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Verschluss für eine Packung mit fliessfähigem Inhalt
Die Erfindung betrifft einen Verschluss, insbesondere aus Kunststoff, für eine Packung mit fliessfähi- gem Inhalt, welche aus einem Behälter für das fliessfähige Medium mit einer zentralen Öffnung zur
Aufnahme eines Auftragsorgans für das Medium besteht und eine Einrichtung aufweist, durch die Behäl- ter und Verschlusskappe im wesentlichen luftdicht miteinander verbindbar sind, wobei die Verschluss- kappe eine im wesentlichen senkrechte, am oberen Ende auswärts erweiterte Aussenwand und eine im wesentlichen zylindrische zentrale Kammer zur Aufnahme bzw. Abdeckung des Auftragsorgans aufweist.
Der erfindungsgemässe Verschluss ist dadurch gekennzeichnet, dass die unten offene zentrale Kammer von einer Wandung gebildet ist, die mit einem Aussenmantel der Kappe an einer unterhalb von dessen oberem Rand gelegenen Stelle verbunden ist, und dass der Aussenmantel der Kappe und die Wandung der zentralen Kammer in an sich bekannter Weise einen dazwischenliegenden, oben offenen ringförmigen Raum begrenzen.
Sofern bei den bekannten Flaschenverschlüssen der eingangs erwähnten Art überhaupt ringförmige Räume zwischen der zentralen Kammer und der Aussenwand der Verschlusskappe vorhanden sind (USAPatentschrift Nr. 1, 702,182, brit. Patentschrift Nr. 665, 779), sind diese nicht nach oben zu offen, Die USA-Patentschrift Nr. 2, 084, 568 zeigt in den Fig. 4 und 9 zwar einen Verschluss mit einem nach oben zu offenen Ringraum, doch ist ohne weiteres ersichtlich, dass die zentrale Öffnung dort kein Ausgabeorgan für die Flüssigkeit im Behälter aufnehmen kann, wie es für den erfindungsgemässen Verschluss Bedingung ist.
Der erfindungsgemässe Verschluss besitzt gegenüber den bekannten Verschlüssen nicht nur den Vorteil erheblicher Materialeinsparung, sondern seine besondere Form gestattet es überdies, ihn aus Kunststoff oder einem ähnlichen verformbaren Material in einer einzigen Form z. B. durch Formpressen oder Spritzguss herzustellen, wobei, weil alle Teile des Gegenstandes im wesentlichen dieselbe Wandstärke haben, sich der Gegenstand nach der Verforming gleichmässig abkühlt und dadurch die Gefahr des Verziehens vermieden ist.
Die Erfindung schafft somit einen verzugsfreien Verschluss, der oben einen grösseren Durchmesser hat als unten, so dass er mit den Fingern leicht erfasst werden kann. Selbst im nassen Zustand gleitet er nicht leicht aus der Hand. Dabei ist der Innenraum der Kappe nur von minimaler Grösse, so dass ein darin in feuchtem Zustand angeordnetes Auftragsorgan für eine Flüssigkeit lange Zeit hindurch in diesem Zustand verbleibt und nicht austrocknet, wodurch es unbrauchbar werden könnte. Diese beiden Vorteile konnten bisher in ein und demselben Verschluss nicht verwirklicht werden, weil eine Kunststoffwand mit sich fortschreitend deutlich verändernder Wandstärke nur schwer derart in Formen hergestellt werden kann, dass der Kunststoff sich bei der Abkühlung nicht verzieht.
Vorzugsweise ist der Aussenmantel der Verschlusskappe im unteren Teil an seiner Innenseite in einem axialen Abstand von der zentralen Kammer mit einem Innengewinde versehen, das mit einem Aussengewinde des Behälters verschraubbar ist.
In allen Ausführungsformen der Erfindung kann der Verschluss mit Verstärkungsstegen, Rippen oddgl. versehen sein, die sich zwischen der Aussenwand des Verschlusses und der Seitenwand der zentralen Kammer seitwärts erstrecken. Es können auch Rippen vorgesehen sein, die sich von der Aussenwand des Verschlusses oder der Seitenwand der zentralen Kammer seitwärts in den die zentrale Kammer umge-
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benden Ringraum, jedoch nicht vollständig durch diesen Raum hindurch erstrecken. Diese Stege, Rippen od. dgl. verhindern ein Verschachteln des Verschlusses mit an seinen Stirnseiten anliegenden ähnlichen
Verschlüssen, beispielsweise auf einem Förderer oder beim Versand.
Der erfindungsgemässe Verschluss kann aus jedem beliebigen thermoplastischen oder warmhärte- den Harz erzeugt werden, das normalerweise im Spritzguss oder durch Formpressen verarbeitet wird. Zu den geeigneten warmhärtenden Harzen gehören Phenolformaldehyd, Hamstofformaldehyd und Melamin- formaldehyd. Man kann die verschiedensten thermoplastischen Harze verwenden.
Zu diesen gehören
Celluloseacetat,
Celluloseacetatbutyrat, Äthylcellulose,
Polymethylmethacrylat,
Polystyrol,
Polyvinylchlorid,
Polyvinylidenchlorid,
Polyvinylbutyral,
Polyvinylacetat,
Copolymere des Vinylchlorids und Vinylacetat,
Polyamide, beispielsweise Polycaprolactam, Polyhexamethylenadipamid,
Copolymere der Adipinsäure, der Sebazinsäure, des Caprolactams und desHexamethylendiamins, die auch als Polyurethanharze bezeichneten Polyisocyanate, beispielsweise die
Polyester des 2,4-Tolylendiisocyanats und des Polyäthylenadipats,
Polyäthylen,
Polypropylen,
Polyacrylnitril,
Polymethylstyrol,
Alkydharze, beispielsweise Polymere der Phthalsäure und des Äthylenglykols,
Copolymere des Äthylenglykols und der Terephthalsäure,
Copolymere des Äthylenglykols, der Terephthalsäure und des Acrylnitrils, thermoplastische Epoxydharze,
beispielsweise Kondensationsprodukte des Epichlorhydrins und Polyoxyverbindungen, beispielsweise (2, 2-bis- (4-oxyphenyl)-propan.
Wenn der Verschluss im Spritzguss hergestellt wird, verwendet man gewöhnlich ein thermoplastisches Harz. Zum Spritzguss eines thermoplastischen Harzes wird das Harzpulver erhitzt, gewöhnlich indem es durch eine mit einer Schnecke versehene, geheizte Rührvorrichtung geführt wird. Von dort wird das Harz in eine Form gespritzt, die Hohlräume der gewünschten Gestalt hat, in denen das Harz ab- kühlen gelassen wird. Die meisten thermoplastischen Harze haben bei Temperaturen von etwa 1200bis etwa 260 C eine strömungsfähige Konsistenz, bei der sie im Spritzguss verarbeitet werden können. Der erweichte Kunststoff wird in die Form unter Drücken von etwa 700 bis etwa 2100 kg/cm eingespritzt.
Die Abkühlung wird gewöhnlich dadurch unterstützt, dass die Form mit einem Mantel versehen ist, durch den Wasser geführt wird, das die Wärme aufnimmt. Nach dem Abkühlen des erweichten Harzes wird die Form geöffnet und der feste Kunststoffverschluss herausgenommen. Die Formen können einen oder mehrere Hohlräume haben.
Wie dies beim Verformen von thermoplastischen Harzen bekannt ist, werden häufig Weichmacher zugesetzt, um dem Harz gewünschte physikalische Eigenschaften zu erteilen. Die Notwendigkeit der Anwendung dieser Weichmacher ist von der Zusammensetzung des Harzes abhängig und von den Eigenschaften, die dem Verschluss verliehen werden sollen. Manche Thermoplaste, beispielsweise Polyäthylen, werden gewöhnlich ohne Weichmacher verformt. Andere, beispielsweise Polyvinylchlorid und seine Copolymere, werden gewöhnlich entweder während ihrer Erzeugung oder unmittelbar vor ihrer Verarbeitung im Spritzguss mit einem Weichmacher versetzt.
Es können alle Weichmacher verwendet werden, die zur Herstellung von Plastisolen dienen können.
Zu diesen Weichmachern gehören Dioctylphthalat, Tricresylphosphat, Trioctylphosphat, sowie die Ester der Adipinsäure, Azelainsäure und Sebazinsäure.
Die Erzeugung des Verschlusses aus einem warmhärtenden Harz erfolgt normalerweise durch Formpressen. In diesem Fall wird das warmhärtende Harz entweder in Form eines Pulvers oder in einer als Vorformling bezeichneten zusammenhängenden Form in den Hohlraum der erhitzten Form eingebracht.
Dann werden die Formteile unter einem solchen Druck zusammengebracht, dass das Harz den Formhohlraum vollständig ausfüllt und überall unter Druck gesetzt wird. Unter der Wirkung des erhöhten
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Druckes und der erhöhten Temperatur erhärtet das warmhärtende Harz. Beim Formpressen eines warm- härtenden Harzes wird die Form auf einer Temperatur von etwa 1380 bis etwa 1770C gehalten. Es wird ein Druck von etwa 140 bis etwa 1400 kg/cm2 zur Einwirkung gebracht und während des zum Aushärten erforderlichen Zeitraumes aufrecht erhalten. Dann wird der fertige Verschluss entfernt. Die Aushärtezeit ist von der Temperatur und dem Druck, der Zusammensetzung des warmhärtenden Harzes und der Ge- stalt des zu pressenden Gegenstandes abhängig.
Das Aushärten von Massen, die in der Hitze rasch ver- netzen, kann innerhalb von 10 sec erfolgen.
Das vorliegende Verfahren, das im wesentlichen darin besteht, dass ein Kunststoff in der vorstehend genannten Gestalt in Formen verformt wird, ist zwar sowohl auf warmhärtende als auch für thermopla- stische Harze anwendbar, hat aber die grössten Vorteile bei der Verformung von thermoplastischen Har- zen, die bei ihrer Verformung zu Wänden von unterschiedlicher Stärke mehr zum Verzug neigen als warmhärtende Harze.
In den Zeichnungen zeigen Fig. l schaubildlich die erfindungsgemässe Packung bei abgenommenem
Verschluss und Fig. 2 einen Schnitt durch den mit einer Flasche vereinigten Verschluss, die Fig. 3 und 4 zeigen schaubildlich den Verschluss mit Mitteln, welche verhindern, dass sich zwei oder mehrere stirn- seitig aneinanderliegende Verschlüsse ineinanderschachteln.
Der Behälter 10 ist mit zwei Aussengewinden 11 und 12 versehen, die einander im wesent- lichen parallel, aber gegeneinander versetzt sind. Das Innengewinde 13 der Innenkappe 14 ist mit dem Aussengewinde 12 der Flasche 10 verschraubt. Die im wesentlichen zylindrische Innenkappe 14 weist eine Aussenwand 15 und eine Stirnwand 16 auf. Auf der Unterseite der Stirnwand 16 ist ein ringförmiger Dichtungsvorsprung 17 vorgesehen, der an der Oberseite der Seitenwand 18 des Behälters angreift, wenn die Kappe mit dem Behälter vereinigt ist. Die gezeigte Pakkung enthält ein Absperrorgan, über das eine Flüssigkeit aus dem Innern des Behälters 10 auf das Auftragsorgan 20 fliessen kann. Dieses Absperrorgan besteht aus einer mit der Innenkappe 14 einstückigen Schieberinnenhülse 21, die sich längs der Längsachse der Packung erstreckt.
Diese Schieberhülse 21 ist hermetisch dicht vor einer Schieberaussenhülse 22 umgeben, die am einen Ende 23 geschlossen ist. Von der Stirnwand 23 der Aussenhülse erstreckt sich ein Stab 24 durch den Hohlraum 25 der Innenhülse an mehreren Führungen 26 vorbei, die sich von der Schieberinnenhülse radial einwärts erstrecken. Der Stab sitzt ausserhalb des Behälters im Auftragsorgan 20. Die Führun- gen 26 begrenzen um den Stab 24 herum angeordnete Austrittskanäle 28 für die Flüssigkeit.
In der Schieberinnenhülse 21 ist ein Strömungskanal 27 vorgesehen. Durch Herunterdrücken des Auftragsorgans 20 wird die Schieberaussenhülse von einem Teil des Kanals 27 wegbewegt. Wenn das Auftragsorgan heruntergedrückt und der Behälter umgedreht wird, strömt die Flüssigkeit durch den Kanal 27, den Schieberraum 27 und die Austrittskanäle 28 zu dem Auftragsorgan 20. Gegebenenfalls kann der Schieber dadurch geschlossen werden, dass man an dem Auftragsorgan in der von dem Behälter wegführenden Richtung zieht. Das Absperrorgan kann auch mit Mitteln versehen sein, die bei Wegnahme des Druckes von dem Auftragsorgan ein Schliessen des Flüssigkeitsaustrittes bewirken. Diese Mittel können bei spielsweise eine Feder aufweisen, wie diesinderUSA-PatentschriftNr. 2, 547, 881 gezeigt ist.
Der wesentliche Teil des Erfindungsgegenstandes besteht aus dem allgemein mit 30 bezeichneten Verschluss. Gemäss Fig. 2 hat dieser ein Innengewinde 31, das an der Innenfläche des Aussenmantels 32 vorgesehen ist. Ferner hat der Verschluss eine im wesentlichen zylindrische zentrale Kammer mit einer Seitenwand 33 und einer Stirnwand 34. Die Seitenwand 33 der zentralen Kammer ist mit dem Aussenmantel 32 des Verschlusses an einer Stelle 35 verbunden, die unterhalb des oberen Randes 36 des Aussenmantels 32 liegt. Der Aussenmantel 32 erweitert sich auswärts, insbesondere oberhalb seiner Verbindungsstelle 35 mit der Wandung 33 der zentralen Kammer, so dass der Abstand zwischen dem Aussenmantel 32 und der Wandung 33 zum oberen Rand des Verschlusses hin fortschreitend grösser wird.
Wenn der Verschluss gemäss Fig. 2 mit dem Behälter vereinigt ist, befindet sich das Auftragsorgan 20 in dem Raum, der von den Wänden 33 und 34 der zentralen Kammer und der Stirnwand 16 der Innenkappe 14 begrenzt ist. Der in dem Behälter 10 und der zentralen Kammer des Verschlusses vorhandene Raum ist luftdicht abgeschlossen, so dass von aussen keine Luft in diese Kammer eintreten kann, wenn der Verschluss auf dem Behälter befestigt ist. Bei geschlossenem Absperrorgan ist auch der Raum zwischen der zentralen Kammer des Verschlusses und der Stirnwand 16 der Innenkappe luftdicht abgeschlossen, da der Schieber den Raum in der zentralen Kammer von dem Raum in dem Behälter abschliesst. Ein von dem unteren Teil der Wandung 33 der zentralen Kammer ab-
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Wänden 32 und 33 einstückig.
Gemäss Fig. 3 erstreckt sich eine Rippe 42 von der Innenfläche des Aussenmantels 32 in den Ringraum 40, aber nicht durch diesen hindurch. Fig. 4 zeigt eine ähnliche Ausführungsform des Verschlusses, in der sich jedoch eine Rippe 43 von der Wand 33 der zentralen Kammer in den Ringraum 40, aber nicht durch ihn hindurch erstreckt. Die Rippen 42 und 43 in Fig. 3 bzw. 4 und der Verstärkungssteg 41 in Fig. 2 verhindern, dass sich Verschlüsse der in den Zeichnungen gezeigten Grösse und Gestalt verschachteln, wenn sie stirnseitig aneinanderliegen, wie dies beim Versand oder auf einem Förderer häufig der Fall ist.
Ohne diese Verstärkungen würde der Halsteil 44 eines Verschlusses gelegentlich in den Ringraum eines andern Verschlusses eintreten, wobei die Aussenfläche des Halsteiles 44 des einen Verschlusses mit der Innenseite der Wand 32 des andern Verschlusses verkeilt werden würde. Die Rippe 42 dient ferner zur Verstärkung des Aussenmantels 32 des Verschlusses, wenn auch in geringerem Masse als der Verstärkungsteil 41. Die Rippe 43 bewirkt ebenfalls eine Verstärkung der Seitenwand 33 der zentralen Kammer, doch ist die Verstärkung der Wand 33 weniger wichtig als die des Mantels 32, da dieser zum Unterschied von der Wand 33 von aussen beansprucht wird.
Der erfindungsgemässe Verschluss und seine Herstellung werden in den nachstehenden Ausführungbeispielen weiter erläutert.
Beispiel l : Ein mit Weichmacher versetztes Polystyrolpulver wurde auf etwa 204 C erhitzt und dann in schmelzflüssigem Zustand unter einem Druck von etwa 1400 kg/cm in einen geschlossenen Formhohlraum eingespritzt, der die Gestalt des in den Fig. 1 bzw. 4 gezeigten Verschlusses hatte. Nach
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standteil, der dem Ringraum 40 der in den Zeichnungen gezeigten Verschlüsse entsprach. Infolgedessen hatte der Verschluss eine massive Wand, deren Stärke von der Breite des unten befindlichen Halsteils 44 zu der kombinierten Stärke der Wände 32 und 33 und des Ringraumes 40 am oberen Ende zunahm.
Zum Füllen des Formhohlraumes war etwa 501o mehr Material erforderlich, und das Erstarren des Kunststoffes in der Form dauerte infolge der grösseren Wandstärke länger. Nach Entfernung von der Form zeigte es sich, dass der Verschluss infolge der ungleichmässigen Abkühlung des Kunststoffes stark verzogen war. Dieses Verziehen erfolgte in erster Linie in Form von um denVerschlussherumlau- fenden Vertiefungen und Graten.
Beispiele 3 und 4 : Die Beispiele 1 und 2 wurden unter Anwendung von Polyäthylen mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt. Die Einspritzung erfolgte bei einer Temperatur von etwa 1900C und unter einem Druck von 1265 kg/cm.
Beispiel 5 : Mit Hilfe eines Bindemittels wurde ein Phenolformaldehydpulver in Form einer Kugel gegossen. Dieser Vorformling wurde in die untere Hälfte einer Form eingesetzt, deren Hohlraum die Gestalt des in Fig. 1 und 4 gezeigten Verschlusses hatte. Die Form war vorher auf eine Temperatur von etwa 163 C erhitzt worden. Der den Vorformling enthaltende untere und der obere Teil der Form wurden zusammengebracht, wobei das in der Form befindliche Harz einem Druck von etwa 1050 kg/cm ausgesetzt wurde. Das schmelzflüssige Harz nahm die Gestalt des Formhohlraumes an und wurde in dieser Gestalt nach dem Abkühlen entfernt.
Wie der Polystyrolverschluss nach Beispiel 1, wies dieser Verschluss keine erkennbaren Fehler auf.
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6 : Das Beispiel 5 wurde wiederholt, doch enthielt die Form in diesem Fall keinen Be-standteil, der dem Ringraum 40 der in den Zeichnungen gezeigten Verschlüsse entsprach. Infolgedessen hatte der Verschluss eine massive Wand, deren Stärke von der Breite des unten befindlichen Halsteils 44 zu der kombinierten Stärke der Wände 32 und 33 und des Ringraumes 40 am oberen Ende zunahm. Um den Formhohlraum ausfüllen zu können, musste der Vorformling um etwa zomer Material enthalten als im Beispiel 5 und das Erstarren des Kunststoffes in der Form vor der Entfernung aus der Form dauerte länger.
Nach der Entfernung aus der Form zeigte der Verschluss Anzeichen von inneren Spannungen und einen gewissen Verzug, jedoch nicht in demselben Masse wie der thermoplastische Verschluss nach Beispiel 2.
Beispiele 7 und 8 : Die Beispiele 5 und 6 wurden unter Anwendung eines Harnstoff-Formalde- tiydharzpulvers mit im wesentlichen denselben Ergebnissen wiederholt. Das Aushärten erfolgte bei einer
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PATENTANSPRÜCHE :
1. Verschluss für eine Packung mit fliessfähigem Inhalt, welche aus einem Behälter für das fliess- fähige Medium mit einer zentralen Öffnung zur Aufnahme eines Auftragsorgans für das Medium besteht und eine Einrichtung aufweist, durch die Behälter und Verschlusskappe im wesentlichen luftdicht miteinander verbindbar sind, wobei die Verschlusskappe eine im wesentlichen senkrechte, am oberen Ende auswärts erweitere Aussenwand und eine im wesentlichen zylindrische zentrale Kammer zur Aufnahme
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zentrale Kammer von einer Wandung gebildet ist, die mit einem Aussenmantel der Kappe an einer unterhalb von dessen oberem Rand gelegenen Stelle verbunden ist, und dass der Aussenmantel der Kappe und die Wandung der zentralen Kammer in an sich bekannter Weise einen dazwischen liegenden,
oben offenen, ringförmigen Raum begrenzen.
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