容器密封 【技术领域】
本发明涉及容器密封。
【发明背景】
简单地说，在本发明的说明书中，将自始至终涉及容器，例如罐子，的密封的改进的内容。然而，可以想象本发明也可以用于其它应用中。
为了清楚，本说明书将自始至终限于用于储藏食品和其它易腐蚀的物品罐子。然而，还有，本发明能够用于本领域以外的类似情况，以及用于储存其它物质的容器。
通常设计的打开以后能够再使用的是圆环—盖子—薄膜(RLF)型罐子。在新西兰专利218651中，披露了一种这样的罐子，其使用一种不透明的薄片铝箔密封这种罐子的孔。通常，这种罐子有一个可替换的盖子，一旦薄片被移去，其能够用于密封该容器。
制造密封的RLF罐的典型方法是，将连续的铝箔通过一个环/盖装置。一个模型将铝箔推入环盖装置的各个槽中。铝箔的特点是，一旦被弯曲这些孔中，其能够保持其形状，以及相对于环的位置。
该组装工艺还包括：将密封混合物加入到环的一个槽中。
上述的环盖和薄膜组件的加工，在将材料包装到密封罐中时，是最慢的步骤之一。因此，通常预先加工大量的这种组件，然后存放起来，直到将其用于随后的包装工艺。
随后，罐体的边被放置到密封混合物上。随后环的外边沿折叠卷缩到罐的边上，形成气密密封。
随后，将材料放入罐体内。如果材料为奶粉，那么通常将改进包装环境。
作为最后一步，将罐子的底部放置到罐体上，将罐内抽真空并将罐子封上。
不幸地是，上面描述的罐子通常有一些问题。
一个问题是，开始为了得到储存在罐子内的产品，需要切开或拉开密封在罐子上的薄膜。这样做经常会导致薄膜的小碎片污染罐子内的食物。
与这个问题伴生的是薄膜的尖锐边(由于切割作用所产生)，其能够伤害到罐子内滔取其内容物的消费者。
常用罐子的另一个问题是，在薄膜被取走之前，看不到罐子内的内容物。
这是值得关心的，因为不能检测罐子是否有诈，或者是否足够新鲜以用于消费。
为了克服这些缺点，已经进行了改进，方法是在罐子上安装一层厚的透明的塑料材料，在盖子下面密封罐子。通常这些薄层用聚氯乙烯(PVC)制成，其形状为硬圆盘，厚度大约340微米。
不幸的是，这种改进在克服了与使用不透明铝箔密封有关的一些缺点时，又出现了其它问题。
通过制造圆盘(注塑)的方法，与通过使用连续铝箔薄膜的方法相比成本较高。
与使用透明圆盘相关的另一个主要问题出现在在圆环和盖子装置中使用圆盘的实际工艺中。
首先，如果没有准备好的注塑模注，塑料材料的形状必须切割好。由于圆盘的刚性特点，圆盘必须热加工成圆环的轮廓。最后，圆环必须安装到环/盖装置的上部。
这种多步骤的方法与使用铝箔的方法相比是完全一样的，因此是一种慢的并且更昂贵的方法。
厚透明薄膜的另一个问题是，存取罐子内的内容物困难，因为厚薄膜对于消费者来说难以打开。
使用厚薄膜还有另一个缺点，薄膜通过机械方法卷曲在其位置上。这样使得圆环盖装置不能以与使用铝箔的RLF装置同样的方法安装。因此，圆环盖圆盘装置只能作为罐子制造工艺的一个零件，这样使得该方法显著变慢。可以确信，在大多数罐子制造时，该工艺为手工操作，这样效率很低并且费用很高。
因此，需要提供一种密封罐子的方法，能够将透明薄膜的可视性和化学性优点与铝箔的加工性优点结合起来。
本发明的一个目的是，克服前面的问题，或至少为公众提供一个有用的选择。
本发明的其它方面的优点通过例子的具体描述将会很明显。
发明概述
按照本发明的一个方面，在此提供一种用于容器的密封方法，该密封包括一个具有一定可视透明度的柔性薄膜，该方法的特点是包括如下步骤：
a)将一个圆环放在柔性薄膜上，并且
b)使薄膜的外型至少与圆环的部分表面一致，
其中薄膜与圆环通过它们之间的黏结剂密封。
按照本发明相关的方面，在此提供一种用于容器的密封，所述密封包括一个圆环以及一个柔性薄膜，柔性薄膜通过圆环与薄膜之间的黏结剂黏结到圆环上。
按照本发明的另一方面，在此提供一种罐子，其包括一种大体如上述所描述的密封。
作为一个罐子，该容器将在本说明书中自始至终提到。然而，应该明白，本发明的原理能够用于与常用罐子具有不同结构的容器。例如，容器可以为盒形结构，或者用除常用钢材以外的其它材料制成。
可以看到，在优选实施例中，圆环与常用罐子装置使用的圆环相比结构将较小。然而，应当明白，该圆环应当为具有与罐子连接的机构和一些用于使罐子的内容物进入的孔的一些装置。
在本发明的优选实施例中，该圆环为薄膜提供一个盖子，与常用RLF装置的位置相同。然而，应当明白，在本发明的一些实施例中，在这一步，或者在一些其它步骤中不需要提供盖子。例如，可能只需要一个薄膜型密封而不是一个附加的可再使用的盖子。
该薄膜可以为具有前面提到的性质的任何薄膜。该薄膜最好具有足够的柔软性，以便能够卷起，从而能够用与使用铝箔相同的方法使用。通常这种薄膜比以前使用的厚透明薄膜薄一些。
在优选实施例中使用的薄膜是用塑料材料制成的，在这种情况下不是必需的，并且应当明白本发明的原理能够用于具有所需要性质的其它材料制成的薄膜。
如果薄膜用塑料材料制成，可以知道，由于该薄膜具有密封所需要的柔软性和耐用性，该薄膜的厚度应当在大约100微米。当然可使用其它厚度的薄膜。典型范围是20-200微米。
按照制造者的不同需要，薄膜的可视透明度能够不同。尽管在优选实施例中，薄膜为全透明，但这并不是必需的。例如，薄膜能够具有不透明区域和透明区域的“窗口”。这可以是具有不同材料的区域造成的，和/或染色或印刷方法造成的。
在其它实施例中，薄膜可以为半透明，具有一定程度的不透明性。
重要的特征是，薄膜提供了一种手段，借此，罐子的内容物能够透过薄膜看到。
能够用许多方法使薄膜与圆环的一些表面符合。
在一个实施例中，能够通过使用一个模型将薄膜与圆环的轮廓符合，该模型的轮廓制成能够将薄膜的适当部分压入圆环的轮廓。
在本发明的其它实施例中，可以通过压力成型得到，例如，使用直接喷射或通常的空气压力。
在本发明的另外实施例中，薄膜与盖子的轮廓符合可以通过真空成型得到，例如通过从RLF装置下面使用真空。
真空成型和压力成型能够得到一个优点，即薄膜可以与盖子达到一定程度的结合。
如果从低海拔进入高海拔，罐子内的气体将膨胀。这将使罐子的密封薄膜向上推，在有的情况下使盖子打开或使薄膜破裂。显然这将引起严重问题。
然而，如果薄膜与盖子黏结到一定程度，它仍然将盖子与圆环黏结在一起，从而其不能将盖子从罐子上推掉。
薄膜有一些黏结剂黏结到盖子上的另一个优点是，薄膜只有很少的表面区域允许氧气进入。极小的允许进入量意味着能够使用较便宜的阻止材料。如果本发明用于包装比奶粉和咖啡-例如咖啡豆便宜的物品时，意义重大。
正如能够了解到的一样，薄膜的物理性质与铝箔不同，其没有足够的刚性将其保持在轮廓位置上。因此，本发明需要在圆环和薄膜之间加入黏结剂。除非该薄膜通过一些手段保持在圆环装置上，圆环RLF装置的堆叠不可能得到，这意味着本发明的一些优点将会失去。
不幸的是，塑料材料和金属材料难以结合，不象塑料与塑料或薄膜与塑料的结合不同那样。
考虑到圆环应当有一个好的表面用于和随后使用的RLF装置密封结合，将薄膜紧固好是另一个重要原因。模型本身应当具有许多形状，或不同特征，以有助于安装工艺。
例如，模型应当有一个加热表面，其能够有助于薄膜与圆环符合(通常只有很少皱纹)或黏结。
通过模型对圆环热成型薄膜，能够产生压配合，这有助于薄膜与圆环的黏结。
根据制造薄膜的材料，应当提供释放表面，以保证薄膜不黏结到模型上。此外，释放表面应当有合适的材料或形状。在本发明的一些应用中，释放表面上，或者有聚四氟乙烯(TeflonTM)，或者有硅橡胶材料，其具有较好的热传导性。
模型还可以提供一种手段，借此，薄膜能够被切割成型。并且可以以许多方式达到。
例如，在薄膜伸出的圆环周围可以有一个切割刀。随后切割薄膜收缩，不论提供机械方法还是通过加热方法，薄膜配合到圆环上。
在一个实施例中，模型为热冲头，并且有一个锋利的外部刀刃。刀刃用于切割薄膜，而热表面可有助于将薄膜符合到圆环上。如果模型在RLF装置上的移动足够快，那么一个快速运动就可能完成薄膜所需要的切割和符合。
在另一个实施例中，为模型提供了一个外部刀片，其具有一个切割刀刃。该外部刀片以这样的方式安装，即根据需要可以在薄膜符合前或符合后被切割。
在本发明的一些实施例中，通过一个传统真空覆膜方法将薄膜符合到圆环上，在此该装置通过一个真空室。
黏结剂可为能够将薄膜保持在圆环上的任何物质。
在本发明的一个实施例中，黏结剂可以在薄膜放置在圆环上之前铺在圆环上。当然这是本发明行的通的一个实施例，这样安装工艺确实增加了一个步骤。正如能够看到的一样，与厚薄膜密封方法相比本发明消除了许多多余的步骤。因此，在本发明的实施例中，应当注意尽可能避免一些附加步骤，以确保该工艺的效率。
因此，在本发明的优选实施例中，薄膜用于在结构中与黏结剂层结合，黏结层能够使薄膜与圆环黏结。
应当明白，薄膜能够以任何一种能够提供所需要的效果的形式出现。在一个实施例中，薄膜具有至少一个气体阻止层(以确保罐子内容物的寿命)和一个黏结剂层。
在本发明的最佳实施例中，薄膜为五层结构，其包括一个气体阻止层、一个结构加强层和一个黏结剂层，这三层通过两个结合层结合到一起。
增加结构层能够保证在密封过程和随后的操作中薄膜保持其完整，直到消费者准备打开薄膜想取出罐子的内容物。
每一层可以用不同的材料组成。
申请人已经发现，下面给出的薄膜结构在本发明中能够非常好地发挥作用： 层 材料 厚度 结构 离聚物 65微米 结合 LLDPE基共聚物 5微米 气体阻止 EVOH32-44％乙烯 10微米 结合 LLDPE基共聚物 5微米 黏结剂 乙烯-乙酸乙烯共聚物 (EVA)28％乙酸乙烯酯 15微米
上面给出的是优选薄膜的一个例子，应当明白可以使用其它厚度和成分。此外五层并不是必需的要求，根据本发明的应用情况能够使用其它的层数。
用于各层的其它材料给出如下： 层 材料 结构 聚乙烯，尼龙，EVOH 结合 任何标准的结合材料 气体阻止 与乙烯组分交互的EVOH，尼龙， 高密度聚乙烯，聚偏氯乙烯
通过使用热和/或压力，EVA黏结剂能够很容易地将薄膜黏结到金属上。
在RLF装置刚刚形成以后或在罐子安装过程中，应当把密封化合物加入到RLF装置。密封化合物可以为任何合适的化合物，在一个实施例中，为橡胶。
可以认为，本发明能够使用较少的密封化合物。这是可能的，因为与铝或厚薄膜相比，薄的薄膜具有柔软性。
密封化合物较少的一个优点是，RLF装置生产成本低。
密封化合物较少的另一个优点是，当圆环连接到罐体上时，在衔接圈前面存在较少的组合化合物。
已经知道，在本发明中，用于圆环外侧塑料薄膜的量比铝箔工艺相比更少。“薄膜的量”可以用体积表示-即表面积乘以厚度。
特别是，申请人已经发现，与铝箔相比需要较少的塑料材料。如果使用太多的塑料材料，当罐子使用时，薄膜会从圆环的外侧剪切滑脱。这样会导致薄膜在外部密封上形成卷并形成“肥大的衔接”。这样的衔接不能提供较好的密封，并且对消费者来说看起来不能接受。
有时，仅仅通过透明薄膜目测检查罐子的内容物不能充分确定罐子是否被污染或作弊。例如，可能有一个微观漏洞，使空气进入到罐子内。空气中的氧气使罐子的内容物降级使得它们不适合于消费。然而，这种降级可能会引起罐子内容物的物理变化或不容易被消费者看到的变化。此外，破坏者可以通过皮下注射器将化学物质注射到罐子内。
此外，有的人可能对罐的内容物作弊，并且不对内容物提供直接看到的显示。例如，在粉末的上表面之下有异物。
按照本发明的另一个方面，在此提供一种能够密封的容器，该容器包括一个在容器内的至少一个参数的可见指示剂。
参考至此，按照该说明书制造的容器应该与前面描述的具有相同的形式。
可视指示剂可以为任何能够将非可视参数转换为可视形式的任何指示剂。
这些参数包括但不是限制如下：
●碱度/酸度
●各种气体
●化学物质
●毒素
●压力
●电磁射线
●湿气和蒸汽
参考至此，本说明书的参数为气体。
在本发明的一个实施例中，指示剂可以检测氧气水平的增加。如果罐子的内容物是在低氧含量的变质气体中包装好的，通常会出现这种情况。如果罐子完整的密封出现裂纹，进入罐子的氧气和大气能够被指示剂检测到。
在另一个实施例中，指示剂可以检测二氧化碳的残留量。通常变质的气体中具有较高的二氧化碳含量，而空气中，二氧化碳的含量为0.03％。因此，周围的气体进入罐子(其通常在真空下包装)密封的裂纹将稀释罐子内二氧化碳的浓度。另外罐子内的二氧化碳能够只是通过裂缝的密封逸出。
有时产品变质其本身会产生各种能够被指示剂检测到的气体。
在一些实施例中，可视指示剂安装在罐子的内壁并且能够透过透明密封看到。
在本发明的优选实施例中，指示剂实际上合并到密封罐子的薄膜中。
这就是优选实施例，因为包装指示剂是现有包装步骤的一部分，而不是降低加工效率的附加步骤。
可视指示剂的性质可以是任何合适的形式。例如，可视指示剂可以只改变颜色。在其他实施例中，指示剂可以变成不透明或透明。在另外的应用中，指示剂颜色的强度可以变化。
本发明使用的用于检测二氧化碳的合适指示剂可以为具有指示剂阴离子的盐，以及亲脂有机季阳离子。
合适的指示剂阳离子可以是偶氮染料(包括α-萘酚橙)，硝基酚染料(包括间硝基酚和对硝基酚)，酞类染料(包括α-萘酚酞类和邻甲酚酞类)，磺酚酞类染料(包括间甲酚紫，间甲酚红，麝香草酚蓝和α-萘酚磺酚酞)，三苯甲烷染料(包括玫红酸)和靛酚染料(包括靛酚和1-萘酚基2-磺酸靛酚)。
合适的季阳离子的例子为：
铵阳离子(包括苄基三甲基铵离子，三辛基甲基铵离子，三CEPRYL基甲基铵离子，四丁基铵离子，四己基铵离子，和四辛基铵离子)和磷阳离子(包括四苯基磷离子，三辛基磷离子和十六烷基三丁基磷离子)。优选的季铵阳离子为四丁基铵离子。
这些指示剂在国际专利申请PCT/GB90/01501号中进行了非常详细的讨论。
合适的含氧指示剂可以为靛酚型染料，例如2-6二氯靛酚。这种染料与还原剂，alcholye剂，水汽保持剂，结合物，溶剂和水混合可以用作墨水。这种染料的使用在日本专利申请JP06034619-A号中进行了非常详细的讨论。
在本发明的一些实施例中可以提供一个答案，指示剂可以与其比较，根据指示剂的指示为消费者提供信息。
如果指示剂为薄膜的一部分，指示剂可以为很多不同的形状，例如，指示剂可以为长条形与薄膜共同压出。
在其他实施例中，指示剂可以为密封罐子的整个薄膜。
在另一个实施例中，指示剂可以为薄膜上不连续的图样。
指示剂可以形成多层薄膜的一部分，薄膜的各层最好应当能够使容器内存在的气体容易渗透到指示剂，以产生可看到的变化。薄膜最好也装配好，以便薄膜的外层能够不允许空气渗透到指示剂。
指示剂可能对薄膜增加一个附加的厚度，其可能影响密封工艺。
为了适应这种情况，可以对密封工艺做一些改进(例如，改变衔接卷的松紧度)，可以认为，这种改进可以通过使存在于薄膜中的指示剂呈不连续的标记标出。薄膜上的这些标记用RLF装置表示，以便使纯薄膜(没有指示剂)位于薄膜密封到圆环的位置上。
可以看到，本发明与以前的工艺相比有许多优点。
在此提供了一个有效的方法用透明薄膜密封罐子。这样能够使消费者看一眼就能够说出罐子的内容物是否新鲜和/或是否已经被污染。
可以使用薄的薄膜，其能够容易切割进入罐子内而不产生尖边。
可能会偶然进入罐子的内容物的薄膜的一些碎片是不产生化学反应的，虽然可能导致使其穿过人体但没有有害作用，不象通常使用的罐子的薄膜碎片。
能够提供一种能使消费者明了罐子内容物新鲜度的指示剂是一个重要的优点。
最后，本发明能够用于有效的加工工艺中。
附图的简短说明
本发明的其它方面通过随后的参考附图的描述将变得明白，描述只通过例子给出，其中：
图1示出了连接到罐子上之前的典型的现有工艺RLF装置，以及
图2示出了按照本发明的一个实施例的RLF装置，以及
图3为按照本发明的一个加工方法中使用的装备的断面图，以及
图4是连接到罐子上的按照本发明的RLF装置的剖面图，以及
图5示出了本发明使用的指示剂的平面图。
实施本发明的最佳方式
图1示出了常用的RLF装置，其用箭头1概括地表示。
装置1包括一个用箭头2概括地表示的圆环、一个盖子3和铝箔形式薄膜4。
圆环2有三个主要部分。第一部分5为一个凸缘或通道，铝箔被压在上面。凸缘5折叠并卷曲在罐子壁上，将RLF装置1密封在罐子31上。这在图4中被更清楚地示出。
圆环的中间部分6在圆环2和盖子3之间提供了一个空间，其能够使人容易地将盖子3从罐子上取下。
圆环的第三部分7对盖子3起一个支撑作用。
盖子3包括一个大体平坦的中央部分8和一个悬挂在圆环2的部分7上的凸缘9。
铝箔4的性质是，其能够被压入圆环2成所需要的形状。这可以从被压靠在中间部分6上铝箔4的平坦部分看到。应当注意到，铝箔4几乎沿凸缘5的四周延伸。
图2示出了一个按照本发明的一个实施例的RLF装置，其用箭头11概括地表示。
在该实施例中，圆环12和盖子13和现有工艺的圆环2和盖子3形状相同。
与圆环12连接的薄膜14为多层塑料薄膜，该薄膜为专利说明书中前面描述的类型。
与现有技术的RLF装置相比，本发明中，圆环12的凸缘15中的塑料材料的量是关键。太多的塑料材料14能够引起薄膜在外部密封30处起皱(这在图4中更清楚地示出)。这种皱纹能够导致虚的衔接，从而引起密封性不良。
如果使用的薄膜太少，可能薄膜不能提供所需要的密封。
在本发明的一个实施例中，凸缘15的平坦表面为3.32微米数量级。已经发现，塑料材料14的边能够安装在凸缘15的范围在平坦部分的边缘到大约平坦部分的中间。这在图2中示出并且能够避免上面讨论的问题。
图1中所示的现有装置表示出铝箔4的一部分，该部分平行于圆环的平坦部分6。当罐子装的东西需要真空处理时，这一特征通常是需要的。
类似的成型的量为罐子制造者考虑的范围，并且通过调节成型的量减少圆环、盖子和薄膜之间产生的空间。不能减少空间可能会在抽真空过程中造成困难，因为在空间所包含的空气量可能足够多，压力使得盖子8部分或全部不能与圆环2啮合。
所使用的塑料薄膜，同样由罐子制造者根据罐子所要装的内容物和所使用的装填工艺进行调节。薄膜将用与图2中区域16相同的方式覆盖在该区域。
图2没有示出上面描述的16和14之间的平行区域，并且在这种形式中，圆环、盖子和箔装置将被用于无气体的产品。
图3描述了一种方法，通过这种方法薄膜14能够连接到用箭头11表示的圆环盖子装置上。
薄膜14的长度覆盖圆环12和盖子13。带有外部切割鞘21的被加热的模型20放到薄膜14上。鞘21和模型20的安装使得薄膜14在加热模型20将薄膜14推入到槽15之前被切割成片。
加热模型15的作用是使薄膜14的黏结层将薄膜14黏结到圆环12上。
尽管薄膜14在圆环12的外侧切割，模型将薄膜附和到圆环/盖子装置上的好处是，薄膜14的外侧切割边在前面讨论的容许范围内被放置到槽15内。
在RLF装置成型后，一个密封元件(没有示出)放置在槽15内的薄膜14的上面。
随后将最终的RLF装置存放，直到应用于最终的组装工艺。
图4描述了如何将箭头11所表示的常用RLF装置固定到罐子31上。可以看到，箔14折叠到凸缘15和罐子31的壁上，形成一个密封，其总体以箭头30表示。
图5为去掉盖子的罐子31的顶视图，示出了薄膜14和指示剂32、33和34的可能排列。
在该实施例中，指示剂32、33和34在薄膜14上压出。每一个指示剂根据它们感应到的罐子31内的不同参数变化颜色。例如，指示剂32可以检测水汽，指示剂33可以检测CO2，而指示剂34可以检测O2。
本发明的各个方面已经仅仅通过例子进行了描述，但是应当明白，只要不偏离附属权利要求的范围可以进行改进和增加。