Спосіб легкого відкривання кришки, термоущільненої на тонкому краю посудини, і відповідна посудина

Реферат: Об'єктом винаходу є спосіб відкривання кришки, що містить металеву фольгу і шар термопластичної смоли, за допомогою якого кришку термоущільнюють на тонкому краю баночки або еквівалентної скляної посудини, причому тонкий край посудини попередньо покривають первинним термоущільнюваним матеріалом, при цьому термоущільнювальна кришка забезпечує герметичне закриття баночки або еквівалентної скляної посудини, що відрізняється тим, що зусилля початкового і кінцевого відриву складають найбільше 30 Н, під час відділення кришки на 90 °C зі швидкістю 300 мм/хв; баночка або еквівалентна скляна посудина, прийнятна для застосування цього способу, що відрізняється тим, що покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу містить органічний і/або неорганічний матеріал, в який введені мінеральні і/або органічні наповнювачі; і застосування цього способу або цієї баночки або еквівалентної скляної посудини для упаковування продовольчих харчових продуктів. UA 106648 C2 (12) UA 106648 C2 UA 106648 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 Даний винахід стосується скляної тари (баночка, пляшечка з широким отвором, пляшка, графин і т. д.), яка має тонкий край, який утворює поверхню будь-якої геометрії (кільцеву, овальну, майже прямокутну або іншу), на який термоущільнюється металева кришка, яка забезпечує герметичне закриття. Тонкий край посудини початково покритий шаром первинного термоущільнюваного матеріалу, в той час як кришка містить шар термопластичної смоли, який забезпечує термоущільнення при прикладанні достатньої температури і тиску. Проблеми, з якими користувач цієї техніки стикається, декількох категорій. Зрозуміло, надто важливо гарантувати герметичне довготривале закриття в умовах використання упакованого продукту, які можуть включати в себе зміни температури, навіть біологічні перетворення, типу ферментації і т. д. Збереження продукту з урахуванням умов, вказаних на цей рахунок, також повинне бути гарантоване. Найбільша проблема, яку ставить ця техніка, полягає в зусиллі, часто дуже значному, яке необхідно прикласти, щоб відкрити тару шляхом відділення кришки. Це дуже значне зусилля може зробити операцію важким для маленьких дітей або відносно слабких людей. Крім того, ця трудність відкривання часто приводить до розриву кришки на декілька шматків, в результаті чого залишки термопластичної смоли кришки залишаються зчепленими з поверхнею термоущільнення. Можна було б думати про застосування складних багатошарових полімерних кришок, що включають в себе шар з когезійним відривом, але поверхня термоущільнення відкритої тари однаково містить прилиплі залишки первинної термопластичної смоли кришки. Таким чином, автори винаходу мали як мету винаходу розв'язання цих проблем. Вони досягли цієї мети в результаті винаходу, об'єктом якого є спосіб відкриття кришки, що містить металеву фольгу і шар термопластичної смоли, за допомогою якого кришку термоущільнюють на тонкому краї баночки або еквівалентної скляної посудини, причому тонкий край посудини попередньо покривають первинним термоущільнюваним матеріалом, при цьому термоущільнювальна кришка забезпечує герметичне закриття баночки або еквівалентної скляної посудини; цей спосіб відрізняється тим, що зусилля початкового і кінцевого відривів складають, найбільше, 30 Н, при відділенні кришки при 90С° з швидкістю 300 мм/хв. Таким чином, відкриття упаковки саме по собі є легким, навіть для відносно слабких людей, і при цьому уникають розриву кришки на декілька шматків під час її відділення. Це легке відкриття тепер отримують, все ще задовольняючи вимогам довготривалої герметичності, необхідним для всіх продуктів, які містяться, зокрема, харчових продуктів. Згідно з переважними характеристиками способу згідно з винаходом: - зусилля первинного і кінцевого відривів складають, найбільше, 28, переважно, 25 Н; - відкриття кришки не залишає ніяких залишків шару термопластичної смоли на тонкому краї скляної посудини. Однаково, об'єктом винаходу є баночка або еквівалентна посудина (пляшка, пляшечка, графин і т. д.) зі скла, прийнятна для застосування способу, описаного вище, який відрізняється тим, що покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу містить органічний і/або неорганічний матеріал, в який введені мінеральні і/або органічні наповнювачі. У особливо цікавому варіанті здійснення, вказаний органічний матеріал являє собою продукт сушіння водної дисперсії співполімеру етилену і акрилової кислоти, кислотні карбоксильні функціональні групи якого частково або повністю нейтралізовані. У первинному термоущільнюваному матеріалі цей органічний матеріал може бути один або може бути асоційований щонайменше з одним іншим органічним і/або мінеральним матеріалом - понад наповнювачів. Цей співполімер є твердим і стабільним в його суспензії при кімнатній температурі; його виготовлення з водного розчину є переважним. Крім того, баночка, покрита первинним термоущільнювальним покриттям, отриманим таким чином, може бути доставлена її споживачеві-заповнювачу без затримки, що усуває необхідність зберігання більш або менш значних об'ємів баночок перед їх поставлянням. Первинний термоущільнюваний матеріал може містити мінеральні або органічні наповнювачі однакової або різної хімічної природи, тільки мінеральні або органічні наповнювачі, або в поєднанні ті і інші. Переважно, вказані мінеральні наповнювачі вводять в дисперсії первинного термоущільнюваного матеріалу в формі агрегатів або порошку, що складається з твердих частинок з розміром, який знаходиться в інтервалі від 1 нм до 20 мкм, переважно, від 150 нм до 10 мкм, одного або декількох матеріалів, вибраних серед глин, каоліну, слюди, тальку, оксидів кремнію, карбонатів або сульфатів лужноземельних металів, оксидів металів. 1 UA 106648 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 Коли застосовують органічні наповнювачі, вони, переважно, мають хімічну природу, відмінну від хімічної природи первинного термоущільнюваного матеріалу (тобто матеріалу, який утворює його, за винятком наповнювачів), а також термопластичної смоли кришки, мають температуру плавлення, вищу температури плавлення цих двох компонентів, і складаються з частинок з розміром, що знаходиться в інтервалі від 1 нм до 20 мкм, переважно, від 150 нм до 10 мкм. Вказані органічні наповнювачі містять, переважно, один або декілька полімерів, з'єднаних в формі співполімеру, прищепленого полімеру, сплаву або структури ядро-оболонка, вибраних серед поліетилену високого тиску (ПЕВТ) (PEHD), поліпропілену (ПП) (РР), полістиролу (ПС) (PS), поліаміду (ПА) (РА), складного поліефіру, полівініліденфториду (ПВДФ) (PVDF), політетрафторетилену (ПТФЕ) (PTFE), поліетиленгліколю (ПЕГ) (PEG), поліетилентерефталату (ПЕТ), поліметилметакрилату (ПММА) (РММА), поліефірефіркетону (ПЕЕК) (РЕЕК). Товщина сухого покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу на тонкому краї скляної посудини складає, переважно: - щонайменше 0,2, переважно, 0,9 і, особливо переважно, 1,5 мкм; - не більше 4, переважно, 3 і, особливо переважно, 2 мкм. Інший об'єкт винаходу полягає в застосуванні способу, або баночки або еквівалентної посудини зі скла, описаних вище, для упаковування продовольчих харчових продуктів, таких як молочні продукти або на основі фрукти, м'яса (паштету …). Винахід дозволяє гарантувати збереження вмісту, дотримуючи умови, зокрема, температурні, наказані для цієї мети, і герметичність упаковки в таких умовах зберігання вмісту. Винахід тепер ілюструється наступними прикладами. Приклад 1 порівняльний Використовували: - стандартну скляну баночку, типу баночки для йогурту, що має зовнішній діаметр обода 54,4 мм і ширину тонкого краю 4,2 мм, і - кришку, що складається з алюмінієвої фольги товщиною 47 мкм і з шару термопластичної 2 смоли, нанесеного з розрахунку 30 г/м , що поставляється в продаж фірмою Alcan Packaging під маркою Aluthène® 50II Е 114/2. На тонкий край баночки валиком наносили покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу. Будь-який інший спосіб - контактний, такий як вмочування, за допомогою пензля, тампона і т. д. або безконтактний, такий як розбризкування, розпилювання і т. д. також може бути використаний. Первинний термоущільнюваний матеріал був органічним і являв собою водну дисперсію лінійного випадкового співполімеру етилену і акрилової кислоти із середньомасовою молекулярною масою Мw близько 33000 г/моль, вираженою в полістирольному еквіваленті. Співполімер містив 9,1 % мас. ланок акрилової кислоти, 90,9 % етиленових ланок. Функціональні групи карбонової кислоти іономеру полі(етилен-карбонова кислота) були нейтралізовані на 100 % гідроксидом амонію. Величину рН суспензії регулювали в діапазоні від 8,5 до 9. Згідно зі використовуваним способом нанесення, сухий екстракт застосовуваного первинного термоущільнюваного матеріалу змінювався від 0,2 до 10 % мас.; тут він становив 9,5 % мас. Цей матеріал мав широкий пік плавлення між 70 і 95 °C (Диференціальна скануюча калориметрія - ДСК (DSC) - 15 °C). Інфрачервоний спектр сухого екстракту цього матеріалу має -1 -1 відношення піків Н (3020-2736 см ) до С=О (1772-1633 см ) дорівнює 3,2. Поверхню термоущільнення скляної баночки за допомогою валика покривали рівномірним шаром первинного матеріалу із середньою товщиною в сухому стані 1,8 мкм. Термоущільнення здійснювали згідно зі стандартним регулюванням, що застосовується в промислових умовах, за допомогою термоущільнювальної машини з гнучкою головкою, що створює зусилля близько 1560 Н. Головку нагрівали до 250 °C, так що температура межі розділення баночка/кришка досягала 149-155 °C при тривалості застосування тиску гарячою головкою 1,5 с. Система, з'єднана таким чином, була герметичною. Зусилля відділення вимірювали при відділенні при 90 °C зі швидкістю 300 мм/хв. Відомий типовий профіль відділення для системи цього типу може бути описаний трьома силами: сила початкового відриву (НО) (AI), сила протікання (СТ) (FE) і сила кінцевого відриву (КО) (AF). Величини, вказані нижче, являють собою, так само, як в наступних прикладах, середні величини для шести баночок: НО=39 Н СТ=26,2 Н КО=50,6 Н 2 UA 106648 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 Середнє значення для НО і КО дорівнювало 44,8 Н. Таким чином, відділення кришки було відносно важким. Приклад 2 Відтворювали приклад 1 з тією різницею, що змішували первинний термоущільнюваний + матеріал з суспензією клуазиту Na , попередньо диспергованого в дефлокуляторі в деіонізованій воді при швидкості в інтервалі від 500 до 1000 об./хв. протягом 10 хвилин. Сухі екстракти в отриманій суміші становили 9,5 % мас. первинного матеріалу і 0,6 % мас. клуазиту + Na . Наносили валиком рівномірний шар із середньою товщиною в сухому стані 1,8 мкм. Вимірювали: НО=20,6 Н СТ=10,5 Н КО=17,2 Н Середнє значення для НО і КО дорівнювало 18,9 Н, що відповідало відносно легкому + відділенню кришки, додавання клуазиту Na дозволяло зменшити більше ніж на 50 %, силу, необхідну на цей випадок (порівняти з величиною порівняльного прикладу 1). Кришка не розривалася при відділенні, після якого на тонкому краї баночки не спостерігали ніякого залишку термопластичної смоли, що спочатку знаходилася на кришці. Таким чином, відкриття упаковки може бути кваліфіковане як чисте. Приклад 3 Відтворювали приклад 1 з тією різницею, що змішували первинний термоущільнюваний матеріал при перемішуванні на магнітній мішалці з водною суспензією з рН 8,5 політетрафторетилену (ПТФЕ) (PTFE), частинки якого мали середній розмір 150 нм, що містить поверхнево-активну речовину, яка не взаємодіяла з адгезією на склі. Сухі екстракти в отриманій суміші становили 9,5 % мас. первинного матеріалу і 4,5 % мас. ПТФЕ. Наносили валиком рівномірне покриття зі середньою товщиною в сухому стані ідентичній товщині покриття в попередніх прикладах. Вимірювали: НО=26 Н СТ=9,1 Н КО=24,6 Н Середнє значення для НО і КО дорівнювало 25,3 Н, що відповідало відносно легкому відділенню кришки, додавання ПТФЕ дозволяло зменшити більше ніж на 40 %, силу, необхідну на цей випадок. Справедливі ті ж самі ремарки, що в прикладі 2. Приклад 4 Відтворювали приклад 1 з тією різницею, що змішували первинний термоущільнюваний + матеріал при перемішуванні на магнітній мішалці з суспензіями клуазиту Na і ПТФЕ по прикладах 2 і 3. Сухі екстракти в отриманій суміші становили 9,5 % мас. первинного матеріалу, + 0,38 % мас. клуазиту Na і 3 % мас. ПТФЕ. Склад наносили тим же самим способом і тієї ж самої товщини, що і в попередніх прикладах. Вимірювали: НО=13,5 Н СТ=4,7 Н КО=16 Н Середнє значення для НО і КО дорівнювало 14,8 Н, що відповідало дуже легкому + відділенню кришки, спільне додавання клуазиту Na і ПТФЕ дозволяло зменшити більш ніж на 65 %, силу, необхідну на цей випадок. Справедливі ті ж самі ремарки, що в прикладі 2. ФОРМУЛА ВИНАХОДУ 55 60 1. Спосіб відкривання кришки, яка містить металеву фольгу і шар термопластичної смоли, за допомогою якого кришку термоущільнюють на тонкому краю баночки або еквівалентної скляної посудини, причому тонкий край посудини попередньо покривають первинним термоущільнюваним матеріалом, при цьому термоущільнювальна кришка забезпечує герметичне закриття баночки або еквівалентної скляної посудини, який відрізняється тим, що покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу містить органічний і/або неорганічний 3 UA 106648 C2 5 10 15 20 25 30 35 40 матеріал, в який введені мінеральні і/або органічні наповнювачі, причому зусилля початкового і кінцевого відриву складають найбільше 30 Н, при відділенні кришки при 90 °C зі швидкістю 300 мм/хв. 2. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що зусилля початкового і кінцевого відриву складають найбільше 28 Н, переважно 25 Н. 3. Спосіб за одним з попередніх пунктів, який відрізняється тим, що відкривання кришки не залишає ніякого залишку вказаного шару термопластичної смоли на тонкому краю посудини. 4. Баночка або еквівалентна скляна посудина призначена для здійснення способу за одним з попередніх пунктів. 5. Баночка або еквівалентна скляна посудина за п. 4, яка відрізняється тим, що вказаний органічний матеріал являє собою продукт сушіння водної дисперсії співполімеру етилену і акрилової кислоти, карбоксильні функціональні групи якого частково або повністю нейтралізовані. 6. Баночка або еквівалентна скляна посудина за одним з пп. 4 або 5, яка відрізняється тим, що вказані мінеральні наповнювачі вводяться в дисперсії первинного термоущільнюваного матеріалу в формі агрегатів або порошку, що складається з твердих частинок з розміром, що знаходиться в інтервалі від 1 нм до 20 мкм, переважно від 150 нм до 10 мкм, одного або декількох матеріалів, вибраних серед глин, каоліну, слюди, тальку, оксидів кремнію, карбонатів або сульфатів лужноземельних металів, оксидів металів. 7. Баночка або еквівалентна скляна посудина за одним з пп. 4-6, яка відрізняється тим, що вказані органічні наповнювачі мають хімічну природу, відмінну від хімічної природи первинного термоущільнюваного матеріалу, а також від термопластичної смоли кришки, при цьому мають температуру плавлення, вищу температури плавлення цих двох компонентів, і складаються з частинок з розміром, що знаходиться в інтервалі від 1 нм до 20 мкм, переважно від 150 нм до 10 мкм. 8. Баночка або еквівалентна скляна посудина за п. 7, яка відрізняється тим, що вказані органічні наповнювачі містять один або декілька полімерів, з'єднаних в формі співполімеру, прищепленого полімеру, сплаву або структури ядро-оболонка, вибраних серед поліетилену високого тиску (PEHD), поліпропілену (РР), полістиролу (PS), поліаміду (РА), складного поліефіру, полівініліденфториду (PVDF), політетрафторетилену (PTFE), поліетиленгліколю (PEG), поліетилентерефталату (PET), поліметилметакрилату (РММА), поліефірефіркетону (PEEK). 9. Баночка або еквівалентна скляна посудина за одним з пп. 4-8, яка відрізняється тим, що товщина сухого покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу на тонкому краю скляної посудини дорівнює щонайменше 0,2, переважно 0,9 і особливо переважно 1,5 мкм. 10. Баночка або еквівалентна скляна посудина за одним з пп. 4-9, яка відрізняється тим, що товщина сухого покриття з первинного термоущільнюваного матеріалу на тонкому краю скляної посудини дорівнює найбільше 4, переважно 3 і особливо переважно 2 мкм. 11. Застосування способу за одним з пп. 1-3 або баночки або еквівалентної скляної посудини за одним з пп. 4-10 для упаковування продовольчих продуктів. Комп’ютерна верстка І. Мироненко Державна служба інтелектуальної власності України, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601 4