Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

Область техники

Настоящее изобретение относится к способу производства хорошо закупориваемого герметично запечатанного контейнера для напитков или пищевых продуктов с низкой себестоимостью при помощи использования лазерной сварки.

Уровень техники

Что касается герметично запечатанных контейнеров, например, для напитков, известны различные их типы, такие как бутылки, банки, пластиковые контейнеры и т.п. В последние годы широко используются банки или пластиковые контейнеры, что вызвано удобством обращения с ними и т.п.

Из названных типов банки получили широкое распространение по таким причинам, как низкая цена контейнера, высокая производительность, высокая эффективность перевозки и т.п. Такие банки обычно формируют из «корпуса контейнера» цилиндрической формы, имеющего дно, и «крышки», которая закупоривает горло корпуса контейнера. Поскольку способ адекватного соединения корпуса контейнера и крышки и герметизации содержимого, такого как пищевой продукт, напиток и т.п., имеет ограничения, в настоящее время на рынке широко представлены металлические банки, изготовленные из алюминия, стали и т.п.

Соединение корпуса контейнера с крышкой осуществляют путем закатки, при которой края корпуса контейнера накладывают на края крышки с образованием фланца и механически сдавливают. Поскольку при закатке происходит механическая деформация металлических деталей, крышку обычно изготавливают из элемента, который толще, чем корпус контейнера, и включает полимерный материал, такой как блок-сополимер стирола и бутадиена, поливилинхлорид и т.п., обеспечивающий герметизацию содержимого контейнера. По существу, поскольку необходимо использовать полимерный материал и делать крышку толще, расход металла увеличивается.

Для решения указанной проблемы были предложены способы закупоривания банок, а именно металлических банок, при помощи лазерной сварки (см., например, указанные далее патентные документы 1-3).

Другой особенностью производства металлических банок является использование высокоскоростной производственной линии, выпускающей от нескольких сотен до 2000 банок в минуту. В традиционных закаточных устройствах для обеспечения такой производительности необходимо использовать множество закаточных головок, и, следовательно, размеры таких устройств являются относительно большими. В результате, до момента помещения крышки на корпус контейнера, заполненного жидким содержимым, в закаточном устройстве, контейнер, обычно, должен быть перемещен конвейером на расстояние в несколько метров, при этом корпус контейнера открыт воздействию окружающего воздуха. Из-за высокой скорости конвейера, а также при переходе корпусом контейнера с конвейера в закаточное устройство корпус контейнера подвергается ударам, в результате происходит газообмен с окружающим воздухом или выплескивание жидкости. Газообмен ускоряет снижение качества жидкого содержимого контейнера вследствие поглощения кислорода. Это особенно существенно в случае газированных напитков, так как снижается концентрация диоксида углерода в жидком содержимом и, таким образом, изменяются вкусовые качества. Кроме того, расплескивание жидкости затрудняет регулирование количества содержимого, вызывает загрязнение производственного оборудования, что подчас мешает стабильной работе производственной линии и соблюдению санитарных норм.

Что касается пластиковых контейнеров, выполнить их закатку трудно, и пластиковые контейнеры, закупоренные путем закатки, как в случае металлических банок для напитков, широко не употребляются. Из пластиковых контейнеров наиболее широко распространены бутылки из полиэтилентерефталата (РЕТ). Для закупоривания таких бутылок в настоящее время используется способ навинчивания колпачка на горло бутылки. Однако колпачок является наиболее затратным элементом контейнера в целом. Кроме того, поскольку колпачки изготавливают, главным образом, из полипропилена, возникают препятствия для их повторного использования.

Уже стали привычными высокоскоростные производственные линии даже для бутылок из полиэтилентерефталата, и их производительность составляет несколько сотен бутылок в минуту. Общепринято помещать крышку и выполнять закупоривание при помощи укупорочной машины сразу после заполнения бутылки.

Кроме того, для случая чашеобразных контейнеров уже также предложены способы горячей спайки крышки, имеющей полимерный слой и слой алюминиевой фольги, путем воздействия на крышку лазерным излучением (см., например, Патентный Документ 4).

[Патентный Документ 1] - публикация международной заявки WO 02/42196 А2;

[Патентный Документ 2] - публикация выложенной заявки на патент Японии JP-A-63-194885;

[Патентный Документ 3] - публикация выложенной заявки на патент Японии JP-A-61-289932;

[Патентный Документ 4] - публикация выложенной заявки на патент Японии JP-A-60-193836.

Проблемы, на решение которых направлено изобретение

В соответствии со способом закатки, применяемым при закупоривании металлических банок, использование полимерного материала, использование избытка материала в закатываемой части банки и использование крышки большей толщины по сравнению с корпусом банки являются факторами, неизменно повышающими издержки производства. Между тем, при изучении возможностей осуществления лазерной сварки вместо обычной закатки, изучались соответствующие способы в отношении банок, включая изложенные в патентном документе 1, с точки зрения снижения количества используемых материалов или исключения использования полимерного материала. Однако поскольку лазерная сварка не смогла бы превзойти способ закатки в части производительности или способы лазерной термообработки или наложения корпуса контейнера и крышки с точки зрения экономической эффективности, лазерная сварка не нашла широкого применения.

В этих условиях, если иметь в виду закупоривание контейнера той же формы и изготовленного из тех же материалов, что и обычно используемые контейнеры для напитков или пищевых продуктов, закупориваемые при помощи лазерной сварки, с целью обеспечения надежного сварного соединения предлагается способ, заключающийся в перемещении лазерных пятен вдоль линии точек сварки, или способ, заключающийся в фиксации лазерных пятен и перемещении контейнера так, чтобы точки сварки, расположенные на одной линии, последовательно подвергались воздействию лазерного излучения. Однако при осуществлении закупоривания после заполнения контейнера содержимым, как в случае контейнеров для напитков или пищевых продуктов, вероятно, что некоторые участки контейнера, как то горло и т.п., окажутся влажными. К тому же было установлено, что в условиях, когда необходима высокая скорость производства с производительностью в несколько сотен или более закупориваемых бутылок в минуту, способ сварки с использованием лазерных пятен необязательно является эффективным способом.

В случае контейнеров, изготавливаемых из алюминия, для предотвращения окисления алюминия в местах плавления подают продувочный газ. При помощи продувочного газа удается в достаточной степени удалить капли воды на подлежащих сварке участках. Тем не менее, диапазон количества подводимой энергии, позволяющий осуществить качественную сварку при помощи лазерных пятен, определяется собственно свойствами материала и поэтому не очень широк. Следовательно, когда лазерные пятна перемещаются с нужной скоростью, соответствующей скорости технологического процесса закупоривания контейнеров для напитков или пищевых продуктов, следует обеспечить очень точное управление перемещением лазерных пятен вдоль подлежащего сварке участка, имеющего форму линии. Например, в случае перемещения лазерных пятен по окружности от начальной точки, при котором начальная точка является и конечной точкой, если эта точка оказывается хоть немного пройденной, происходит избыточный подвод энергии к дважды пройденному участку. В некоторых крайних случаях это может привести даже к прожиганию деталей, таким образом, повреждая место соединения.

В случае контейнеров, изготовленных из пластика, например полиэтилентерефталата и т.п., диапазон количества подводимой энергии, при котором осуществляется качественная сварка и который зависит от материала, по сравнению с алюминиевыми контейнерами, довольно большой, а затрачиваемая энергия может быть низкой. При сварке с низким уровнем подвода энергии потери энергии на испарение капель воды, имеющихся на подлежащем сварке участке и не полностью удаленных продувочным газом, по сравнению с количеством подводимой энергии становятся относительно большими. По этой причине нельзя игнорировать эффект смачивания этими водяными каплями. Неправильно пытаться справиться с этой проблемой, просто увеличивая количество подводимой энергии. Во время начала сварки путем перемещения лазерных пятен вдоль подлежащего сварке участка, ближайший к точке начала сварки материал на подлежащем сварке участке сварки сваривается раньше, чем в других точках, и поэтому капли воды собираются по направлению к ним. В результате, в тех точках, где собрались капли воды, происходит уменьшение площади сварки или удельной прочности сварного соединения, что отрицательно сказывается на стабильности сварки.

Помимо указанных выше проблем, при использовании способа сварки в одноударном контурном режиме с использованием лазерных пятен, существует проблема, заключающаяся в том, что для завершения сварки требуется больше времени, чем было бы нужно исходя из скорости технологического процесса закупоривания контейнеров с напитками или пищевыми продуктами, поскольку лазерные пятна должны перемещаться последовательно по всему подлежащему сварке участку, имеющему форму линии. Если время завершения сварки велико, размер устройства, такого как закаточное устройство, должен быть соответствующим образом увеличен, чтобы обеспечить необходимое время пребывания завариваемых контейнеров внутри него. К тому же, как указывалось выше, нужен способ подачи заполненного жидким содержимым корпуса контейнера без крышки в данное устройство.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание практического способа изготовления герметично запечатанных контейнеров путем закупоривания контейнера для напитков или пищевых продуктов при помощи способа лазерной сварки, характеризующегося тем, что (1) скорость закупоривания может быть увеличена, (2) нет необходимости в точном регулировании позиции развертки лазерных пятен, при этом легко предотвращается частичный избыточный подвод энергии, (3) не происходит уменьшения площади сварки или удельной прочности сварного соединения из-за скопления капель воды, (4) контейнеру может быть сообщена надлежащая прочность, позволяющая ему выдерживать определенное давление, так что сварное соединение характеризуется герметичностью и безопасностью, (5) сварочное устройство и периферийное оборудование просты в обслуживании и безопасной эксплуатации.

Средства решения указанных проблем

Были тщательно изучены возможности решения проблем, присущих способу сварки в одноударном контурном режиме с использованием лазерных пятен; и было обнаружено, что является эффективным осуществление сварки путем воздействия лазерным излучением на весь подлежащий сварке участок одновременно или почти одновременно как в случае достаточного воздействия лазерным излучением, при котором удается избежать прожигания алюминиевых контейнеров и т.п., так и в случае достижения стабильной сварки при увлажнении точек сварки на пластиковых контейнерах. Таким образом, авторами было сформулировано настоящее изобретение. То есть способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящему изобретению, представляет собой способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, при котором корпус контейнера и помещенную на горло контейнера крышку сваривают до герметичного состояния, при этом сваривание всего подлежащего сварке участка корпуса контейнера и крышки осуществляется одновременно или почти одновременно.

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящему изобретению, включает воздействие лазерным излучением на область, охватывающую весь подлежащий сварке участок. Следует установить область воздействия лазерного излучения таким образом, чтобы одновременно осуществить сварку всего подлежащего сварке участка.

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящему изобретению, предполагает, что конфигурация лазерного излучения является кольцевой или сходящейся к центру. Хотя контактирующие части корпуса контейнера и крышки являются точками, в которых должна быть обеспечена герметичность, эти точки часто образуют кольцевую или цилиндрическую конфигурацию. Таким образом, в результате подбора конфигурации лазерного излучения, соответствующей конфигурации контактирующих частей корпуса контейнера и крышки, количество подводимой энергии будет достаточным для удовлетворения указанным требованиям, при этом можно избежать облучения других участков, помимо подлежащего сварке участка и, таким образом, не допустить разрушения материала.

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящему изобретению, предполагает создание такой конфигурации воздействия лазерного излучения, которая охватывает зону большей ширины, чем минимальная ширина описанного выше подлежащей сварке участка в любом направлении. Даже если конфигурация воздействия лазерного излучения охватывает зону, имеющую минимальную требуемую ширину, может быть осуществлена одновременная сварка всего подлежащего сварке участка.

Согласно способу производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующему настоящему изобретению, является предпочтительным, чтобы контейнер для напитков или пищевых продуктов, состоящий из корпуса контейнера и крышки, подвергался воздействию лазерного излучения во время вращения и/или перемещения. При этом является предпочтительным, чтобы перемещение контейнера производилось непрерывно с постоянной скоростью. Когда перемещение контейнера осуществляют при помощи конвейера, работающего непрерывно с постоянной скоростью, лазерная сварка может быть применена на высокоскоростной производственной линии. Более того, при поддержании постоянной скорости можно осуществлять лазерную сварку на том же конвейере, что и установку крышек; таким образом, время, необходимое для установки крышки после наполнения контейнера содержимым, может быть очень малым, причем одновременно минимизируется вибрация поверхности жидкости в контейнере. В частности, поскольку лазерная установка неподвижна относительно конвейера, размер сварочного устройства, входящего в производственную линию, может быть небольшим, а тонкая регулировка, необходимая для соответствующих головок закаточного устройства, не нужна. К тому же при воздействии лазерным излучением во время перемещения контейнеров для напитков или пищевых продуктов с помещенной на корпус контейнера крышкой является предпочтительным, чтобы это воздействие осуществлялось только в то время, когда контейнеры находятся в определенном диапазоне положений. Контейнеры, прошедшие заполнение содержимым, могут непрерывно подаваться на закупорку. При этом благодаря тому, что лазерное излучение воздействует на контейнеры только когда они находятся в определенном диапазоне положений, не происходит излишнего воздействия, поэтому удается предотвратить повреждение материала на участках, не являющихся подлежащими сварке участками.

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящему изобретению, предполагает, что корпус контейнера и крышка изготовлены из пластика или металла.

Согласно способу производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующему настоящему изобретению, пластик, предпочтительно, представляет собой полиэтилентерефталат. Еще более предпочтительно, чтобы энергия лазерного излучения, воздействующего на подлежащий сварке участок, составляла от 0,5 до 2,1 Дж/мм². В случае использования способа закупоривания, включающего лазерную сварку, существует риск, что прочность сварного соединения будет слишком велика, поскольку теоретически возможно, чтобы в результате сварки два объекта становились такими же прочными, как один объект. В случае контейнера для напитков или пищевых продуктов, с точки зрения безопасности пользователя, требуется чтобы контейнер неопасным образом разрывался тогда, когда внутреннее давление превышает определенную норму. Такое избыточное давление создается, например, когда контейнер с газированным напитком оставляют на солнце. В этом случае, если контейнер не разгерметизируется в нужный момент при повышении давления, может сложиться опасная для пользователя ситуация, например, когда крышка отрывается и летит со значительной скоростью. Аспект безопасности также является немаловажным доводом в пользу внедрения в практику способа закупоривания с использование лазерной сварки. В этом отношении полиэтилентерефталат является одним из полимеров, уже используемых для изготовления контейнеров для напитков или пищевых продуктов, и нужно определить параметры лазерного излучения для закупоривания контейнеров, изготовленных из этого материала так, чтобы получать адекватную прочность сварного соединения.

Согласно способу производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующему настоящему изобретению, является предпочтительным, чтобы корпус контейнера и крышка были изготовлены из алюминия толщиной 0,2 мм или менее. Более предпочтительно, чтобы энергия лазерного излучения, воздействующего на подлежащий сварке участок, составляла от 17 до 26 Дж/мм². Алюминий является одним из наиболее часто используемых для изготовления контейнеров для напитков или пищевых продуктов металлов, и с точки зрения безопасности, как было описано выше, условия воздействия лазерного излучения при закупоривании контейнеров, изготовленных из этого материала, должны быть такими, чтобы контейнер приобретал адекватную прочность сварного соединения.

Эффекты изобретения

Настоящее изобретение может быть использовано при осуществлении закупоривания контейнеров для напитков или пищевых продуктов способом лазерной сварки с целью повышения скорости технологического процесса закупоривания. Кроме того, нет необходимости в точном регулировании позиции развертки лазерных пятен, при этом легко предотвращается частичный избыточный подвод энергии. Кроме этого, не происходит уменьшения площади сварки или удельной прочности сварного соединения из-за скопления капель воды. К тому же контейнеру может быть сообщена надлежащая прочность, позволяющая ему выдерживать определенное давление, так что сварное соединение характеризуется герметичностью и безопасностью. Также облегчается обслуживание и стабильная эксплуатация сварочного устройства и периферийного оборудования.

Краткое описание чертежей

Фиг.1 - схема технологического процесса одного из вариантов осуществления способа производства герметично запечатанных контейнеров в соответствии с настоящим изобретением;

Фиг.2 - принципиальная схема одного из вариантов герметично запечатываемого контейнера, причем (а) является схемой вертикального поперечного сечения корпуса контейнера вблизи горлышка в случае, когда горловая часть установлена на корпусе контейнера, (b) является схемой внешнего вида по стрелке А и (с) является видом в перспективе внешнего вида крышки по стрелке В;

Фиг.3 - схема вертикального поперечного сечения корпуса контейнера вблизи горлышка в случае, когда горловая часть установлена на корпусе контейнера, для другого варианта герметизируемого контейнера;

Фиг.4 - модель воздействия лазерного излучения на кольцо 8, являющееся подлежащим сварке участком герметизируемого контейнера 100;

Фиг.5 - модель воздействия лазерного излучения на наружную часть крышки в месте расположения плотно примыкающей части 4, являющейся подлежащим сварке участком герметично запечатываемого контейнера 200; причем Фиг.5(а) показан вид в перспективе, а Фиг.5(b) является поперечным сечением по АА';

Фиг.6 - схема одного из вариантов осуществления почти одновременного заваривания контейнеров, перемещаемых конвейером.

Перечень ссылочных позиций

100, 200	герметично запечатываемый контейнер
1	корпус контейнера
2, 18	кольцевой выступ
3	крышка
4	плотно примыкающая часть
5, 7	край
6	ребро
8	кольцо
9	горлышко
10	второй кольцевой выступ
11, 17	кольцевая впадина
12	вторая кольцевая впадина
13	часть внутренней стенки крышки
14	изогнутая часть
19	поверхность контакта
23	усилие, направленное на кольцо
24	усилие на внутренней поверхности крышки, направленное на край
26	язычок
61	содержимое
62а	устройство перемещения крышки
62b	устройство подачи крышки
63	устройство размещения крышки
64, 64b	лазерный генератор
64а	оптические волокна
64с	оптический разветвитель
65	конвейер
66	лазерное излучение

Наилучший способ осуществления изобретения

Далее настоящее изобретение будет разъяснено посредством описания вариантов его осуществления; однако, настоящее изобретение не должно восприниматься как ограничиваемое этим описанием. Способ производства герметично запечатанных контейнеров, соответствующий настоящим вариантам осуществления, будет описан со ссылкой на Фиг.1-6, на которых одинаковыми ссылочными позициями обозначены одни и те же элементы или одни и те же участки.

Способ производства герметично запечатанных контейнеров для напитков или пищевых продуктов, соответствующий настоящим вариантам осуществления изобретения, включает производство контейнеров, герметично закупоренных при помощи сварки корпуса контейнера с крышкой, размещенной на горлышке корпуса контейнера, с использованием способа сварки, при котором весь подлежащий сварке участок корпуса контейнера и крышки подвергается сварке одновременно или почти одновременно.

Для получения контейнера с герметично закупоренным внутри него напитком или пищевым продуктом, следует осуществить, по меньшей мере, следующие стадии. На Фиг.1 показана схема технологического процесса одного из вариантов осуществления способа производства герметично запечатанных контейнеров в соответствии с настоящим изобретением. Сначала выполняют стадию S1 заполнения содержимым 61 корпуса 1 контейнера через горлышко. Затем следует стадия S2 подачи крышки 3 на корпус 1 контейнера в положение, при котором крышка закрывает горлышко. Затем следует стадия S3 размещения крышки 3 так, чтобы горлышко было закрыто. Далее выполняют стадию S4 закупоривания для герметизации контейнера путем приваривания крышки 3 к корпусу 1 контейнера. В соответствии со способом производства герметично запечатанных контейнеров для напитков и пищевых продуктов, соответствующим данному варианту осуществления изобретения, на стадии S4 закупоривания весь подлежащий сварке участок заваривается одновременно или почти одновременно. Кроме того, перед стадией заполнения может быть предусмотрена стадия промывки внутренней части корпуса контейнера или крышки. Также может быть предусмотрена стадия снабжения контейнера, проходящего стадию закупоривания, этикеткой.

На стадии заполнения S1, например, пустой корпус контейнера размещают на поворотном столе (не показано) и наливают содержимое 61, пока корпус контейнера движется по кругу. Примером содержимого 61 является жидкость или смесь жидких и твердых компонентов, как в напитках, или пищевой продукт. Скорость заполнения может изменяться в зависимости от емкости контейнера, например, составлять от 500 до 2000 контейнеров/мин в случае заполнения напитками.

На стадии S2 подачи крышки корпус 1 контейнера, заполненный содержимым 61 на стадии S1 заполнения, перемещают к месту расположения устройства подачи крышки 62b при помощи транспортировочного устройства (не показано), такого как конвейер и т.п. Крышка 3 поступает в устройство подачи крышки 62b из устройства перемещения крышки 62а. Посредством устройства подачи крышки 62b на горлышко одного корпуса 1 контейнера подают одну крышку 3. В то же время, если содержимое 61 вспенилось, осуществляют пеногашение и продувку диоксидом углерода или газообразным азотом.

На стадии S3 размещения крышки крышку 3 помещают в определенное положение на корпусе 1 контейнера при помощи устройства 63 размещения крышки. Здесь является предпочтительным, чтобы крышка 3 была закреплена на корпусе 1 контейнера и плотно примыкала к нему, иначе крышка 3 может накрениться или упасть до начала воздействия лазерным излучением. Кроме того, стадии подачи крышки S2 и размещения крышки S3 могут осуществляться почти одновременно.

Для закрепления крышки на корпусе контейнера так, чтобы крышка плотно примыкала к корпусу контейнера, может быть разработана соответствующая конструкция горлышка корпуса контейнера и крышки. Например, используется контейнер, показанный на Фиг.2, то есть контейнер с изготовленной из пластика крышкой, допускающей наличие деформации при обжатии горлышка; тем самым создается участок, полно примыкающий к корпусу контейнера в результате воздействия давления, создаваемого напряжением, компенсирующим деформацию, а плотно примыкающая часть становится участком герметизации. То есть плотно примыкающая часть всегда является участком контакта под давлением и служит в качестве подлежащего сварке участка. Описанная конструкция исключает выплескивание содержимого и наличие на плотно примыкающей поверхности, соответствующей плотно примыкающей части, посторонних материалов и висящих капель воды. Следовательно, в результате отсутствия на плотно примыкающей поверхности посторонних материалов, при сварке плотно примыкающей части едва ли возможны такие отрицательно влияющие на качество сварки явления, как испарение постороннего материала или потеря генерируемого лазерным излучением тепла.

Контейнер, показанный на Фиг.2, далее будет рассмотрен более подробно. Фиг.2 представляет собой принципиальную схему одного из вариантов герметизируемого контейнера, где (а) является схемой вертикального поперечного сечения корпуса контейнера вблизи горлышка в случае, когда горловая часть установлена на корпусе контейнера, (b) является схемой внешнего вида по стрелке А и (с) является видом в перспективе внешнего вида крышки по стрелке В. В герметизируемом контейнере 100 на внешней стенке горлышка 9 корпуса 1 контейнера предусмотрено кольцевое ребро 6, параллельное краю 5 горлышка 9; на краю 7 крышки 3 имеется кольцо 8, вместе с ребром 6 образующее плотно примыкающую часть 4; кольцевой выступ 2 расположен на внешней стенке горлышка 9 ближе к краю 5, чем ребро 6; кольцевая впадина 11 расположена на внутренней стенке крышки 3 так, что расстояние между кольцевой впадиной и кольцом 8, имеющимся на краю 7 крышки 3, немного больше, чем расстояние между кольцевым выступом 2 и ребром 6 на горлышке 9. Кроме того, плотно примыкающая часть 4 ребра 6 и кольцо 8 образуют подлежащий сварке участок.

В герметизируемом контейнере 100 внутренний диаметр крышки 3 выбирают так, чтобы крышка при ее размещении на горле плотно облегала горлышко 9 снаружи. При этом расстояние между кольцевой впадиной 11 и кольцом 8 делают немного больше, чем расстояние между кольцевым выступом 2 и ребром 6 на горлышке 9. Таким образом, усилие давления крышки 3 создает в части крышки 3, расположенной между кольцевой впадиной 11 и кольцом 8, деформацию в вертикальном направлении, как показано на Фиг.2(а), и, тем самым, напряжение сжатия. Поскольку крышка 3 изготовлена из пластичного материала, возникает стремящееся компенсировать эту деформацию усилие 23, направленное на кольцо 6. Таким образом, плотно прилегающая часть 4 находится под давлением.

Хотя крышку 3 изготавливают из пластичного материала, ее также можно изготовить из полимера, металла или состоящего из них композиционного материала. Примеры металлов включают алюминий, железо или сплав, содержащий эти металлы в качестве основных компонентов. К примерам полимеров относятся полиэтилентерефталат, модифицированный гликолем полиэтилентерефталат, полибутилентерефталат, полиэтиленнафталат, полиэтилен, полипропилен, сополимер циклоолефинов, иономерная смола, поли-4-метилпентен-1, полиметилметакрилат, полистирол, сополимер этилена и винилового спирта, акрилонитрил, поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, полиамид, полиамидимид, полиацеталь, поликарбонат, полисульфон или тетрафторэтилен, сополимер акрилонитрила и стирола, сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола. Из названных материалов особенно предпочтительными являются полиэтилентерефталат и алюминий. Полиэтилентерефталат и алюминий уже используются для изготовления контейнеров для напитков и пищевых продуктов. В случае прозрачных полимеров, таких как полиэтилентерефталат и ему подобные, поскольку прозрачный полимер не будет поглощать лазерного излучения при использовании способа лазерной сварки, можно обеспечить непосредственный нагрев окрестности плотно примыкающей поверхности путем окрашивания плотно примыкающей поверхности плотно примыкающей части, придающего ей поглощающие свойства. И в случае алюминия, эффективный нагрев окрестности плотно примыкающей поверхности можно обеспечить путем окрашивания задней части плотно примыкающей поверхности плотно примыкающей части с тем, чтобы сообщить ей свойство поглощения лазерного излучения. Окрашивание осуществляют, например, путем нанесены покрытия или введения пигмента или красителя. Кроме того, в качестве примера композиционного материала, состоящего из полимера и металла, можно привести многослойную пленку, изготовленную наложением слоев полимера и алюминия. Такая многослойная пленка содержит тонкие слои с суммарной толщиной от 0,05 до 0,1 мкм.

Корпус 1 контейнера изготовлен из полимера, стекла, керамики, металла или композиционного материала, состоящего из названных компонентов. Он, предпочтительно, имеет форму бутылки. Кроме того, поскольку закупоривание контейнера осуществляют способом лазерной сварки, нет необходимости в том, чтобы толщина крышки была больше, чем толщина корпуса контейнера, таким образом, количество потребляемых материалов может быть уменьшено. Когда корпус 1 контейнера и крышку 3 изготавливают из полимеров, можно соединить их с меньшей затратой энергии, чем в случае, если они изготовлены из металла.

Кроме того, в герметично запечатываемом контейнере 100 предусмотрены второй кольцевой выступ 10, расположенный на внешней стенке горла 9 выше выступа 2, и вторая кольцевая впадина 12, расположенная на внутренней стенке крышки 3. Форма крышки 3 такова, что расстояние между частью внутренней стенки 13 крышки 3, контактирующей с краем 5, и второй кольцевой впадиной 12 немного меньше, чем расстояние между краем 5 и вторым кольцевым выступом 10. Таким образом, формируется поверхность контакта между краем 5 и частью внутренней станки 13, которая всегда находится под давлением. Следовательно, исключается наличие на этой поверхности контакта какого-либо инородного материала и любое негативное воздействие такого материала. Таким образом, при осуществлении сварки по этой поверхности контакта ее осуществление облегчается. Кроме того, поскольку сварку осуществляют на двух участках, прочность соединения корпуса 1 контейнера и крышки 3 увеличивается.

Кроме того, в герметично запечатываемом контейнере 100 предусмотрен язычок 26, облегчающий открывание крышки 3. Напротив ребра 6 расположена изогнутая часть 14, предназначенная для предотвращения соскакивания крышки 3 под действием внутреннего давления в контейнере. Даже если бы крышка 3 была открыта небрежно, благодаря наличию изогнутой части 14 она бы не отлетела.

Более того, согласно способу производства герметично запечатанных контейнеров, соответствующему настоящему варианту осуществления изобретения, также может быть использован контейнер для непосредственного употребляемого содержимого, например, герметично запечатываемый контейнер 200, показанный на Фиг.3. Схема иной конструкции герметично запечатываемого контейнера показана на Фиг.3. Это схема вертикального поперечного сечения корпуса контейнера вблизи горлышка в случае, когда горловая часть установлена на корпусе контейнера. Для герметично запечатываемого контейнера 200, показанного на Фиг.3, так же, как и для герметично запечатываемого контейнера 100, предусматривается наличие внутренней деформации подлежащего сварке участка, в результате чего формируется плотно примыкающая часть 4, причем плотно примыкающая часть 4 всегда находится под давлением. То есть в герметично запечатываемом контейнере 200 обеспечиваются поверхность контакта 19 между поверхностью внутренней стенки крышки 3 и краем 5 горлышка 9 и кольцевая впадина 17 на внешней стенке горлышка 9, параллельная краю 5 горлышка 9. Кроме того, на поверхности внутренней стенки крышки 3 предусмотрен кольцевой выступ 18. Кроме того, кольцевой выступ 18 на поверхности внутренней стенки крышки 3 расположен там, где расстояние между кольцевым выступом и поверхностью контакта 19 немного меньше, чем расстояние между краем 5 горлышка 9 и кольцевой впадиной 17 на горлышке 9. Тогда плотно примыкающая часть 4 кольцевой впадины 17, расположенной на внешней стенке корпуса 1 контейнера, и кольцевого выступа 18, расположенного на внутренней стенке крышки 3, образует подлежащий сварке участок. В герметично запечатываемом контейнере 200 внутренней диаметр крышки 3 выбирают так, чтобы крышка плотно облегала горлышко 9 снаружи. При этом крышку 3 изготавливают так, чтобы расстояние между поверхностью контакта 19 и кольцевым выступом 18, расположенным на крышке 3, было немного меньше, чем расстояние между краем 5 горлышка 9 и кольцевой впадиной 17, расположенной на горлышке 9. Тем самым, в той части крышки 3, которая находится между поверхностью контакта 19 и кольцевым выступом 18, давление крышки 3 вызывает деформацию по вертикали, как показано на Фиг.3, и следовательно, растягивающее напряжение. Поскольку крышку 3 изготавливают из пластичного материала, на внутренней поверхности крышки 3 возникает стремящееся компенсировать деформацию растяжения усилие 24, направленное на край 5, причем край 5 приводится в тесный контакт с поверхностью внутренней стенки крышки 3. С другой стороны, кольцевой выступ 18 крышки 3 и кольцевая впадина 17 корпуса 1 контейнера плотно примыкают друг к другу, а плотно примыкающая часть 4 всегда находится под давлением. Крышка 3 и корпус 1 контейнера изготавливают из тех же материалов, как и в первом варианте осуществления изобретения.

Способы изготовления герметично запечатанных контейнеров, соответствующие данным вариантам осуществления, не ограничиваются использованием контейнеров, испытывающих внутреннюю деформацию и показанных на Фиг.2 или 3; напротив, корпус контейнера и крышка могут быть зафиксированы в положении, когда они плотно примыкают друг к другу, при помощи устройства для удерживания крышки (не показано), которое удерживает крышку неподвижно относительно корпуса контейнера.

На стадии S4 закупоривания весь подлежащий сварке участок заваривают одновременно или почти одновременно. Для осуществления сварки одновременно ил