Cierre sintético de múltiples componentes y método de fabricación.

Un método para la producción en masa de cierres termoplásticos de múltiples componentes (20) para su uso en el cierre hermético de productos fluidos en un recipiente que tiene un portal que forma el cuello del recipiente,

comprendiendo dicho método las etapas de:

A. extrudir una longitud de material continua, alargada y de forma sustancialmente cilíndrica para formar el miembro de núcleo (22) del cierre (20);

B. hacer pasar la longitud de material continua, alargada y de forma sustancialmente cilíndrica para formar el miembro de núcleo (22) del cierre (20) a través de un sistema de impresora para imprimir varias veces signos deseados (30) predeterminados en la superficie (26) de dicha longitud de material continua y alargada;

C. extrudir por separado una capa separada e independiente de material plástico (24) en acoplamiento unido íntimo con la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22), dicha capa separada e independiente de material plástico (24) rodeando y envolviendo periféricamente sustancialmente la superficie cilíndrica (26) de la longitud de material continua y alargada y estando en relación de superposición con los signos (30) impresos en la superficie (26) de dicha longitud de material continua y alargada y formando un producto de dos componentes; y

D. cortar el producto de dos componentes en un plano sustancialmente perpendicular al eje central de la longitud de material alargada que forma el miembro de núcleo (22), estableciendo un cierre termoplástico de múltiples componentes (20) que tiene la longitud deseada para su inserción y retención en el portal del cuello del recipiente.

Cierre sintético de múltiples componentes y método de fabricación

Campo técnico

La presente invención se refiere a cierres o tapones para recipientes que contienen líquidos, sustratos de baja viscosidad, y sólidos pequeños, y más particularmente, a cierres o tapones formados a partir de materiales sintéticos y que se pueden utilizar como un tapón de botella para un recipiente.

Antecedentes de la técnica En vista de la gran variedad de productos que se venden para dispensarse a partir de recipientes, en particular recipientes con cuellos redondos que definen el portal de dispensación, numerosas construcciones de tapones de recipientes o medios de cierre para los portales han evolucionado. Por lo general, productos tales como vinagre, aceites vegetales, líquidos de laboratorio, detergentes, miel, condimentos, especias, bebidas alcohólicas, y similares, imponen requisitos similares sobre el tipo y construcción del medio de cierre utilizado en los recipientes de estos productos. Sin embargo, el vino que se vende en botellas representa el producto más exigente para el medio de cierre para botellas, debido a las numerosas y onerosas exigencias impuestas a los medios de cierre utilizados en botellas de vino. En vista de estas demandas, la mayoría de los cierres o tapones de botellas de vino se han producido a partir de un material natural conocido como "corcho".

Aunque se han propuesto materiales sintéticos para su uso como tapones o cierres para botellas de vino, estos productos no han sido capaces de satisfacer todos los requisitos estrictos. Como resultado, el corcho ha permanecido como el material dominante para cierres de botellas de vino, a pesar de los numerosos problemas inherentes que existen con el corcho.

El corcho representa la corteza de una variedad particular de alcornoque, Quercus suber, un árbol de la familia del roble característico de los países del Mediterráneo occidental, tales como Portugal, España, Argelia, Marruecos, Francia, Italia y Túnez, que tiene el capacidad de renovar su corteza indefinidamente. El corcho es una planta vegetal que comprende tejido formado por microcélulas muertas, generalmente poliedros de 14 lados, estriadas una contra la otra, con el espacio intercelular cargado con una mezcla gaseosa, esencialmente aire atmosférico pero sin dióxido de carbono. Se estima que 1cm3 de corcho contiene de 15 a 40 millones de células hexagonales con el espesor de las membranas celulares variando entre 1 y 2, 5 micrómetros.

La textura suberosa no se dispone de una manera uniforme. Se entrecruza en su espesor por poros o conductos con paredes más o menos lignificadas, formando las lenticelas. Estas se cargan con polvo de un color marrón rojizo, rico en taninos. Las lenticelas son permeables a gases y a líquidos y a menudo se ven invadidas por hongos y otros microorganismos.

La falta de uniformidad, tanto en el espesor de la membrana como en la altura y diámetro de la célula que forma el parénquima suberoso, puede afectar algunas de las propiedades mecánicas y físicas del corcho, es decir, su compresibilidad y elasticidad. Siendo el roble del corcho capaz de mantener su proceso fisiológico activo en todo momento, la diferencia en el tamaño celular y el espesor de la membrana celular entre el corcho producido en primavera y en el otoño posterior dejan anillos discernibles que muestran el grado de crecimiento de cada año.

Los contenidos de las células recién formadas desaparecen durante el crecimiento y el proceso posterior de suberización de las membranas, al término de la cual toda comunicación con los tejidos vivos de la planta cesa. La singularidad del quercus suber es el espesor conseguido de la corteza de corcho, hasta varios centímetros, lo que aísla el árbol del calor y de la pérdida de humedad y lo protege de los daños causados por los animales.

Con el fin de cosechar el espesor de la corteza de corcho, por primera vez, el ciclo de crecimiento tarda entre 20 y 30 años, dependiendo de la ubicación, las condiciones climáticas, etc. para producir el denominado corcho virgen. Después, se necesitan unos 10 años entre cada cosecha de paneles de corcho o reproducción de corcho a fin de obtener la longitud o el diámetro necesario para algunos corchos. Debido a este proceso, el corcho utilizado para la fabricación de cierres de botellas es una reproducción de corcho que se forma nuevamente tras varias fases de corteza.

Las propiedades del corcho derivan naturalmente de la estructura y la composición química de las membranas. Debido a que el 89, 7 % del tejido consiste en materia gaseosa, la densidad del corcho es extremadamente baja, aproximadamente de 120 a 200kg/m3, lo que hace que el corcho sea ligero y un buen aislante. Las diferencias de densidad se pueden explicar por las diferencias de humedad, edad y calidad del corcho y del alcornoque y sus diferencias de crecimiento. Las membranas celulares son muy flexibles, haciendo que el corcho sea tanto compresible como elástico. La elasticidad permite que se vuelva rápidamente a sus dimensiones originales después de cualquier deformación. Su composición química proporciona al corcho la propiedad de repeler la humedad. Las paredes de las células forman una costra con suberina, una mezcla compleja de ácidos grasos y alcoholes

orgánicos pesados.

El valor del corcho es aún mayor por su baja conductividad de calor, sonido y vibración debido a los elementos gaseosos cierre herméticos en diminutos compartimentos impermeables. El corcho es también notablemente resistente al desgaste y tiene un elevado coeficiente de fricción, gracias a la estructura de nido de abeja de la superficie suberosa. El corcho no absorbe el polvo y, por lo tanto, no causa alergias ni representa un riesgo para los enfermos de asma. Es resistente al fuego, reciclable, ecológico y un producto renovable.

Estas ventajas han hecho que el corcho natural sea el cierre para botellas preferido para el almacenamiento de vino, sobre todo para los vinos de calidad media y alta, donde la tradición, la mística del vino y el ritual de abertura de la botella con un sacacorchos, son un aspecto muy importante, aunque intangible, del consumo de vino. Sin embargo, también existen numerosas desventajas del corcho natural, y derivan naturalmente de la estructura y composición química de las membranas.

Debido a que el corcho es un producto natural, es un recurso limitado. Sus limitaciones son aún más evidentes con los siguientes hechos: el crecimiento natural de corcho se limita geográficamente a los países del Mediterráneo occidental; la cosecha anual mundial de corteza de alcornoque es de 500.000 toneladas y apenas se puede aumentar, debido a razones climáticas y ecológicas; y se necesitan ciclos de diez años entre cada cosecha de paneles de corcho. Con el fin de satisfacer la creciente demanda mundial de corcho, los ciclos de pelar el corcho se han acortado, conllevando a calidades inferiores y a un aumento constante de los precios de las materias primas.

Las irregularidades de la estructura del corcho debido a razones geográficas, climáticas y ecológicas causan muchas variaciones de calidad. Esto crea una compleja clasificación de calidades y estándares. A través de diferentes tipos de procesos de lavado, diversos agentes químicos se combinan con el fin de descontaminar el corcho y tratar el aspecto del corcho. Los corchos de alta calidad no necesitan lavado. La calidad del corcho está graduada, basándose en el número de lenticelas, grietas horizontales y verticales, sus tamaños, y otras características específicas del corcho. El proceso de clasificación es una tarea subjetiva basada en las poblaciones estadísticamente significativas, lo que es difícil de realizar debido a su origen natural, ya que cada corcho ve, se siente, funciona y huele diferente.

Los expertos del mercado del vino estiman que entre el 1 % y el 5 % de todo el vino embotellado es arruinado por el sabor a corcho. Al menos seis compuestos químicos se han asociado con la contaminación del corcho en vinos. Con mayor frecuencia, el 2, 4, 6-tricloroanisol (TCA) es el principal culpable responsable del mal olor y del impacto ofensivo en el sabor del vino. TCA tiene un umbral extremadamente bajo para la detección de olor. Es detectable a concentraciones tan bajas como 1ppt o 1, 0 nanogramos por litro.

En la mayoría de los casos, el sabor a corcho no afecta el proceso de vinificación. Por lo general, el producto químico contaminado no se encuentra en los viñedos o en partes de la bodega donde se produce el vino. Después que se embotella el vino, el defecto se manifiesta, estropeando así el vino. Se asocia casi exclusivamente con los corchos.

Además, existe evidencia de que una vez... [Seguir leyendo]

1. Un método para la producción en masa de cierres termoplásticos de múltiples componentes (20) para su uso en el cierre hermético de productos fluidos en un recipiente que tiene un portal que forma el cuello del recipiente, comprendiendo dicho método las etapas de:

A. extrudir una longitud de material continua, alargada y de forma sustancialmente cilíndrica para formar el miembro de núcleo (22) del cierre (20) ;

B. hacer pasar la longitud de material continua, alargada y de forma sustancialmente cilíndrica para formar el miembro de núcleo (22) del cierre (20) a través de un sistema de impresora para imprimir varias veces signos deseados (30) predeterminados en la superficie (26) de dicha longitud de material continua y alargada;

C. extrudir por separado una capa separada e independiente de material plástico (24) en acoplamiento unido íntimo con la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) , dicha capa separada e independiente de material plástico (24) rodeando y envolviendo periféricamente sustancialmente la superficie cilíndrica (26) de la longitud de material continua y alargada y estando en relación de superposición con los signos (30) impresos en la superficie (26) de dicha longitud de material continua y alargada y formando un producto de dos componentes; y

D. cortar el producto de dos componentes en un plano sustancialmente perpendicular al eje central de la longitud de material alargada que forma el miembro de núcleo (22) , estableciendo un cierre termoplástico de múltiples componentes (20) que tiene la longitud deseada para su inserción y retención en el portal del cuello del recipiente.

2. El método definido en la reivindicación 1, en el que la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) se define además como comprendiendo una densidad media o densidad baja, comprendiendo el plastico de células cerradas uno o más seleccionados del grupo que consiste en polímeros, homopolímeros y copolímeros inertes.

3. El método definido en la reivindicación 2, en el que dicho material plástico se define además como comprendiendo plástico de espuma de células cerradas que comprende al menos uno seleccionado del grupo que consiste en polietilenos, polietilenos catalíticos de metaloceno, polibutanos, polibutilenos, poliuretanos, siliconas, resinas a base de vinilo, elastómeros termoplásticos, poliésteres, copolímeros acrílicos etilénicos, copolímeros de etileno-viniloacetato, copolímeros de etileno-metilo-acrilato, copolímeros de etileno-butilo-acrilato, etileno-propileno-caucho, caucho de estireno butadieno, copolímeros de etileno-etilo-acrílico, ionómeros, polipropilenos y copolímeros de polipropileno y comonómeros copolimerizables etilénicamente insaturados.

4. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que dicha capa independiente periféricamente circundante (24) se define además como estando formada de material plástico que comprende uno

o más seleccionados del grupo que consiste en polietilenos, polietilenos catalíticos de metaloceno, polibutanos, polibutilenos, poliuretanos, siliconas, resinas a base de vinilo, elastómeros termoplásticos, poliésteres, copolímeros acrílicos etilénicos, copolímeros de etileno-vinilo-acetato, copolímeros de etileno-metilo-acrilato, copolímeros de etileno-butilo-acrilato, etileno-propileno-caucho, caucho de estireno butadieno, copolímeros de etileno-etilo-acrílico, ionómeros, polipropilenos y copolímeros de polipropileno y comonómeros copolimerizables etilénicamente insaturados.

5. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho proceso de fabricación opera como un proceso de formación continua con todas las etapas realizándose en línea, con prácticamente ninguna intervención manual y lográndose un producto final totalmente producido.

6. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la etapa de extrusión de la capa separada e independiente de material plástico (24) en acoplamiento unido íntimo con la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) está además definida como realizándose usando uno seleccionado del grupo que consiste en un equipo de extrusión de cruceta y un equipo de co-extrusión.

7. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de impresora está además definido como comprendiendo uno seleccionado del grupo que consiste de equipos de impresión construidos para proporcionar uno o más seleccionados del grupo que consiste en impresión, marcado, etiquetado, decoración, marcado por láser, estampación en caliente, impresión por chorro de tinta, impresión por chorro de tinta de fusión en caliente, huecograbado, impresión offset, impresión offset seca, impresión de grabado directo y tampografía.

8. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que los signos (30) impresos en la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) están además definidos como comprendiendo uno o más seleccionados del grupo que consiste en gráficos, símbolos, códigos, números, denominaciones, códigos de matriz de datos, códigos de barras lineales, patrones impresos genéricos, patrones impresos personalizados, números de trazabilidad, etiquetas, ilustraciones genéricas, trabajos artísticos específicos, marcas invisibles, marcas encubiertas y similares.

9. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el método comprende además la etapa de tratar previamente la superficie exterior (26) de la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) antes del paso de la longitud del material alargada a través del sistema de impresora.

10. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicho tratamiento previo está además definido como comprendiendo uno seleccionado del grupo que consiste en tratamiento con corona, tratamiento con llama, tratamiento con plasma, exposición a la luz UV y la exposición al calor de infrarrojos.

11. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende la etapa adicional de proporcionar movimiento continuo de la longitud de material sustancialmente alargada y de forma cilíndrica de material a través de las etapas de producción.

12. El método definido en la reivindicación 11, en el que dicho movimiento continuo es proporcionado haciendo pasar la longitud de material de forma cilíndrica a través de un conjunto de tracción.

13. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sistema de impresora comprende un sistema de impresora por chorro de tinta.

14. El método definido en la reivindicación 13, en el que el sistema de impresora por chorro de tinta utiliza una tinta por chorro de tinta curable por UV.

15. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además la etapa de curar la impresión después del paso de la longitud de material alargada a través del sistema de impresora.

16. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además la etapa de tratar posteriormente la superficie exterior (26) de la longitud de material continua y alargada que forma el miembro de núcleo (22) después del paso de la longitud de material alargada a través del sistema de impresora.

17. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en donde el método comprende además la etapa de imprimir signos deseados (30) predeterminados en la superficie (26) de dicha capa independiente periféricamente circundante.

18. El método definido en una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dicha capa independiente periféricamente circundante (24) está además definida como que comprendiendo lubricante con el fin de impartir una función de lubricación a dicha capa.

19. El método definido en la reivindicación 18, en el que dicho lubricante es seleccionado entre el grupo que consiste en aceites minerales, aceites de silicona y polímeros lubricantes.

20. Un cierre termoplástico de múltiples componentes (20) para su uso en el cierre hermético de productos fluidos en un recipiente que tiene un portal que forma el cuello del recipiente, estando dicho cierre (20) formado por el método de una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 19.