ES2247794T3 - Botella de pared delgada, cierre y procedimiento de embotellado. - Google Patents

Abstract

Una botella de material plástico de pared delgada que comprende un cuerpo (2) moldeado por extrusión-soplado apropiada para bebidas no gaseosas, y un conjunto de cuello (16) y tapón (50) moldeado por inyección que se puede soldar al cuerpo (2) después de haber llenado el cuerpo (2) con un fluido, en la que una hoja (70) está interpuesta entre el cuerpo (2) y el conjunto de cuello (16) y tapón (50) para permitir dicha soldadura, y en el cual el tapón (50) está montado sobre el cuello (16) con el fin de crear un cierre que se puede volver a cerrar sin fugas.

Description

Botella de pared delgada, cierre y prodecimiento de embotellado.

Antecedentes de la invención

La presente invención se refiere al envasado de fluidos.

La presente invención se refiere particularmente al envasado usando botellas de plástico de paredes delgadas moldeadas por extrusión-soplado para fluidos tales como leche, las cuales requieren ser llenadas y cerradas de una manera que se puede volver a cerrar.

En la siguiente memoria se abordan específicamente problemas de envasado de la leche. Sin embargo, se apreciará que otros fluidos vertibles, tales como el zumo de fruta presentan problemas similares de envasado. La presente invención se refiere, sin embargo, únicamente a los fluidos que no requieren ser envasados de manera presurizada. Los recipientes para dichos fluidos no necesitan ser estancos a los gases. Por consiguiente, no se abordan los problemas para envasar bebidas gaseosas.

La presente invención se refiere también específicamente a tipos de envasado en los que el peso del recipiente es un problema y por lo tanto se refiere específicamente a botellas de plástico de paredes delgadas moldeadas por soplado.

Antecedentes de la técnica

Convencionalmente, la leche se ha envasado en envases de cartón con la parte superior plana, los cuales son claramente difíciles de abrir y producen numerosas quejas de consumidores acerca del vertido de la leche y de la dificultad de verterla. El cartón de fibras sólo era apropiado para envasar líquidos hasta una capacidad de un litro y medio.

Con el fin de resolver estos problemas se han usado botellas de plástico de polietileno moldeadas por soplado. Estas botellas están provistas con tapones que se pueden volver a cerrar. Los tapones que se pueden volver a cerrar son normalmente artículos moldeados por inyección. Puesto que el peso es significante en el envasado de fluidos tales como la leche, estos tapones también deben ser ligeros. Un peso de 2 a 4 g es normalmente el máximo que se puede tolerar.

Igualmente hay un problema fundamental en conseguir un buen cierre entre un cuello de botella moldeada por soplado y un tapón de plástico moldeado por inyección. Esto es debido a que la tolerancia del cuello es del orden de 0,3 mm mientras que la tolerancia de un artículo moldeado por inyección tal como el tapón es de 0,1 mm. Esto significa que una proporción de tapón no se cierra herméticamente cuando se montan en sus cuellos. Para todos los diseños de tapones esto da como resultado dificultades de montaje en la línea de producción, y para los comerciantes y distribuidores, problemas de fugas. El consumidor final también puede tener dificultades en volver a cerrar la botella o abrirla en el primer lugar si el tapón está demasiado apretado.

Una serie de diseños de tapones moldeados por inyección han sido desarrollados en un intento por solucionar estos problemas. Por ejemplo, en un diseño de tapones conocido en forma de un obturador de válvula o cierre plegable de estanqueidad, se proporciona un obturador en el tapón, el cual empuja dentro del cuello de la botella y se proporciona una rosca de inicio múltiple en la pared interior del faldón de tapón. Este tipo de tapón proporciona un doble cierre. El obturador proporciona el cierre contra la pared interna del cuello. El segundo cierre está provisto de un reborde saliente hacia dentro por encima de las roscas sobre la pared interna del tapón, el cual se cierra contra la pared exterior del cuello. Un anillo de tracción plegable alrededor del borde inferior del tapón puede proporcionar una evidencia de manipulación para este tipo de tapón. Con un tapón hecho de polietileno de baja densidad, es posible levantar haciendo palanca el tapón con el anillo fijado de manera que esta forma de evidencia de manipulación no es muy segura.

Otro diseño conocido como el cierre termosellado por inducción (IHS) proporciona una inserto de hoja sellado dentro de la base del tapón. En la línea de producción las botellas llenas con tapones montados pasan a través de un calentador de inducción que funde la hoja en el cuello de la botella. Cuando el consumidor desenrosca el tapón del cuello de la botella todavía está sellado por la hoja. Este cierre de hoja se retira en una operación aparte. Cortar el cierre da causa pequeños pelos de material plástico que se elevan sobre la superficie del cuello de la botella, lo cual puede inhibir un buen cierre que se forma cuando el tapón se vuelve a colocar después de una apertura inicial. El establecimiento de los parámetros para el proceso de adhesión usando un cierre termosellado por inducción es crítico para conseguir una adhesión que es suficientemente débil para permitir que el consumidor pueda arrancar la hoja, aunque suficientemente fuerte para mantener un buen cierre primario con el cuello del recipiente. Debido a la presencia del medio de hoja que ningún tapón puede proporcionar, se incrementa la susceptibilidad de fugas en el hogar del consumidor ya que el recerrado del tapón es pobre. El tapón es también relativamente costoso ya que la provisión del inserto de hoja desgarrable puede añadir como máximo un 20% al coste del recipiente.

Otro conjunto de problemas surge del proceso de la línea de producción de llenado de botellas y del cierre de las mismas. Puesto que la máxima velocidad lineal de la leche está restringida por la velocidad a la cual la leche empieza a hacer espuma, el régimen de llenado depende de la dimensión de la boquilla usada para verter la leche dentro de las botellas. La dimensión de la boquilla está impuesta por las dimensiones del cuello. Para un recipiente típico de leche, ésta es de 38 mm. Los cuellos más anchos permiten un llenado más rápido pero presentan mayores problemas de cierre y requieren mayores tapones.

En el presente contexto, el término moldeado por soplado se refiere al moldeado por extrusión-soplado en lugar del moldeado por inyección - soplado con estirado. En muchas líneas de producción modernas, la instalación de moldeado por soplado está adyacente a la lechería. Esto permite formar, llenar y sellar las botellas en un único y continuo procedimiento de producción. La etapa más compleja del moldeado por soplado es el equilibrado de cada preforma y la comparación de la distribución del material. A continuación se infla la preforma contra la pared de un molde de temperatura controlada que se solidifica para adoptar la formar de la cavidad del molde. En un diseño convencional de la máquina de moldeado por soplado un bloque de moldes va y viene entre una estación de extrusión y una estación de soplado. La serie de cabezales de roscar son alimentados por un colector principal que produce típicamente un desequilibrio en la distribución de material plástico a cada una de las preformas resultantes. Este procedimiento causa dificultades formando consistentemente la porción de cuello de recipientes de paredes delgadas, consiguiendo mejores tolerancias de +/-0,3mm con una precisión repetible. Para conseguir una buena prestación de los cierres de obturador de válvula, es imperativo formar un orificio de cuello perfectamente redondo con una cantidad mínima de cavidad tanto en el orificio como en la porción roscada. Se conocen dos procedimientos para conseguir el resultado anterior en un moldeado por soplado multicavidades. Son concretamente un procedimiento de tracción, el cual consiste en el levantamiento de un mandril de soplado a través de un conjunto de acero batido para cortar un orificio redondo en un cuello de botella o un procedimiento de "incrustación", el cual consiste en la fuerza descendente de un mandril de soplado dentro de un conjunto de acero batido. El inconveniente con la tracción es que el componente de cuello es físicamente débil en su construcción que conduce a un pobre sellado con cierres de obturador de válvula ya que el orificio se relaja a lo largo del tiempo causando una fuga. Aunque la incrustación, proporciona un cuello muy rígido, éste tiene una desventaja de peso que causa la ovalidad del cuello asociada a un coste añadido de merma del material. La ovalidad causa un pobre sellado con los cierres de obturador de válvula. Ninguno de estos dos procedimientos es apropiado para moldear características de labios vertedores sobre los cuellos de botella. Con el acabado de tracción es casi imposible moldear una característica de labio vertedor y con el acabado de incrustación, se requieren cantidades significantes de material suplementario y es casi imposible realizar el moldeado sin una ovalidad significante y sin imperfecciones en el orificio.

Los procedimientos anteriormente descritos se refieren a maquinaria de moldeado fabricada por compañías tales como por ejemplo, Uniloy, Techne y Bekum.

Un tipo alternativo de máquina fabricada por compañías tales como Graham Engineering y Uniloy, la cual es particularmente apropiada para las instalaciones in situ de moldeado por soplado, usa un procedimiento que se denomina comúnmente moldeado por soplado de rueda. A diferencia de los procedimientos descritos anteriormente, la rueda produce sólo una preforma a la vez extruida a partir de un único cabezal de roscar. Los bloques de molde están montados sobre una estructura de rueda giratoria y pasan por encima de la preforma en proceso de cierre cuando la rueda gira. Un conjunto de agujas perfora la preforma e infla el plástico hasta que se solidifica contra la pared de los moldes de temperatura controlada. El moldeado por soplado de rueda proporciona un alto nivel de control en la distribución del material en los recipientes producidos de esta manera. El tiempo establecido para tal máquina se reduce considerablemente, ya que sólo se necesita establecer un cabezal de roscar.

Allí donde la pared interna del cuello proporciona una parte de un cierre, puede ser necesario proporcionar una estación separada de acabado donde el cuello, o bien se escaria o bien se le da un acabado perforado. La etapa de acabado puede producir viruta, lo cual da como resultado el riesgo de que la viruta pueda entrar en el interior de las botellas y hacerlas inapropiadas para un llenado inmediato.

Para productos tales como la leche donde se requiere la distribución de grandes cantidades a través de la cadena comercial, es altamente deseable minimizar el peso del envase. Esto ha dado como resultado mayores recipientes y paredes más delgadas. Los espesores típicos de pared para polietileno de alta densidad moldeado por soplado (PEAD) son de 0,4 a 0,6 mm. Esto da como resultado una botella de 2,27 litros con un peso de aproximadamente 40 g. Por lo tanto, ninguna solución a los problemas técnicos descrito debe incrementar el peso de la botella y debería preferiblemente permitir una reducción de peso.

Técnica anterior

Para los envases de cartón se ha propuesto proporcionar un conjunto de pico separado que se fija al envase. Se describe un ejemplo en el documento WO-A96/14249 (Capitol Spouts Inc.). Este pico incluye un tapón y un sello de membrana interior integral y está montado sobre una pared exterior de un envase lleno. El recipiente puede tener una porción rayada de manera que cuando el cierre de membrana interior se retira se lleva con él la porción rayada de la pared de recipiente que crea una abertura a través de la cual el contenido del recipiente puede alcanzar el pico. Este montaje no es apropiado para su uso con recipiente de plástico donde no sería posible que el usuario tirase de una abertura en un recipiente con paredes de plástico. El envase de cartón tendrá típicamente un revestimiento interior continuo. Este tipo de pico se puede montar sobre el envase antes del llenado y no se usa para llenar el recipiente.

El documento GB-A-2 108 464 (Container Corporation of America) describe una disposición de cierre de extremo en la cual se intercala una membrana y se usa para unir porciones de cerco de un cuerpo de recipiente y el miembro de extremo el uno al otro. La membrana tiene materiales de sellado termoactivables en ambos lados tales como polietileno, polipropileno u otros tipos similares de material. Se dice al lector que use este tipo de cierre con un recipiente, el cual puede ser todo de plástico, o una combinación de cartón y materiales plásticos. El método exacto de producción del cuerpo de recipiente y el miembro de extremo no se describe. La especificación tampoco dice nada acerca del procedimiento de llenado del recipiente resultante. La especificación sugiere particularmente el uso de un recipiente cilíndrico de cartón. Dichos recipiente se llenarían normalmente a partir de la base una vez que el extremo aperturable se ha terminado y sellado.

El documento US-A-24.815.616 (Gach) muestra un cierre indicador de manipulación para una botella diseñada para contenidos secos. Una sección de base tiene un faldón, el cual se acopla al cuello de la botella y define un pico. Se interpone una hoja entre el pico de la botella y una superficie adyacente de una parte superior de la base. Un anillo de tracción está fijado a un disco, el cual está conectado a la abertura en la parte superior de la base mediante bandas rompibles. El disco está adherido a la hoja. Tirando del anillo de tracción, el cual arranca la hoja del pico y abre el cierre. En una realización alternativa de la invención de Gach el disco no está unido a la sección de base y la hoja está provista de una línea de desgarro circunferencial para facilitar el arranque en el borde de la superficie interior del pico. En otra realización es improbable que se produzca una apertura limpia. Esto no sería un problema si la botella se usa para comprimidos o similares pero un borde de hoja arrancada en el interior del pico no es apropiado para el vertido de líquidos. El material de la botella no se representa.

Aunque se hace referencia a estos documentos como los más relevantes de la técnica anterior, no representan un punto de partida natural para los que buscan resolver los problemas técnicos descritos en relación con las botellas de plástico de paredes delgadas, en los cuales la experiencia práctica hasta ahora se ha dirigido exclusivamente a la formación integral del cuerpo de botella y del cuello.

Por lo tanto, aunque se sabe producir un componente separado que define un cuello como en el documento GB-A2 108 464, la posibilidad de usar este enfoque para resolver los actuales problemas técnicos del cierre recerrable efectivo de recipientes de plástico moldeados por soplado para fluido, no han sido apreciados hasta ahora y no pueden por lo tanto ser considerados como obvios.

Solución de la invención

De acuerdo con la presente invención, se proporciona una botella de plástico de paredes delgadas que comprende un cuerpo moldeado por extrusión soplado apropiado para bebidas no gaseosas, y un conjunto de cuello y tapón moldeado por inyección adaptado para ser soldado juntos al cuerpo después de que el cuerpo se ha llenado con un fluido, en el que se interpone una hoja entre el cuerpo y el conjunto de cuello y tapón para permitir dicha soldadura, y donde el tapón se monta en el cuello para proporcionar un cierre que se puede volver a cerrar sin fugas

Además, según la presente invención se proporciona un procedimiento para embotellar fluido que comprende las etapas de: moldear por extrusión-soplado de cuerpos de botella de paredes delgadas con bocas abiertas; llenar dichos cuerpos de botella con un fluido que no se requiere ser envasado a presión; montar un conjunto de cuello y tapón moldeado por inyección que tiene una base del cuello cubierta por una hoja y está dimensionada para corresponder a la boca abierta del cuerpo de botella de cada cuerpo de botella lleno; termosellar los cuerpos de botella con la hoja de los conjuntos de cuello y tapón.

Esta solución tiene numerosas ventajas. El cuello y el tapón se montarán juntos de una manera estanca fiable ya que ambos componentes están formados por la misma técnica de fabricación, preferiblemente moldeado por inyección, lo cual significa que ambos componentes serán sometidos a las mismas tolerancias. El conjunto de cuello y tapón puede ser suministrado por una fábrica aparte, que los puede producir en condiciones higiénicas. Se puede emplear cualquiera de los diseños de tapón preexistentes.

El cuerpo sobre el cual se monta el conjunto de cuello y tapón puede tener una boca relativamente ancha, por la cual se realiza el llenado, aumentando de este modo la velocidad de llenado.

Además, la hoja se usa para sellar la boca al mismo tiempo que se suelda el conjunto de cuello y tapón sobre la boca en una única operación de termosellado. Esto da como resultado una estanqueidad más fiable de las botellas llenas, evitando cualquier fuga durante el ciclo de distribución y venta.

Otros aspectos y características de la invención son establecidos en las reivindicaciones.

Se entiende que el término paredes delgadas tal como se usa en la presente memoria descriptiva se refiere a espesores de pared de 2 mm o menos y preferiblemente dentro del intervalo de 0,1 mm a 1,0 mm. Un recipiente con un espesor de pared inferior a 0,1 mm es improbable que tenga la integridad estructural necesaria para mantener su forma cuando se llena con fluido. Para un recipiente de leche de hasta una capacidad de 3,41 litros, es apropiado un espesor de 0,4 a 0,6 mm.

Descripción de una realización preferida

Con el fin de que la invención pueda ser bien entendida, se describirá ahora una realización de la misma, únicamente a título de ejemplo, con referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

La figura 1 muestra una vista lateral de una boca de una primera realización de un cuerpo de botella;

La figura 2 muestra una vista en perspectiva de una boca del cuerpo de botella de la figura 1;

La figura 3 muestra una vista en planta de una boca del cuerpo de botella de la figura 1;

La figura 4 muestra una vista en sección a través de una pared lateral en una boca del cuerpo de botella de la figura 1;

La figura 5 muestra una vista en sección a través de un conjunto de cuello y de tapón montado sobre una segunda realización de un cuerpo de botella;

La figura 6 muestra una vista en perspectiva de la parte inferior de un cuello;

La figura 7 muestra una vista en planta de la parte inferior del cuello;

La figura 8 muestra una vista ampliada de una porción del cuello vista desde abajo.

La figura 9 muestra una vista en perspectiva superior del cuello.

La figura 10 muestra una vista en planta inferior de un tapón, y

La figura 11 muestra una vista en sección a través del tapón.

un cuerpo de botella 2 tiene una boca 4, la cual está íntegramente forma en una única operación de moldeado por soplado. El resto de la forma de cuerpo no se ha mostrado ya que puede adoptar cualquier forma apropiada. Por ejemplo, puede ser de sección cuadrada, rectangular o redonda y puede tener un mango integrado formando como parte integrante de la forma de cuerpo.

El perfil 6 de la boca está mejor representado en la figura 4 y comprende una pared vertical 8 adyacente a una cavidad muescada 10 que se une a un reborde 12 de asiento dirigido en sentido horizontal. El fin de la cavidad 10 es proporcionar al perfil de la boca mayor rigidez y mayor resistencia a la compresión cuando se carga por arriba durante las posteriores operaciones de fijación de un conjunto de cuello y tapón. Igualmente se usa para situar una boca del conjunto de cuello cuando se aplica en el procedimiento de llenado.

El cuerpo 2 con su perfil de boca conformado 6 se forma mediante el molde contra el cual una preforma de polietileno de alta densidad u otro plástico apropiado se infla en cualquier procedimiento apropiado convencional de moldeado por extrusión-soplado. Si el moldeado por extrusión se realiza en una máquina rotativa, entonces se forman las muescas 14 del reborde 12 tal como se muestra en la figura 3. Estos se retiran normalmente en la segunda etapa de corte bien por escariado o bien por perforación después de guillotinar cualquier cúpula de la preforma del recipiente para dejar la abertura abierta 6. La invención elimina la necesidad de este corte y acabado. No es necesaria la eliminación de estos o de cualquier otra irregularidad en el perfil interno de la boca para su uso en la soldadura del cuello al perfil del recipiente 6.

La boca de la botella tal como se representa en la figura 6 tiene un perfil modificado del que se muestra en la realización de la botella representada en las figuras 1 a 4. El perfil de la boca de la botella mostrado en la figura 5 define una envoltura estrecha 15 alrededor de la boca por encima de la cavidad 10. Esta envoltura 15 permite sentar un cuello de un conjunto de cuello y tapón sobre la botella durante el procedimiento de montaje antes de acoplar plenamente el cuello al cuerpo de botella. La presencia de la envoltura 15 permite desplazar los cuerpos con cuellos sentado sobre estos a lo largo de una línea de montaje sin retirar los conjuntos de cuello y tapón.

Se muestra un cuello 16 en las figuras 5, 6, 7 y 9. El cuello comprende una pared lateral anular 18 apoyada sobre una base 20 la cual está montada sobre el cuerpo de botella y la cual en esta realización comprende una porción plana que cubre la boca de la botella y un faldón que se acopla al perfil de cuello. Se observará que cuando el cierre se usa con otros tipos de recipiente, se necesitarán otros diseños de base. Por ejemplo, la base que hay que usar con una lata compuesta puede usar un reborde que se extiende más allá de la porción plana que cubre la boca de la abertura en la lata. Tal reborde podría conectarse al material de cartón por un proceso de soldadura o por otro medio conocido.

La pared lateral 18 forma un pico vertedor para el recipiente y termina en un labio vertedor sobresaliente 22, el cual es ligeramente cónico hacia el borde vertedor. En la realización representada la pared lateral anular 18 define un perfil curvo que sobresale hacia el exterior, el cual se estrecha hacia el borde vertedor y termina en una punta donde las superficies exterior e interior de la pared convergen. El perfil de la punta debe poder ser moldeada reiteradamente. Una punta precisa produce excepcionalmente un buen control y permite una columna muy delgada del líquido que se va a verter con control desde el pico. Tal punta precisa no se puede moldear por soplado sin penalizaciones de peso o tiempo de ciclo o ambos y por lo tanto esto representa una mejora considerable respecto de los labios vertedores moldeados por soplado. Sobre la superficie interior de la pared lateral anular 18 hay una perla anular 24 dispuesta por debajo del labio. Esta perla anular 24 está destinada a enclavarse con una perla correspondiente 56 sobre un obturador de un tapón de una manera que hay que describir más en detalle.

Enfrentado al labio vertedor, la pared lateral 18 se funde con la porción plana 26 de la base 20. Esta porción plana 26 cubre la boca del cuerpo de botella comprende un reborde anular exterior 28 que sobresale hacia fuera de la pared lateral 18 y un reborde anular interior 30. El reborde interior está separado del resto del conjunto de cuello por un hueco anular que está conectado por una pluralidad de puentes espaciados 34 que unen el reborde anular interior 30 a una superficie interior de la pared lateral 18. El hueco con puentes 34 forma una región rompible 32. Los puentes 34 son equidistantes los unos respecto de los otros a través de toda la región rompible. Los puentes 34 se estrechan en su perfil plano, lo cual se puede apreciar mejor en la figura 8. Los puentes 34 están en su posición más ancha en la cual unen el reborde anular interior 30 y en su posición más estrecha en la cual unen la pared lateral 18. Esto garantiza que todos los puentes 34 se rompen adyacentemente a la pared lateral 18 en su porción más débil. En una realización alternativa, la región rompible podría estar provista de un revestimiento delgado de plástico. Sin embargo, el uso de la estructura de puentes reduce la fuerza de retirada y la hace más controlable mediante el ajuste del número de puentes y el estrechamiento de la unión entre cada puente y la pared lateral.

Como se puede ver en la figura 5, los bordes externos del reborde interior 30 y el borde interno del reborde exterior 26 tienen paredes laterales inclinadas que junto con el hueco y la base de la pared lateral 18 definen un hueco en el interior del cual se sitúa la región rompible 32.

Una serie de dientes puntiagudos espaciados 36 penden hacia abajo desde el suelo del hueco. Cada diente 36 como se muestra en las figuras 7 y 8 es de planta triangular y tiene una sección de perfil de diente de sierra como se muestra en la figura 5. Los dientes 36 están inclinados interiormente hacia el centro de la base. Se observará que la inclinación de los dientes puede variar del mostrado en los dibujos. En una realización en la que la región rompible está provista de un revestimiento delgado de plástico, los dientes pueden situarse sobre este revestimiento.

El reborde interior 30 tiene tres mazarotas delgadas 38 que se extienden desde sus superficies interiore hacia un punto central. La construcción permite moldear por inyección el conjunto de cuello 16 desde un punto central que proporciona una distribución más uniforme del material plástico durante el procedimiento de moldeado. Si se usa la inyección lateral, no son necesarias mazarotas.

Una cara interior del reborde interior 30 soporta dos pies o cañas estrechamente separados 40 formados bien en un lado de uno de las mazarotas 38. Las cañas se elevan y se doblan y curvan hasta que se unen para formar un anillo de tracción 42. El anillo de tracción 42 se forma con un perfil de sección transversal de lágrima para facilitar la retirada de la herramienta de moldeado. El dedo del usuario se inserta dentro del anillo donde puede aplicar una fuerza opuesta a los pies 40. La fuerza hace que la región rompible se rompe simultáneamente en ambas direcciones alejándose del punto de fijación para abrir el cierre. La presencia de dos cañas reduce el riesgo de que el anillo de tracción 42 se separe del reborde 30. Preferiblemente, el borde inferior interior del anillo de tracción 42 tiene una borde afilado bastante curvado con el fin de evitar que el anillo corte el dedo de un usuario durante operación de tracción.

Un faldón 44 se extiende alrededor del exterior de la pared lateral 18 y pende del borde exterior del reborde exterior 28 de la base 26. El faldón 44 se termina en un nervio 46 que sobresale interiormente con el fin de acoplarse a una cavidad 10 del perfil 6 de la boca del cuerpo de botella 2.

En la superficie superior y hacia el borde exterior del reborde exterior 28 está formada una cavidad anular debilitada 48. La cavidad 48 proporciona un punto de debilitamiento para que de este modo si se intenta, después de haber montado el recipiente, levantar el cuello haciendo palanca entre el faldón 44 y la pared de la botella 8, el faldón se separará de la porción plana 28 que indica que el cierre ha sido forzado.

En una realización alternativa (no mostrada) la pared lateral anular 18 podría estar provista de un saliente de manera que el pico vertedor del cuello que esta cerrado por un tapón 50 puede ser me menor diámetro que la boca del cuerpo de botella.

El diseño de la pared lateral y el pico vertedor del cuello 16 depende del tipo de tapón que se use para completar el conjunto de cuello y tapón. El tapón 50 en la realización representada es del tipo obturador de válvula que proporción un ajuste de empuje. Se observará que el cuello se puede adaptar para su uso con rosca sobre los tapones y para este propósito puede tener una rosca o roscas de inicio múltiple formadas en una superficie externa de la pared lateral 18 para engranar a una rosca formada en una pared interior del tapón cooperante.

El tapón 50 como se muestra en las figuras 10 y 11 es un componente moldeado por inyección que comprende una placa de tapa 52 con un obturador cilíndrico interior dirigido hacia abajo 54. El obturador cilíndrico 54 se extiende verticalmente hacia abajo desde la placa de tapa 52. Una perla anular 56 está formada alrededor de una superficie externa del obturador. La perla 56 se engrana a la perla 24 sobre la pared lateral anular 18 del cuello 16 para retener el tapón 50 sobre el cuello. Por debajo de la perla 56 la pared del obturador se estrecha hacia dentro para facilitar la inserción dentro de la boca del cuello.

Un faldón exterior descendente 58 está unido al borde o a la placa de tapa 52. El faldón 58 tiene una región esencialmente vertical 60 adyacente a la placa de tapa que se une a la región acampanada 62. El borde libre de la región acampanada 62 enfrentada a la placa de tapa 52 se alinea él mismo con el borde del faldón de cuello 44 hacia el exterior de la cavidad debilitada 48 de manera que hay un perfil sin romper del conjunto cerrado de cuello y tapón. La profundidad del faldón 58 es tal que el borde alcanza justo la superficie superior de la porción plana 26 del cuello 16 cuando el tapón está totalmente acoplado al cuello 16. Se prefiere la holgura de 0,5 mm en los conjuntos de cuello y tapón antes de que se monten en los cuerpos de botella.

El perfil de la región acampanada 62 permite que el faldón flexione cuando se somete a una presión descendente aplicada al tapón durante el montaje. Se observará también que la alineación del faldón 58 con un borde exterior del conjunto de cuello garantiza que las fuerzas descendentes aplicadas al tapón se transmiten a través del faldón 58 al faldón 44 del conjunto de cuello en el interior del cuerpo de la botella 12. Esto minimiza el riesgo de dañar el pico vertedor y la estructura de hueco durante el montaje del conjunto de cuello y tapón y también durante el recierre de la botella.

Un cordón anular 64 está situada en el interior del faldón 58 del tapón cerca pero separado de la parte superior de la región vertical 60. El propósito del 64 es proporcionar una obturación con la parte inferior del labio vertedor 22.

El tapón 50 está cerrado a presión sobre una boca del pico vertedor. Es suficientemente flexible para no deformar el labio vertedor durante la operación de cierre y de recierre. La porción ligeramente curvada de la pared lateral anular 18 mantiene suficiente rigidez la cual guía el obturador del tapón cuando el tapón está cerrado a presión. Con el diseño representado en la figura 5 hay dos puntos de sellado entre el tapón y el cuello. El primer punto de sellado está entre la perla anular y una parte inferior del labio vertedor. El segundo punto de sellado está entre las perlas anulares cooperantes 24, 56 sobre la pared lateral 18 y el obturador 54 respectivamente. Cuando el tapón se engrana con el cuello, la flexión de las perlas anulares al entrar en contacto produce un clic audible que indica que se ha formado una obturación y que el tapón está debidamente situado. Este sellado de dos puntos es particularmente eficaz al eliminar l riesgo de fugas. Debido a que tanto al conjunto de cuello como al tapón son componentes moldeados por inyección, se pueden moldear precisamente. Esto garantiza que se puede proporcionar un buen acoplamiento repetible.

Una lengüeta horizontal 66 sobresale de una porción del borde inferior del faldón 58 como se puede ver en las figuras 9 y 10. La lengüeta 66 permite que el usuario haga palanca sobre el tapón desde el cuello cuando abre el recipiente. La lengüeta 66 en una vista en planta tiene un perfil curvo que proporciona un área relativamente ancha de fijación al faldón. La protuberancia de la lengüeta se mantiene al mínimo necesario para que sea levantada por la punta del dedo. La lengüeta debe ser relativamente inflexible. Al proporcionar un área relativamente ancha de fijación de la lengüeta al faldón se reduce la flexibilidad. Puesto que la lengüeta es relativamente inflexible, cuando se engrana por la punta del dedo, es más fácil para el usuario retirar el tapón del cuello de la botella con una simple operación de palanca o de pivoteo.

El uso de un tapón con un faldón que cubre la totalidad de la superficie superior del conjunto de cuello permite que la cavidad debilitada 48 que proporciona la destrucción de evidencia de manipulación del conjunto de cuello esté oculta cuando las botellas están a la vista. Si se lleva a cabo cualquier intento de hacer palanca sobre el faldón de la botella, se dañaría tanto el cierre, que el personal del almacén estaría enseguida alertado de que ha habido un intento de manipular el contenido de la botella. Se cree que este tipo de evidencia de manipulación es más efectivo en términos de desanimar los intentos de manipulación y proporciona una mayor confianza al consumidor.

Con el fin de minimizar el peso del tapón, el plástico con el cual se moldea se puede hacer celular. Esto le permitiría ser suficientemente sustancial para el caso de una manipulación más ligera para minimizar el peso total y, por consiguiente, los costes de transporte.

El cuello se monta sobre el cuerpo con una hoja de sellado intermedia 70. La hoja 70 puede ser una hoja de polímero o una hoja de polímero laminada a una hoja de aluminio o a aluminio. La hoja se selecciona de manera que sea capaz de adherirse a ambos lados y ser retirada con una mínima fuerza por parte del usuario. Se puede emplear cualquiera de los materiales tradicionalmente usados para proporcionar una hoja de termosellado en las botellas de leche de plástico existentes. Puede ser necesaria una hoja más delgada que la usada en los cierres desgarrables de la técnica anterior para facilitar el desgarro. Cualquier capa de polímero debe ser también suficientemente delgada para de este modo no inhibir la capacidad de desgarro de la hoja. Una hoja de aluminio de espesor entre 12 y 25 micrómetros con capas de polímero en ambos lados de entre 15 y 30 micrómetros o menos se desgarrarán fácilmente en uso mientras se mantiene el sello necesario dentro del tapón. Cuando se usa una lámina de aluminio se pueden proporcionar pequeñas perforaciones en la capa de aluminio para permitir atravesar el aluminio durante el procedimiento de termosellado y por lo tanto formar una unión entre el reborde 12 del cuerpo de botella y la superficie adyacente de la base 26 del cuello. La hoja 70 se suministra preferiblemente ya unida a la base del conjunto de cuello y tapón. Los conjuntos de cuello y tapón con hoja se suministran entonces a una estación de llenado.

Durante el termosellado de la hoja a la cara inferior de la porción plana 26, habrá un cierto flujo de material plástico dentro del hueco entre los rebordes interior y exterior 30, 28. El ancho del hueco es crítico, ya que este flujo de material no debe sumergir los dientes 36. Durante el calentamiento por inducción el pico 18 también se colapsa en alguna medida y el borde del faldón 58 del tapón 50 entrará ahora en contacto con una superficie superior de la región plana 26.

Tanto el cuello como el tapón son preferiblemente componentes de plástico moldeados por inyección. Puesto que ambos se fabrican por el mismo procedimiento con las mismas tolerancias el sello entre el cuello y el tapón será bueno. Los conjuntos de cuello y tapón se pueden suministrar a una instalación de embotellado ya montados, probados y esterilizados.

Los detalles del procedimiento de moldeado por inyección y el diseño detallado de las herramientas no se describirán en la presente memoria descriptiva puesto que serán muy evidentes para los expertos en la técnica.

Procedimiento de llenado

El conjunto de cuello y tapón descrito se puede usar de diversas maneras en una estación de llenado de plantas de embotellado. Los cuerpos de botella pueden ser suministrados a la planta ya formados pero esto da como resultado la necesidad de transportar grandes volúmenes y es preferible formar los cuerpos en una planta de moldeado por soplado adyacente a la lechería de manera que se puedan formar y llenar en una línea de producción continua. La ausencia de cualquier requisito de corte y acabado adicional del interior de la boca del cuerpo hace que este diseño de botella sea particularmente apropiado para tal procedimiento.

En una realización preferida del procedimiento, los cuerpos de botella son moldeados por soplado usando una maquina rotativa con una serie de moldes adaptados a pasar por debajo de un único cabezal de roscar para el suministro de una cantidad predeterminada de material plástico para formar una preforma que se infla secuencialmente para formar los cuerpos. Tales máquinas rotativas están disponibles en el mercado y sólo requieren la modificación del molde para definir el perfil de boca requerido 6 en lugar de un cuello convencional.

Los cuerpos se llenan a través de la boca con un fluido tal como la leche.

En el envasado aséptico, la hoja 70 será pulverizada con una solución esterilizadora tal como una mezcla de agua/ácidoparacético con el fin de esterilizar la cara de la hoja que será adyacente a la leche en el recipiente acabado. Tal solución de esterilización se comercializa con la marca comercial OX-ONIA. Se pueden emplear procedimientos alternativos de esterilización tales como la irradiación pero actualmente son más costosos.

Los conjuntos de cuello y tapón esterilizados y recubiertos son suministrados a través de una rampa un mecanismo de coger y colocar, que orienta cada conjunto de cuello y tapón y lo coloca sobre un cuerpo de botella lleno. El faldón 44 clips sobre el perfil 6 que coge en sándwich la hoja 70 entre los dos componentes. En la siguiente etapa, el conjunto de cuello 16 se adhiere al cuerpo 12. Preferiblemente una rampa del mecanismo de coger y colocar contiene una bobina de inducción para que de este modo cuando cada conjunto es prensado sobre el cuerpo, se aplica un calentamiento por inducción para adherir la hoja al cuerpo. Para formar una unión efectiva se puede requerir alguna presión para mantener firmemente el cuerpo y el cuello durante esta etapa. El calentamiento por inducción y la adhesión se pueden llevar a cabo alternativamente en una estación separada corriente abajo del mecanismo de coger y colocar. ENERCON AHLBRANDT suministra máquina de calentamiento por inducción.

También se puede usar calentamiento por fricción generado por rotación para soldar el cuerpo y el conjunto de cuello y tapón sin la presencia de una hoja intermedia.

Procedimiento de apertura

Cuando el usuario recibe la botella llena. El primer paso es retirar el tapón 50 levantándolo en la lengüeta 66 para liberar la obturación alrededor del pico vertedor y quitar el tapón. Esto deja al descubierto el anillo de tracción 42. El usuario inserta un dedo en el centro del anillo y tira hacia arriba alrededor de un anillo definido en el plano de la base 20 perpendicular a los pies 40. Esto produce un movimiento de rotación que estira la hoja 70 contra la cara exterior más larga de los dientes con perfil de diente de sierra 36. Las puntas de los dientes facilitan el arranque de la hoja 70 puesto que el anillo de tracción está levantado. El desgarro en la hoja se realiza en una dirección simultánea en el sentido de las agujas del reloj y en una dirección opuesta a la de las agujas del reloj hasta que los desgarros se encuentran con los pies opuestos 40. El levantamiento del anillo también causa la rotura de los puentes 34 en la región rompible 32. La parte de la hoja 70 que se suelda al reborde 30 se arranca y se separa con él.

El fluido se puede entonces verter fuera de la abertura expuesta sobre el labio vertedor 22. Cuando el usuario desea volver a cerrar la botella, el tapón 50 se vuelve a colocar empujando simplemente el obturador 54 dentro de la boca del cuello y se empuja hacia abajo hasta que las perlas 24, 56 se enclavan. Este enclavamiento se nota mediante un ruido seco audible.

Modificaciones del cierre de tapón

Se observará que el mismo diseño del cierre de tapón se puede usar con recipientes distintos de las botellas, por ejemplo cajas de cartón compuestas. En tal aplicación, la base 20 necesitaría adaptarse para montarse sobre el extremo de la caja de cartón compuesta. Esto puede requerir un reborde anular en lugar del faldón dirigido hacia abajo 44. El reborde se podría entonces soldar o conectarse de otro modo a la caja de cartón. En todos los otros aspectos la estructura de un cierre permanecería igual.

Claims (10)

1. Una botella de material plástico de pared delgada que comprende un cuerpo (2) moldeado por extrusión - soplado apropiada para bebidas no gaseosas, y un conjunto de cuello (16) y tapón (50) moldeado por inyección que se puede soldar al cuerpo (2) después de haber llenado el cuerpo (2) con un fluido, en la que una hoja (70) está interpuesta entre el cuerpo (2) y el conjunto de cuello (16) y tapón (50) para permitir dicha soldadura, y en el cual el tapón (50) está montado sobre el cuello (16) con el fin de crear un cierre que se puede volver a cerrar sin fugas.

2. Un cierre utilizable con una botella de material plástico de pared delgada según la reivindicación 1 u otro tipo de recipiente con un cuerpo (2), en el cual dicho conjunto de cuello (16) y tapón (50) comprende una base fijada al cuerpo (2), un reborde anular removible (30) conectado a un anillo de tracción (42) y fijado a la hoja (70), estando el reborde anular removible (30) separado de la base (2) por una región rompible (32), y una pluralidad de dientes (36) dirigidos hacia abajo, teniendo cada uno un perfil de diente de sierra inclinado hacia el interior y hacia un centro de la base (20), formados en la base (20) en o adyacente a la región rompible (32) para de este modo, al retirar el anillo de tracción (42), la hoja (70) es rasgada por los dientes (36).

3. Un cierre según la reivindicación 2, en el cual el tapón (50) corresponde a una placa de (52) tapa y un faldón descendente (58), y la base (20) comprende una cavidad anular debilitada (48) que es escondida por el faldón (58) del tapón (50) cuando el cierre está cerrado hermeticamente.

4. Un cierre según la reivindicación 2, en el cual el anillo de tracción (42) está soportado por encima del reborde anular (30) mediante dos pies (40) espaciados adyacentes para favorecer un desgarro simétrico de la hoja (70).

5. Un cierre según la reivindicación 2, en el cual la hoja (70) es una hoja delgada de aluminio desgarrable revestida con un material polimérico soldable sobre las dos caras.

6. Una botella que comprende un cuerpo (2) con una boca abierta (4),

un conjunto de cuello y tapón que comprende un faldón (44) adaptado para acoplarse sobre la boca, definiendo un pico vertedor (18) y teniendo un anillo de tracción (42) acoplado a una parte removible (30) mantenida en el interior de una base (20) del cuello que se aplica contra una superficie superior (12) de la boca; y

una hoja (70) interpuesta entre la superficie (12) y la base (20) y soldada a estas dos partes de manera que la retirada del anillo de tracción (42) y de la parte removible (30) retira al menos una parte de la hoja (70) y abre el pico vertedor (18).

en la que la parte removible comprende un reborde anular (30) separado del resto de la base (20) por un hueco rompible (32) que define una pluralidad de dientes (36) dirigidos hacia abajo que tienen cada uno un perfil de diente de sierra inclinado hacia el interior y hacia un centro de la base de manera que, al retirar el anillo de tracción, la hoja (70) es desgarrada por los dientes (36).

7. Un procedimiento de embotellado de fluido que comprende las etapas de:

moldeado por extrusión - soplado de cuerpos de botella de pared delgada con bocas abiertas;

llenado de dichos cuerpos de botella con un fluido que no necesita un envasado a presión;

montaje de un conjunto de cuello y tapón moldeado por inyección que tiene una base del cuello cubierta por una hoja y dimensionada para corresponder a la boca abierta del cuerpo de botella, en cada cuerpo de botella lleno; y

termosellado de los cuerpos de botella a la hoja de los conjuntos de cuello y tapón.

8. Un procedimiento según la reivindicación 7, que comprende, además, la esterilización de la hoja antes de la etapa de montaje.

9. Un procedimiento según la reivindicación 7, en el que los cuerpos de botella están moldeados por soplado mediante una máquina rotativa que comprende una serie de moldes adaptados para pasar por debajo de un único cabezal para el suministro de una cantidad predeterminada de material plástico con el fin de formar una preforma que a continuación se infla para formar dicho cuerpo.

10. Un procedimiento según la reivindicación 9, en el cual el cuerpo de botella que sale del molde es enviado directamente a una estación de llenado.