RU2175937C2

RU2175937C2 - Sealing device for container and method of its making

Info

Publication number: RU2175937C2
Application number: RU97118336/13A
Authority: RU
Inventors: Дэвид Грэхэм Тейлор; Дэвид Бинлэнд
Original assignee: Бетакоркви Лимитед
Priority date: 1995-05-03
Filing date: 1996-05-03
Publication date: 2001-11-20
Also published as: WO1996034806A1; EP0824465B1; JPH11505494A; NZ306517A; CA2219085A1; EP0824465A1; ES2135225T3; BG101991A; DE69603474T2; AU5509196A; CN1071252C; CN1183085A; GR3031300T3; ATE182546T1; BG63718B1; AU697116B2; BR9608212A; GB9607815D0; DE69603474D1

Abstract

FIELD: stopping and sealing devices. SUBSTANCE: invention relates to sealing devices for containers, such as bottles. Proposed device has round section body, preferably of cylindrical shape. Body is adapted for getting into container hole. Body is made from moulded foamed polymer with closed cells or mixed polymer, preferably, foamed polystyrene with practically homogeneous density equal to 0,03g/cm. minimum. Sealing device can be partially or fully covered with insulating material and subjected to waxing, painting and/or its sides can be treated to make device resemble cork by its external appearance. Method of making the sealing device comes to forming granules of foamed polystyrene in cylindrical press-moulds with steam heating. Foaming is carried out under conditions providing manufacture of articles with homogeneous density not less than 0,03g/cm. Moulded articles are treated by pressure to improved elasticity, are taken out of moulds and cut to size of seal. EFFECT: improved sealing. 8 cl, 2 dwg

Description

Настоящее изобретение относится к закупоривающему устройству для емкостей. The present invention relates to a closure device for containers.

Закупоривающие устройства обычно изготавливаются из естественных материалов, таких как корковая пробка. Они используются для временной закупорки емкостей, чтобы предотвратить потери и сохранить содержимое емкости. Традиционно на них имеется хороший спрос, и их применение является эффективным. Очень большое количество закупоривающих устройств используется при разливе вина, они также применяются для многих пищевых продуктов и для таких средств, как косметика. Однако у них есть недостатки: они являются довольно дорогостоящими, их производство требует больших трудовых затрат, их качество еще нестабильно и может допустить проникновение микроорганизмов и других загрязнителей к сохраняемым веществам. С целью устранения этих недостатков были разработаны синтетические заменители с использованием синтетического каучука и пластмассы. Однако эти заменители также имеют недостатки: их стоимость оказалась еще выше, чем стоимость естественных материалов, их повторное использование затруднено, их внешний вид и свойства отличаются от естественных материалов. Потребители замечают эти различия и отказываются от них, уменьшая тем самым возможность появления этих заменителей на рынке. Таким образом, на рынке по-прежнему существует потребность в закупоривающем устройстве из синтетических веществ, которые выглядят и проявляют себя подобно естественным материалам, но которые имеют более низкую стоимость производства, устойчивое качество и стерильность. Corking devices are typically made from natural materials such as cork. They are used to temporarily seal containers to prevent loss and preserve the contents of the container. Traditionally, there is a good demand for them, and their application is effective. A very large number of clogging devices are used when pouring wine, they are also used for many food products and for products such as cosmetics. However, they have drawbacks: they are quite expensive, their production requires large labor costs, their quality is still unstable and can allow the penetration of microorganisms and other pollutants to stored substances. In order to address these shortcomings, synthetic substitutes have been developed using synthetic rubber and plastic. However, these substitutes also have disadvantages: their cost turned out to be even higher than the cost of natural materials, their reuse is difficult, their appearance and properties differ from natural materials. Consumers notice these differences and abandon them, thereby reducing the likelihood of these substitutes on the market. Thus, there is still a need in the market for a closure device made of synthetic substances that look and behave like natural materials, but which have lower production costs, consistent quality and sterility.

В патенте EP-A-0 496 194 дано описание на закупоривающее устройство для емкостей с жидкостью, отличающееся тем, что оно имеет практически цилиндрический пластмассовый элемент, который может быть изготовлен из пенополистирола и в который может быть заделана в осевом направлении также практически цилиндрическая эластичная вставка, которая может быть изготовлена из корковой пробки. Однако, как оказалось, подобная конструкция потенциально заключает в себе серьезные недостатки, связанные с недостаточной стерильностью из-за присутствия естественной корковой пробки, отсутствия конструктивной целостности и неадекватной эластичности. И хотя в описании указано, что стоимость производства будет низкой, сложная конструкция изделия говорит об обратном. EP-A-0 496 194 describes a closure device for containers with liquids, characterized in that it has an almost cylindrical plastic element, which can be made of polystyrene foam and in which an almost cylindrical elastic insert can also be embedded in the axial direction which can be made from cork cork. However, as it turned out, such a design potentially contains serious drawbacks associated with insufficient sterility due to the presence of a natural cork stopper, lack of structural integrity and inadequate elasticity. And although the description indicates that the cost of production will be low, the complex design of the product suggests the opposite.

Поэтому потребность в закупоривающем устройстве, альтернативном варианту пробкового устройства и, в частности, для таких емкостей, как винные бутылки, в настоящее время все еще сохраняется
Согласно настоящему изобретению представлено закупоривающее устройство для емкости, имеющее корпус круглого поперечного сечения, предпочтительно цилиндрической формы, который приспособлен для того, чтобы входить в отверстие емкости для плотного закупоривания вышеупомянутой емкости, при этом корпус состоит в основном из формованного пенистого полимера с закрытыми ячейками или сополимера, предпочтительно из пенополистирола, имеющего практически однородную плотность, равную по меньшей мере 0,03 г/см³.Therefore, the need for a plugging device, an alternative to a cork device, and in particular for containers such as wine bottles, is still present.
According to the present invention, there is provided a container closure device having a circular cross-sectional body, preferably a cylindrical shape, which is adapted to fit into the opening of the container for tightly plugging the aforementioned container, wherein the body consists mainly of a molded, closed-cell foam polymer or copolymer preferably made of expanded polystyrene having a substantially uniform density of at least 0.03 g / cm ³ .

Следует отметить, что в корпусе закупоривающего устройства отсутствует вставка из какого-либо материала. It should be noted that in the casing of the plugging device there is no insert of any material.

Наиболее предпочтительным материалом для закупоривающего устройства, согласно изобретению, является пенополистирол. Пенополистирол хорошо известен за его очень низкую плотность и находит широкое применение, например, при использовании в упаковках, в которых плотность применяемого пенополистирола обычно составляет 0.016 г/см³. Однако важно отметить, что существенным элементом новизны настоящего изобретения является тот факт, что плотность используемого полимерного материала составляет по меньшей мере 0,03 г/см³ и наиболее близка к плотности корковой пробки, обычно составляющей 0,1 г/см³, хотя она может варьировать в зависимости от ее источника. Повышенная плотность материала также улучшает его непроницаемость для газов и жидкостей. Поэтому условия процесса, используемого для производства закупоривающего устройства из формованного пенополистирола, согласно настоящему изобретению, контролируются стандартными измерительными средствами, чтобы получить материал с конечной плотностью не менее 0,03 г/см³.The most preferred material for the closure device according to the invention is polystyrene foam. Expanded polystyrene is well known for its very low density and is widely used, for example, when used in packages in which the density of the expanded polystyrene is usually 0.016 g / cm ³ . However, it is important to note that an essential element of the novelty of the present invention is the fact that the density of the polymer material used is at least 0.03 g / cm ³ and is closest to the density of the cork stopper, usually 0.1 g / cm ³ , although it may vary depending on its source. The increased density of the material also improves its impermeability to gases and liquids. Therefore, the conditions of the process used to manufacture the molded polystyrene foam plugging device according to the present invention are controlled by standard measuring means to obtain a material with a final density of at least 0.03 g / cm ³ .

Хотя предпочтительная форма корпуса закупоривающего устройства в соответствии с изобретением в основном является цилиндрической, она может иметь и другие формы круглого поперечного сечения, например форму усеченного конуса. Закупоривающее устройство также может иметь утолщенный конец, т. е. конец, который имеет больший диаметр, чем диаметр корпуса закупоривающего устройства, подобный такому из типов пробок, которые используются для закупорки бутылок шампанских вин. В таких бутылках утолщенный конец служит для закрепления проволокой закупоривающего устройства на горлышке бутылки, чтобы предотвратить выброс вина из бутылки при повышении в ней давления газа. Although the preferred casing shape of the closure device in accordance with the invention is generally cylindrical, it may also have other circular cross-sectional shapes, such as a truncated cone shape. The closure device may also have a thickened end, i.e., an end that has a larger diameter than the diameter of the closure device body, similar to that of the types of corks that are used to seal champagne bottles. In such bottles, the thickened end serves to secure the wire with a plugging device on the neck of the bottle to prevent the wine from ejecting from the bottle when gas pressure rises in it.

Закупоривающее устройство, согласно изобретению, устанавливается в отверстие емкости, чтобы не допустить потерю материала через отверстие, когда устройство установлено на место. Оно также препятствует проникновению загрязнителей, таких как газы, влага, бактерии или грибки, в емкость через отверстие. Благодаря герметичной закупорке устройство обеспечивает сохранность материала в емкости почти в безупречном состоянии. The closure device according to the invention is installed in the opening of the container so as to prevent loss of material through the opening when the device is in place. It also prevents the entry of contaminants, such as gases, moisture, bacteria or fungi, into the container through the opening. Thanks to hermetic blockage, the device ensures the safety of the material in the tank in almost perfect condition.

Полимерный материал закупоривающего устройства по желанию окрашивается в цвет, соответствующий цвету естественного материала, структура его поверхности обрабатывается также по желанию или подвергается какой-либо другой физической обработке, преследуя ту же цель. Его поверхность может быть также окрашена и/или на нее может быть нанесена печатная информация, если это необходимо. The polymeric material of the plugging device is optionally painted in a color corresponding to the color of the natural material, the structure of its surface is also processed at will or is subjected to some other physical treatment, pursuing the same purpose. Its surface may also be painted and / or printed information may be printed on it, if necessary.

В процессе производства закупоривающее устройство может быть подвергнуто обработке, например, способом прокатки под давлением. Первоначально предполагали, что такая обработка под давлением повышает как эластичность, так и плотность только поверхностного слоя материала. Однако в настоящее время полагают, что обработка под давлением повышает эластичность и плотность всего корпуса устройства, но значимых данных об изменении однородности его плотности еще не получено. Такая обработка под давлением усиливает прижим устройства к стенкам отверстия емкости и тем самым обеспечивает плотную закупорку. During the manufacturing process, the plugging device can be processed, for example, by a pressure rolling method. It was originally assumed that such a pressure treatment increases both the elasticity and density of only the surface layer of the material. However, at present, it is believed that processing under pressure increases the elasticity and density of the entire device body, but significant data on the change in the uniformity of its density have not yet been obtained. This pressure treatment enhances the pressure of the device against the walls of the opening of the container and thereby provides a tight blockage.

Закупоривающее устройство также может быть покрыто гибким непроницаемым покрытием, таким как полиуретан, если требуется повысить степень непроницаемости. Устройство может быть также подвергнуто вощению. Кроме того, любое применяемое покрытие может быть цветным для придания закупоривающему устройству цвета, характерного для корковой пробки. The closure device may also be coated with a flexible impermeable coating, such as polyurethane, if it is desired to increase the impermeability. The device may also be waxed. In addition, any coating used may be colored to impart a color characteristic of the cork to the plugging device.

Особенности осуществления изобретения будут рассмотрены ниже на примере со ссылкой на прилагаемые фигуры. Features of the invention will be discussed below by way of example with reference to the accompanying figures.

На фиг. 1 показано закупоривающее устройство в перспективе; представлено в этом случае в качестве заменителя корковой пробки для винной бутылки; на фиг. 2 показано положение закупоривающего устройства при закупорке винной бутылки. In FIG. 1 shows a plugging device in perspective; presented in this case as a substitute for a cork stopper for a wine bottle; in FIG. 2 shows the position of the closure device when the wine bottle is clogged.

Как видно из фиг. 1 и 2, закупоривающее устройство имеет корпус 1 цилиндрической формы из пенополистирола практически однородной плотности более 0,03 г/см³. При таких высоких показателях плотности пенополистирол имеет очень низкую проницаемость для газов и паров воды и для других жидкостей. Пенополистирол резистентен к спирту и является проверенным материалом для упаковки пищевых продуктов, он биологически инертен и выступает в качестве барьера, препятствующего проникновению бактерий и грибков. Кроме того, как упомянуто ранее, при более высоких показателях плотности, таких как 0,03 г/см³, его плотность сопоставима с плотностью корковой пробки и его микроструктура также напоминает микроструктуру корковой пробки. Текстура наружной поверхности 2 наиболее близко напоминает текстуру корковой пробки и по желанию ее можно улучшить путем подкраски и/или физической обработки поверхности, например обрезкой, зачисткой или текстурированием. Фрикционные характеристики пары - пенополистирол высокой плотности и стекло - практически сравнимы с фрикционными характеристиками пары - корковая пробка и стекло. Однако следует отметить, что корковая пробка в некоторой степени зависима от абсорбции жидкости из содержимого емкости и не может обеспечить полную герметизацию, в то время как закупоривающее устройство, согласно настоящему изобретению, совершенно не абсорбирует какую-либо жидкость.As can be seen from FIG. 1 and 2, the closure device has a cylindrical body 1 made of expanded polystyrene of almost uniform density of more than 0.03 g / cm ³ . At such high densities, expanded polystyrene has a very low permeability to gases and water vapor and to other liquids. Expanded polystyrene is resistant to alcohol and is a proven material for packaging food products, it is biologically inert and acts as a barrier to the penetration of bacteria and fungi. In addition, as mentioned earlier, at higher densities such as 0.03 g / cm ³ , its density is comparable to that of the cork plug and its microstructure also resembles that of the cork plug. The texture of the outer surface 2 most closely resembles the texture of the cork stopper and, if desired, can be improved by tinting and / or physically treating the surface, for example by trimming, stripping or texturing. The frictional characteristics of the pair — high density polystyrene foam and glass — are practically comparable to the frictional characteristics of the pair — cork stopper and glass. However, it should be noted that the cork plug is somewhat dependent on the absorption of liquid from the contents of the container and cannot provide complete sealing, while the plugging device according to the present invention does not absorb any liquid at all.

Специалистам в области современной техники хорошо известно, что для получения пенополистирола обычно используется процесс гранулирования посредством метода суспензионной полимеризации. Пенообразующее вещество, такое как 6% фракция нефтяного эфира с низкой точкой кипения, например n-пентан, добавляется или до полимеризации, или после полимеризации. Гранулы насыщаются под воздействием тепла и давления. Затем гранулы подвергаются формованию при паровом обогреве. Сначала гранулы предварительно вспениваются при нагревании в паровой бане. Это приводит к увеличению объема гранул, которое продолжается до тех пор, пока гранулы не достигнут соответствующей желаемой плотности. Этот объем может быть определен соответствующим расположением термопары, которая отключает подачу пара тогда, когда достигается эта определенная точка. Затем вспененные гранулы оставляют на 24 часа в помещении для охлаждения до комнатной температуры и диффундирования воздуха в ячейки с тем, чтобы обеспечить их равновесное состояние. Specialists in the field of modern technology are well aware that for the production of expanded polystyrene a granulation process is usually used by the method of suspension polymerization. A foaming agent, such as a 6% fraction of a low boiling point petroleum ether, for example n-pentane, is added either before polymerization or after polymerization. The granules are saturated under the influence of heat and pressure. Then the granules are molded by steam heating. First, the granules pre-foam when heated in a steam bath. This leads to an increase in the volume of the granules, which continues until the granules reach the appropriate desired density. This volume can be determined by the appropriate location of the thermocouple, which shuts off the steam supply when this specific point is reached. Then the foam granules are left for 24 hours in a room to cool to room temperature and diffuse air into the cells in order to ensure their equilibrium state.

После этого приступают к формованию гранул с паровым обогревом. Гранулы загружаются в пресс-форму с перфорированными стенками для прохода пара. Пресс-форма полностью заполняется гранулами, затем в форму подается пар, в результате чего происходит дальнейшее разбухание, объединение гранул друг с другом и образование фасонного профиля формы. After that, they start forming pellets with steam heating. The granules are loaded into a mold with perforated walls for the passage of steam. The mold is completely filled with granules, then steam is fed into the mold, as a result of which further swelling occurs, the granules merge with each other and form a shaped profile of the mold.

При использовании корпуса закупоривающих устройств практически цилиндрической формы пресс-форма может быть выполнена в виде цепочки, состоящей из нескольких соединенных друг с другом цилиндров; длина такой цепочки может быть в несколько раз больше длины изготовляемых закупоривающих устройств. When using the case of almost cylindrical plugging devices, the mold can be made in the form of a chain consisting of several cylinders connected to each other; the length of such a chain can be several times greater than the length of the manufactured clogging devices.

Когда формование завершается, пресс-изделия вынимают из пресс-форм, зачищают, нарезают по размеру, печатают необходимую информацию, текстурируют, покрывают парафином и подвергают вощению,
Следует отметить, что вышеприведенный специфический способ производства во многих отношениях может быть изменен, но без отклонения от объема изобретения, как об этом здесь и далее заявляется.When the molding is completed, the molds are removed from the molds, cleaned, cut to size, print the necessary information, texture, waxed and waxed,
It should be noted that the above specific production method can be changed in many respects, but without deviating from the scope of the invention, as is stated hereinafter.

На этой стадии готовые закупоривающие устройства могут прямо вставляться в такие емкости, как бутылки, если пресс-изделия имеют относительно небольшой диаметр. Однако, если необходима большая прочность на отрыв, используются пресс-изделия большего диаметра, размер которого уменьшают давлением, т. е. способом прокатки перед загрузкой изделий в обычные пробкоукупорочные машины. At this stage, the finished plugging devices can be directly inserted into containers such as bottles if the molds have a relatively small diameter. However, if greater peel strength is required, larger-diameter press products are used, the size of which is reduced by pressure, i.e., by rolling before loading the products into conventional corking machines.

Следует упомянуть, что поскольку пенополистирол не обладает такой же эластичностью, как корковая пробка, то обычные пробкоукупорочные машины, которые, как правило, настроены на установку корковых пробок диаметром 16 мм, должны быть подрегулированы на диаметр, например, 18 мм для закупоривающего устройства, согласно настоящему изобретению, с учетом такого различия в эластичности и соответствующего расширения. It should be noted that since polystyrene foam does not have the same elasticity as the cork stopper, conventional corking machines, which are usually configured to install cork stoppers with a diameter of 16 mm, must be adjusted to a diameter of, for example, 18 mm for the corking device, according to the present invention, taking into account such a difference in elasticity and corresponding expansion.

Выше было упомянуто, что закупоривающее устройство может быть обработано под давлением, например способом прокатки, чтобы улучшить эластичность полистирола. Закупоривающее устройство обычно сжимается по мере того, как оно проталкивается в отверстие 3 бутылки и обеспечивает надежное уплотнение со стеклом. При извлечении из бутылки эластичность закупоривающего устройства создает полное ощущение вытягивания корковой пробки и позволяет вновь вставить закупоривающее устройство в бутылку, если необходимо. It was mentioned above that the clogging device can be processed under pressure, for example by a rolling method, in order to improve the elasticity of the polystyrene. The closure device is typically compressed as it is pushed into the opening 3 of the bottle and provides a reliable seal with the glass. When removed from the bottle, the elasticity of the closure device creates the full feeling of the cork stopper being pulled out and allows the closure device to be reinserted into the bottle if necessary.

Закупоривающее устройство сохраняет жесткость, усиливая тем самым механическую прочность, предотвращающую разрушение закупоривающего устройства при изгибе во время вставления в бутылку 4, и создавая выгодные условия для его извлечения. Пенополистирол высокой плотности непроницаем для вина и тех газов, которые вероятнее всего могут оказаться в вине. Дополнительная защита может быть обеспечена путем обработки поверхностей бесцветным непроницаемым покрытием 5, таким как полиуретан. The corking device retains rigidity, thereby enhancing the mechanical strength, preventing the destruction of the corking device during bending during insertion into the bottle 4, and creating favorable conditions for its extraction. High-density polystyrene is impervious to wine and those gases that are most likely to be in wine. Additional protection can be provided by surface treatment with a colorless impermeable coating 5, such as polyurethane.

Поэтому, как было сказано выше, закупоривающее устройство, согласно предлагаемому изобретению, состоит в основном только из пенистого полимера с закрытыми ячейками, предпочтительно из пенополистирола, который в основном имеет постоянную плотность выше 0,03 г/см³ и поверхности которого могут быть частично или полностью покрыты непроницаемым изолирующим материалом, например полиуретаном и/или парафином, чтобы воспрепятствовать проникновению влаги и газов через закупоривающее устройство.Therefore, as mentioned above, the closure device according to the invention consists mainly of a closed-cell foam polymer, preferably expanded polystyrene, which generally has a constant density above 0.03 g / cm ³ and whose surfaces can be partially or completely covered with impermeable insulating material, such as polyurethane and / or paraffin, to prevent the ingress of moisture and gases through the plugging device.

Claims

1. A container closure device having a circular cross-section housing that is adapted to fit into the opening of the container to provide a tight blockage of the aforementioned container, the housing mainly consisting of molded polystyrene foam with closed cells having substantially uniform a density of at least 0.03 g / cm ³ and is treated under pressure to improve elasticity, and its surface is partially or completely coated with an insulating material, for example polyurethane and / or paraffin, which is painted with such a coating at the same time that the color of the plugging device matches the color of the cork stopper.

2. Clogging device according to claim 1, characterized in that the housing is practically cylindrical in shape.

3. A stopper device according to any one of claims 1 and 2, characterized in that the polystyrene foam is painted so that the color of the stopper device matches the color of the cork stopper.

4. Clogging device according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the surface is subjected to physical processing, for example, cutting, cleaning or texturing, so that its appearance matches the appearance of the cork stopper.

5. Clogging device according to any one of the preceding claims 1 to 4, characterized in that it is tinted and / or has printed information on its surface.

6. Corking device according to any one of claims 1 to 5, characterized in that it is adapted for corking wine bottles.

7. A method of manufacturing a closure device for a container, which includes molding granules of expanded polystyrene with steam heating in one or more cylindrical molds having a diameter practically corresponding to the diameter of the manufactured closure device, while molding with steam heating is performed under conditions ensuring the manufacture of press products with a uniform density of at least 0.03 g / cm ³ , the manufactured press products are processed under pressure to improve elasticity, and after that it is finished In the process, the molds are removed from the molds and then, if necessary, they are cut and cut to fit the closure device, and, if necessary, the molds are partially or completely coated with an insulating material, for example polyurethane, and / or treated with paraffin before or after intended cutting to size.

8. The method according to claim 7, characterized in that the press products are subjected to compression by rolling under pressure in order to reduce their diameter.