ITRE20010001A1

ITRE20010001A1 - Metodo per creare una guarnizione di tenuta alla sommita' della capsula di chiusura di un recipiente, e capsula comprendente detta guarnizio

Info

Publication number: ITRE20010001A1
Application number: IT2001RE000001A
Authority: IT
Inventors: Lorenzo Parrinello
Original assignee: Sacmi
Priority date: 2001-01-18
Filing date: 2001-01-18
Publication date: 2002-07-18
Also published as: EP1365904B1; JP5162073B2; CN100411847C; JP2004523383A; WO2002057063A1; US20080105685A1; CN1486238A; ES2392681T3; US7314589B2; BR0206443B1; BR0206443A; US8640898B2; ITRE20010001A0; EP1365904A1; US20040060894A1

Description

DESCRIZIONE

di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: "METODO PER CREARE UNA GUARNIZIONE DI TENUTA ALLA SOMMITÀ' DELLA CAPSULA DI CHIUSURA DI UN RECIPIENTE, E CAPSULA COMPRENDENTE DETTA GUARNIZIONE" ,

La presente invenzione concerne i tappi a capsula ricavati per stampaggio di materiali sintetici, come i tappi a capsula ad esempio avvitati sulle bottiglie per bevande o alimenti.

In particolare il trovato inerisce i tappi a capsula ricavati per stampaggio a compressione a caldo, ma il procedimento può essere applicato anche a tappi stampati per iniezione o con altri metodi.

In generale possiamo avere capsule monopezzo, in cui è lo stesso materiale costituente la capsula, grazie alla particolare conformazione della stessa, che esercita la tenuta stagna quando il tappo è avvitato sul collo del recipiente. Oppure capsule due pezzi, in cui il pannello centrale della capsula è delimitato da un anello di contenimento in cui viene accolta una guarnizione di materiale morbido atta ad garantire la tenuta venendo compressa all'atto dell'avvitamento contro l'imboccatura del contenitore.

Tuttavia lo sviluppo delle tecniche di formatura delle capsule per compressione a caldo, unitamente allo sviluppo dei materiali impiegati, hanno messo in evidenza la necessità di associare alla capsula mezzi indipendenti di tenuta, atti ad essere messi in opera all'atto della formatura della stessa capsula .

La natura del contenuto del contenitore ha inoltre resa evidente la necessità di realizzare non solo una tenuta meccanica stagna nei confronti dei liquidi, ma anche una tenuta efficace nei confronti dei gas.

E' ad esempio essenziale preservare certi tipi di liquidi alimentari dalla ossidazione, e quindi prevenire l'ingresso indesiderato di ossigeno nel contenitore quando la capsula è avvitata.

L'ingresso dell'ossigeno avviene per permeazione in forma di molecole, e non è impedito dai materiali usualmente impiegati per la costruzione delle capsule.

E' altresì importante cercare di contenere la migrazione della C02, nel caso di bevande gassate, che può avvenire sia meccanicamente che per permeazione.

Si è cercato di realizzare la tenuta ai gas, detta comunemente effetto barriera, costruendo o mettendo in loco una guarnizione discoidale atta ad esplicare il desiderato effetto barriera .

Tuttavia questa soluzione non è generalmente soddisfacente perché i materiali atti ad esplicare l'effetto barriera non possiedono caratteristiche meccaniche adatte ad esplicare una sufficiente tenuta in quanto presentano una durezza maggiore di quella necessaria a garantire una buona tenuta meccanica ai gas ed ai liquidi.

Lo scopo del presente brevetto è di rendere disponibili capsule di chiusura, preferibilmente fabbricabili mediante i noti processi di formatura per stampaggio del tipo a compressione, nonché il relativo processo di fabbricazione, le quali siano adatte a realizzare una ermetica chiusura dell'imboccatura dei contenitori sia nei confronti del liquido contenuto sia nei confronti dei gas, cioè impedire l'ingresso di ossigeno ed evitare l'uscita di C02.

Questo scopo viene conseguito grazie al processo ed alla capsula definiti nelle rivendicazioni.

Il trovato sarà meglio compreso grazie alla descrizione di varie forme di attuazione del processo di formatura a compressione che consente di realizzare il trovato.

Questo processo prevede di introdurre, nella cavità di uno stampo opportunamente termostatato, una prima porzione di materiale sintetico, come polipropilene omopolimero, o copolimeri dello stesso, allo stato plastico.

L'inserimento del punzone obbliga il materiale a scorrere nell'intercapedine che si crea tra punzone e cavità, sino a riempirla .

La forma della cavità e del punzone sono tra loro complementari, e creano la forma rispettivamente esterna ed interna della capsula.

Nella capsula così formata viene introdotta una seconda porzione di un materiale atto ad esplicare una azione di barriera nei confronti dei gas, come 02 e C02 e altri gas di orìgine organica.

Questo materiale impermeabile ai gas è in un materiale preferibilmente scelto tra PVDC (polivinildicloruro); (resine ad elevato contenuto di nitrile; PA (poliammide); EVOH (polivinilalchol);PEN (polietilennaftalato).

Esso è un materiale stampabile per compressione, e viene poi assoggettato alla azione di un secondo punzone grazie alla quale esso assume la forma di un disco aderente alla parete interna del fondo della capsula.

Successivamente alla estrazione del secondo punzone viene introdotta nella capsula una terza porzione di materiale atto ad essere stampato con processo a compressione, e dotato di buone qualità meccaniche di tenuta idraulica.

Il materiale di detta terza porzione è convenientemente scelto tra gomma SBS (stirenebutadienestirene),gomma SEBS (stirenetilenbutadienestirene), ÈVA (etilenvinilacetato), LLDPE (polietilene lineare a bassa densità), o miscele dei materiali anzidetti.

Allo scopo di diminuire ulteriormente la possibilità che il contenuto venga a contatto con l'02, il materiale che costituisce lo strato a diretto contatto con la bottiglia, può essere additivato con sostanze chimiche, come ascorbato di sodio o solfito di sodio, in grado di reagire chimicamente con l'02, evitando l'ossidazione sia da parte dell'02 già presente riel contenitore, sia da parte di quello che potrebbe entrare. La introduzione di un terzo punzone crea un dischetto di detto terzo materiale che ricopre il primo dischetto.

L'azione sinergica dei due materiali garantisce sia la tenuta idraulica che l'effetto barriera.

Se i materiali destinati a venire a contatto tra loro non fossero compatibili, può essere previsto tra gli strati uno strato intermedio di adesivo.

Lo strato adesivo è convenientemente costituito da PPgMAH (polipropilene innestato con anidride maleica), oppure (polietilene a bassa densità innestato con anidride maleica) .

Vengono qui di seguito descritti, con l'ausilio delle Figure delle allegate tavole disegni, tre esempi di capsule costruite col metodo del trovato, dati a titolo non limitativo.

Le Figure da Fig.l a Fig.9 mostrano una prima forma di esecuzione del trovato secondo l'Esempio 1.

Le Figure da Fig.10 a Fig.18 mostrano una seconda forma di esecuzione del trovato secondo l'Esempio 2.

Le Figure da Fig.18 a Fig.27 mostrano una terza forma di esecuzione del trovato secondo l'Esempio 3.

In tutti gli esempi viene illustrata una capsula 1 già formata per stampaggio a compressione, o con altri mezzi.

ESEMPIO 1

La seconda porzione 3 del materiale fuso è stata inserita sul fondo della capsula 1, il secondo punzone formatore 4 sta scendendo .

Esso comprende una parte centrale 41 ed un anello 42 di contenimento scorrevole all'esterno della stessa.

Il secondo punzone 4 entra nella capsula e stampa il materiale fuso creando un primo strato in forma di disco 5 che sporge in rilievo dalla superficie del fondo della capsula 1 (Fig.2 e Fig.4) .

Il diametro esterno del disco 5 è determinato dal diametro interno dell'anello 42 di contenimento del secondo punzone 4. Quando il secondo punzone 4 è uscito dalla capsula 1, la forma e la posizione del primo strato 5 della guarnizione sono illustrati in Fig.4.

Successivamente viene introdotta la terza porzione 6 di materiale fuso sul fondo della capsula sopra il primo strato 5, ed il terzo punzone formatore 7 viene fatto scendere (Fig.5 e 6).

Il terzo punzone formatore 7 impartisce alla terza porzione 6 di materiale il profilo determinato dalla forma della base 71 del terzo punzone 7, profilo che è destinato ad essere a contatto con l'imboccatura del contenitore (Figg. 9).

Il punzone formatore 7 esce dalla capsula 1 e in Fig.8 è mostrata la forma complessiva della guarnizione, con un primo strato barriera 5 e un secondo strato 8 che sigilla meccanicamente la chiusura.

La Fig.9 illustra la sezione la capsula applicata sulla imboccatura della bottiglia 10.

La Fig.9 illustra i limiti di questa forma di attuazione consistenti nel diametro necessariamente contenuto dello strato barriera 5, dovuto al fatto che esso è necessariamente interno all'anello 42 di contenimento del punzone 4.

Inoltre lo strato 5 è sporgente dal fondo della capsula, ed ostacola il flusso del materiale fuso della terza porzione 6 rendendone difficoltosa la distribuzione all'interno della capsula .

ESEMPIO 2

In questa forma di attuazione sul fondo della capsula 10 viene creato un recesso o ribassamento 11 le cui funzioni saranno evidenti nel seguito (Fig.10).

La seconda porzione 30 del materiale fuso viene inserita all'interno del recesso 11 ricavato sul fondo della capsula 10, e quindi viene fatto scendere il secondo punzone formatore 40 (Fig.11).

Quest'ultimo comprende una parte centrale 41 ed un anello di contenimento 42 che presenta il bordo inferiore piano.

Il punzone stampa la seconda porzione di materiale fuso sotto forma di disco 50 che non sporge in rilievo dalla superficie del fondo della capsula 10 essendo completamente contenuto nel recesso 11 (Fig.11).

Malgrado il diametro interno dell'anello di contenimento 42 sia necessariamente inferiore del diametro del recesso 11, come si vede in Fig. 12, il diametro del dischetto che costituisce lo strato barriera 50 è maggiore, e quindi migliore è la tenuta ai gas della capsula.

Il secondo punzone formatore 40 esce dalla capsula 10, ed il primo strato 50 della guarnizione è formato.

La terza porzione 60 di materiale fuso viene inserita sul fondo della capsula 10 sopra il primo strato 50, quindi viene fatto scendere il terzo punzone formatore 70.

Il terzo punzone formatore 70 impartisce alla terza porzione di materiale il profilo voluto, determinato dalla sagoma inferiore del terzo punzone 70, e che è destinata a venire in contatto con l'imboccatura del contenitore.

Il punzone formatore 70 esce dalla capsula (Fig.16) e in Fig.17 è mostrata la forma complessiva della guarnizione, con un primo strato barriera 50 e un secondo strato 80 che sigilla meccanicamente l'imboccatura del contenitore.

La Fig. 18 mostra in sezione la capsula applicata sulla imboccatura 90 del contenitore.

Il diametro esterno dello strato barriera 50 è maggiore di quello dello strato 5 illustrato in Fig.9, e non sporge dal fondo della capsula, per cui lo scorrimento della terza porzione 60 di materiale è facilitato durante la compressione.

ESEMPIO 3

La seconda porzione del materiale fuso 300 viene inserita sul fondo della capsula 100, ed il secondo punzone formatore 400 viene fatto scendere (Fig.19).

Il punzone stampa il materiale fuso spandendolo in uno strato 500 su tutto il fondello della capsula, ed anche sulle pareti laterali della sede che accoglierà la terza porzione di materiale .

Il materiale fuso non fluisce all'esterno, poiché il diametro del punzone 400 è leggermente maggiore del diametro della flangia di contenimento 101 della capsula 100 (Fig.20).

Il secondo punzone formatore 400 esce dalla capsula (Fig.21), e in Fig.22 è mostrata la forma e la posizione del primo strato 500 della guarnizione.

La terza porzione 600 di materiale fuso viene poi inserita sullo strato 500 (Fig.23), ed il terzo punzone formatore 700 scende (Fig.24).

Il terzo punzone formatore impartisce a questa terza porzione di materiale il profilo voluto, in forma di strato 800, che sarà poi in contatto con l'imboccatura del contenitore.

Il punzone formatore 700 esce dalla capsula (Fig.25) e in Fig.26 è mostrata la forma complessiva della guarnizione, con un primo strato barriera 500 e il secondo strato 800 che sigilla meccanicamente.

La Fig.27 mostra in sezione la capsula 100 applicata sulla imboccatura 900 della bottiglia.

Il vantaggio di questa soluzione è che lo strato barriera è anche sulle pareti laterali, minimizzando in teoria l'ingresso di gas per permeazione attraverso le pareti.

Questa configurazione ha lo svantaggio che la sezione di materiale elastico dello strato 800 nella zona di tenuta (si veda Fig.27) è inferiore a quella delle soluzioni illustrate in Fig.9 e Fig.18, e pertanto la tenuta meccanica potrebbe essere insufficiente.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Metodo per creare una guarnizione di tenuta nella capsula di chiusura di un recipiente a partire da una capsula formata separatamente caratterizzato dal comprendere le seguenti operazioni : - introdurre nella capsula (1, 10, 100) una seconda porzione (3, 30, 300) di materiale allo stato plastico avente proprietà di barriera nei confronti di 02, C02, o di altri gas; - sottoporre a compressione, mediante introduzione di un secondo punzone (4, 40, 400), detta seconda porzione di materiale per formare sul fondo della capsula un primo strato (5, 50, 500) di materiale avente proprietà di barriera ai detti gas; - introdurre nella capsula sul detto primo strato una terza porzione (6, 60, 600) di materiale allo stato plastico avente proprietà di tenuta idraulica; e - sottoporre a compressione, mediante introduzione di un terzo punzone (7, 70, 700), detta terza porzione di materiale per formare sul detto primo strato un secondo strato (8, 80, 800) con proprietà di tenuta idraulica.
2. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il materiale di detta seconda porzione (3, 30, 300) è scelto tra PVDC (polivinildicloruro); (resine ad elevato contenuto di nitrile; PA (poliammide); EVOH (polivinilalchol);PEN (polietilennaftalato).
3. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il materiale di detta terza porzione è scelto tra compound contenente gomma SBS o gomma SEBS, ÈVA, LLDPE, miscele dei materiali anzi detti .
4. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che il detto secondo punzone (4, 40, 400) comprende un anello esterno di contenimento (42).
5. Metodo secondo la rivendicazione 4 caratterizzato dal fatto che prima della introduzione di detta seconda porzione (3, 30, 300) di materiale nella capsula, viene creato sul fondo della stessa un recesso circolare (11) avente un diametro maggiore del diametro interno del detto anello (42) di contenimento, e minore del diametro esterno dello stesso.
6. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che prima della introduzione di detta seconda porzione (3, 30, 300), sul fondo della capsula viene introdotto un adesivo.
7. Metodo secondo la rivendicazione 6 caratterizzato dal fatto che detto adesivo è scelto tra PPgMAH (polipropilene innestato con anidride maleica), oppure

(polipropilene a bassa densità innestato con anidride maleica) .
8. Metodo secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che prima della introduzione di detta terza porzione, sul primo strato viene introdotto un adesivo.
9. Metodo secondo la rivendicazione 8 caratterizzato dal fatto che detto adesivo è scelto tra (polipropilene innestato con anidride maleica), oppure

(polipropilene a bassa densità innestato con anidride maleica) .
10. Capsula dotata di una guarnizione interna di tenuta caratterizzata dal fatto che detta guarnizione comprende un primo strato (5,50,500) a contatto con la capsula ed avente proprietà di barriera contro i gas organici, ed un secondo strato (8,80,800) a contatto col primo avente proprietà di tenuta meccanica.
11. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata dal fatto che miscelate al materiale del secondo strato vi sono sostanze chimiche comunemente chiamate scavenger in grado di reagire velocemente con 102 per evitare che il contenuto venga ossidato.
12. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che detto primo strato è conformato come un disco circolare .
13. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che detto primo strato è contenuto in un recesso (11) ricavato nel fondo della capsula.
14. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che detto primo strato è costituito da un materiale scelto tra PVDC (polivinildicloruro); (resine ad elevato contenuto di nitrile; PA (poliammide); EVOH (polivinilalchol);PEN (polietilennaftalato).
15. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che detto secondo strato è costituito da; compound contenente gomma SBS o gomma SEBS, ÈVA, LLDPE, miscele dei materiali anzi detti .
16 . Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che tra il fondo della capsula è presente un adesivo.
17. Capsula secondo la rivendicazione 16 caratterizzata per il fatto che detto adesivo è scelto tra (polipropilene innestato con anidride maleica), oppure (polietilene a bassa densità innestato con anidride maleica).
18. Capsula secondo la rivendicazione 10 caratterizzata per il fatto che tra il primo ed il secondo strato è presente un adesivo.
19. Capsula secondo la rivendicazione 18 caratterizzata per il fatto che detto adesivo è scelto tra PPgMAH (polipropilene innestato con anidride maleica) , oppure LDPEgMAH (polietilene a bassa densità innestato con anidride maleica).