BRPI0809649A2

BRPI0809649A2 - Ouropel de um sistema de fechamento de ouropel de anel rotulador (trf) para um recipiente e recipiente resultante.

Info

Publication number: BRPI0809649A2
Application number: BRPI0809649-0A
Authority: BR
Inventors: Andrew Tuan Tang; William Howard Barling; Donn Bede Hawthorne; Andrew Owens
Original assignee: Impress Australia Pty Ltd
Priority date: 2007-03-30
Filing date: 2008-03-28
Publication date: 2014-09-23
Also published as: ES2586807T3; US20150034646A1; AU2008234409A1; WO2008119111A1; NZ580339A; AU2008234409B2; US20160264321A1; DK2592012T3; EP2592012A1; US20170043920A1; CN101678927A; CN103895948A; EP2139781A1; EP2139781A4; CN101678927B; JP2016190682A; EP2592012B1; US20140069920A1; JP2010522679A

Description

OUROPEL DE UM SISTEMA. DE FECHAMENTO DE OUROPEL EM ANEL DE FOLHA DE FLANDRES (TRF) PARA UM RECIPIENTE E RECIPIENTE RESULTANTE

Campo e Antecedentes da Invenção

Refere-se a presente invenção a recipientes que são dotados de um sistema de fechamento que proporciona uma forte barreira à umidade ou oxigênio.

A presente invenção refere-se com particularidade, muito embora de forma alguma exclusivamente, a recipientes feitos de metal.

Determinados produtos secos são altamente sensíveis à umidade pelo que os produtos se degradam devido à absorção de umidade. Por exemplo, leite em pó e formulações para crianças contêm determinadas vitaminas instáveis que podem degradar-se rapidamente se são alcançados niveis de umidade excessivos. Como um outro exemplo e mais extremo, a requerente descobriu que determinados tipos de aditivos de leite nutritivos/aromatizados são extremamente sensíveis à umidade, requerendo menos de um aumento de 2% em peso em decorrência da captação de umidade para se tornarem imprestáveis .

Outros produtos são muito sensíveis ao oxigênio pelo que os produtos se degradam devido à exposição ao oxigênio. Os produtos nesta categoria incluem, por exemplo, café instantâneo, fórmulas para crianças, leite em pó, concentrados bebíveis. Muitos destes produtos também são sensíveis à umidade. Com a finalidade de evitar o contacto com a umidade e/ou oxigênio, os produtos dos tipos descritos anteriormente costuma ser tradicionalmente e ainda são acondicionados em latas de metal seladas hermeticamen5 te. Para facilidade de acesso, re-fechamento de alto desempenho, e evidência de violação, as latas de metal compreendem tipicamente um sistema de fechamento que é conhecido na técnica como um sistema de fechamento de "ouropel e anel de folha de Flandres" (TRF).

Um sistema de TRF tradicional compreende um

primeiro componente na forma de um "anel", um segundo componente na forma de uma "tampa de alavanca", e um terceiro componente na forma de uma folha de ouropel.

0 anel do tradicional sistema TRF é adaptado 15 para ser vedado a um corpo de lata por um processo de dupla costura, tal como é compreendido na técnica de manufatura de latas e compreende um agente de vedação de afluência, também de acordo com a técnica conhecida. 0 agente de vedação é tipicamente uma composição de bor20 racha que proporciona as propriedades de vedação desejáveis sob compressão. 0 anel compreende ainda um orifício central. 0 orifício é definido por uma parede anular que tem uma borda que se estende dentro do recipiente .

A tampa de alavanca do tradicional sistema TRF

compreende um painel plano que é formado para fechar o orifício com um ajuste de interferência. A tampa de alavanca compreende ainda um flange que se estende para fora a partir do painel acima da parede vertical do orifício quando a tampa é posicionada no orifício. 0 flange impede a tampa de ser puxada para dentro da lata e torna possível deslocar a tampa para fora da lata com um implemento apropriado, tal como uma colher para desse modo conseguir acesso ao conteúdo da lata.

Para o propósito deste relatório, uma vedação resultante de um ajuste de interferência é compreendida como sendo uma vedação proporcionada ao forçar-se um componente de diâmetro controlado, neste caso uma tampa de alavanca, para dentro de um orifício de diâmetro controlado em outro componente, neste caso um anel, onde o diâmetro do um componente, ou seja, a tampa de alavanca, é maior do que ou igual ao diâmetro do outro componente, isto é, o orifício no anel.

0 ouropel do sistema TRF tradicional fica localizado dentro da lata e estende-se a partir de um flange de costura no anel por toda a extremidade da lata. 0 ouropel é refreado no flange de costura e é encapsulado na costura dupla na vedação. 0 ouropel pode ser refreado pela aplicação de material de vedação sobre uma borda do ouropel.

Em uso, o ouropel proporciona uma vedação hermética para o conteúdo de uma lata até o momento em que o consumidor abre a lata e rompe o ouropel. Depois disso, o ajuste de interferência entre o anel e a tampa de alavanca torna possível voltar a vedar a lata com barreira à umidade suficiente para manter a qualidade do produto durante ciclos sucessivos de remoção da tampa de alavanca e remoção do conteúdo da lata e então inserir a tampa de alavanca de volta para a lata e voltar a vedar a lata.

Por razões de resistência, o ouropel de alumínio tem sido usado tradicionalmente como o ouropel nos sistemas de fechamento de TRF tradicionais. Entretanto, o ouropel de alumínio é dispendioso. Além disso, o ouropel de alumínio pode formar bordas aguçadas quando o ouropel é rompido para permitir o acesso a uma lata e as bordas aguçadas podem cortar os consumidores quando estes removem o conteúdo da lata. A requerente descobriu que esta é uma questão particularmente séria sob o ponto de vista de comercialização das latas. Além disso, em tempos de consciência ambiental crescente, o uso de ouropel de alumínio como uma vedação em uma lata de metal, tal como uma lata de aço, é indesejável uma vez que

o alumínio é um agente de contaminação quando da reciclagem da lata de metal.

Pelas razões expostas, existe uma necessidade quanto a uma alternativa para o sistema de fechamento de TRF tradicional que não inclua o uso de um ouropel de alumínio de forma alguma ou pelo menos reduza a quantidade de alumínio no sistema TRF em comparação com a quantidade de alumínio usada no sistema de fechamento de TRF tradicional e que possa ser usado em um processo de manufatura convencional para latas ou outros recipientes . Em particular, existe uma necessidade quanto a uma alternativa para o sistema de fechamento de TRF tradicional que vise a questão de bordas aguçadas que se formam quando o ouropel de alumínio do sistema de fechamento de TRF tradicional é rompido.

A descrição apresentada não deverá ser considerada como sendo uma indicação do conhecimento geral comum na Austrália ou em alguma outra parte.

Sumário da Invenção De acordo com a presente invenção proporciona

se um ouropel de um sistema de fechamento de ouropel em anel de folha de Flandres (TRF) para um recipiente, tal como uma lata, que compreende um composto de duas ou mais camadas preparadas a partir de diferentes materiais em vez de somente alumínio.

Preferentemente, os materiais que formam as camadas do ouropel composto e a combinação das camadas é selecionada de forma tal que, em uso, quando o ouropel é parte de um sistema de fechamento de TRF emm um reci20 piente e o ouropel é rompido para se obter acesso ao conteúdo do recipiente, o ouropel rompido não forma arestas aguçadas que possam cortar os consumidores.

Preferentemente, os materiais que formam as camadas do ouropel composto e a combinação das camadas são 25 selecionados de forma que o ouropel pode ser processado em um processo de manufatura de recipientes convencional que inclui formar o recipiente com um sistema de fechamento de TRF. Preferentemente, ο ouropel composto tem uma resistência ao rompimento de painel, quando medido com o procedimento de teste descrito em Australian Standard (AS) 35 1301.438s, menor do que 400 KPa.

Preferentemente, o ouropel composto tem uma

pressão de resistência ao esmagamento anular na direção transversal, definida como a força de esmagamento anular medida utilizando-se o procedimento de teste descrito em AS 1301,407s, dividido por 0,152 e multiplicado pela es10 pessura do ouropel medido utilizando-se AS 1301.426s, menor do que 10 MPa.

A requerente descobriu que os parâmetros da resistência ao rompimento de painel e a pressão de resistência ao esmagamento anular de um ouropel proporcionam 15 uma indicação da "dureza" do ouropel e, portanto, a possibilidade de um ouropel rompido apresentar uma borda aguçada que poderá cortar um consumidor.

Adicionalmente, a requerente constatou que o ouropel composto torna possível reduzir, quando não substi20 tuir completamente, o alumínio do ouropel de alumínio do sistema de fechamento de TRF tradicional, ao mesmo tempo em que retém o desempenho quanto à umidade e oxigênio e é capaz de processar o ouropel em um processo de manufatura de recipiente convencional que inclui formar o recipiente 25 com um sistema de fechamento de TRF.

Preferentemente o ouropel composto compreende um composto das seguintes camadas: camada de papel, uma primeira camada de polímero, uma camada de metal (que inclui uma liga de metal), e uma segunda camada de polímero. Com sta disposição, as funções principais da camada de papel são: (a) volume a baixo custo, (b) alta resistência à tração para permitir costura sem fratura, (c) fácil rompi5 mento para acesso do consumidor ao conteúdo de um recipiente, e (d) redução ao mínimo quanto ao risco de um consumidor poder ser cortado pelas bordas expostas de um ouropel composto rompido. A função principal do primeiro polímero é a de fazer aderir em conjunto a camada de pa10 pel e a camada de ouropel de metal. A função principal de da camada de metal e da segunda camada de polímero é a de proporcionar propriedades de barreira à umidade e ao oxigênio.

Preferentemente, o papel varia na espessura entre 25 e 100 g/m2.

Preferentemente, a primeira camada de polímero varia na espessura entre 10 e 30 ym.

Preferentemente, o polímero da primeira camada de polímero compreende uma co-extrusão de um polietileno de baixa densidade co-extrudado e uma resina de ácido acrílico, tal como resina de ácido acrílico etileno.

Preferentemente, o metal da camada de metal do ouropel composto compreende alumínio.

Preferentemente, a camada de metal tem uma espessura situada entre 7 e 60 pm.

Com maior preferência, a camada de metal tem uma espessura menor do que 40 μπι.

Com maior preferência a camada de metal tem uma espessura situada entre 20 μπι e 40 pm.

Preferentemente, uma das camadas compreende um enchimento adicionado com o propósito de reduzir a pressão de ruptura de painel ou resistência ao esmagamento 5 anular para um nivel requerido.

0 ouropel composto pode compreender qualquer

i combinação de materiais necessários para se conseguir

n

uma barreira à umidade e oxigênio requerida, resistência à ruptura de painel e pressão de resistência ao esmaga10 mento anular.

1 5

Preferentemente, o ouropel composto é aplicado a uma lata de forma que o lado de papel do ouropel é um lado do ouropel que fica voltado para fora.

De acordo com a presente invenção, proporciona15 se também um sistema de fechamento de ouropel de anel de folha de Flandres (TRF) para um recipiente, tal como uma lata, que compreende o ouropel composto descrito anteriormente.

25

De acordo com a presente invenção proporciona-se igualmente um recipiente, tal como uma lata, que compreende o sistema de fechamento de ouropel de anel de 3Q folha de Flandres (TRF) mencionado anteriormente.

Preferentemente, o ouropel composto do sistema de fechamento é aplicado ao recipiente de forma que o lado de papel do ouropel é um lado do ouropel que fica 3 5 voltado para fora.

Preferentemente, o recipiente é um recipiente de metal. Resultados do Teste de Ouropel

A importância de uma resistência à ruptura de painel e pressão de resistência ao esmagamento anular apropriada encontra-se ilustrada nos exemplos seguintes que se referem ao trabalho de teste em um grupo de amostras.

Nos exemplos:

• A espessura das amostras foi medida utilizando-se AS 1301.426s.

• A resistência à ruptura de painel das amostras foi medida utilizando-se o teste de ruptura de painel de acordo com AS 1301.438s.

• A força de esmagamento anular das amostras foi medida utilizando-se o procedimento de teste descrito em AS 1301.407s.

• A força de esmagamento anular de uma amostra de ouropel composto de acordo com a presente invenção foi medida em uma direção transversal da camada de papel da amostra de ouropel, novamente confoorme descrita em AS 1302.407S. A amostra de ouropel compreendia as seguintes camadas: papel, um primeiro polimero, ouropel de alumínio, e um segundo polímero.

• A proficiência de corte das amostras foi avaliada com base em uma suposição de que isto está relacionado com a força de esmagamento anular dividida pela área seccional de uma amostra que está sendo esmagada. Tal como se encontra especificado em AS 1301.407S, o comprimento de uma amostra de esmagamento anular foi de 152 mm. Partindo-se da força de esmagamento anular medida e do comprimento da amostra e da espessura da amostra, determinou-se um parâmetro, doravante chamado de "pressão de resistência ao esmagamento anular", pela divisão da força de esmagamento anular medida por 152 mm e a espessura medida. Observa-se que o comprimento e espessura proporcionam a área seccional requerida para determinar a pressão.

• A capacidade das amostras cortarem os dedos foi determinada subjetivamente utilizando-se um teste de "dureza da ponta dos dedos" por meio de um técnico de laboratório determinando quão dura uma amostra é percebida contra a ponta dos seus dedos.

O rompimento foi escolhido como um teste, uma vez que o teste de ruptura de painel, que envolve um pistão hidráulico movendo um diafragma de borracha cerca de 25 mm de diâmetro através de uma folha de material, é considerado como sendo a réplica de um consumidor que procura romper uma folha de ouropel não rompida de um sistema de fechamento de TRF em uma lata, para obter acesso ao conteúdo da lata.

Mediu-se e testou-se uma série de amostras de alumínio e ouropel composto tal como descrito anteriormente. A capacidade de corte das diferentes amostras foi avaliada subjetivamente.

As amostras recebidas foram amostras de ouropel de alumínio com espessuras nominais de 100 μπι, 90 μπι, 60 μπι, 30 μπι e 15 μπι. O desempenho deste material de ouro5 pel tradicional foi comparado àquele de uma concretização de um ouropel composto de acordo com a presente invenção, tal como descrito anteriormente. O ouropel composto tinha uma espessura nominal de 120 μπι.

Os resultados dos testes estão ilustrados na Tabela 1 em seguida.

Tabela 1 - Resultados do teste das amostras de aluminio e ouropel composto.__

Amostra Espessura Ruptura de Esmagamento Pressão de Dureza na medida, gm painel kPa anular, N resistência ao ponta dos esmagamento dedos anular, MPa Ouropel de 106 1087 388 24,1 Alta alumínio “100 um” Ouropel de 101 929 308 20,0 Alta alumínio “90 gm” Ouropel de 67 735 158 15,5 Média alumínio “60 gm” Ouropel de 50 470 87 11,5 Média alumínio “45 gm” Ouropel de 31 “ 39 8,3 Macia alumínio “30 gm” Ouropel de 16 - (*) 6 2,6 Macia alumínio “15 gm” Ouropel 122 343 115 6,2 Macia composto • Muito embora a resistência à ruptura de painel para a amostra de 15 pm não fosse medida, a amostra foi medida com um teste de ruptura de pa

pel similar, AS 1301.403s. Mediu-se um valor de

77 kPa. No seu todo, as resistências à ruptura de painel e rompimento de papel foram amplamente comparáveis, por exemplo, a amostra de ouropel composto teve uma resistência ao rompimento de papel de 312 kPa e uma resistência ao rompi

mento de painel de 343 kPa.

A Tabela 1 mostra que:

• A resistência ao rompimento de painel e a pres

são de resistência ao esmagamento anular das amostras de ouropel de alumínio tradicionais re

duziu de forma significativa com a redução na espessura. Entretanto, embora estes resultados sugiram que a redução da espessura de ouropel de alumínio usado nos sistemas de fechamento de TRF tradicionais é uma opção para reduzir ao mínimo

o problema de corte atual, esta não é uma forma de opção sob o ponto de vista de manufatura nas linhas de manufatura de latas atuais.

• A dureza na ponta dos dedos do ouropel de alumínio tradicional também muda quanto a espessura do

alumínio muda, mudando de duro para macio. • Tal como indicado anteriormente, as propriedades de resistência ao rompimento de painel e pressão de resistência ao esmagamento anular são bons indicadores de dureza na ponta dos dedos. Os resultados indicam que os valores de

400 kPa e 10 MPa, respectivamente, para resistência de rompimento de painel e pressão de resistência ao esmagamento anular são linhas de divisão aproximadas entre as amostras macia e dura.

Descrição dos Desenhos

A presente invenção encontra-se descrita adicionalmente a título de exemplo com referência aos desenhos anexos, nos quais:

A Figura 1 é uma seção transversal de um sistema

de fechamento de TRF tradicional.

A Figura 2 é uma seção detalhada da área circundada por "A" na Figura 1; e

A Figura 3 é uma seção de uma concretização de um sistema de fechamento de TRF de acordo com a presente invenção que mostra as várias camadas de material que constituem o sistema.

Descrição Detalhada dos Desenhos

A Figura 1 mostra um sistema de fechamento de TRF tradicional da técnica conhecida.

O sistema TRF tradicional compreende um anel 1, uma tampa 5, e um ouropel 9.

O anel 1 do sistema TRF tradicional compreende um anel de costura 2, uma superfície vertical de vedação 3 que define um orifício para permitir o acesso a um recipiente, e uma borda de corte voltada para dentro 4 de um ouropel.

A tampa 5 do sistema TRF tradicional compreende

um painel 6, uma superfície de vedação substancialmente vertical 7, e um flange que se estende para fora 8 que permite à tampa ser removida em relação ao orifício no anel.

O ouropel 9 do sistema TRF tradicional estende

se através do interior do sistema TRF até o material de vedação 10 em torno da periferia do anel de costura 2. Alternativamente, o ouropel 9 pode ser vedado a quente a uma seção plana do anel, não ilustrada. O ouropel 9 15 proporciona a vedação principal para a vida de prateleira prolongada antes da abertura.

O sistema de fechamento de TRF tradicional tem 3 dimensões da maior importância, a saber, um diâmetro nominal D medido como ilustrado, um diâmetro de anel dR, 20 e um diâmetro de tampa dp. A vedação de interferência entre o anel Iea tampa 5 é proporcionada quando se seleciona dp de modo a ser suficientemente maior do que dR de forma que seja obtida uma vedação e aperto, mas não tão grande que a inserção da tampa seja excessiva25 mente difícil. A faixa de interferência aceitável é conhecida daqueles versados na técnica e acha-se concretizada em especificações de manufatura próprias para tais partes. A Figura 2 mostra em maiores detalhes as áreas de vedação importantes do sistema TRF tradicional.

A Figura 3 mostra uma concretização do ouropel composto 17 da presente invenção. 0 ouropel composto compreende camadas sucessivas de papel 1, uma camada de polímero 2, uma camada de ouropel de alumínio 3, e outra camada de polímero 4.

0 papel poderá ser qualquer papel adequado. 0 papel adequado inclui uma folha kraft alvejada de 35 gra10 mas por metro quadrado (g/m2) ou de 50 g/m2 fabricada pela Australia Paper. Opções alternativas incluem gramaturas variáveis desde 25 até 100 g/m2. As funções da camada de papel 1 são: (a) volume a baixo custo, (b) alta resistência à tração para permitir costura sem fratura, (c) 15 fácil rompimento para acesso do consumidor, e (d) reduzir ao mínimo o risco de um consumidor ser cortado pelas bordas expostas de um ouropel composto rompido.

A camada de polímero 2 compreende um copolímero co-extrudado de (a) um polietileno de baixa densidade 20 (LDPE) na seção da camada 2 que se associa à camada de papel 1 e (b) uma resina de ácido de acrilato etileno adjacente ao ouropel de alumínio. A camada de LDPE tem cerca de 2/3 do total da espessura da camada 2. A espessura da camada 2 varia entre cerca de 8 até 30 μπι, e 25 tem preferentemente 12 μιη. A camada de polímero 2 é proporcionada para aderir juntamente com a camada de papel 1 e a camada de ouropel de alumínio 3. A LDPE é selecionada com base na sua capacidade de aderir ao papel e a resina de ad de acrilato etileno é selecionada com base na sua capacidade de aderir ao aluminio.

A camada de ouropel de alumínio 3 no ouropel composto tem 30 μηι de espessura, mas poderá concebivelmente variar entre 15 até 60 μπι de espessura. A função do ouropel de alumínio é a de proporcionar altas propriedades de barreira à umidade e ao oxigênio, que são importantes para estabilidade de prateleira a longo prazo de um recipiente não aberto. A camada de ouropel de alumínio 3 também contribui para as propriedades mecânicas do ouropel composto.

A camada de fundo 4 é um co-polímero coextrudado. A camada de fundo compreende (a) um LDPE carregado com talco 30% para enfraquecer a estrutura global, com este material formando uma superfície exposta do ouropel composto e (b) um terpolímero de metil etileno ou acrilato de butila enxertado com um anidrido maléico para fazer aderir a camada 4 à camada de ouropel de alumínio 3. Preferentemente, a espessura desta camada é 20 μιη, mas poderá variar entre 15 a 50 μπι. Uma função importante da camada de fundo 4 é proteger o alumínio da camada de ouropel 3 contra oxidação e outras reações químicas indesejáveis e proporcionar uma camada de um a material que é aprovado para contacto direto com alimentos.

Muitas modificações podem ser realizadas nesta invenção exposta sem com isso escaparem do espírito e escopo da invenção.

Claims

1.Ouropel de um sistema de fechamento de anel em folha de Flandres e ouropel (TRF) para um recipiente, tal como uma lata, caracterizado por compreender um composto de duas ou mais camadas preparadas a partir de diferentes materiais em vez de somente alumínio e tendo uma resistência ao rompimento de painel, quando medido com o Australian Standard (AS) 1301.438s, menor do que .400 kPa e/ou uma pressão de resistência ao esmagamento anular na direção transversal, definida como o esmagamento anular medido utilizando-se AS 1301,407s, dividido por . 0,152 e multiplicado pela espessura do ouropel medido utilizando-se AS 1301.426s, menor do que 10 MPa.

2. Ouropel, de acordo com a reivindicação 1, caracterizado por os materiais que formam o ouropel composto e a combinação das camadas serem selecionados de forma tal que, em uso, quando o ouropel é parte de um sistema de fechamento de TRF em um recipiente e o ouropel é rompido para se conseguir acesso ao conteúdo do recipiente, o ouropel rompido não forma uma borda aguçada que seja capaz de cortar os consumidores.

3. Ouropel, de acordo com a reivindicação 1 ou reivindicação 2, caracterizado por os materiais que formam as camadas do ouropel composto e a combinação das camadas são selecionados de forma tal que o ouropel pode ser processado em um processo de manufatura de recipientes convencionais que inclui formar o recipiente com um sistema de fechamento de TRF.

4. Ouropel, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender um composto das seguintes camadas: papel, um primeiro polímero, um metal (incluindo uma liga de metal) e um segundo polímero.

5. Ouropel, de acordo com a reivindicação 4, caracterizado por o papel variar na espessura entre 25 e 100 g/m2.

6. Ouropel, de acordo com a reivindicação 4 ou reivindicação 5, caracterizado por a primeira camada de polímero variar na espessura entre 10 e 30 μιη.

7. Ouropel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 6, caracterizado por o polímero da primeira camada de polímero compreender um polietileno de baixa densidade co-extrudado com um ácido acrílico, tal como ácido acrílico de etileno.

8. Ouropel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado por o metal da camada de metal compreender alumínio.

9. Ouropel, de acordo com qualquer uma das reivindicações 4 a 7, caracterizado por a camada de metal ter uma espessura entre 7 e 60 μπι.

10. Ouropel, de acordo com qualquer uma das reivindicações precedentes, caracterizado por compreender uma massa de enchimento adicionada com o propósito de reduzir a pressão de resistência ao rompimento de painel ou esmagamento anular para um nível requerido.

11. Sistema de fechamento de anel em folha de Flandres e ouropel (TRF) para um recipiente, tal como uma lata, caracterizado por compreender o ouropel conforme definido em qualquer uma das reivindicações precedentes .

12. Recipiente, tal como uma lata, caracterizado por compreender o sistema de fechamento de anel em folha de Flandres e ouropel (TRF) de acordo com a reivindicação 11.

13. Recipiente, de acordo com a reivindicação 10, caracterizado por o ouropel composto do sistema de fechamento ser aplicado ao recipiente de forma que o lado de papel do ouropel constitui um lado voltado para fora do ouropel.

14. Recipiente, de acordo com a reivindicação 12 ou reivindicação 13, caracterizado por o recipiente ser um recipiente de metal.