NO752842L - - Google Patents

Description

Denne oppfinnelsen omhandler et beholderlokk for væsker under

trykk som er lett å åpne og en metode for å fremstille dette. Beholderen har et lokk med flere små åpninger. En strimmel av

plast eller plastbelagt métallfolie er festet til lokkoverflaten med et varmeaktivert bindemiddel på en slik måte at plastmassen blir ekstrudert inn i lokkets åpninger for å forme tilsvarende hule knaster. Knastene blir avgrenset i en perifer ring eller vulst som formes i den respektive åpning, og som i det minste delvis er festet til den ubelagte rå kanten på åpningen. Knastene har en skivelignende senterdel, og den omliggende ring danner en tykk tverrprofil som motstår ubuling av den del av strimmelen som dekker åpningene og hindrer utvikling av mulige sprekker og deres utbredelse som igjen kan resultere i at bindemidlet løsner.

Bindemidlets kontaktflater på utsiden av lokket er nøye avpasset

for å oppnå en mest mulig jevn trekkmotstand av strimmelen på en slik måte at brukeren kan trekke av strimmelen, idet det er ønskelig også å få luftehullet åpnet. Oppfinnelsen omfatter også

en bakre del av strimmelen som festes permanent til lokket for å forhindre at strimmelen kan fjernes.

Generelt er den her omtalte beholder kjent. US Patent 3.292.828

viser et beholderlokk med flere åpninger som er forseglet med en métallfolie eller plast strimmel.

Hittil har det ikke vært mulig å anvende utvendige strimmelforseglinger (uten innvending støtte) på beholdere med høyt trykk. Strimmelforseglinger har vært brukt til å dekke helleåpninger i

såkalte "varm-fylte" produkter, hvor et følgende vakuum trykker den metalliske strimmel mot beholderlokket. Den samme teknikk kan ikke anvendes ved beholdere med innvendig trykk da ekspansjonen fra det interne trykk ville forårsake sterkere sprekkdannelser eller at bindemidlet løsner helt. I US patent 3.292.828 trenges det både inn- og utvendig forsegling.

Et annet US patent 2.870.935 er også av interesse da det viser

en stor åpning og foreslår at dekslet og undersiden av lokket sprøytes med bindemiddel for å få en tilfredsstillende forsegling.

US PAtent 3.338.462 viser utformingen av en plast plugg med en

utbøyet kant inder lokkflaten. Det vil utvilsomt kreve ekstra sterke trekkkrefter for å fjerne denne tetningspluggen hvis den brukes ved små hull, og er også vanskelig å fremstille, for ikke å nevne den mulighet at biter brekkes av, hvilket ville være forkastelig.

Stort sett har lokk med lettvinte åpningsanordninger av denne

typen ikke hatt noen suksess i området væsker under trykk på grunn av uvanlig store krav til forseglingen.

Denne oppfinnelsen tar sikte på en ny metode til å feste en

strimmel av plast eller kombinasjonen plastbelagt métallfolie (stål eller aluminium), eller en folie av stål eller aluminium,

til et bokslokk med et bindemiddel påført på undersiden av strimmelen.

Bindemiddelet presses i kontakt med boksens lokkflate rundt åpningene på dette, samtidig som et plastlag ekstruderes fra undersiden mot innsiden av lokket gjennom åpningene, og det ekstruderte materialet blir festet og formet under varme og trykk til hule knaster som beskrevet ovenfor.

En generell målsetning for oppfinnelsen er å fremstille en helleåpning i et bokslokk som består av mange små åpninger i motsetning til en stor åpning. Åpningens størrelse og fasong er utført slik at de tillater forsegling av en beholder med trykk, ved en ny fremgangsmåte med bare utvendig befestigelse, fortrinnsvis i form av metallbelagt strimmel og et bindemiddel.

En videre målsetting for oppfinnelsen er å innarbeide en kombinasjon av en strimmel som dekker de små åpninger i bokslokket og et avrivbart feste- eller forseglingsmiddel som har et høyt bristpunkt, men trenger relativt liten avrivningskraft. Dette kan festes med varmeforsegling, ultralyd sveising, high energy rate impact forsegling eller lignende. Enden av strimmelen blir også festet til bokslokket, men med et ikke-avtagbart bindemiddel.

Et annet mål er å fremstille en strimmel som ikke bare festes

godt til beholderen, men som også lett kan trekkes vekk fra helleåpningen slik at man kan drikke rett fra beholderen.

Disse og andre mål og fordeler finnes og omfattes av denne opp-finnelse, hvor: Fig. 1 er et perspektiv utsnitt av en beholder med det nye

lokket i forseglet posisjon.

Fig. 2 er et perspektiv av en beholder og viser lokket i

åpen posisjon.

Fig. 3 viser det samme som fig. 1 sett ovenfra.

Fig. 4 viser det samme som fig. 2 sett ovenfra.

Fig. 5 er et forstørret snitt, hovedsakelig tatt efter

linje 5-5, fig. 3.

Fig. 6 er et forstørret utstnitt av en del av fig. 5.

Fig. 7 er et forstørret utsnitt tatt hovedsakelig efter

linje 5-5.

Fig. 8 er et parameterdiagram for strimmel og hull.

Fig. 9 viser den åpnede beholder sett ovenfra.

Fig. 10 viser beholderen fra siden mot strimmelen langs siden

på beholderen.

Fig. 11 er også et forstørret radialsnitt av beholder og strimmel. Fig. 12 er en forstørrelse av radialsnittet av en hul knast-seksjon, beholderlokk og strimmelen.

Det henvises til tegningen hvor det vises en boks 2 med en sarie 3 som er festet til et lokk 6 med en dobbeltfals 5.

På tegningene er lokket 6, som er av aluminium, utstyrt med et sentralt luftehull 7 som er stort nok til et sugerør, en anker-åpning 8 som kan elimineres, og mange små helleåpninger 10 som er plasert i nærheten av den indre falsekant 11 på boksen. Disse åpninger kan ha forskjellig form, men med smal tverrdimensjon,

dog fortrinnsvis sirkelformet.

Åpningene 10, som kan formes i et hvilket som helst mønster, er vist sirkelformet rundt en senteråpning 10, som angir sentrum i området, disse danner samlet en helleåpning 10a. Hver åpning 10

har en bar kant 12, som hvis lokket er av stål, må lakkeres-

for å forhindre korrosjon eller smitte av smak til produktet i boksen, idet det er underforstått at åpningene 10 er stanset ut etter at lokket er lakkert, hvis av stål med en passende lakk som hevdet i de etterfølgende refererte. US patenter.

En langstrakt strimmel 14 som er bøyelig eller fleksibel og ugjennomtrengelig for gass og væsker, vanligvis laget av plast eller tynn aluminium- eller stålfolie 15 som er belagt med et plastbelegg eller en film 15' av polypropylen harpiks,- gjør tjeneste som en lukkestrimmel som dekker alle åpningene. Strimmelen 15 kan være en orientert gummimodifisert acrylonitrile polymer harpiks som for eksempel Barex eller Cycopac, enten metallbelagt eller ikke.

Polypropylen-belegget 15' som vist på tegningene (fig. 6 og 7)

er klebet til undersiden 18 av folien 15 med et bindemiddel 17.

Det bindemiddelet som man har funnet gir det beste resultat, er

et karboksylert polypropylen harpiks som er mer utførlig beskrevet i US patent 3.616.047.

Som vist på figurene 7 og 8 blir strimmelen 14 plasert ved den

ytre overflate av lokket med polypropylen belegget mot lokkoverflaten 20. For å lette befestigelsen av polypropylen belegget 15' på strimmelen 14 til lokket, påfører man et bindemiddel 17' på berøringsflatene, til lokket i områdene rundt åpningene. Bindemiddelet 17' er fortrinnsvis av en type som er lett å rive av, det vil si at bindemiddelet gir et sterkt feste mellom polypropylen belegget og lokket, men når man forsøker å fjerne strimmelen, er det lett avtagbart og fjernbart fra lokket. Et avrivbart binde-materiale som er funnet å være spesielt egnet for dette bruk er et karboksylert polypropylen harpiks som har vært behandlet med en' annen termoplastic polymer så som etylen/vinyl acetat, polymethyl-methacrylat eller polystyren som er mer utførlig beskrevet i US

patent 3.671.356.

Ved eller før påsetting av strimmelen 14 på lokket som er belagt med et avrivbart bindemiddel, blir strimmelen 14 oppvarmet. Trykk brukes mot dets overside 21, fortrinnsvis fra en oppvarmet trykk-eller jernplate 22, som presser hempen eller strimmelen mot oversiden 20 av lokket. Et oppvarmet mothold (ikke vist) kan være plasert under lokket hvis ønskelig. Trykket mot strimmelen er så kraftig at det varme polypropylen-belegget 15' på båndet 14 blir presset ut mellom folieoverflaten og oversiden 20 rundt åpningene hvilket bevirker at det blir ekstrudert inn i åpningene. Belegget 15'

rundt åpningene tynnes it som ved 17a og på den måten blir klebe-kvaliteten av bindemiddelet betydelig forbedret ved forbedring av kohesjonen.

Knastene 31 og 32 som har tykke skivelignende senterdeler 27, 28

av filmbelegget 15', er formet henholdsvis i åpningene 10 og 7. Senterdelene 27, 28 er avgrenset med en ring eller vulst 29, 30 med tykk tverrprofil. Vulsten strekker seg fra hjørnekanten 38 av åpningene, dypere enn senterdelens knasteskiver 31a, men.ikke dypt nok til å nå over hjørnekantene 37. Denne knastetype motstår ikke bare utbuling, men hindrer også utvikling av sprekkdannelser rundt åpningene som kan forårsakes av for stor utbuling på grunn av innvendig trykk fra innholdet. En slik utbuling som ikke holdes i sjakk, vil føre til begynnende sprekkdannelser og forårsake at bindemiddelet løsner. Ved foreliggende konstruksjoner kan knastene sees og kan dessuten merkes hvis man fører en fingernegl mot undersiden

av strimmelen efter åpning. Strukturen i knastene har stor styrke i de kritiske områder, og uavhengige prøver har under-bygget at denne konstruksjon har vært særdeles aiksessfull.

Det kreves at lokket skal motstå 100 p.s.i. Disse konstruksjoner med vulstformede knaster har motstått trykk som ligger langt over disse krav, d.v.s. opp til 270 - 290 psi, når det er brukt den ovennevnte behandlede karboksylerte polypropylen harpiks som beskrevet i tidligere nevnte US patent 3.671.356.som bindemiddel i områdene rundt helleåpningen. Den behandlede karboksylerte polypropylen harpiksen er påført over et lakksjikt 25 som kan formes av en herdet harpiks som f. ek.s epoxy, urea/formaldehyd epoxy fenol harpiks påført den udekkede metalloverflate i lokket.

Ved å ekstrudere knastene som beskrevet blir de hule og motstår enhver påkjenning. Minimale mengder materialer blir brukt.. Ethvert feste mellom kantene 39 og det ekstruderte materiale er en plussfaktor, skjønt hovedvekten er lagt på festet mellom oversiden av lokket og strimmelen.

Som en funksjon av hulldiameteren er bindemidlets avrivningsstyrke og folietykkelse av størst betydning. Hvis man antar at hvert hull er sirkelformet, skjønt de kan også være ovale eller åpninger med rette sider, må hvert hull vurderes separat så lenge området av et hull ikke når det tilstøtende hull.

I fig 7 er et enkelt hull analysert og kravene fastsatt. I den følgende analyse er:

P = innvendig trykk og D = diameter i hvert hull. F = avrivningsstyrken pr. lineær tomme.

Elastisitetsmodul K's bidrag i området vil ha liten innvirkning på avrivningsstyrken, spesielt for det størrelse hull som vil bli brukt. Fig. 8 viser F,s kurve i forhold til D hvor p = 100 psi.

Hvis man bruker 6063 aluminiumfolie, er bruddfasthetsgrensen 10.000 psi. Med en sikkerhetsfaktor på 2 (kort tid), er den nødvendige folietykkelse t bestemt slik:

Dette er også vist i diagrammet, fig. 8.

Avstanden mellom hullene skal være slik at avrivningspåkjenningen rundt ett hull ikke når neste hull. Denne betingelse er oppnådd hvis avstanden "1" mellom hullene er større enn

E-L = bindemiddelets modulus

E = foliens modulus

t = folietykkelse

hQ= klebemeiddelets tykkelse

Anta for eksempel at det totale helleområdet = .75 tomme 2med 30 hull og bindemiddelets avrivningsstyrke = 10 liniær tomme.

F = 4.4 Ibs/tomme

t = .00089" (folietykkelse) .001"

Anta at:

Ej_ = 300.000 psi

E = 10<7>psi

t = .001"

hQ= .001"

så blir n = 547

og 1 = .006" = avstand mellom hullene

Strimmelens bakre del 40 skal festes permanent til lokket med et bindemiddel 41 (fig. 3) for eksempel karboksylert polypropylen harpiks, epoksy harpiks, harpiks av kopolymerisert etylen og akrylsyre, eller en fenol formaldehyd harpiks som kan påføres i åpningsområdet 8. Bindemiddelet 41 kan bli ekstrudert gjennom åpningen 8 og derved forme en knast 42 med en vulst 43 og en tykk senterdel 43a som gir ekstra mekanisk styrke i området for å hindre adskillelse innen de definerte parameterne.

Strimmelen kan være lengre enn lokkets diameter, og kan være brettet ved 44 i fordypningen ved falsekanten og ha en fri gripeende 45 lagt over den festede del av strimmelen. Strimmelen er fortrinnsvis av et folielignende materiale eller metalisert plast som er formbar slik at den kan bøyes når den er trukket opp og plaseres lang siden på boksen motsatt av helleåpningen og forblir tett inntil bokssiden som vist ved 46, fig. 10.

Som tydelig vist i fig. 4 og 9 er områdene 50 og 51 rundt åpningene

7 og 10 samt de tverrplaserte striper 52, 52 langs ytterkantene på strimmelen i området mellom 50 og 51 og også ved 53, 53 på lokket,

de viktigste festeområder for avrivningsdelen. Det oppnår man ved å spare ut jernplaten 22. Årsaken til den punktvise klebing er å redusere klebestyrken i ikke-kritiske områder og derved lette avrivningen av strimmelen.

For å åpne boksen griper man i den vaffelmønstrede ende 45 av strimmelen og trekker denne bort fra åpningene 10 og 7, slik at knastene også følger med ut. Siden strimmelens bakerste del 40 er festet permanent til lokket, kan strimmelen lett brettes over falsekanten på motsatt side av helleåpningen slik at den ikke kommer i veien hvis man vil drikke direkte fra boksen.

Det er ovenfor beskrevet en foretrukket utforming av oppfinnelsen, men detaljene kan selvsagt varieres uten at mann går utenfor oppfinnelsens ramme.

Claims (4)

1. Lokk til beholdere for væsker under trykk karakterisert ved at lokkets (6) endeflate har flere små og tett plaserte helleåpninger (10) formet med minst en smal tverrdimensjon, og et luftehull (7), samt en strimmel (14) som dekker åpningene (7 og 10) og har en plastfilm(15) mot lokket (6) hvor filmen (15) er festet til den ytre side (20) av lokket (6) ved hjelp av et varmeaktivert bindemiddel (17) som også dekker åpnignene (7 og 10) og hvor plastfilmen (15) ved oppvarming er ekstrudert ut mellom strimmelen (14) og lokkflaten (20) og inn i åpningene (7,10) hvor det har dannet knaster (31,32) som hver omfatter en vulst-formet perifer del (29,30) som omgir den respektive åpning (7,10).

2. Lokk i henhold til krav 1 karakterisert ved at strimmelen (14) er utstyrt med en gripedel (45) som brettes innover mot lokket.

3. Lokk ifølge krav 1 karakterisert ved at strimmelen (14) er fleksibel og kan etter frigjøringen av helleåpningene (10) plaseres langs siden av boksens sarie (3) eller på hvilket som helst annet sted hvor strimmelen ikke hindrer at innholdet kan tømmes ut.

4. Fremgangsmåte for fremstilling av lokk i henhold til krav 1, 2 og 3 karakterisert ved at lokket (6) først påfø res et lag lakk hvorpå hullene (7-10) stanses ut hvorpå det påføres en film (17) av bindemiddel på lokket (6) i området rundt hullene (7,10) hvorefter det til lokkflaten (20) festes en strimmel (14) hvorav minst en del er av termoplastmateriale hvorpå.strimmelen (14) med termoplastbelegget (15) anbringes så den dekker åpningen (7,10) og derefter utsettes for tilstrekkelig opphetning og trykk slik at belegget (15) ekstruderes som knaster (31,32) inn i hullene (7,10).