ГЕРМЕТИЧНАЯ КРЫШКА ДЛЯ ЕМКОСТИ И ВАКУУМНЫЙ УПЛОТНЯЮЩИЙ ДИСК ДЛЯ ГЕРМЕТИЧНОЙ КРЫШКИ Российский патент 1999 года по МПК B65D53/04 

Настоящее изобретение относится к герметичной крышке для емкости, включающей предлежащую пленку, которая уплотняет отверстие емкости, металлическую фольгу, в частности из алюминия, для вакуумной герметизации предлежащей пленки по краю отверстия, съемный уплотняющий колпак, который может быть установлен или навинчен повторно, удаляемый регулируемый изоляционный слой из связующего материала между предлежащей пленкой и металлической фольгой, который дает возможность металлической фольге отслоиться от предлежащей пленки съема уплотняющего колпака, и эластичный слой между уплотняющим колпаком и металлической фольгой.

В течение нескольких десятилетий пластмассовые емкости, которые герметизируются с помощью пластмассовых навинчивающихся крышек, дополнительно уплотнялись с помощью различных вакуумных уплотняющих дисков между крышкой и отверстием емкости. Первоначально целью использования этого дополнительного уплотнения было решение задачи предотвращения утечек жидкостей при транспортировке или складировании. После свинчивания навинчивающейся крышки конечный потребитель должен дополнительно или первоначально разрушить уплотняющий слой. За последние 10 лет такой вид дополнительного уплотнения проявил себя в качестве пломбы, т. е. конечный потребитель мог легко установить после того, как откроет навинчивающуюся крышку, притрагивался ли кто-либо к содержимому емкости в промежутке между наполнением этой емкости и его собственным вскрытием этой емкости, что означает, что лицо, наполняющее емкость, и продавец имели дополнительный барьер защиты против попыток совершить воровство в процессе работы системы распределения товара. Большое количество различных типов вакуумных уплотняющих дисков нашло применение для различных целей в течение указанного промежутка времени и массово используется сейчас. Вакуумные уплотняющие диски или ленты изготавливаются отдельно. Изготовитель герметичной крышки (способ изготовления - предпочтительно литье под давлением) вкладывает диски в крышку или штампует диски из листового материала, которые запрессовываются непосредственно в крышку и закрепляются. Уплотняющий колпак со вставленным вакуумным диском, например, ввинчивается после наполнения емкости. После этого герметично закрытая емкость проходит через зону вакуумной герметизации. В этой зоне осуществляется процесс вакуумной герметизации. Обязательным для всех видов композитных изделий такого типа является то, что они содержат в качестве составного элемента металлическую фольгу, в большинстве случаев алюминиевую. Металлическая фольга работает при вакуумировании как контур для индукционного тока. Энергия в металлической фольге превращается в тепло, которое передается на уплотняющий слой, и таким образом создаются условия для осуществления процесса вакуумной герметизации. Под металлической фольгой располагается уплотняющий слой, соответствующий материалу емкости. Над металлической фольгой располагается эластичный слой, который обеспечивает, благодаря зажимному (установочному) давлению уплотняющего колпака, достаточное давление уплотняющего слоя на емкость. Этот эластичный слой очень часто присоединяется к металлической фольге с помощью воска (парафина) или какого-либо иного связующего вещества. При протекании процесса вакуумной герметизации воск разжижается и/или диффундирует в эластичный слой заданной конфигурации, или при этом используются дополнительные бумажные слои. Это характерная особенность всех вакуумных уплотняющих слоев, используемых для того, чтобы гарантировать, что после осуществления процесса вакуумной герметизации металлическая фольга осталась надежно присоединенной к уплотняющему слою емкости. Недостатком данных технических решений является то, что алюминий, который используется в устройствах вакуумной герметизации, и после вскрытия емкости с разрушением алюминиевого слоя, продолжает оставаться на поверхности края отверстия емкости, что делает невозможным повторное использование этой емкости.

Наиболее близким к настоящему изобретению по технической сущности и достигаемому результату при использовании является герметичная крышка для емкости, содержащая предлежащую пленку, уплотняющую отверстие емкости, подвергающейся герметизации, металлическую фольгу для вакуумного уплотнения предлежащей пленки по краю герметизируемого отверстия, съемный уплотняющий колпак, который может быть установлен или навинчен повторно, изоляционный слой из связующего материала, расположенный между предлежащей пленкой и металлической фольгой, а также эластичный слой (патент США N 4596338, МПК 6 B 65 D 53/04, 1986).

Известное решение имеет недостаток, заключающийся в том, что после свинчивания уплотняющего колпака алюминиевая фольга остается на уплотняющем колпаке (крышке). И хотя возможно повторное использование самой емкости, остается нерешенной проблема, связанная со сроками службы уплотняющего колпака, а именно соединения металлической фольги с пластическим материалом, из которого изготавливаются колпаки, в связи с чем исключается возможность их повторного использования или ремонта.

В основу настоящего изобретения положена задача создания герметичной крышки, позволяющей ее многократное использование, а также возможность раздельной реализации ее компонентов.

Данная задача решается благодаря тому, что между металлической фольгой и эластичным слоем предусмотрен разделительный слой, превращающийся в жидкость при температуре вакуумирования, и вакуумный слой, впитывающий разжиженное вещество разделительного слоя в процессе всасывания.

Такое решение поставленной технической задачи способствует тому, что при первоначальном свинчивании или съеме колпака, т.е. через длительный промежуток времени - после осуществления операции вакуумной герметизации, металлическая фольга первоначально все еще остается присоединенной или прилипшей к вакуумной уплотняющей пленке и зоне отверстия емкости, в то время как уплотняющий колпак может быть приподнят без частичек металлической фольги. Как только герметичная крышка снимается, благодаря наличию удаляемого регулируемого изоляционного слоя из связующего материала, металлическая фольга может быть без труда снята с пленки из пластического материала и сразу же повторно использоваться в процессах реализации или переработки алюминия. Ни на краях отверстия емкости, ни в уплотняющем колпаке больше не остается никаких металлических (алюминиевых) частичек. После этого вакуумная уплотняющая пленка может быть разрушена и содержимое емкости извлечено, а отверстие в это же самое время может быть снова герметизировано (завинчено) с помощью уплотняющего колпака после снятия. В этом случае эластичный слой обеспечивает хорошие показатели герметичности емкости при повторном процессе герметизации.

Вакуумные упаковочные уплотняющие диски, которые до последнего времени в большинстве случаев изготовлялись из двух частей, заменены на диски преимущественно из трех частей.

Эластичная часть, которая желательна для обеспечения уравновешивания допустимых нагрузок и надежного прижатия уплотняющего диска, представляет собой, в частности, диск из полимерного материала, в котором выбор полимерного материала предпочтительно определяется способностью к повторному использованию совместно с уплотняющим колпаком. Кроме того, следует обратить внимание на тепловое сопротивление выбранного материала, которое должно быть достаточно высоким, чтобы предотвратить "спекание" в результате нагрева.

Присоединение к металлической части осуществляется с помощью воска или какого - либо другого связующего вещества, которое накладывается на всю поверхность или по трафарету. Характерной особенностью этих веществ должна быть их способность к превращению в жидкое состояние при высоких температурах с целью приобретения возможности диффундировать в слой бумаги, покрывающий металлическую фольгу. Металлическая фольга при проведении операции всасывания работает как контур для индукционного тока. Энергия превращается в тепло в металлической фольге. В результате нагрева и благодаря подбору типов воска, связующих по своей природе, и выбору бумажного покрытия, в процессе операции вакуумирования происходит полное отделение от верхней эластичной части.

Присоединение металлической фольги к действительно уплотняющей части осуществляется также с помощью воска или другого подобного вещества. Этот воск не будет диффундировать в примыкающие слои в течение операции вакуумирования, так как и металлическая фольга и уплотняющий слой не могут абсорбировать какой бы то ни было воск. Наоборот, воск стремится сконцентрироваться в центральной части диска в соответствии с графиком "температура-время" таким образом, что наблюдается постоянное прижатие металлической фольги к уплотняющей части, что, однако, может быть легко прервано путем свободного нажатия рукой при снятии.

После съема металлической (алюминиевой) фольги слой из пластичного материала, который абсолютно герметично уплотнял емкость, вскрывается в соответствии с тем же самым механизмом, по которому существующие уплотняющие диски "металл-пластмассовый материал" вскрывались десятилетиями. Для этой цели к верхней части навинчивающегося колпака может быть прикреплена петля для оттягивания последнего кверху.

Эластичный диск из полимерного материала остается в уплотняющем колпаке и служит прекрасным уплотнением, если емкость предполагают использовать повторно.

Представляем подробное описании примера конкретного осуществления изобретения со ссылками на рисунки.

На фиг.1 представлено схематическое сквозное сечение герметичной крышки емкости в двух положениях.

На фиг.2 представлено схематическое сквозное сечение вакуумного уплотняющего диска.

На рисунках представлены сквозные сечения герметичной крышки. На фиг. 1 представлена емкость 10, которая имеет верхний край и отверстие 11. Данная емкость может иметь форму бутылки, однако вполне допустимы емкости в форме, например, банки, бидона и т.н. Левая часть фиг.1 демонстрирует герметичную крышку до, а правая часть - после вывинчивания уплотняющего колпака 30. Отверстие 11 уплотняется в верхней части с помощью предлежащей пленки 12. Эта пленка состоит из пластичного материала и служит уплотняющим слоем, например, из прозрачного материала, такого как полиэтилен, который соответствует материалу емкости. Она может быть снабжена в верхней части усиливающим слоем 13, который четко виден на фиг. 2, где дано увеличенное изображение.

В верхней части пленка 12 покрыта регулируемым удаляемым изоляционным слоем 15 из связующего материала. Этот удаляемый регулируемый изоляционный слой представляет собой слой из связующего материала, выбранного для этой цели и обладающего заданной связующей способностью и способностью к отделению.

Над регулируемым удаляемым изоляционным слоем 15 расположена металлическая фольга 20, например из алюминия. Размеры металлической фольги 20 соответствуют (с учетом общепринятых допусков, а именно таких, которые подходят для остающихся слоев упаковочного диска) размеру отверстия 11 емкости 10 и внутреннему диаметру уплотняющего колпака 30. При использовании вакуумного уплотнения металлическая фольга 20 взаимодействует с пленкой 12, плотно примыкая к краю отверстия 11 емкости 10 и обеспечивая надежную герметизацию последнего.

Металлическая фольга 20 удерживается в нижнем положении перед пленкой 12 или усиливающим слоем 13, благодаря удаляемому изоляционному слою 15 из связующего материала.

В верхней зоне имеется вакуумный слой 27 и разделительный слой 25.

Оба слоя 25 и 27 присоединяют металлическую фольгу 20 к нижней поверхности уплотняющего колпака 30. В уплотняющем колпаке 30 предусмотрен также эластичный слой 28, который уравновешивает нагрузки и способствует обеспечению надежной герметизации отверстия емкости при последующих операциях открывания или закрывания емкости. Уплотняющий колпак 30 изготавливается из пластического материала, например пенопласта типа HDPE или LDPE, эластичный слой 28 изготавливается из материала, который идентичен или может быть повторно идентично использован вместе с ним.

В процессе операции вакуумной герметизации удаляемый регулируемый слой 15 из связующего материала и разделительный слой 25, который изготавливается из того же самого материала, плавятся. Материал разделительного слоя 25 полностью диффундирует в вакуумный слой 27, при этом удаляемый регулируемый слой 15 из связующего материала концентрируется в средней части диска, в результате чего примыкающие к нему слои не могут его абсорбировать. Он остается присоединенным к пленке 12 или усиливающему слою 13.

Поэтому, если при первоначальном открывании уплотняющего колпака 30 имеет место движение потребителя рукой вверх, прикрепленный эластичный слой 28 в это же самое время также приподнимается кверху, так как он больше не присоединен к металлической фольге 20. Все остальные элементы остаются на краю отверстия 11 емкости 10. Уплотняющий колпак 30 может быть поэтому поднят кверху без элементов композитного изделия, которые не могут быть повторно использованы и остаются приклеенными или присоединенными к нему.

Теперь, однако, композитное изделие может быть отделено с применением незначительной силы, а именно легким движением руки вверх, приподымающим металлическую фольгу 20 и отделяющим ее от уплотняющего слоя, благодаря тому, что удаляемый регулируемый слой 15 из связующего материала сконцентрирован в центре диска, в соответствии с графиком "температура-время".

После этого предлежащая пленка 12 (желательно с усиливающим слоем 13) оказывается как раз перед потребителем и ему остается только разрушить последнюю, чтобы извлечь содержимое емкости.

Герметичная крышка представлена для многократного использования. Она имеет первую пленку, которая закрывает отверстие емкости. Металлическая фольга, в частности алюминиевая пленка, также служит для герметичного уплотнения первой пленки к краю отверстия вместе со снимаемой крышкой. Удаляемый адгезивный изоляционный слой между первой пленкой и металлической фольгой позволяет металлической фольге отделяться от первой пленки, после того как крышка была снята. В крышке предусмотрен эластичный слой расположенный между снимаемой крышкой 30 и металлической фольгой. Между металлической фольгой и эластичным слоем находится разделительный слой, который становится жидким при температурах вакуумирования, и вакуумный слой. В течение вакуумирования последний адсорбирует разжиженное вещество разделительного слоя. Адгезивный изоляционный слой не имеет смежный вакуумный слой. Вакуумный уплотняющий диск выполнен в виде изделия из композиционного материала и содержит перечисленные слои. Конструкция обеспечивает многократное использование крышки. 2 с. и 5 з.п.ф-лы, 2 ил.

1. Герметичная крышка для емкости, содержащая предлежащую пленку, уплотняющую отверстие емкости, подвергающейся герметизации, металлическую фольгу для вакуумного уплотнения предлежащей пленки по краю герметизируемого отверстия, съемный уплотняющий колпак, который может быть установлен или навинчен повторно, изоляционный слой из связующего материала, расположенный между предлежащей пленкой и металлической фольгой, эластичный слой, отличающаяся тем, что она дополнительно содержит разделительный слой и вакуумный слой, при этом разделительный слой, переходящий в жидкое состояние при нагреве, и вакуумный слой, абсорбирующий разжиженное вещество разделительного слоя в процессе герметизации, расположены между металлической фольгой и эластичным слоем, выполненным из полимерного материала. 2. Герметичная крышка для емкости по п.1, отличающаяся тем, что предлежащая пленка снабжена в верхней части усиливающим слоем. 3. Герметичная крышка для емкости по п.1, отличающаяся тем, что эластичный слой выполнен из материала, аналогичного материалу, из которого выполнен уплотняющий колпак. 4. Герметичная крышка для емкости по п.1, отличающаяся тем, что изоляционный слой из связующего материала и разделительный слой изготавливаются из идентичного материала. 5. Герметичная крышка для емкости по п.4, отличающаяся тем, что в качестве материала для изготовления изоляционного и разделительного слоев используется воск. 6. Вакуумный уплотняющий диск для герметичной крышки, содержащий пленку, изоляционный слой из связующего материала, металлическую фольгу и эластичный слой, отличающийся тем, что он выполнен в виде изделия из композиционного материала и дополнительно содержит вакуумный и разделительный слои, расположенные между фольгой и эластичным слоем, выполненным из полимерного материала. 7. Вакуумный уплотняющий диск для герметичной крышки по п.6, отличающийся тем, что он содержит усиливающий слой.