышка 10. Пленка 8 приварена к основанию пластины 40, к поверхности 24 насадки и к верхней поверхности горлышка. Верхняя крышка 4, насадка 6 и пленка 8 поставляются в уже собранном виде, благодаря чему остается только посадить юбку 20 насадки на горлышко и произвести термогерметизацию полученного узла. Запечатывание пленкой 8 открытого устья горлышка 10 создает первичную герметизацию в показанном здесь состоянии заводской укупорки.Figure 2 shows a resealable closure in a state of factory closure. The top cover 4 is screwed onto the nozzle in such a way that the plate 40 compresses the sealing film 8, which is laid in the plane of the mouth of the neck 10. The film 8 is welded to the base of the plate 40, to the surface 24 of the nozzle and to the upper surface of the neck. The top cover 4, the nozzle 6 and the film 8 are delivered pre-assembled, so that it remains only to put the skirt 20 of the nozzle on the neck and thermo-seal the resulting assembly. Sealing with foil 8 of the open mouth of the neck 10 creates a primary seal in the factory closure condition shown here.

В рассматриваемом состоянии заводской укупорки между основанием стенки 34 и плечом 22 образуется открытый кольцевой зазор 52. Наличие зазора 52 свидетельствует о том, что за время хранения на складе повторно герметизируемую укупорочную конструкцию никто не вскрывал. Согласно другому варианту осуществления (здесь не показан), зазор 52 может быть закрыт защитной отрывной полоской, расположенной в основании стенки 34.In the state of factory closure under consideration, an open annular gap 52 is formed between the base of the wall 34 and the shoulder 22. The presence of a gap 52 indicates that no one opened the resealable closure during storage. According to another embodiment (not shown here), the gap 52 may be closed by a tear-off strip located at the base of the wall 34.

Для того чтобы открыть устройство, пользователь должен вращать верхнюю крышку 4 относительно насадки 6. При этом создается усилие среза, которое действует на пленку 8, отрывая ее в кольцевом пространстве, окружающем пробку 36. Благодаря установке пластины 40 с возможностью поворота относительно верхней крышки последняя начинает поворачиваться до того, как пленка начнет отрываться. В результате становится возможным открытие крышки с меньшим начальным моментом. Сразу после того как произошло ослабление затяжки крышки, движение пробки вверх приводит к уменьшению силы поддержания пленки 8, а давление внутри емкости способствует разрыву пленки.In order to open the device, the user must rotate the top cover 4 relative to the nozzle 6. This creates a shear force that acts on the film 8, tearing it in the annular space surrounding the plug 36. By installing the plate 40 with the possibility of rotation relative to the top cover, the latter starts rotate before the film begins to come off. As a result, it becomes possible to open the lid with a lower initial moment. Immediately after the weakening of the tightening of the lid, the upward movement of the tube leads to a decrease in the force of support of the film 8, and the pressure inside the container helps to rupture the film.

На фиг.3 показана повторно герметизируемая укупорочная конструкция в состоянии повторной укупорки. В этом состоянии целостность пленки 8 уже нарушена. При полном навинчивании верхней крышки 4 на насадку 6 край стенки 34 опирается на плечо 22, вследствие чего ограничивается дальнейшее перемещение крышки вниз. В этом положении пластина 40 оказывается уже в устье горлышка 10, и образуется вторичное уплотнение, обусловленное взаимодействием кромки пластины 40 с внутренней кромкой устья горлышка, - см. зону, обозначенную литерой А. Целесообразно выполнить пластину 40 со скошенной кромкой, с тем чтобы обеспечить возможность ее беспрепятственного вхождение в устье горлышка и формирования вторичного уплотнения даже в случае использования бутылей с горлышками разных размеров.Figure 3 shows a resealable closure in a state of re-closure. In this state, the integrity of the film 8 is already violated. When the top cover 4 is completely screwed onto the nozzle 6, the edge of the wall 34 rests on the shoulder 22, as a result of which the further movement of the cover down is limited. In this position, the plate 40 is already at the mouth of the neck 10, and a secondary seal is formed due to the interaction of the edge of the plate 40 with the inner edge of the mouth of the neck, see the area indicated by letter A. It is advisable to make the plate 40 with a beveled edge, in order to enable its unhindered entry into the mouth of the neck and the formation of a secondary seal, even in the case of bottles with necks of different sizes.

Из вышесказанного с очевидностью следует, что срок хранения на складе продукта, находящегося в емкости, снабженной описанной здесь повторно герметизируемой укупорочной конструкцией, существенно возрастает, поскольку первичное уплотнение, образованное пленкой, имеет высокий уровень газонепроницаемости.From the foregoing, it clearly follows that the shelf life of a product in a container equipped with the resealable closure structure described herein increases significantly, since the primary seal formed by the film has a high level of gas impermeability.

Благодаря применению отдельной насадки 6 достигается экономия материала горлышка, который используется в предварительно отформованной заготовке бутыли.Thanks to the use of a separate nozzle 6, savings are achieved in the material of the neck, which is used in the preformed bottle blank.

Claims

1. A container having an open neck and resealable closure design, which may be in a state of factory closure and re-closure of the container, while this design has a film forming a primary seal on the neck in a state of factory closure, a tubular nozzle covering the neck and fixed to the neck it, the top cover, equipped with a device for releasable engagement with the outer wall of the nozzle, a plug connected to the top cover and having a plate that is attached to enke to maintain it in a state factory closure and is adapted to enter the neck in a position to re-capping.

2. The container according to claim 1, in which the plate is attached to the cork so that it can rotate relative to the cork.

3. The container according to claim 1, in which the plate is molded as a unit with the cork.

4. A re-hermetically sealed closure for mounting on an open-neck container, comprising a tubular nozzle fixed to and surrounding the neck, a film welded to the nozzle and adapted to be attached on both sides to provide primary sealing on the open neck of the container when the nozzle is installed on it, a top cover equipped with a device for releasable engagement with the outer wall of the nozzle, a plug connected to the top cover and having a plate that is attached to Lenka and maintains it in a state of factory closure.

5. A resealable closure structure according to claim 4, wherein the plate is attached to the cork so that it can rotate relative to the cork.

6. The resealable closure structure according to claim 4, wherein the plate is molded as a unit with the cork.