RU2384494C2 - Способ крепления капсулы на горлышке пластиковой бутылки во время наполнения бутылки - Google Patents

Abstract

Изобретения относятся к способу и устройству наполнения пластиковой бутылки с горлышком и крепления капсулы на пластиковой бутылке. Способ включает асептическое наполнение пластиковой бутылки, приваривание первой мембраны к бутылочному горлышку, прямо или опосредованное размещение загружаемого в пластиковую бутылку вещества на приваренную мембрану, фиксирование загружаемого вещества при помощи другой мембраны и соединение второй мембраны с первой мембраной или бутылочным горлышком, устанавливание запорного элемента на бутылочной горлышке в заблокированном гарантийном положении при первом открывании поверх образованной капсулы. Устройство содержит капсулу, по меньшей мере, первую мембрану, которая имеет термосвариваемый слой для первого температурного диапазона для приваривания к бутылочному горлышку. Первая мембрана имеет дополнительно второе покрытие из запечатывающего лака, нанесенное на второй стороне первой мембраны и соответствующее второму температурному диапазону. Достигается наполнение пластиковой бутылки с креплением капсулы при высокоскоростном наполнении и стерилизация в бутылке жидкостей. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу наполнения пластиковой бутылки с горлышком и к способу крепления капсулы, по меньшей мере, с одним заключенным в ней, загружаемым в пластиковую бутылку веществом согласно ограничительной части пункта 1, а также к пластиковой бутылке с закрепленной на горлышке капсулой согласно ограничительной части пункта 11 формулы изобретения.

Как известно, имеется много смешанных продуктов, которые по истечении определенного времени отделяются, разлагаются или изменяются другим образом и, следовательно, становятся непригодными для употребления. Этому можно воспрепятствовать тем, что, например, определенные легко разлагающиеся субстанции хранят отдельно и передают их потребителю, который соединяет компоненты собственно перед использованием. В частности, это касается различных медикаментов, в которых к жидкой составляющей необходимо добавить порошковую субстанцию или таблетку и затем принять вместе обе эти составляющие. Эта схема получает все большее распространение также и в промышленности пищевых продуктов. Так, например, предлагаются фруктовые йогурты, помещенные в стаканчике, состоящем из двух отделений, при этом в одном стаканчике содержится йогурт, а в другом стаканчике хрустящее мюсли, и при этом после удаления закрывающей мембраны стаканчик с мюсли может шарнирно перемещаться и позволяет переместить содержимое в стаканчик с йогуртом. Так как здесь оба компонента легко доступны к употреблению каждый сам по себе, то потребитель также без особого труда может иметь у себя обе доступные сами по себе составляющие. В случае смешиваемых молочных продуктов, когда речь идет, например, о полученной из молока жидкой составляющей и других субстанциях таких, например, как различные витамины, микроэлементы и другие служащие укреплению здоровья добавки в твердом состоянии, то не имеет смысла, если у потребителя будут эти обе составляющие отдельно каждая сама по себе.

В последние годы появились на рынке пластиковые бутылки, комбинируемые с капсулой, в которой содержится используемое в пластиковой бутылке вещество. Особенно известная форма осуществления приведена в публикации WO 98/40289. Здесь описывается первый вариант, при котором в полости запорного элемента, закрытого крышкой, заключена таблетка. При первом открывании эту крышку прокалывают, и таблетка падает в емкость. Это решение имеет недостаток касательно требований стойкости при хранении и гигиены, так как таблетка не запечатана в отдельной капсуле. Во втором варианте таблетка находится в капсуле, и наконечником для прокалывания ее удаляют из капсулы, и она падает в находящийся ниже жидкий компонент. Так как капсула находится в сливной зоне запорного элемента, то запорный элемент после первого открывания должен быть отвинчен и капсула удалена. Для потребителя это создает трудности и вызывает законное недоумение. Потребитель бывает очень недоволен плохими сливными возможностями запорного элемента.

Наряду с упомянутым здесь, отражающим ближайший уровень техники документом были раскрыты также все возможные решения, представляющие практически все камеру в запорном элементе, в который таблетка помещена сама по себе или в прокалываемой оболочке. Речь идет, например, о GB-A-2321231, GB-A-2364699.

Совершенно другой подход показан в публикации GB-A-2210014, где представлен стаканчик для воды, наполненный водой для приема таблеток, которые находятся в расположенной над стаканчиком блистерной упаковке. Наконец, в публикации ЕР-0857662 также показано несколько необычное решение, при котором контейнер или его крышка имеет двойной запорный элемент, который может быть выпользован дозировочной машиной для холодного наполнения контейнера в асептических условиях.

Представленные выше решения запорных элементов и контейнеров, в которых капсулу с веществом крепят над горлышком контейнера, исходили до сих пор из того, что после опорожнения эти капсулы необходимо удалить, чтобы контейнер с запорным элементом привести в положение готовности к употреблению. Заявитель отказался от этих подходов и проникся сознанием того, что схема капсулы с помещенным в ней веществом, которое необходимо ввести в жидкость контейнера, скрывает в себе огромный потенциал, и что этот потенциал может быть выпользован лишь при условии, если капсула по технологии производства может устанавливаться на контейнер в процессе наполнения. Заявленное еще ранее заявителем решение базировалось на том, что готовую капсулу приваривают непосредственно на горлышко бутылки и при этом соответственно рассчитывают размеры капсулы и бутылочного горлышка. Однако оказалось, что для разных назначений такое решение с точки зрения логистики едва ли может быть разумно реализовано на предприятии, на котором осуществляют наполнение, в частности если операция осуществляется с очень высокой скоростью наполнения.

Другая проблема состоит в том, что находящуюся в контейнере жидкость зачастую даже после асептического наполнения вновь приходится стерилизовать. Однако при стерилизации действуют температуры, условия которых могут уничтожить содержимое уже находящейся на бутылке капсулы.

Но так как капсула запирает контейнер, то осуществить стерилизацию невозможно до крепления капсулы. Эти вопросы особенно актуальны, в частности, когда речь идет о фруктовых соках или напитках, изготовленных на основе молока.

Поэтому задача заявляемого изобретения заключается в том, чтобы предложить способ наполнения пластиковой бутылки с горлышком и крепления капсулы, по меньшей мере, с одним закупоренным в ней, загружаемым в пластиковую бутылку веществом, который приспособлен для высокоскоростных устройств наполнения, а также подходит для наполнения стерилизуемых в бутылке жидкостей.

Эта задача решается за счет способа с признаками пункта 1 формулы изобретения.

Кроме того, задачей изобретения является предложить пластиковую бутылку с закрепленной на горлышке бутылки капсулой, реализуемую согласно способу по пункту 1. Эта задача решается за счет пластиковой бутылки с закрепленной на горлышке бутылки капсулой с признаками согласно пункту 11 формулы изобретения. Из зависимых пунктов 2-10 вытекают предпочтительные варианты осуществления способа, а зависимые пункты 11 и последующие предлагают предпочтительные варианты осуществления пластиковой бутылки.

На чертеже схематично представлен способ согласно изобретению, а также наполненная в соответствии со способом и снабженная капсулой пластиковая бутылка. Показаны:

Фиг.1 - ход реализации способа с последовательными этапами от а) до ж),

Фиг.2 - наполненная согласно способу пластиковая бутылка с закрепленной на ней капсулой и с установленным на капсуле запорным элементом, частично в разрезе.

Получаемый конечный продукт состоит из наполненной пластиковой бутылки с горлышком, на котором закреплена капсула. Капсула содержит загружаемое вещество, которое может быть в твердом состоянии, в форме таблеток, в виде порошка или даже в жидкой форме.

Пластиковая бутылка, обозначенная в целом позицией 1, изготовлена предпочтительно из пластмассы и имеет горлышко 2. На бутылочном горлышке 2 отформована наружная периферическая закраина 3. Для самого способа как такового наличие закраины, разумеется, здесь не является существенным. К бутылочному горлышку 2 приварена капсула, обозначенная на чертеже в целом позицией 4. Над приваренной капсулой 4 установлен запорный элемент 5. На запорном элементе 5 имеется гарантийная полоска 6, охватывающая закраину 3. Запорный элемент 5 снабжен трубочкой для питья 7, которая закупорена герметичной крышкой 8. Запорный элемент 5 включает накидную охватывающую стенку 9 с внутренней резьбой 10. Из представленного здесь гарантийного положения запорный элемент завинчиванием может быть смещен в положение готовности к употреблению. При этом капсула 4 прокалывается, и ее содержимое попадает в находящуюся в пластиковой бутылке 1 жидкость. Более подробное выполнение запорного элемента не является предметом предлагаемого изобретения и поэтому его точное выполнение здесь не описывается.

Ниже способ согласно изобретению поясняется со ссылкой на фиг.1. Этапы от а) до в) заключены в штрихпунктирную рамку. Эта штрихпунктирная рамка призвана схематически представить, что эти этапы осуществляются в асептической камере 20. Асептическая камера 20 представляет собой закрытую камеру в устройстве для наполнения и, следовательно, интегрирована в это устройство. На первом этапе, обозначенном на чертеже как а), в пластиковую бутылку 1 вставляют разливочную трубку 11 и наполняют бутылку до желательного уровня заливаемой жидкостью. На следующем этапе пластиковую бутылку 1 подают на участок сварки и там запечатывают ее первой мембраной. В принципе, термины «сваривать» и «запечатывать (укупоривать посредством термосваривания)» равноценны. Собственно имеет место сваривание двух термопластичных слоев. Соответственно мембрана покрывается с двух сторон запечатывающим слоем. Этот слой соединяют термопластичной сваркой с горлышком бутылки. Сама мембрана, изготовленная предпочтительно из алюминия, крепится при этом на бутылочном горлышке 2 посредством термосваривания. Для этого используется соответственно схематически представленный электронагреваемый запечатывающий или сварочный штамп 13, посредством которого осуществляется соединение мембраны с горлышком контейнера. После этого запечатывания пластиковая бутылка 1 укупорена при помощи первой мембраны 12 абсолютно герметично. Теперь в дело вступает электронагреваемый формовочный штамп 14 и первая мембрана 12 может по усмотрению чисто механически или под нагревом приобрести свою окончательную форму. Соответственно первая мембрана 12 может быть помещена на место уже в ее окончательной форме или, например, получить свою окончательную форму при помощи нагреваемого штампа 14 на следующем на чертеже этапе в).

Герметично закрытая первой мембраной 12 пластиковая бутылка 1 покидает теперь асептическую камеру 20 и как промежуточный этап, осуществляемый при необходимости, может быть стерилизована в самом контейнере. Этот промежуточный этап представлен на фиг.1 как г). После стерилизации теперь уже в принципе наполненный контейнер, который укупорен абсолютно герметично, может быть оставлен на временное хранение впредь до реализации следующих этапов.

На следующем этапе уже запечатанный контейнер 1 поступает в сушильную камеру 30. Сушильная камера 30 при необходимости может быть одновременно оборудована также как асептическая камера. В этой сушильной камере 30 на приваренную уже к бутылочному горлышку первую мембрану 12 помещают подаваемое в контейнер вещество 16. Как уже было упомянуто, это вещество 16 может быть, как здесь показано, в форме таблеток, хотя также вполне возможно, что это вещество 16 помещают на первую мембрану 12 в виде порошка или в жидком пастообразном состоянии. Поэтому первую мембрану 12 формуют в зависимости от консистенции помещаемого вещества 16.

После помещения на первой мембране 12 соответствующего вещества 16 на нее укладывают вторую мембрану 17. Эта вторая мембрана 17 также может быть уже предварительно отформованной. Эта вторая мембрана 17 также может быть из алюминиевой фольги. Эта алюминиевая фольга может быть запечатана, анодирована или опять же иметь другое покрытие, которое, по существу, должно удовлетворять эстетическим требованиям. Очевидно будет преимуществом, если это покрытие может предохранять фольгу от разрушения. Так как мембрана 12, как уже упоминалось, с обеих сторон может быть снабжена термосвариваемым покрытием, то на вторую мембрану 17 уже не нужно наносить запечатывающий слой. Вторую мембрану 17 помещают поверх первой мембраны 12, причем, по меньшей мере, находящиеся на горлышке контейнера поверхности первой и второй мембран укладываются заподлицо одна поверх другой. На следующем после этого этапе, обозначенном на чертеже как е), вторую мембрану 17 приваривают к первой мембране 12. Здесь также предусмотрен соответствующий электрический сварочный штамп 18. Предпочтительно вторая мембрана 17 выполнена ответной для первой мембраны 12, так что образуется максимально большая внутренняя полость. При этом по желанию первая мембрана может быть сильнее вытянута глубокой вытяжкой, чем вторая мембрана, или наоборот. Это опять же зависит, по существу, от консистенции вещества, которое должно быть помещено в наполняемую капсулу 4. Если это вещество представляет собой жидкость, то вторая мембрана может быть выполнена, разумеется, также абсолютно плоской.

Приваривание мембран 12 и 17 осуществляется при относительно низких температурах, которые не опасны для содержимого. Выбор температур зависит, по существу, от термосвариваемых покрытий, нанесенных на первую мембрану. В принципе первая мембрана 12 может быть с обеих сторон снабжена термосвариваемым слоем, который обрабатывают примерно при одинаковой температуре. Однако предпочтительно, если первая мембрана снабжена с одной стороны низкотемпературным свариваемым слоем, а с другой стороны высокотемпературным свариваемым слоем. В этом случае на первом этапе первую мембрану 12 приваривают к контейнеру или бутылочному горлышку низкотемпературным свариваемым слоем. При этой температуре второй высокотемпературный свариваемый слой остается соответственно незатронутым. После этого соответственно вторую мембрану 17 приваривают при соответственно более высокой температуре на высокотемпературный свариваемый слой. Как уже упоминалось, в этом случае вторая мембрана 17 не снабжена термосвариваемым слоем.

Как альтернатива обе мембраны, разумеется, могут быть снабжены каждая своим термосвариваемым слоем. Но в этом случае предпочтительно, если на обе мембраны наносят термосвариваемые слои с разными температурными диапазонами. При этом первую мембрану 12 снабжают термосвариваемым слоем, который приваривают при более высокой температуре, а вторую мембрану 17 приваривают на эту первую мембрану при более низкой температуре, чем вначале первую мембрану. Соответственно вторая мембрана имеет низкотемпературный свариваемый слой.

В итоге, следовательно, получается пластиковая бутылка с горлышком, на котором закреплена капсула, при этом, по меньшей мере, на первой мембране 12 имеется термосвариваемый слой для первого температурного диапазона для приваривания к горлышку контейнера и второй термосвариваемый слой, который нанесен либо на вторую сторону первой мембраны 12, либо на одну сторону второй мембраны 17 и рассчитан на второй температурный диапазон.

Первая мембрана 12, также как и вторая мембрана 17, разумеется, могут быть выполнены однослойными или многослойными. Материалы для изготовления этих мембран могут быть самыми разнообразными. Для мембран, полученных глубокой вытяжкой или предварительно отформованных, подходят, разумеется, больше всего мембраны из алюминия или пластика и/или их смеси. Сказанное относится также и ко второй мембране 17, если она также должна иметь выпуклую форму. Однако если при этом речь идет о плоской мембране, то также может быть выпользована, разумеется, плакированная алюминием бумага. Для мембран в целом могут подходить также металлизируемые пластиковые пленки. Но в любом случае наружное покрытие представлено термосвариваемым слоем.

Как только к контейнеру или к бутылке 1 окончательно прикреплена капсула, на ней сразу же устанавливают запорный элемент 5. Таким образом капсула защищена от механических воздействий.

Наполненная согласно этому способу бутылка обеспечивает высокую сохранность помещенного в нее продукта. Благодаря относительно низким температурам, при которых крепятся мембраны посредством соответствующих термосвариваемых покрытий, температурное воздействие на помещаемое вещество 16 также совершенно незначительно. При необходимости можно также дополнительно предусмотреть соответствующее охлаждение сушильной камеры.

Как уже упоминалось, первая мембрана может быть также плоской мембраной. Это целесообразно, в частности, тогда, когда на эту мембрану позже помещают загружаемое в бутылку биологически активное вещество уже в капсулированной форме и, следовательно, вторая мембрана представляет собой часть этой капсулы. Это решение представляется, конечно, с точки зрения производственных затрат несколько более дорогостоящим, но может быть востребовано по соображениям логистики. В этом случае первую мембрану с обеих сторон можно снабдить термосвариваемым слоем, при этом будет более целесообразно, если термосвариваемый слой, помещаемый на бутылочное горлышко, представляет собой низкотемпературный свариваемый слой, а запечатывающий слой, который контактирует со второй мембраной, являющейся частью капсулы, рассчитан на более высокий температурный диапазон. Этот подход позволяет получить особенно удобный для манипулирования продукт как по соображениям логистики, так и с точки зрения его хранения.

Особенно простое технологическое решение, требующее одновременно незначительных инвестиций, заключается в том, что диаметры мембран капсулы больше диаметра бутылочного горлышка 2. В этом случае вторую мембрану, являющуюся частью капсулы, укладывают по центру на первую мембрану, а затем вдавливают запорный элемент или часть составного запорного элемента, так что капсула закраиной удерживается практически с геометрическим замыканием на горлышке бутылки и блокируется запорным элементом или частью запорного элемента. В частности, для этого вида монтажа предпочтительным является то, что мембраны полностью изготовлены из алюминия или алюминиевого соединения.

Здесь следует также обратить внимание на то, что нумерация этапов от а) до ж), представленная на фиг.1, не совпадает с нумерацией в формуле изобретения.

Не углубляясь в детали, следует также упомянуть, что мембраны могут быть выполнены так, что образуют несколько камер, и соответственно могут также быть загружены разные биологически активные вещества.

Перечень ссылочных позиций

1	Контейнер
2	Бутылочное горлышко
3	Закраина
4	Капсула
5	Запорный элемент
6	Гарантийная полоска
7	Трубочка для питья
8	Крышка
9	Накидная охватывающая стенка
10	Внутренняя резьба
11	Разливочная трубка
12	Первая мембрана
13	Сварочный штамп
14	Нагреваемый формовочный штамп
20	Асептическая камера
16	Вещество
17	Вторая мембрана
18	Электрический сварочный штамп
30	Сушильная камера

Claims (18)

1. Способ наполнения пластиковой бутылки с горлышком и крепления капсулы, по меньшей мере, с одним закупоренным в ней загружаемым в пластиковую бутылку веществом, отличающийся следующей последовательностью этапов:
а) осуществляют асептическое наполнение пластиковой бутылки;
б) приваривают первую мембрану к бутылочному горлышку;
в) прямо или опосредованно помещают загружаемое в пластиковую бутылку вещество на приваренную мембрану;
г) фиксируют загружаемое вещество при помощи другой мембраны и соединяют вторую мембрану с первой мембраной или бутылочным горлышком;
д) устанавливают запорный элемент на бутылочном горлышке в заблокированном гарантийном положении при первом открывании поверх образованной капсулы.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что первую мембрану помещают в виде диска из фольги, полученного глубокой вытяжкой, который имеет приемную чашечку для помещаемого на ней вещества.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что после или в процессе приваривания первую мембрану формуют предварительно под нагревом таким образом, что образуется, по меньшей мере, одна приемная чашечка для помещаемого на нее загружаемого в бутылку вещества.

4. Способ по п.1, отличающийся тем, что вторую мембрану помещают как предварительно отформованную, выпуклую мембрану.

5. Способ по п.1, отличающийся тем, что первая мембрана представляет собой плоскую мембрану и вещество помещают на нее в уже капсулированном виде, причем фольга капсулы, которую помещают на первую уже приваренную мембрану, представляет собой вторую мембрану для фиксации загружаемого вещества.

6. Способ по п.5, отличающийся тем, что вторая мембрана представляет собой фольгу, диаметр которой превышает диаметр бутылочного горлышка и которая в результате вдавливания запорного элемента охватывает бутылочное горлышко с геометрическим замыканием и удерживается на нем, и посредством запорного элемента или части запорного элемента ее фиксируют на бутылочном горлышке.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что вторая мембрана представляет собой фольгу, одну из двух образующих капсулу, и фольга представляет собой алюминиевую фольгу или фольгу, содержащую алюминий.

8. Способ по п.1, отличающийся тем, что после этапа б) содержимое запечатанной бутылки стерилизуют, после чего осуществляются другие указанные этапы.

9. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, этапы в) и г) осуществляют в сушильной камере.

10. Способ по п.1, отличающийся тем, что, по меньшей мере, этапы от а) до г) осуществляют в условиях асептической камеры согласно предписаниям, касающимся пищевых продуктов.

11. Способ по п.1, отличающийся тем, что если первая мембрана снабжена с одной стороны низкотемпературным свариваемым слоем, а с другой стороны высокотемпературным свариваемым слоем, то первую мембрану (12) низкотемпературным свариваемым слоем приваривают к бутылочному горлышку, а затем вторую мембрану - на высокотемпературный свариваемый слой первой мембраны.

12. Способ по п.1, отличающийся тем, что если первая и вторая мембрана снабжены каждая своим термосвариваемым слоем, но с разными температурными диапазонами, то первую мембрану приваривают при более высокой температуре в соответствии с нанесенным термосвариваемым слоем, а вторую мембрану приваривают на эту первую мембрану при более низкой температуре, чем вначале первую мембрану.

13. Пластиковая бутылка с установленной на бутылочном горлышке капсулой, установленной, по меньшей мере, по одному из пп.1-10, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, первая мембрана имеет термосвариваемый слой для первого температурного диапазона для приваривания к бутылочному горлышку, причем первая мембрана имеет дополнительно второе покрытие из запечатывающего лака, нанесенное на второй стороне первой мембраны и соответствующее второму температурному диапазону.

14. Пластиковая бутылка по п.13, отличающаяся тем, что, по меньшей мере, первая мембрана имеет два или больше отформованных углублений для разных последовательно загружаемых веществ.

15. Пластиковая бутылка по п.13, отличающаяся тем, что бутылочное горлышко имеет блокирующую закраину, которая находится в соединении с геометрическим замыканием с гарантийной полоской, расположенной на нижнем конце окружной охватывающей стенки.

16. Пластиковая бутылка по п.13, отличающаяся тем, что первая мембрана представляет собой плоскую мембрану, а вторая мембрана представляет собой также плоскую мембрану капсулы, в которую уже помещено загружаемое вещество.
Приоритет по пунктам:

26.11.2004 по пп.1-12;

30.08.2005 по пп.13-16.

Images