DE2838503A1

DE2838503A1 - Konservendose und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number: DE2838503A1
Application number: DE19782838503
Authority: DE
Inventors: Jean Dr Phil Schrade
Original assignee: Alusuisse Holdings AG
Current assignee: Alcan Holdings Switzerland AG
Priority date: 1978-07-06
Filing date: 1978-09-04
Publication date: 1980-01-17
Also published as: FR2430360A1; IT7923738A0; GB2025355B; NL7904484A; IT1121296B; US4223798A; JPS5512098A; CH629984A5; SE7905890L; GB2025355A

Description

SCHWEIZERISCHE ALUMINIUM AG, 3965 Chippis

Konservendose und Verfahren zur Herstellung derselben

6.JuIi 1978
FPA-Fe/Ri - 1290 -

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Konservendose und Verfahren zur Herstellung derselben

Die Erfindung betrifft eine Konservendose und ein Verfahren zur Herstellung derselben, wobei die Dose einen vornehmlich zylindrisch geformten Mantel sowie an diesem befestigte Kopf- und Bodenteile umfasst.

Konservendosen, welche aus Weissblech hergestellt werden und zum Aufbewahren von sterilisierbaren Lebensmitteln über einen Zeitraum von mehreren Jahren dienen, sind bereits seit über einem Jahrhundert bekannt.

Das Metall Zinn, das als Korrosionsschutz des Eisens (Stahl) im Weissblech verwendet wird, ist eines der chemischen Elemente, das nachteiligerweise in der Erdkruste in sehr bescheidenem Umfang vorkommt. Der verhältnismässig grosse Verbrauch an Weissblech für Konservendosen hat jedoch zur Folge, dass Zinn heute schon zu den Mangelmetallen zählt. Ausserdem ist es auch verhältnismässig teuer, beispielsweise viermal teurer als Kupfer.

Für die Herstellung von Konservendosen würde sich auch Aluminium, ein in der Erdkruste am häufigsten vorkommendes Element, gut eignen, wenn diese beispielsweise aus Aluminiumblech in der üblichen Dicke geformt werden würden und hierbei nicht erheblich teurer als die marktüblichen Konservendosen aus Weissblech wären. -Auch gewisse Kunststoffe wären in mechanischer und preislicher Hinsicht für die Herstellung von Konservendosen geeignet. Nachteilig ist jedoch bei solchen Dosen aus Kunststoff, dass sie wegen ihrer physikalisch- chemischen Struktur für Gas und Aromastoffe permeabel sind, weshalb Lebensmittel nicht längere Zeit in Kunststoffdosen unverändert aufbewahrt werden können.

Es wurde nunmehr gefunden, dass es technisch und wirtschaftlich möglich ist, aus sogenannten Aluminium-Kunststoff-Verbunden

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Konservendosen herzustellen, die den an solchen Dosen gestellten Anforderungen sowohl bezüglich der Aufbewahrung von Lebensmitteln als auch in preislicher Hinsicht voll und ganz genügen.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Konservendose und ein Verfahren für die Herstellung derselben vorzusehen, mit welcher die den bekannten Konservendosen anhaf tenden vorbeschriebenen Nachteile vermieden werden.

Erfindungsgemäss wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass der aus einem Aluminium-Kunststoffverbund bestehende Mantel der Konservendose an einem Ende direkt mit einem Boden und an seinem anderen Ende über einen Metallring mit einem auf demselben aufgebördelten Metalldeckel fest verbunden ist.

Das Verfahren zur Herstellung der Konservendose ist gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrensschritte:

a) die Befestigung des Bodens an dem aus einem Aluminium-Kunststoff verbund hergestellten Mantel,

b) die Befestigung des Metallringes (5) an einem Ende des Mantels (2) mit Hilfe eines Klebers unter Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur durch Verschweissen oder Versiegeln und

c) das Aufbördeln eines Metalldeckels (4) auf den an der Konservendose befestigten Metallring (5).

Weitere vorteilhafte Ausbildungsformen der Konservendose sind der nachfolgenden Beschreibung und der Zeichnung zu entnehmen.

Die Zeichnung zeigt zwei Ausführungsbexspiele der Erfindung in vereinfachter Darstellungsweise, und zwar:

Fig.l eine Vorderansicht auf eine Konservendose gemäss einem ersten Ausführungsbeispiel mit einer Schnittansicht im Bodenbereich der Dose,

Fig.2 einen Schnitt durch einen Teilbereich des Bodens der Dose, welcher in der Fig.l mit einem mit dem Buchstaben "A" bezeichneten strichpunktierten Kreis umschrieben ist, jedoch in einem vergrösserten Massstab,

Fig.3 einen Schnitt durch einen Teilbereich des Bodens der Dose gemäss einem zweiten Ausführungsbeispiel,

Fig.4 einen Schnitt durch einen Teilbereich des Deckels sowie der Randzone des Dosenmantels, welcher in der Fig. 1 mit einem mit dem Buchstaben "B" bezeichneten strichpunktierten Kreis umschrieben ist, jedoch in einem grösseren Massstab,

Fig.5 eine Ansicht auf die Abwicklung eines Halteringes, welcher in einer zweiten AusführungsVariante an seinem Umfang mit Lochungen versehen ist,

Fig.6 einen Schnitt durch den oberen Teilbereich des Mantels mit einem an demselben befestigten Haltering gemäss der in der Figur 5 gezeigten Ausführungsvariante und

Fig.7 einen Schnitt durch den oberen Teilbereich des Mantels mit einem an demselben befestigten Haltering gemäss einer dritten Ausführungsvariante des Halteringes.

Gemäss den Figuren 1-7 besteht die Konservendose 1 aus einem Mantel 2, an dessen beiden Enden jeweils ein Boden 3 und ein Deckel 4 befestigt ist.

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Der vornehmlich zylindrisch geformte Mantel 2 besteht aus einem Aluminium-Kuststoffverbundwerkstoff. Um bei einer mit einem solchen Mantel versehenen Konservendose die bisher für das Verschliessen derselben zur Anwendung gelangenden Verschliesstechniken und Maschinen beibehalten zu können, ist ein Metalldeckel

4 aus blankem, verzinntem, verchromtem, lackiertem Stahlblech oder aus Aluminium in einer Ausführung vorgesehen, die für das Verschliessen der bisher bekannten Blechkonservendosen üblich ist.

Der Boden 3 kann aus dem gleichen oder einem anders aufgebauten Verbund wie der Mantel 2 oder aus Metall bestehen. Wie in den Figuren 1 und 2 dargestellt, ist der Verbundwerkstoff des Bodens 3 tiefgezogen und an dem mit der Position 8 bezeichneten Bereich mit dem Mantel 2 verschweisst. Gemäss der Figur ist dagegen ein der Innenkontur der Dose angepasster flacher Boden 9 in den vom Dosenmantel 2 gebildeten Innenraum eingesetzt und mit Hilfe einer wulstförmigen Schweissraupe 10 mit dem Mantel verschweisst. -Die Schweissraupe 10 kann beispielsweise im Spritzgussverfahren aufgebracht werden.

Es wurde nunmehr gefunden, dass es zweckmässig ist, einen Metallring 5 am oberen Ende des Mantels 2 zu befestigen. Hierzu sind gemäss der Erfindung verschiedene Techniken entwickelt worden, um dieses zu bewerkstelligen, wie dieses aus den Figuren 1,4,5,6 und 7 zu ersehen ist.

Gemäss Fig. 4 ist der Metallring 5 beispielsweise mit Hilfe eines Klebers unter Anwendung von Druck und erhöhter Temperatur mit dem Mantel 2 verbunden worden. -Dieser Vorgang kann auch als Schweissen.oder Siegeln bezeichnet werden. In den Figuren

5 und 6 ist eine Ausführungsform dargestellt, bei der zusätzlich zur Verklebung noch eine mechanische Verankerung dadurch entsteht, dass ein Ring und Mantel warm zusammengepresst werden, wobei in am Ring 5 vorgesehene Löcher 6 geschmolzenes Material des Mantels fliesst und in demselben erhärtet.

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Eine dritte Art der Verbindung des Metallringes 5 mit dem Mantel 2 ist aus der Figur 7 zu ersehen, bei welcher der Metallring 5 an Stelle der Löcher 6 zur Verankerung desselben mit dem Mantel 2 mit einer ringförmigen Auskleidung 7 versehen ist, welche im an sich bekannten Spritzgussverfahren mit einem Werkstoff gefüllt wird, der sowohl mit dem Metallring als auch mit dem Mantel eine innige Verbindung eingeht.

Der Metallring 5 kann grundsätzlich an der Innenwand oder an der Aussenwand des Mantels 2 befestigt sein. Zur Befestigung des Deckels 4 mit dem Metallring 5 wird dieser vorher rechtwinklig abgebogen. -Dieses kann vor oder nach dem Befestigen des Ringes 5 an dem Mantel 2 erfolgen.

Wie bereits eingangs erwähnt, ist der Mantel 2 in an sich bekannter Weise aus einem Verbund aus Kunststoff und Aluminium hergestellt. Ein solcher, für die erfindungsgemässe Konservendose hergestellter Verbund weist eine Dicke von weniger als 1 mm auf, wobei die Deckschichten aus Aluminium etwa eine Dicke von 0,05 mm haben. -Es handelt sich hierbei nach üblicher technischer Bezeichnung bei den Verbundfolien um sogenannte Dünnbänder.

Es ist bekannt, dass Aluminiumfolien erst oberhalb ca. 20 jum Dicke porenfrei sind, und dass bei dieser Dicke die Grenze gegeben ist, unterhalb welcher Aluminiumfolien für den vorgesehenen Zweck nicht mehr verwendbar sind. Die Aluminiumfolie kann beidseitig des Verbundes gleiche oder ungleiche Dicke aufweisen, wobei es jedoch technisch unzweckmässig ist, über 0,1 mm Dicke hinauszugehen. Die Aluminiumfolien können einer einseitigen oder beidseitigen Vorbehandlung unterzogen werden, wie beispielsweise durch Entfetten, Beizen, Bedrucken und/oder dem Auftrag von Haftvermittlern, Lacken und/oder Klebern.

Je nach Bedarf kann es aber auch vorteilhaft sein, den Sandwich-Verbund in umgekehrter Weise herzustellen. Hierbei wird

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eine Aluminiumfolie beidseitig mit einer Kunststoffschicht belegt. Solche Verbünde werden durch Zusammenkaschieren vorfabrizierter Folien oder durch beidseitiges Aufextrudieren einer Kunststoffschicht auf eine nötigenfalls vorbehandelte Aluminiumfolie mit Hilfe bekannter Maschinen hergestellt.

Je nachdem, ob der Verbund so hergestellt wird, dass die Al-Folie oder der Kunststoff an der Oberfläche liegen, werden an diesen unterschiedliche Anforderungen gestellt.

a) Bei einem Verbund mit Aluminium-Deckschichten werden an den Kunststoff verhältnismässig geringe Anforderungen bezüglich der Verträglichkeit mit Lebensmitteln gestellt, da derselselbe bei entsprechendem Bau der Dose nicht mit dem Füllgut in direktem Kontakt steht. Die Beständigkeit des Kunststoffes gegen das Füllgut ist daher von untergeordneter Bedeutung. Andererseits ist es jedoch nötig, die direkt am Füllgut liegende Al-Folie gegen Korrosion zu schützen.

b) Bei einem Verbund mit Kunststoff an der Oberfläche wird die Al-Folie von der Kunststoffschicht vor direkter Berührung mit dem Füllgut geschützt. Die Al-Folie benötigt somit in diesem Fall keinen zusätzlichen Korrosionsschutz. Die in der Dose innen liegende Kunststoffschicht muss gegen das Füllgut sowohl bei der Sterilisation als auch bei der anschliessenden mehrjährigen Lagerung beständig sein und die in den Konservenherstell- und Verbraucherländern geforderten gesetzlichen Vorschriften über Lebensmittelverpackung erfüllen.

Die Auswahl des Kunststoffes für die Innenschicht der Dose ist im Fall b grösseren Einschränkungen unterworfen als im Fall a. Dagegen kann die Variante b unter Umständen wirtschaftlicher sein als die Variante a. In beiden Fällen werden an den aus einem Verbund bestehenden Mantel 2 noch mechanische Anforderungen gestellt, die sich aus der Handhabung beim Abfüllen,

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Sterilisieren, Versand und Verbrauch ergeben. Diese können wirtschaftlich nur erfüllt werden, wenn der Verbund einen festen, dauerhaften Zusammenhalt hat. Gewisse Kunststoffe haften ohne Klebemittel auf Aluminium, andere müssen mit Hilfe von Klebemitteln damit verbunden werden. Die Erscheinungs- und Anwendungsform des Klebemittels ist für diesen vorgesehenen Anwendungszweck nicht einschränkend, so dass alle bekannten Möglichkeiten, wie flüssig,pastös, teigig, pulverförmig, als Folie möglich sind und ebenso die Auftragsarten wie z.B. mit Rakel, Walze, durch Tauchen, durch Extrusion einseitig oder beidseitig der zu verklebenden Flächen in Frage kommen können. Werden für die Kunststoffschicht z.B. Polyolefine eingesetzt, so ist die Auswahl der Klebemittel beschränkt, wobei sich Mischpolymerisate (hergestellt z.B. durch Co-, Ter-, Propf-Polymerisation) aus dem betr. Olefin und einer ungesättigten Säure wie z.B. Acrylsäure gut bewährt haben. Aber auch viele Ein- oder Mehrkomponenten-Kleber wie z.B. Isocyanat- oder Epoxy-Kleber sind bekannt und verwendbar.

Die bekannten Arten, die Aluminiumfolie für das dauerhafte Verkleben vorzubehandeln - thermisch, mechanisch, chemisch - sind nach Bedarf anzuwenden.

Eine vorzugsweise Kombination für den Verbund besteht aus einem Aluminiumdünnband von 20 bis 100 um, vorzugsweise 30 /um Dicke, welches beidseitig, vorzugsweise mit Hilfe eines Klebers aus einem Misch- oder Pfropfpolymer von Propylen und Acrylsäure, je einer Schicht von 100 bis 500 ium, vorzugsweise von 200 um Dicke, Polypropylen beschichtet ist, wobei vorzugsweise ein- oder beidseitig ein PP-Polymer verwendet wird, das von der FDA-USA für Lebensmittelverpackungen erprobt und zugelassen ist.

Der in an sich bekannter Weise bevorzugt in einem kontinuierlichen Verfahren hergestellte Verbund wird zum Mantel und eventuell zum Boden einer Konservendose weiterverarbeitet.

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Für den Mantel kann der Verbund in endlose Bänder geschnitten werden, deren Breite dem ünfang plus Schweissüberlappung entspricht. Anschliessend wird dieser maschinell längs zu einem Rohr geformt und in an sich bekannter Weise längsgeschweisst. Bei der Ausführung b wird PP auf PP geschweisst. Bei der Ausführung a liegen bei der üeberlappung die Aluminiumfolien aufeinander. Entweder wird vorzugsweise mit Zugabe von Zusatzmaterial (Kunststoff-Schweissdraht) oder mit dem sog. Schweissschwert gearbeitet. Der Verbund wird bei der Herstellung z.B. so gebildet, dass die später am Rohr aussen liegende Aluminiumfolie mit Klebemittel 1 bis 10 mm über den Kunststoffkern hinausragt, so dass dieser Lappen die Schweissnaht überdeckt und so die Dichtigkeit der permeablen Kunststoffschweissnaht gewährleistet und das Aussehen verbessert. Das auf eine dieser Arten gebildete Mantelrohr wird in Längen, die der Höhe der Konservendose entsprechen, getrennt.

Der Mantel kann aber auch so hergestellt werden, dass vorerst aus dem Verbundwerkstoff Formate geschnitten werden, aus denen mit Hilfe einer Längsschweissnaht der Konservendosenmantel gebildet wird. Auf diese Weise ist es auch möglich, konische Mäntel herzustellen, d.h. solche, deren Querschnitt an beiden Enden ungleich ist.

Der so gebildete rohrförmige Mantel hat wegen der elastischen Eigenschaften des Werkstoffes meistens einen kreisrunden Querschnitt. Durch die Wahl der Form von Boden und Deckel ist es auf einfache Weise ohne besonderen Arbeitsvorgang möglich, der Querschnittsfläche eine andere Form wie z.B. elliptisch, oval, η-eckig (n=2 und mehr) zu geben. Es ist auch ohne Schwierigkeiten möglich, für Deckel und Boden unterschiedliche Formen zu wählen. Weiterhin ist darauf hinzuweisen, dass es im Sinne der Erfindung bei der Verwendung eines Mantels 2 gemäss der vorbeschriebenen Ausführung "a" ausserdem auch möglich ist, bei Bedarf einen Metallboden direkt auf den am Ende eines Mantels befindlichen Rand aufzubördeln.

Claims

Patentansprüche

1. \ Konservendose, welche einen vornehmlich zylindrisch geformten Mantel sowie an diesem befestigte Kopf- und Bodenteile umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der aus einem Aluminium-Kunststoffverbund bestehende Mantel (2) der Konservendose an einem Ende direkt, mit einem Boden (3) und an seinem anderen Ende über einem Metallring (5( mit einem auf demselben aufgebördelten Metalldeckel (4) fest verbunden ist.

2. Konservendose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (5) umfänglich mit Löchern (6) versehen ist.

3. Konservendose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Metallring (5) umfänglich mit mindestens einer Auskehlung (7) versehen ist.

4. Konservendose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus Metall bestehender Boden auf den Rand des Mantels aufgebördelt ist.

5. Konservendose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einem Verbundwerkstoff bestehender, tiefgezogener Boden (3) mit dem Mantel (2) verschweisst ist.

6. Konservendose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein der Innnenkontur der Dose angepasster flacher Boden (9) in den vom Dosenmantel (2) gebildeten Innenraum eingesetzt und mit Hilfe einer wulstförmigen Schweissraupe (10) mit dem Mantel verschweisst ist.

7. Konservendose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Aluminium-Kunststoffverbundwerkstoff des Mantels (2) eine Dicke von weniger als 1 mm aufweist.

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8. Verfahren zur Herstellung einer Konservendose nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch die Kombination folgender Verfahrenschritte:

a) die Befestigung des Bodens (3) an dem aus einem Aluminium-Kunststoffverbund hergestellten Mantel (2) ,

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in Löchern (6) des Metallringes (5) Material des Mantels (2) eingeschmolzen und anschliessend zur Bildung einer Verankerung des Ringes an dem Mantel erstarrt wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Auskehlung (7) des Metallringes (5) Material des Mantels (2) eingeschmolzen und anschliessend zur Bildung einer Verankerung des Ringes an dem Mantel erstarrt wird.

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