ERSCHLUSSMEMBRAN VERSEHENER VERSCHLUSSRING SOWIE DESSEN HERSTELLUNG
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes mit einer umlaufenden Siegelfläche zum Aufsiegeln einer Verschlussmembran und einem Bόrdelrand zum Aufbringen des Verschlussringes auf den Rand des Gebindes gemass Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechender Verschlussring.
Gebinde aus Stahlblech, Aluminium, Kunststoff oder Laminaten aus Papier und Kunststoff finden Verwendung für pulverförmige, pastose oder flüssige Füllgüter. Um einen luftdichten und/oder flüssigkeits- bzw. wasserdampfdichten Verschluss zu gewährleisten, müssen diese auch deckelseitig für die Lagerung und den Transport entsprechend dicht verschlossen sein, und für den Verbrauch dennoch leicht und werkzeugfrei geöffnet werden können .
Es ist unter anderem bekannt, auf den Gebinderand, d.h. auf den Rand des das Gebinde bildenden Rumpfes einen
Verschluss-Ring aufzusetzen und diesen mit dem Gebinderumpf durch mechanische Verformung zu verbinden, wie dies beim Aufbringen von Böden, die nicht geöffnet werden, der Fall ist. Die Entnahmeöffnung wird durch eine Membran, welche mit dem Ring versiegelt ist, verschlossen. Diese Membran, meist aus Aluminium oder einem Laminat aus siegelbarem Kunststoff und Aluminium hergestellt, kann vom Ring abgeschält oder entlang einer Ritzung abgetrennt werden .
Die Herstellung solcher Ringe ist seit langem bekannt und erfolgt durch Stanz- und Biegeoperationen aus band- oder tafelförmigem, mit Lack überzogenem Material. Beim Ausstanzen der Ringe, diese können nicht nur kreisrund sein, sondern jede beliebige andere Form aufweisen, die dem Querschnitt des später damit zu verschliessenden Gebinderumpfes entspricht, entsteht sehr viel gitterartig zurückbleibender Abfall, da sowohl ein Teil ausserhalb des Ringes als auch die zukünftige Entnahmeöffnung in den meisten Fällen nicht weiter verwendet werden kann. Im Durchschnitt entstehen bei ausgestanzten Ringen zwischen 60% und 70% Abfall. In einigen Fällen können die zentralen Rondellen, welche beim Ausstanzen der Entnahmeöffnung entstehen, für andere Zwecke noch weiter verwendet werden. Im allgemeinen stimmt aber die Nachfrage nach solchen Rondellen nicht mit den jeweils bei der Verschlussring- Produktion anfallenden überein, so dass entweder zuviele Rondellen vorhanden sind, oder bei zeitweilig grösserer Nachfrage nach Rondellen müssen solche aus dem Vollen hergestellt werden, was zu höheren Materialkosten für das
Nebenprodukt fuhrt und eine vernunftige Kalkulation sowohl der Verschlussringe als auch der Rondellen verun oglicht .
Eine Verwendung von unbeschichtetem Ausgangs aterial für die Verschlussringe, bei dem die Stanzgitter eingeschmolzen und wiederverarbeitet werden konnten, ist bisher nicht in Betracht gezogen worden. Dies weil die Verschlussringe ohne entsprechenden Korrosionsschutz nicht verwendbar sind. Werden nun aber, wie dies heute der Fall ist, bereits beschichtete Metallbleche verwendet, so können die Abfalle, d.h. die Stanzgitter, wohl dem Recycling zugeführt werden, jedoch ist der im Markt erzielbare Erlös wegen erheblich höheren Aufbereitungskosten wesentlich geringer als bei unbeschichteten Materialien. Dadurch ergeben sich Kosten für den fertigen Verschluss, welche oft nicht mehr konkurrenzfähig sind im Vergleich zu anderen Verschlusssystemen .
Der Lack für die Beschichtung der Bleche muss mehrere Bedingungen erfüllen. Nebst einer ausgezeichneten Haftung auf der Unterlage aus Rohmetall uss er den hohen Anforderungen bezuglich Korrosionsbeständigkeit und Lebensmitteltauglichkeit sowie Sterilisierbarkeit genügen. Im weiteren, und dies ist für die hohen Ansprüche des Konsumenten wesentlich, muss er das Aufsiegeln einer Verschlussmembran erlauben, ohne dass diese sich beim Sterilisieren lost, jedoch zum Offnen des Gebindes von diesem leicht abschalbar ist.
Die Beschichtung mit Lack soll in einer oder in mehreren Schicht erfolgen können, wobei sich der verwendete Nassoder Pulverlack als Beschichtungsmaterial von Schicht zu Schicht andern kann.
Handels bliche Lacke genügen diesen Ansprüchen nicht, da sie jeweils eines oder mehrere der geforderten Merkmale nicht besitzen.
Verschlüsse der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus dem Katalog "Alcan Verpackungsmaterial" der ALCAN RORSCHACH AG, datiert 5.96, bekannt und gezeigt. Diese bekannten Verschlüsse werden unter anderem auch nach dem Schweizer Patent CH 674 829 hergestellt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verschluss- Ringes zu schaffen, bei dem die Stanzgitter und Rondellen mit geringem Wertverlust wiederaufbereitet werden können sowie einen entsprechenden Verschlussring bereitzustellen.
Gelöst wird diese Aufgabe zum einen durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.
überraschenderweise gelingt es, den erfindungsgemassen kreisringformigen Rohling für den Verschlussring, der aus unbeschichtetem Blech ausgestanzt wurde, nachträglich mit einer auch die Schnittkanten umfassenden Beschichtung zu überziehen, welche die hohen Anforderungen bezuglich Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Füllgutern erfüllt
und gleichzeitig das Aufsiegeln der zentralen Verschlussmembran ermöglicht und die Sterilisation schadlos übersteht. Die beim Ausstanzen anfallenden Rondellen und Stanzgitter aus rohem Metall lassen sich durch Einschmelzen ohne weiteres wieder zu neuem Material verarbeiten. Deren Wert ist infolge ihrer Reinheit nur geringfügig kleiner als der Wert des für die Herstellung verwendeten Blechs.
Der notwendige Korrosionsschutz wird nach der Fertigstellung des Verschlussringes durch Beschichten mit Pulverlack aufgebracht, der die Eigenschaft aufweist, auch die Schnittkanten einwandfrei zu schützen. Der Pulverlack besitzt zudem die Eigenschaft, dass die aufgesiegelte Verschlussmembran sich vom Verschlussring abschalen lasst.
Die Erfindung wird anhand eines illustrierten Ausfuhrungsbeispieles erläutert. Es zeigen:
Figur 1 eine Aufsicht auf die aus band- oder tafelförmigem unbeschichtetem Material ausgestanzten flachen ringförmigen Scheiben,
Figur 2 eine Aufsicht auf eine einzelne ringförmige Scheibe vor deren Umformung zu einem Verschlussring,
Figur 3 einen vergrosserten Querschnitt durch den vorgeformten Verschlussring.
Aus einer Tafel oder aus bandförmigem unbeschichtetem Material 1, beispielsweise Reinaluminiumblech, werden kreisringformige Scheiben 4 ausgestanzt.
Im folgenden Arbeitsgang wird die Ringscheibe 4 in einem Tiefziehvorgang verformt. Das in seiner kostengünstigsten Form zum Einsatz gelangende Material ist sehr leicht zu verarbeiten.
Selbstverständlich kann die geometrische Form des Bordelbereiches 25 je nach Anforderung auch anders gestaltet werden als dies schematisch in Figur 3 dargestellt ist. Für eine optimale Stapelung der fertiggestellten Verschlussringe kann die periphere Kante 27 geringfügig angestaucht werden. In herkömmlicher Weise wird zudem auf der konkaven Seite des Bordelbereiches 25 für die Abdichtung mit dem Gebinderumpf das notwendige Dichtungsmaterial 29 eingespritzt. Das Aufsiegeln einer Verschlussmembran 31, welche die Zentrumsöffnung 15 überspannt, erfolgt - wie dies bisher bei herkömmlich hergestellten Verschlussringen üblich war - vor dem Aufbringen der Verschlussringe auf ein Gebinde.
Ein sehnenartig verlaufender Abschnitt X an der Zentrumsoffnungskante dient dazu, eine genügend grosse Siegelflache für die Membran 31, welche auf den Siegelbereich 9 aufgesiegelt wird, auch an der Faltkante einer Lasche 32 auszubilden. Die Lasche 32 ist Teil der Membran 31 und wird gegen das Zentrum der letzteren umgelegt. Im Faltbereich entsteht dadurch ein gerader
Abschnitt, der parallel zum Abschnitt X verläuft, womit die Versiegelung auch bei runden Gebinden einwandfrei möglich ist. Dasselbe ist auch bei Ringen/Dosen mit nicht rundem Querschnitt möglich, weil auch dort die Plazierung der umgelegten Aufreisslasche 32 immer in einem Bereich mit kleinem Dosenradius zu liegen kommt. Durch die Ausbildung des örtlich verbreiterten Bereiches X der Siegelfläche 9 kann eine Siegelbreite von beispielsweise nur 2 mm am ganzen Umfang des Siegelbereiches aufrechterhalten werden. Es ist daher nicht mehr notig, den gesamten Siegelbereich, d.h. den Bereich 9, derart breit auszubilden, dass auch an der Stelle, wo die Lasche 32 zu liegen kommt, ein genügend breiter Siegel- oder Kontaktbereich 9 vorhanden ist. Mit dieser Massnahme kann bei einem viel schmaleren Siegelbereich 9 eine genügend grosse Siegelfläche, die einen dichten Verschluss des Gebindes ermöglicht, erreicht werden. Es wird nicht nur Material gespart, sondern gleichzeitig bei unverändertem Gebindedurch esser wird die Zentrumsöffnung grösser.
Die als Korrosionsschutz dienende Beschichtung erfolgt am fertiggestellten Verschlussring vor dem Einbringen der Dichtmasse in den konkaven Teil des Bördeis 25. Die Beschichtung erfolgt durch Pulverlack, der elektrostatisch appliziert und danach aufgeschmolzen wird.
Um die komplexen Bedingungen zu erfüllen wird vorzugweise ein Pulverlack, wie nachfolgend beschrieben, verwendet.
Der Pulverlack basiert vorzugsweise auf der Basis von Polyolefinen, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen mit polaren funktioneilen Gruppen. Der Einsatz solcher Lacke erlaubt es, siegelbare Beschichtungen mit der geforderten hohen Haftung auf der metallischen Oberfläche zu erzeugen. Als polare funktionelle Gruppen sind Säure- oder Säureanhydridgruppen modifiziert. Die Stabilisierung des Lacks mit Antioxidantien verhindert eine Versprödung der Lackschicht durch Oxidationsvorgänge, wie sie bei der Hitzesterilisation und durch lange Lagerung hervorgerufen wird. Durch die oberflächenspezifische Stabilisierung des Pulvers mit Antioxidantien wird eine besonders hohe Antioxidantien-Konzentration an der Stelle des Lacks erreicht, welche besonders oxidationsempfindlich ist. Dies ermöglicht eine besonders effektive Stabilisierung.
Der Pulverlack wird dann mittels herkömmlichen Pulverbeschichtungs-Systemen, z.B. elektrostatisch arbeitenden Pulverlackierpistolen, auf den Verschlussring appliziert .
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nur die letzte Lackschicht mit einem Antioxidantien stabilisierten Pulverlack erstellt.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verschlussring aus Rohmetall mit einer umlaufenden Siegelfläche für eine aufsiegel- und schälbare Verschlussmembran bereitgestellt, die mit einem solchen Lack auf der Basis von Polyolefinen beschichtet ist. Weiterhin stellt die Erfindung die Verwendung eines solchen Lackes zur Beschichtung eines entsprechenden Verschlussringes bereit .
Beispiel :
0,5 g eines geeigneten Antioxidans, z.B. IRGANOX B215 von Ciba Speciality Chemicals Inc., Basel, wird in 200 g Aceton gelöst. Nach Zugabe von 200 g eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Polypropylen-Pulvers wird die entstehende Masse während fünf Minuten in einem Mörser zerrieben. Anschließend wird diese Masse in einem Rotationsverdampfer bei 80 °C getrocknet, bis das Pulver eine rieselfähige und weiterverarbeitbare Konsistenz aufweist. Das Pulver ist dann bereit für die Applikation mittels herkömmlichen Pulverbeschichtungssystemen, z.B. elektrostatisch arbeitenden Pulverlackierpistolen .