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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen künstlichen Korken sowie ein
Verfahren zu dessen Herstellung.
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Flüssige Lebensmittel
werden seit Afters her zum Zwecke der Lagerung und des Verkaufs
auf Flaschen gefüllt.
Die Flasche wird bekanntermaßen
mit einem Stopfen aus natürlichem
Kork verschlossen, d.h. verkorkt. Der Begriff Korken ist hierbei
so allgemeingültig
geworden, dass er für
jede Form derartiger Stopfen verwendet wird, auch soweit diese nicht aus
dem Naturstoff Kork gefertigt sind.
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Der
Bedarf an Korken kann durch natürliche Korkquellen
nur noch schwierig gedeckt werden. Daneben haben Korken aus natürlichem
Kork weitere Nachteile. Als Naturprodukt unterliegt es natürlichen Qualitätsschwankungen,
was einen erhöhten
Bearbeitungsbedarf mit sich zieht.
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Einschlüsse von
biologischem Material, wie einschließlich Würmer, können zu einer Beeinträchtigung
der Qualität
der verkorkten Lebensmittel bis hin zu ihrer Ungenießbarkeit
führen.
Des weiteren ist natürlicher
Korken häufig
nicht hinreichend gasdicht, um eine Lagerung über viele Jahre, insbesondere von
Wein, gewährleisten
zu können.
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Die
mangelnde Gasdichtheit kann daher rühren, daß der Korken nach der Verkorkung
nicht hinreichend paßgenau
ist. Wesentlich problematischer ist jedoch, daß das Korkenmaterial als solches
die Diffusion von Gasen, insbesondere von Luftsauerstoff in die
Flasche nicht vollständig
unterbinden kann. Es handelt sich hierbei um eine Eigenschaft des
Naturkorkens, die ohne umfangreiche Behandlung des Korkens nicht
unterbunden werden kann. Das Eindringen von Luftsauerstoff führt bei
den in der Flasche verkorkten Lebensmitteln, insbesondere bei Wein,
zu erheblichen nachteiligen Qualitätsbeeinträchtigungen.
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Daneben
weist natürlicher
Korken bei der Lagerung von Weinen weitere Nachteile auf. Soweit
der Korken durch Schimmelpilze befallen wird, kann es in Verbindung
mit in dem Naturprodukt Korken vorhandenen Chlorverbindungen zur
Bildung von 2,4,6-Trichloranisol kommen, einer Substanz, die für den sogenannten „Korkschmecker" verantwortlich ist.
Die Verunreinigung von Wein mit der genannten Substanz führt in der
Regel zu einer Unbrauchbarkeit des Weines.
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Die
Schimmelpilzbildung bei natürlichen
Korken, jedoch auch bei künstlichen
Korken, wird durch die Durchfeuchtung des Stopfens mit dem verschlossenen
flüssigen
Lebensmittel gefördert.
Die Durchfeuchtung der Stopfen wird durch die liegende Lagerung
der verkorkten Flaschen gefördert,
wobei das Lebensmittel, insbesondere der Wein, in direktem Kontakt
mit dem Korken steht.
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Abhilfe
wird üblicherweise
hierbei geholfen, indem die Flaschen stehend gelagert werden. Dies wird üblicherweise
jedoch abgelehnt, da die Handhabung stehender Flaschen in Weinkellern
aus handhabungstechnischen Gründen
sowie dem erhöhten Platzbedarf
nachteilig ist. Die Nachteile der natürlichen Korken sowie ihre immer
knapper werdende Verfügbarkeit
haben bereits zu Entwicklungen im Bereich der künstlichen Korken geführt. Unter
künstlichen
Korken sind im Folgenden Stopfen für Flaschen und ähnliches
zu verstehen, die nicht aus natürlichem
Kork bestehen.
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Die
DE 100 12 394 beschreibt
ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlusses für flaschenartige Behältnisse
mittels Spritzgiessverfahrens, wobei ein thermoplastisches Elastomer
mittels physikalischer Treibmittel aufgeschäumt wird. Das Treibmittel wird dem
zu schäumenden
Material in komprimierter Form zugesetzt und dehnt sich während des Schäumvorganges
aufgrund verminderten Drucks und/oder erhöhter Temperatur unter Schäumung aus.
Die so gewonnenen Schaumkörper
können
als Korken oder Stöpsel
verwendet werden.
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Die
DE 35 21 866 offenbart einen
Kunststoffstopfen für
Weinflaschen, umfassend einen an einem oder beiden Enden offenen
zylinderförmigen, gradwandigen Hohlkörper aus
Kunststoff und einen in den Hohlkörper eingeschobenen, diesen
an einem oder beiden Enden verschließenden ein oder zweiteiligen
Spundzapfen aus Kunststoff, der aufgrund seiner Kürze oder
Form einen Hohlraum etwa im Mittelbereich des Kunststoffstopfens
offen läßt.
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Die
DE 197 31 620 offenbart
einen Stopfen für
Flaschen aus Silikonkautschuk, welcher eine Shorehärte A von
30 bis 70 und eine Rückprallelastizität von 50
bis 80 aufweist. Der Stopfen besteht aus einem Silikonvollmaterial.
Die Stopfen werden mittels Spritzgusstechnik im Vollkörperverfahren
erstellt und durchvulkanisiert.
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Die
US-6,221,451 betrifft einen mehrkomponentigen, mehrschichtigen synthetischen
Korken mit einem geschäumten
Kernkörper
sowie einer äußeren Schicht.
Die äußere Schicht
bedeckt nicht die Stirnflächen
des Kernkörpers.
Der Korken kann durch Koextrusion in Strangform und anschließendem Schneiden;
Extrusion des Kernkörpers
und anschließendem Aufbringen
der äußeren Schicht
sowie abschließendem
Schneiden oder im Spritzgussverfahren hergestellt werden.
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GB 2 040 889 betrifft einen
künstlichen
Korken aus geschäumten
Ethylen/Vinyl-Acetat-Kopolymer
mit einem Vinylacetatgehalt von 10 bis 25 %. Der geschäumte Korken
kann mit geeigneten Gleitmitteln außenseitig versehen sein. Geeignete
Gleitmittel sind u.a. Silikonöle.
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US-6,348,243
offenbart einen künstlichen Korken
sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung umfassend einen Korkkörper oder
ein Korkderivat mit einer Umhüllung,
vorzugsweise aus Silikon. Zur Herstellung des Korkens wird das Korkmaterial
ausgelaugt, um insbesondere Tanine zu entfernen und anschließend in
eine Beschichtungslösung
getaucht oder gegebenenfalls hiermit besprüht. Abschließend findet
eine Aushärtung
der Gesamtstruktur statt.
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WO
96/28378 offenbart einen natürlichen Korken
mit einer Umhüllung
aus Kunststoffen, wobei das Umhüllungsmaterial
durch Aufsprühen,
Eintauchen oder im Spritzgussverfahren aufgebracht wird.
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WO
03/029130 offenbart ein Verfahren zum Imprägnieren von Flaschenkorken.
Dabei wird von einem natürlichen
Korken ausgegangen, auf welchen eine vernetzbare Silikonkautschukmasse
aufgetragen wird, welche anschließend vernetzt wird.
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DE 23 36 841 betrifft ein
Verfahren zum Überziehen
von Flaschenkorken mit Kunststoff. Das Dokument geht von einem Naturkork
aus, der mit einer Kunststoffschicht vollständig überzogen wird. Die Kunststoffschicht
kann durch Aufsprühen/Eintauchen aufgebracht
werden. Abschließend
ist eine Beschichtung mit einer sogenannten Trennschicht zur Erhöhung der
Gleitfähigkeit
vorgesehen. In einer weiteren Ausführungsform kann eine Schrumpffolie
auf den Korken aufgezogen und aufgeschrumpft werden.
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US
2003/0207108 offenbart einen mehrschichtigen künstlichen Korken umfassend
einen geschäumten
Kernkörper
mit einer ersten peripheren Schicht, welche mit dem Kernkörper verbunden
ist, und wobei weiterhin die erste Schicht von einer zweiten Schicht
umgeben ist. Die äußeren Schichten
umfassen ausschließlich
die Flanken des Kernkörpers und
bedecken nicht dessen Stirnflächen.
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Künstliche
Korken nach dem Stande der Technik weisen jedoch einige Nachteile
auf. Künstliche
Korken hergestellt nach dem Aufschäumverfahren weisen häufig eine
offenporige Oberfläche
auf. Insbesondere soweit die Stopfenrohlinge als Stränge erstellt
werden, die dann geschnitten werden. Die so hergestellten Stopfen
weisen insbesondere an den jeweiligen Stirnflächen eine offenporige, schwammartige
Struktur auf.
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Eine
derartige offenporige, schwammartige Struktur ist problematisch
zu desinfizieren und von Keimen oder Mikroorganismen freizuhalten.
Nach der Verkorkung besteht die erhöhte Gefahr, dass sich hierin
Keimnester bilden. Daneben besteht die Möglichkeit, dass Teile des Schäumungsmittels
freigesetzt werden und von dem Lebensmittel aufgenommen werden.
Dies ist aus lebensmittelhygienischer Sicht abzulehnen. Derartige
Korken haben auch aufgrund des ästhetischen
Empfindens nur eine geringe Akzeptanz beim Verbraucher.
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Weiterhin
weisen insbesondere geschäumte Korken
in der Regel eine nur unzureichende Gasdichtigkeit auf, was ein
Eindiffundieren von Luftsauerstoff in den Flascheninnenraum ermöglicht.
Die hiermit verbundenen Nachteile sind bereits oben beschrieben.
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Die
aus dem Stande der Technik bekannten Korken aus Silikonkautschuken
weisen gegenüber den
zuvor genannten geschäumten
Korken bereits lebensmitteltechnische Vorteile auf, insbesondere
da keine offenporigen Strukturen gebildet werden. Nachteilig ist,
dass aufgrund hoher Vulkanisationszeiten die Verweildauer in der
Spritzgußanlage
relativ hoch ist, was zu einer geringen Stückzahl pro Stunde in der Fertigung
und damit zu hohen Fertigungskosten führt. Weiterhin sind Silikonkautschuke
mit einem hohen Preis behaftet, was sich ebenfalls nachteilig auf
die Produktionskosten, bzw. Stückkosten
auswirkt.
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Hinsichtlich
der Gasdichtheit ist ein weiterer Faktor für die Gebrauchsfähigkeit
eines natürlichen Korkens
oder künstlichen
Korkens relevant. Bei der Abfüllung
von Wein wird diesem als Oxidationsschutz schweflige Säure zugesetzt,
bzw. SO2 in den verbleibenden Gasraum der
Flasche bei der Befüllung
des Weines eingefüllt.
Ein Ausdiffundieren des SO2 aus dem Flascheninnenraum
ist nachteilig und zu vermeiden.
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Künstliche
Korken der bekannten Art zeigen hier bei Lagerung über 12 Monate
bei liegender Flasche und in Temperaturen zwischen 25–30 ° Celsius einen
verstärkten
Abfall des Gesamt-SO2-Gehaltes gegenüber Naturkorken.
Die Versuche wurden durch die Forschungsanstalt Geisenheim durchgeführt und in „Das Weinmagazin" Heft 26/18. Dezember
1999, Seite 29–33
veröffentlicht.
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Weiterhin
zeigte sich, dass die künstlichen Korken
nach dem Stande der Technik bei der Verkorkung zu starken Belastungen
des Kork-Schlosses führen.
Das Kork-Schloss
ist dabei der Teil der Verkorkungseinrichtung, in den der in den
Flaschenhals einzuführende
Korken eingespannt, komprimiert, in den Flaschenhals eingeführt und
dann dort positioniert wird. Eine erhöhte Belastung des Kork-Schlosses führt zu einer
erhöhten
Verschleiß des
selben.
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Daneben
zeigten künstliche
Korken auch dahingehend Nachteile, dass die Auszugskräfte aus
der Flasche zu gering oder zu hoch waren, um geeignet zu sein. Bei
zu geringen Auszugskräften
verschließt der
künstliche
Korken den Flaschenhals nicht hinreichend. Zu hohe Auszugskräfte führen dazu,
dass der Endanwender die Flasche nur unter Schwierigkeiten entkorken
kann, was ebenfalls abzulehnen ist.
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Aufgabe
der vorliegenden Erfindung ist es einen künstlichen Korken sowie ein
Verfahren zu dessen Herstellung bereitzustellen, der die Nachteile
des Standes der Technik überwindet.
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Weitere
Teilaufgabe der Erfindung ist es einen Korken bereitzustellen, der
eine hohe Gasdichtheit aufweist. Weiterhin sollen die Eigenschaften
des erfindungsgemäßen Korkens
hinsichtlich seiner physikalischen Eigenschaften im Korkschloß möglichst den
Eigenschaften eines Naturkorks angenähert werden. Ebenfalls ist
es Teilaufgabe der vorliegenden Erfindung einen Korken bereitzustellen,
der bei Liegendlagerung keine Flüssigkeitsaufnahme,
insbesondere von Wein, erfährt.
Weitere Aufgabe ist es ein Verfahren zur Herstellung derartiger
Korken bereitzustellen.
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Gelöst werden
die Aufgaben nach den Merkmalen der unabhängigen Ansprüche.
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Gemäß der vorliegenden
Erfindung wird ein künstlicher
Korken bereit gestellt, umfassend einen Kernkörper umgeben von einer Silikonmaterialhülle.
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Ein
Kernkörper
ist im wesentlichen zylindrisch und gibt die Grundform des fertigen
Korkens vor. Der Kernkörper
kann aus jedem geeigneten elastischem Material gebildet sein, wobei
für die
Maßgabe
gilt, dass der Kernkörper
eine Shorehärte
A im Bereich von 20–90,
vorzugsweise 40–70,
besonders bevorzugt 50–60
aufweist. Geeignete elastische Materialien für den Kernkörper sind übliche Kunststoffe, insbesondere
Polyethylen oder Polypropylen. Der Kernkörper wird von einer Hülle aus
einem Silikonmaterial umschlossen.
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Ein
geeignetes Silikonmaterial muss in ausvulkanisiertem Zustand lebensmittelecht
sein und eine Shorehärte
A im Bereich von 20–90,
vorzugsweise 40–70,
besonders bevorzugt 50–60
aufweisen. Derartige Silikonmaterialien sind bekannt und im Handel
erhältlich,
beispielsweise unter dem Handelsnamen Elastoil LR der Firma Wacker.
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Im
erfindungsgemäßen Korken
ist der zylindrische Kernkörper
an seinen Stirnflächen
und wenigstens im Endbereich der Flankenflächen vom Silikonmaterial umhüllt. Die
Bedeckung der Flankenflächen
muss dabei hinreichend sein, um einen flüssigkeits- und gasdichten Abschluss
zu bilden. Bevorzugt ist die Flankenfläche des Kernkörpers vollständig von dem
ausvulkanisierten Silikonmaterial bedeckt.
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Die
Stärke
der Umhüllung
des Kernkörpers mit
dem Silikonmaterial liegt im Bereich von 0,1 bis 5 mm, bevorzugt
von 0,3 bis 3 mm, besonders bevorzugt von 0,7 bis 1,5 mm. Die Stärke der
Bedeckung oder anders ausgedrückt
die Wandstärke
kann an der Stirnfläche
des Korkens und dessen Flanken gleich oder unterschiedlich sein.
Bevorzugt ist eine stärkere
Bedeckung an der Stirnfläche
als an den Flanken, da die Stirnflächen den wesentlichen Beitrag
zur Abdichtung der Flasche leisten.
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Der Übergang
von der Flankenfläche
zur Stirnfläche
kann an der Außenseite
des Korkens abgerundet sein, um ein einfaches Verkorken zu gewährleisten.
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Durch
die Wahl der zuvor genannten geeigneten Shorehärte wird das Pressverhalten
des Korkens im Korkschloss im Wesentlichen bestimmt. Vorteilhafterweise
wird das Pressverhalten der erfindungsgemäßen Korkens durch die zuvor
genannten Bereiche derartig eingestellt, dass das Pressverhalten
dem eines natürlichen
Korkens entspricht. Hieraus ergibt sich, dass bei der Verkorkung
die für
natürlichen
Korken verwendeten Korkschlösser
ohne Umrüstung
oder zumindest nur mit geringen Umrüstmaßnahmen weiterhin verwendet
werden können.
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Das
Verfahren zur Herstellung des künstlichen
Korkens wird wie nachfolgend beschrieben ausgeführt.
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Es
wird von dem vorgefertigten Kernkörper ausgegangen. Der Kernkörper selbst
kann dabei nach bekannten Verfahren hergestellt werden. Soweit der
Kernkörper
aus Polyethylen oder Polypropylen gebildet wird, kann dies zum Beispiel
mittels Strangpressverfahren oder Extrusionsverfahren durchgeführt werden.
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Die
Dimensionierung des Kernkörpers
hinsichtlich Durchmesser und Länge
ist abhängig
von dem jeweiligen Verwendungszweck des künstlichen Korkens. Grundsätzlich ist
der Kernkörper
so zu dimensionieren, insbesondere hinsichtlich seines Durchmessers,
dass nach Auftragung und Aufvulkanisation der Silikonumhüllung der
künstliche
Korken eine geringe Übergröße gegenüber der
zu verschließenden Öffnung,
z.B. einem Flaschenhals aufweist. So hat zum Beispiel eine in der
Bundesrepublik Deutschland gebräuchliche
Normflasche einen inneren Halsdurchmesser von 17 mm. Der künstliche Korken
sollte für
diese Anwendung demnach eine geringe Übergröße über 17 mm im Durchmesser aufweisen.
Hinsichtlich der Länge
des künstlichen
Korkens sind die Anforderungen weniger kritisch. Übliche Stopfen/Korkenlängen betragen
3 bis 5 cm.
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In
der erfindungsgemäßen Ausführungsform des
Verfahrens zur Herstellung der erfindungsgemäßen künstlichen
Korken wird die Silikonhülle
durch Kappen oder Halbschalen gebildet. Die Halbschalen werden dabei
in einem separaten Arbeitsgang hergestellt und ausvulkanisiert.
Die Herstellung erfolgt dabei in bekannter Weise in grundsätzlich bekannten Spritzgussvorrichtungen.
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In
einem nachfolgenden Arbeitsschritt werden die Halbschalen auf den
Kernkörper
aufgebracht. Die kraftschlüssige
Verbindung zwischen den Halbschalen und dem Kernkörper erfolgt
durch Kleben. Geeignete dauerelastische Kleber sind bekannt und
im Handel erhältlich.
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Die
Halbschalen für
beide Enden des Kernkörpers
sind gleich ausgebildet und besitzen Flankenerstreckungen bis zur
Mitte des Kernkörpers
in dessen Längserstreckung.
Der so gebildete künstliche Korken
ist vollständig
von einer Silikonhülle
umgeben.
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Gemäß der zuvor
genannten Ausführungsformen
des Verfahrens zur Herstellung des erfindungsgemäßen künstlichen Korkens wird ein
Korken gebildet, bei dem die Kontaktflächen mit der zu verkorkenden
Substanz sowie die Dichtungsflächen
aus Silikon gebildet sind, wobei nur geringe Mengen an Silikon verwendet
werden müssen.
Verglichen mit künstlichen
Korken aus Silikonvollmaterial. Hieraus ergibt sich eine erhebliche
Kosteneinsparung gegenüber
den Korken aus Silikonvollmaterial. Weiterhin ergibt sich der Vorteil
von nur kurzen Vulkanisationszeiten gegenüber den Silikonvollkörperstopfen,
da nur geringe Volumina an Silikon durchvulkanisieren müssen.
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1 zeigt
einen Querschnitt durch einen künstlichen
Korken. Der Kernkörper
(1) ist von einer Silikonmaterialhülle umgeben, die aus zwei gleich gebildeten
Kappen (2) geformt ist. Die Flanken (3) der Kappen
(2) sind in der Längserstreckung
des Kernkörpers
(1) soweit geführt,
dass diese sich mittig berühren
und eine geschlossene Umhüllung
bilden. In der dargestellten Ausführungsform ist die Dickenerstreckung
der Flanken (3) sowie der Stirnfläche (4) gleich. Weiterhin
ist die Umlaufkante (5) sowohl der Kappen (2)
als auch des Kernkörpers
(1) gerundet, um ein einfacheres Einführen des künstlichen Korkens in den Flaschenhals
zu ermöglichen.