Cápsula de taponado con junta de forma multicapa.

Cápsula de taponado (1, 1'), que presenta una dirección axial (10,

10'), que comprende una cubierta (2, 2') con una parte superior (20, 20') sustancialmente perpendicular a dicha dirección axial, y un faldón (21, 21'), y una junta (3) dispuesta en el interior de dicha cubierta, estando dicha cápsula de taponado destinada a obturar de manera hermética el cuello (40) de un recipiente, por compresión axial y lateral de dicha cápsula y de dicha junta contra dicho cuello, en la que:

a) dicha junta es una junta anexa, cuya forma presenta una parte central (30), típicamente plana y perpendicular a dicha dirección axial, rodeada por un borde periférico axial (31) cuya altura axial h, medida entre el nivel de la superficie interna de dicha parte central y el extremo de dicho borde periférico es al menos igual a 1/4 del grosor de dicha parte central;

b) dicha junta se obtiene a partir de un disco o de una pastilla recortada en una banda multicapa con un diámetro superior al diámetro interno de la cubierta a nivel de la parte superior y después introducida con fuerza en la cápsula, y en la que, antes del encapsulado, el radio de curvatura R de la junta de empalme que une la parte central (30) de la junta (3) y el borde periférico axial (31), está comprendido entre 0,5 mm y 2 mm y es superior al radio de curvatura R' de dicha cubierta en la zona de unión de dicha parte superior (20) y de dicho faldón (21);

c) dicha junta conformada es una junta multicapa constituida de:

c1) una capa flexible (106, 209, 301, 403) de un material apto para sufrir una gran deformación en la compresión, permaneciendo al mismo tiempo en su margen elástico, este material se selecciona del grupo que consiste en poliestireno expandido (EPS), polipropileno expandido (EPP) y polietileno expandido (EPE);

c2) un conjunto de capas adyacentes, que comprenden al menos las capas siguientes, pudiendo una misma capa cumplir más de una de las funciones descritas a continuación:

c2.1) una capa (103, 109, 203, 207, 211, 215, 304, 306, 402, 404) de un material que tiene como función formar una barrera para la difusión de los gases, que es un metal o una aleación metálica tal como el aluminio o una aleación de aluminio, el acero, el estaño, o una aleación de estaño, un material orgánico tal como el policloruro de vinilideno (PVDC), un copolímero etileno-alcohol vinílico (EVOH) o también un material mineral tal como un óxido de silicio (SiOx);

c2.2) una capa de soporte maleable (101, 105, 107, 111, 203, 207, 211, 215, 304, 401, 405) que tiene como función conferir a dicho conjunto de capas adyacentes un comportamiento mecánico global maleable que permite, en asociación con dicha capa flexible, a dicha junta conformada sufrir la deformación impuesta por su moldeo sin que haya formación de pliegues, dicha capa de soporte maleable es de un material tal como un metal o una aleación metálica, típicamente aluminio o una aleación de aluminio, acero, estaño o una aleación de estaño, o un material termoplástico tal como una poliolefina (PE o PP), un polietilentereftalato (PET), o una poliamida (PA);

c2.3) una capa exterior (101 o 111, 201 o 217, 306, 401 o 405) de material plástico que tiene como función presentar una superficie exterior destinada a ser indentada bajo el efecto de dicha compresión axial de dicha cápsula y dicha junta contra dicho cuello, de manera que se adapta, a nivel del contacto, a la forma de la superficie de la boca de dicho cuello, dicha capa exterior es de poliolefina, preferentemente un polietileno (PE), eventualmente cargado en agente deslizante, un policloruro de vinilideno (PVDC), un polietilentereftalato (PET) o preferentemente una poliamida (PA).

Cápsula de taponado con junta de forma multicapa Campo de la invención La invención se refiere al campo del taponamiento de recipientes, típicamente de las botellas, destinados a contener durante varios años unos líquidos, típicamente bebidas, que son sensibles a la oxidación, efervescentes o no, o también envasadas bajo presión. Se refiere al campo de las cápsulas de taponado aptas para garantizar una estanqueidad al gas suficiente entre el interior y el exterior del recipiente. Se refiere más particularmente a unas cápsulas de taponado de rosca destinadas a cooperar con un cuello roscado del recipiente de manera que las cápsulas puedan ser enroscadas o desenroscadas.

Estado de la técnica Ya se conoce un gran número de cápsulas de taponamiento para los líquidos denominados sin gas o los líquidos denominados tranquilos (contenido en CO2 inferior a 1, 2 g/l) . Estas cápsulas comprenden frecuentemente una junta adjunta adecuada para el taponado de botellas cuyo contenido líquido, poco sensible a la oxidación, se mantiene a una presión próxima a la presión atmosférica.

Se conoce por el documento WO 2006/000706 una junta de estanqueidad de un material multicapa destinado a ser utilizado en una cápsula de taponado para botellas de bebida alcohólica. La junta comprende una capa C adecuada para sufrir una compresión axial elástica, y una capa B que forma una barrera contra el oxígeno pegada a una capa S, soporte de dicha capa barrera, que es un depósito muy delgado de material inorgánico, tal como la sílice y la alúmina.

Se conoce por el documento US 5 915 577, un procedimiento de fabricación de una cápsula de taponado en el que se suministra una cubierta que comprende una parte superior y un faldón, se forma, por troquelado de una banda o una hoja directamente por encima de la cubierta invertida, una pastilla de material multicapa, se ensambla dicha pastilla a dicha cubierta introduciendo dicha pastilla en dicha cubierta por su abertura.

El documento FR 2 296 481 describe un procedimiento de fabricación de una cápsula de taponado.

Se conocen también unos medios de taponamiento de líquido a presión, tales como los vinos de Champagne, que comprenden un tapón de corcho con la parte superior fijada al cuello con la ayuda de un morrión metálico. En este caso, no es posible o fácil volver a tapar el cuello con el tapón.

Se conocen también unas cápsulas de taponado aptas para mantenerse a presión, gracias a una junta formada de una mezcla o "compuesto" a base de PVC.

Los problemas planteados en el campo de las cápsulas herméticas son de varios tipos.

Las juntas tradicionales no permiten obtener una estanqueidad líquida y gaseosa, en particular con unas presiones en el interior del recipiente que van de 10 bar a 15 bar, es decir de 1 MPa a 1, 5 MPa, para un intervalo de temperaturas que van típicamente de 0º C a 50º C, durante un tiempo que puede alcanzar varios años, incluso varios decenas de años.

En lo referente a las juntas moldeadas, el compuesto a base de PVC habitualmente utilizado comprende al menos un plastificante tal como el DOP (dioctilftalato) , cuyo uso está ahora prohibido por la reglamentación de la Comunidad Europea. Los plastificantes de sustitución, tales como el DEHP (di-etilhexilftalato) plantean otros problemas, ya que necesitan unos equipamientos especiales para ser aplicados, de manera que su utilización conlleva unas inversiones costosas. Los DEHP están, por otra parte, a punto de ser también prohibidos por la ley.

Por otra parte, la mejora de la estanqueidad no debe traducirse en una degradación de la facilidad de apertura de la cápsula. En particular cuando se trata de una cápsula de rosca, el desenroscado debe ser efectuado con un par de torsión en un intervalo estándar que va típicamente de 0, 1 N.m (mínimo para una cápsula de 16 mm de diámetro) a 3 N.m (máximo para una cápsula de 41 mm de diámetro) , lo que corresponde a una fuerza manual estándar. En efecto, no serviría para nada tener un recipiente de taponado hermético con una buena resistencia a la presión si después fuese muy difícil de abrir o si fuesen necesarios unas herramientas especiales tales como unos alicates.

Según la invención, la cápsula de taponado, que presenta una dirección axial, que comprende una cubierta con una parte superior sustancialmente perpendicular a dicha dirección axial y un faldón, y una junta dispuesta en el interior de dicha cubierta, estando dicha cápsula de taponado destinada a obturar de manera hermética el cuello de un recipiente por compresión axial y lateral de dicha cápsula y dicha junta contra dicho cuello, caracterizada por que:

a) dicha junta es una junta anexa, cuya forma presenta una parte central, típicamente plana y perpendicular a dicha dirección axial, rodeada por un borde periférico axial cuya altura axial h, medida entre el nivel de la superficie interna de dicha parte central y el extremo de dicho borde periférico es al menos igual al 1/4 del grosor de dicha parte central;

b) dicha junta se obtiene a partir de un disco o de una pastilla recortada en una banda multicapa con un diámetro superior al diámetro interno de la cubierta a nivel de la parte superior y después introducido con fuerza en la cápsula, en la que antes del encapsulado, el radio de curvatura R de la junta de empalme que une la parte central de la junta y el borde periférico axial, está comprendido entre 0, 5 mm y 2 mm y es superior al radio de curvatura R' de dicha cubierta en la zona de conexión de dicha parte superior y de dicho faldón;

c) dicha junta conformada es una junta multicapa constituida de:

c1) una capa flexible de un material apto para sufrir una gran deformación con la compresión, permaneciendo al mismo tiempo en su rango elástico, este material es seleccionado del grupo que consiste en poliestireno expandido (EPS) , polipropileno expandido (EPP) y polietileno expandido (EPE) ;

c2) un conjunto de capas adyacentes, que comprenden al menos las capas siguientes, pudiendo una misma capa cumplir más de una de las funciones descritas a continuación:

c2.1) una capa de un material que tiene como función formar una barrera para la difusión de los gases, que es un metal o una aleación metálica tal como el aluminio o una aleación de aluminio, el acero, el estaño, o una aleación de estaño, un material orgánico tal como el policloruro de vinilideno (PVDC) , un copolímero etileno-alcohol vinílico (EVOH) o también un material mineral tal como un óxido de silicio (SiOx) ;

c2.2) una capa de soporte maleable que tiene como función conferir a dicho conjunto de capas adyacentes un comportamiento mecánico global maleable que permite, en asociación con dicha capa flexible, a dicha junta conformada sufrir la deformación impuesta por su conformación sin que haya formación de pliegues, dicha capa de soporte maleable es de un material tal como un metal o una aleación metálica, típicamente aluminio o una aleación de aluminio, acero, estaño o una aleación de estaño, o un material termoplástico tal como una poliolefina (PE o PP) , un polietilentereftalato (PET) , o una poliamida (PA) ;

c2.3) una capa exterior de material plástico que tiene como función presentar una superficie exterior destinada a ser indentada bajo el efecto de dicha compresión axial de dicha cápsula y dicha junta contra dicho cuello, de manera que se adapta, a nivel del contacto, a la forma de la superficie de la boca de dicho cuello, dicha capa exterior es de poliolefina, preferentemente un polietileno (PE) , eventualmente cargado en agente deslizante, un policloruro de vinilideno (PVDC) , un polietilentereftalato (PET) o preferentemente una poliamida (PA) .

Dicha capa exterior está destinada a ser puesta al contacto con la boca del cuello del recipiente. Está constituida de un material plástico deformable de manera que su superficie es, durante el encapsulado, indentada por la boca del cuello, que está constituido de un material claramente más rígido, tal como el vidrio, y que continúa, después del encapsulado, adaptándose, bajo el efecto a la compresión axial resultante del encapsulado y del engastado, al relieve de la superficie de dicha boca. A fin de que la cápsula pueda ser retirada fácilmente, el material de dicha capa exterior forma ventajosamente con el material del recipiente un contacto con un coeficiente de fricción bajo, típicamente un coeficiente de Coulomb inferior a 0, 25, preferentemente inferior a 0, 2. Típicamente, este material está constituido de una poliamida o de un polietileno ventajosamente cargado con un agente deslizante.

Esta combinación de medios resuelve los problemas planteados. En efecto, la solicitante ha podido... [Seguir leyendo]

1. Cápsula de taponado (1, 1') , que presenta una dirección axial (10, 10') , que comprende una cubierta (2, 2') con una parte superior (20, 20') sustancialmente perpendicular a dicha dirección axial, y un faldón (21, 21') , y una junta (3) dispuesta en el interior de dicha cubierta, estando dicha cápsula de taponado destinada a obturar de manera hermética el cuello (40) de un recipiente, por compresión axial y lateral de dicha cápsula y de dicha junta contra dicho cuello, en la que:

a) dicha junta es una junta anexa, cuya forma presenta una parte central (30) , típicamente plana y perpendicular a dicha dirección axial, rodeada por un borde periférico axial (31) cuya altura axial h, medida entre el nivel de la superficie interna de dicha parte central y el extremo de dicho borde periférico es al menos igual a 1/4 del grosor de dicha parte central;

b) dicha junta se obtiene a partir de un disco o de una pastilla recortada en una banda multicapa con un diámetro superior al diámetro interno de la cubierta a nivel de la parte superior y después introducida con fuerza en la cápsula, y en la que, antes del encapsulado, el radio de curvatura R de la junta de empalme que une la parte central (30) de la junta (3) y el borde periférico axial (31) , está comprendido entre 0, 5 mm y 2 mm y es superior al radio de curvatura R' de dicha cubierta en la zona de unión de dicha parte superior (20) y de dicho faldón (21) ;

c) dicha junta conformada es una junta multicapa constituida de:

c1) una capa flexible (106, 209, 301, 403) de un material apto para sufrir una gran deformación en la compresión, permaneciendo al mismo tiempo en su margen elástico, este material se selecciona del grupo que consiste en poliestireno expandido (EPS) , polipropileno expandido (EPP) y polietileno expandido (EPE) ;

c2) un conjunto de capas adyacentes, que comprenden al menos las capas siguientes, pudiendo una misma capa cumplir más de una de las funciones descritas a continuación:

c2.1) una capa (103, 109, 203, 207, 211, 215, 304, 306, 402, 404) de un material que tiene como función formar una barrera para la difusión de los gases, que es un metal o una aleación metálica tal como el aluminio o una aleación de aluminio, el acero, el estaño, o una aleación de estaño, un material orgánico tal como el policloruro de vinilideno (PVDC) , un copolímero etileno-alcohol vinílico (EVOH) o también un material mineral tal como un óxido de silicio (SiOx) ;

c2.2) una capa de soporte maleable (101, 105, 107, 111, 203, 207, 211, 215, 304, 401, 405) que tiene como función conferir a dicho conjunto de capas adyacentes un comportamiento mecánico global maleable que permite, en asociación con dicha capa flexible, a dicha junta conformada sufrir la deformación impuesta por su moldeo sin que haya formación de pliegues, dicha capa de soporte maleable es de un material tal como un metal o una aleación metálica, típicamente aluminio o una aleación de aluminio, acero, estaño o una aleación de estaño, o un material termoplástico tal como una poliolefina (PE o PP) , un polietilentereftalato (PET) , o una poliamida (PA) ;

c2.3) una capa exterior (101 o 111, 201 o 217, 306, 401 o 405) de material plástico que tiene como función presentar una superficie exterior destinada a ser indentada bajo el efecto de dicha compresión axial de dicha cápsula y dicha junta contra dicho cuello, de manera que se adapta, a nivel del contacto, a la forma de la superficie de la boca de dicho cuello, dicha capa exterior es de poliolefina, preferentemente un polietileno (PE) , eventualmente cargado en agente deslizante, un policloruro de vinilideno (PVDC) , un polietilentereftalato (PET) o preferentemente una poliamida (PA) .

2. Cápsula de taponado según la reivindicación 1, en la que el material de dicha capa exterior forma, con el material del recipiente, un contacto con un coeficiente de fricción bajo, típicamente un coeficiente de Coulomb inferior a 0, 25, preferentemente inferior a 0, 2.

3. Cápsula de taponado según la reivindicación 1 o 2, en la que dicha altura h está comprendida entre el 25% y el 100% del grosor de dicha parte central.

4. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por que dicho faldón comprende también, en su parte más próxima a dicha parte superior, una proyección radial interior (22, 22') que forma un tope para dicho borde axial de dicha junta.

5. Cápsula de taponado según la reivindicación 4, en la que dicha proyección radial interior está dispuesta a una distancia axial de dicha parte superior que se ha seleccionado en función, en particular, de dicha altura axial h, de manera que dicha junta permanece bajo tensión después de la colocación en el interior de dicha cubierta.

6. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que dicha junta conformada presenta un grosor que va de 1 mm a 3 mm, y preferentemente de 1, 2 mm a 2, 5 mm.

7. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, en la que dicha capa flexible es de un material polimérico expandido, un poliestireno expandido (EPS) , un polipropileno expandido (EPP) o un polietileno

expandido (EPE) o también un material elastomérico, típicamente un polímero que comprende unos grupos butilo o nitrilo, o un elastómero termoplástico tal como SIS (estireno isopreno estireno) , SBS (estireno butadieno estireno) o SEBS (estireno etileno butileno estireno) .

8. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, en la que dicho conjunto de capas adyacentes está constituido por una capa (o un conjunto de capas) revestida en una de sus caras por un revestimiento de bajo grosor, tal como un revestimiento depositado por PVD, CVD o asistencia de plasma.

9. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en la que dicha junta conformada presenta una estructura simétrica, es decir donde dos conjuntos de capas adyacentes idénticos están dispuestos de manera simétrica a ambos lados de dicha capa flexible.

10. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 9, en la que dicha junta conformada está libre de capa de material celulósico o de papel de tipo "papel Kraft".

11. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, en la que dicha junta comprende un alma constituida de dicha capa flexible, de grosor típicamente comprendido entre 1 y 3 mm, y adyacente a al menos una cara de dicho alma, un conjunto de capas adyacentes que es un conjunto complejo metaloplástico de tipo P/Adh/M/Adh/P', o también de tipo M/Adh/P/Adh/M'/Adh/P', donde P y P' simbolizan unos materiales plásticos, eventualmente diferentes, M y M' simbolizan unos metales, eventualmente diferentes, y Adh designa una capa adhesiva apropiada para el ensamblaje de capas metálicas y de capas poliméricas.

12. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 11, en la que dicha junta comprende un alma constituida de dicha capa flexible, de grosor típicamente comprendido entre 1 y 3 mm, y adyacente a al menos una cara de dicho alma, un conjunto de capas adyacentes totalmente de materiales plásticos, tal como una película de polietileno (PE) /copolímero (etileno -alcohol vinílico) (EVOH) /polietileno (PE) , estando la capa de polietileno orientada al lado opuesto del alma preferentemente cargada con un agente deslizante.

13. Cápsula de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 12, modificada por que dicha cápsula comprende una cubierta exterior metálica (2'') y un inserto (5) interior de material plástico, siendo dicho inserto solidario de dicha cubierta metálica, siendo su fondo presionado contra la parte superior de la cubierta, de manera que dicha junta conformada está solidarizada bajo tensión no ya a dicha parte superior, sino a dicho fondo de dicho inserto.

14. Procedimiento de fabricación de una cápsula de taponado (1, 1') , que presenta una dirección axial (10, 10') , que comprende una cubierta (2, 2') con una parte superior (20, 20') sustancialmente perpendicular a dicha dirección axial 30 y un faldón (21, 21') , y una junta (3) dispuesta en el interior de dicha cubierta, estando dicha cápsula de taponado destinada a obturar de manera hermética el cuello (40) de un recipiente, por compresión axial y lateral de dicha cápsula y de dicha junta (3) contra dicho cuello (40) , dicha junta es una junta anexa cuya forma presenta una parte central (30) , típicamente plana y perpendicular a dicha dirección axial, rodeada por un borde periférico axial (31) cuya altura axial h, medida entre el nivel de la superficie interna de dicha parte centra y el extremo de dicho borde periférico es al menos igual a 1/4 del grosor de dicha parte central, en el que:

a) se proporciona o se forma una cubierta (2) que comprende una parte superior (20) y un faldón (21) y que presenta un diámetro inferior D de la altura de la cubierta a nivel de dicha parte superior, b) se proporciona o se forma una pastilla (3') de un material multicapa de diámetro D'>D, comprendiendo la multicapa al menos:

b1) una capa flexible (106, 209, 301, 403) de un material apto para sufrir una gran deformación en la compresión permaneciendo al mismo tiempo en su margen elástico, este material se selecciona del grupo que consiste en poliestireno expandido (EPS) , polipropileno expandido (EPP) y polietileno expandido (EPE) , o un material elastomérico;

b2) un conjunto de capas adyacentes, que comprende al menos las capas siguientes, pudiendo una misma 45 capa cumplir más de una de las funciones descritas a continuación:

b2.1) una capa (103, 109, 203, 207, 211, 215, 304, 306, 402, 404) de un material que tiene como función formar una barrera para la difusión de los gases;

b2.2) una capa de soporte maleable (101, 105, 107, 111, 203, 207, 211, 215, 304, 401, 405) que tiene como función conferir a dicho conjunto de capas adyacentes un comportamiento mecánico global 50 maleable que permite a dicha pastilla, en asociación con dicha capa flexible, sufrir la deformación impuesta por su moldeado sin que haya creación de pliegues;

b2.3) una capa exterior (101 o 111, 201 o 217, 306, 401 o 405) de material plástico que tiene como función presentar una superficie exterior destinada a ser indentada bajo el efecto de dicha compresión axial de dicha junta contra dicho cuello ejercida durante el encapsulado, de manera que se adapte, a nivel 12

del contacto, a la forma de la superficie de la boca de dicho cuello;

c) estando dicha pastilla formada por recorte, típicamente por troquelado, de una banda multicapa, estando típicamente comprendida la diferencia entre el diámetro D' de la pastilla y el diámetro interior D de la cubierta entre la mitad y el doble del grosor de dicha pastilla;

d) se ensambla dicha pastilla a dicha cubierta introduciendo con fuerza dicha pastilla en dicha cubierta por su abertura, con la ayuda de un dispositivo de ensamblaje (60, 61) que comprende una matriz de tensión (60) colocada sobre dicha apertura de dicha cubierta contra su extremo inferior (219) , y un presionador (61) de moldeado de dicha pastilla, que mediante desplazamiento axial relativo del presionador con respecto a la matriz, deforma dicha pastilla por el paso en la matriz para formar dicha junta conformada dotada de dicho borde axial y coloca dicha junta en el fondo de dicha cubierta.

15. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que dicha pastilla (3') se transforma en junta conformada (3) y después se coloca bajo tensión en el fondo de dicha cubierta con un solo movimiento axial del presionador, manteniéndose la matriz y la cubierta fijas.

16. Procedimiento según la reivindicación 14, en el que dicho faldón comprende, en su parte más próxima a dicha

parte superior, una proyección radial interior (22) , que forma un tope para el borde axial (31) de dicha junta y en el que dicha junta es colocada a la fuerza más allá de dicha proyección radial interior, entre dicha parte superior y dicha proyección radial interior, haciendo tope el extremo del borde axial contra dicha proyección radial interior, siendo la distancia entre la pared interna de dicha parte superior y dicha proyección radial interior definida de tal manera que dicha junta puede ser mantenida bajo tensión.

17. Procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 16, modificado por que se proporciona también un inserto que forma una pieza moldeada de material plástico que comprende una parte superior y un faldón, se ensambla dicha pastilla a dicho inserto en lugar de ensamblarla a dicha cubierta, a fin de obtener dicha junta típicamente bajo tensión ensamblada a dicho inserto.

18. Utilización de cápsulas de taponado según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, u obtenidas mediante el procedimiento según cualquiera de las reivindicaciones 14 a 17, para la obturación de botellas que deben contener un líquido bajo presión.