DE102004055005A1 - Verschluss für einen Getränkebehälter und Verfahren zur Herstellung eines solchen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verschluss für einen Getränkebehälter, insbesondere für ein Bierfass, und ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verschlusses angegeben, wobei der Verschluss (10) mindestens ein Kunststoff-Spritzgussteil aufweist, das mit einem Scavenger dotiert ist.

Description

• Die Erfindung betrifft einen Verschluss für einen Getränkebehälter, insbesondere für ein Bierfass.
• Die Erfindung betrifft ferner einen Getränkebehälter mit einem derartigen Verschluss und ein Verfahren zum Herstellen eines Verschlusses für einen Getränkebehälter.
• Aus der EP 1 037 851 E?? ist ein Zapfhahn zur Entnahme von Fluid aus einem Behälter bekannt geworden, der insbesondere zum Zapfen von Bier aus sog. Partyfässern geeignet ist.
• Derartige Partyfässer sind meist mit einem Füllvolumen von 5 oder 10 Litern erhältlich und sind mit einem integrierten Zapfhahn ausgestattet, der das Zapfen von Bier ermöglicht.
• Bier, wie auch die meisten anderen Getränke, unterliegt einem natürlichen Alterungsprozess, der zum Verderb des Getränks führen kann oder auch lediglich zu Geschmacksveränderungen. Bei Bier ergibt sich ein typischer "Alterungsgeschmack", wodurch ein ursprünglich herber, hopfiger Geschmack in einen mehr oder minder milden, malzigen Geschmack übergeht. Neben schädlichen Faktoren wie Wärme, Licht und Bewegung kommt dem Sauerstoffzutritt hierbei eine wesentliche Rolle zu. Eindringender Sauerstoff oxidiert wesentliche, geschmacksrelevante Inhaltsstoffe im Bier. Dies geht sehr schnell vonstatten. Dabei reichen nur bereits sehr geringe Mengen in der Größenordnung von wenigen μg pro Tag und Liter Füllgut aus, um Geschmacksbeeinträchtigungen zu bewirken.
• Bekanntlich bieten herkömmliche Verkaufsverpackungen einen recht guten Schutz gegen Sauerstoffzutritt. Beispielsweise Glasflaschen mit Metallkronkorken weisen einen guten Schutz auf, da Glas und Metall (Stahl oder Aluminium) sauerstoffundurchlässig sind. Die Schwachstelle bei einer solchen Verpackung ist die Dichtungseinlage im Kronkorken. Diese besteht aus einem Kunststoff, welcher naturgemäß nicht vollständig sauerstoffundurchlässig ist. Auch wenn die Zutrittsfläche über diese Dichtung sehr klein ist, so lässt sich doch ein Sauerstoffzu tritt nachweisen. Getränkedosen (30 oder 50 cl aus Stahl oder Aluminium) bieten gleichfalls einen guten Schutz gegen Sauerstoffzutritt. Die Falzverbindung zwischen Dosenrumpf und Deckel ist hierbei als "sauerstoffdicht" anzusehen.
• Kunststoffflaschen aus PET oder anderen Kunststoffen sind grundsätzlich sauerstoffdurchlässig, da Sauerstoff leicht durch Kunststoffe hindurch diffundieren kann. Flaschen aus reinem Polyethylenterephthalat (PET) sind daher aus diesem Grund absolut ungeeignet zur Verpackung von Bier. Es sind daher verschiedene Maßnahmen bekannt, um die Sauerstoffdurchlässigkeit solcher Flaschen zu verbessern. So gibt es z.B. Multilayer-Flaschen, in denen eine "Sperrschicht" aus diffusionsundurchlässigem Material eingebaut ist, die Beschichtung der Flaschen von außen mit bestimmten "Lacken" oder eine Beschichtung der Flasche von innen mit dünnen Glasschichten mittels Gasplasmaabscheidung. Die auf solchen Flaschen üblicherweise verwendeten Kunststoffschraubkappen stellen eine weitere Schwachstelle dar.
• Kunststoffe insgesamt sind naturgemäß nicht als gasundurchlässig anzusehen. Je nach Werkstoffart und Gassorte sind diese unterschiedlich durchlässig. Standardwerkstoffe wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) sind als "schlecht" einzuordnen. Hochwertigere Werkstoffe wie Polyamid (PA), ABS, EVOH sind "besser" bis "gut". Diese Werkstoffe sind jedoch erheblich teurer und nicht in jedem Herstellverfahren einsetzbar.
• Neben der oben erwähnten Beschichtung von Kunststoffen gibt es die Möglichkeit, die Barriereeigenschaften durch Additive zu verbessern (z.B. Schichtsilikate oder Metallocene).
• Alle oben erwähnten Möglichkeiten sind als "passiv" einzuordnen, d.h. die Barrierewirkung gegen den Sauerstoffzutritt soll verbessert werden bzw. die Diffusionsgeschwindigkeit des Sauerstoffs durch die Verpackung soll verlangsamt werden.
• Es sei noch erwähnt, dass der Sauerstoff nicht nur durch den Verpackungswerkstoff selbst eindringen kann, sondern auch durch Mikroleckagen an vorhandenen Dichtungsflächen eindringen kann, z.B. zwischen der Öffnung einer Glasflasche und der angepressten Dichtung im Kronkorken.
• Die jüngsten Entwicklungen im Stand der Technik sind unter dem Schlagwort "Active Packaging" einzuordnen. Um einen schädlichen Sauerstoffzutritt zu vermeiden, werden sog. "Scavenger" verwendet. Sauerstoff-Scavenger sind Stoffe, die sich dem Sauerstoff als Reaktionspartner anbieten und somit oxidiert werden. Der Scavenger wird dabei "verzehrt", kann also nur eine bestimmte Menge an Sauerstoff binden. Der Scavenger wird in den Verpackungswerkstoff eingearbeitet und vermeidet die schädliche Wirkung von die Verpackung eindiffundierten Sauerstoff, indem dieser am Scavenger gebunden wird. Des Weiteren ist ein Scavenger (auch in begrenztem Umfang) in der Lage, auf anderem Wege in die Verpackung eingedrungenen Sauerstoff (z.B. durch Mikroleckage oder durch den Verpackungsvorgang selbst) zu binden. Sauerstoff-Scavenger werden heute, speziell in der Verpackungsindustrie, eingesetzt. Zum Beispiel in Verpackungen für frische Lebensmittel, wie Gemüse (mit Folie abgedeckte Schalen). Dabei wird ein Beutelchen mit Scavenger-Material vor dem Abpacken eingelegt, um den unvermeidlichen Restsauerstoff aus der abgepackten Atmosphäre zu binden. In Kronkorken wird das Scavenger-Material dem Dichtungsmaterial direkt zugesetzt. Das Dichtungs material wird schmelzflüssig in den Kronkorken gespritzt und dann mit einem Formstempel eingepresst.
• Als Scavenger sind verschiedene Stoffe bekannt, etwa auf der Basis von Metallsalzen, Ascorbinsäure, Glukose usw.
• Eine Übersicht über die im Stand der Technik bekannten Scavenger bietet Horst Weisser: "Oxidative Prozesse vermeiden – Barriereeigenschaften von Kunststoffflaschen für sauerstoffempfindliche Produkte" in Getränkeindustrie 9/2003, 14–17.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Verschluss für einen Getränkebehälter, insbesondere für ein Bierfass, zu schaffen, der bei leichter und kostengünstiger Herstellbarkeit den nachteiligen Einfluss des Sauerstoffzutritts in das Behälterinnere vermindern kann.
• Ferner soll ein Verfahren zum Herstellen eines derartigen Verschlusses für einen Getränkebehälter angegeben werden.
• Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Verschluss für einen Getränkebehälter, insbesondere für ein Bierfass, gelöst, mit mindestens einem Kunststoff-Spritzgussteil, das mit einem Scavenger dotiert ist.
• Die Aufgabe der Erfindung wird ferner durch ein Verfahren zum Herstellen eines Verschlusses für einen Getränkebehälter gelöst, bei dem zumindest ein Teil des Verschlusses aus einem Kunststoffgranulat im Spritzgussverfahren hergestellt wird, wobei dem Kunststoffgranulat ein Scavenger beigemischt wird.
• Die Aufgabe der Erfindung wird damit auf diese Weise vollkommen gelöst.
• Erfindungsgemäß lässt sich nämlich der Verschluss als Kunststoff-Spritzgussteil auf besonders kostengünstige Weise herstellen. Durch die Dotierung des Kunststoff-Spritzgussteils mit einem Scavenger können die nachteiligen Auswirkungen eines Sauerstoffzutritts in den Behälter, in den der Verschluss eingesetzt ist, wirksam verzögert bzw. für einen begrenzten Zeitraum verhindert werden.
• Erfindungsgemäß wurde überraschenderweise festgestellt, dass auch bei einer Herstellung von Kunststoff-Spritzgussteilen die unmittelbare Zumischung eines Scavengers möglich ist. Dies ist durch den Stand der Technik weder bekannt noch nahegelegt, da nicht zu erwarten war, dass sich Kunststoff-Spritzgussteile ohne weiteres durch Mischungen aus einem Granulat mit einem Scavenger herstellen lassen.
• In einer Weiterbildung der Erfindung ist der Verschluss als Zapfhahn mit mindestens zwei relativ zueinander beweglichen Teilen ausgebildet, mittels derer eine Ausgabeöffnung verschließbar ist, wobei zumindest eines der Teile als mit einem Scavenger dotiertes Kunststoffteil ausgebildet ist.
• Gemäß einer alternativen Ausgestaltung der Erfindung ist der Verschluss als Verschlussstopfen für eine Öffnung innerhalb des Behälters ausgebildet.
• Auf diese Weise können insbesondere bei einem mit Bier befüllten Partyfass Geschmacksbeeinträchtigungen durch Sauerstoffzu tritt über einen längeren Zeitraum verhindert werden. Vorzugsweise werden hierbei insbesondere die Teile des Verschlusses, die mit der Außenatmosphäre in Verbindung stehen, mit dem Scavenger dotiert.
• Gemäß vorteilhafter Weiterbildungen der Erfindung ist der Scavenger im Werkstoff des Kunststoff-Spritzgussteils weitgehend homogen und feindispers verteilt.
• Auf diese Weise wird eine gleichmäßige Wirkung das gesamte dotierte Material bewirkt.
• Das Kunststoffteil kann beispielsweise aus Polypropylen (PP) oder Polyethylen (PE) bestehen, womit eine besonders kostengünstige Herstellung ermöglicht ist.
• Grundsätzlich können natürlich auch hochwertigere Kunststoffe, die ohnehin eine bessere Barrierenwirkung gegenüber dem Sauerstoffzutritt haben, verwendet werden, wie z.B. Polycarbonat, Polyethylenterephthalat. Gleichfalls kann der Scavenger unmittelbar in das Dichtungsmaterial des Verschlusses eingelagert sein, das insbesondere aus einem thermoplastischen Polymer (TPE) bestehen kann.
• Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist der Verschluss im Mehrkomponenten-Verfahren aus mindestens zwei unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt, wobei zumindest einem der Kunststoffe ein Scavenger beigemischt ist.
• Der Verschluss kann also beispielsweise im sog. 2-K-Verfahren aus einem relativ harten Kunststoff wie z.B. PP oder PE herge stellt sein, während die weichen Dichtungsbestandteile, die aus TEP bestehen, in einem zweistufigen Spritzgussverfahren unmittelbar mit dem härteren Kunststoffmaterial verbunden werden. Vorzugsweise sind hierbei beide Kunststoffkomponenten mit einem Scavenger dotiert.
• Bei dem Scavenger kann es sich grundsätzlich um alle bekannten Materialien handeln, die für diesen Einsatzzweck geeignet sind. Besonders vorteilhafte Ergebnisse wurden jedoch mit einem Scavenger erzielt, der ein Metallsalz enthält, vorzugsweise ein Metallsulfit, insbesondere Natriumsulfit.
• Das Kunststoff-Spritzgussteil weist in vorteilhafter Weiterbildung der Erfindung eine Dotierung mit einem Scavenger von mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-% auf.
• Es wurde festgestellt, dass insbesondere bei einer Dotierung von 0,5 bis 3 Gew.-% einerseits der Spritzguss-Prozess nicht nachteilig beeinträchtigt wird und andererseits eine hohe Wirksamkeit des Scavengers erreicht werden kann.
• In weiterhaft vorteilhafter Ausgestaltung der Erfindung ist die Dotierung mit dem Scavenger derart ausgebildet, dass der Scavenger bei Überschreiten einer vorbestimmten Luftfeuchte aktiviert wird.
• Dies hat den besonderen Vorteil, dass die Wirkung des Scavengers erhalten bleibt, solange der Behälter mit dem darin eingebauten Verschluss noch nicht benutzt ist, sich also noch im Lieferzustand befindet. Erst durch den Befüllvorgang des Behäl ters etwa mit Bier oder einem anderen sauerstoffempfindlichen Getränk wird der Scavenger aktiviert, so dass dieser seine vorteilhafte Wirkung über einen möglichst langen Zeitraum entfalten kann.
• Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale der Erfindung nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen.
• Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele unter Bezugnahme auf die Zeichnung. Es zeigen:
• 1 einen ersten erfindungsgemäßen Verschluss, der als Zapfhahn für ein Partyfass ausgebildet ist, in perspektivischer Ansicht, und
• 2 eine zweite Ausführung eines erfindungsgemäßen Verschlusses, der als Verschlussstopfen für die Befüllöffnung eines Partyfasses ausgebildet ist.
• In 1 ist ein Verschluss in Form eines Zapfhahnes für ein Partyfass perspektivisch dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 10 bezeichnet. Der Verschluss 10 weist ein erstes Teil 12 auf, das als Außenrohr ausgebildet ist, in dem eine Öffnung vorgesehen ist, die mittels eines zweiten Teils 20, das im ersten Teil 12 verschieblich oder verdrehbar aufgenommen ist, verschließbar ist. Das zweite Teil 20 weist eine Handhabe 22 auf, mittels derer es aus dem ersten Teil herausgezogen und/oder verdreht werden kann. Auf diese Weise kann der Verschluss aus einer Schließstellung in eine Offenstellung überführt werden, in der ein durchgehender Kanal über die im Außenrohr 12 gebildete Öffnung und über das Innenrohr bis zu einer Austrittsöffnung des Innenrohrs gebildet ist. So kann der Verschluss 10 in grundsätzlich bekannter Weise etwa zum Zapfen von Bier verwendet werden, wie dies etwa aus der EP 1 037 851 B bekannt ist, auf die in diesem Zusammenhang ausdrücklich Bezug genommen wird.
• Das erste Teil 12 ist auf der dem zweiten Teil 20 zugewandten Seite durch einen Flansch 14 abgeschlossen, an dem das zweite Teil 20 in der Schließstellung mit seiner Handhabe 22 anliegt. Zwischen einem Umfangswulst 16 und dem Flansch 14 ist eine elastische Dichtung 18 mit etwas geringerem Außendurchmesser vorgesehen, mit der bei Einsetzen des Verschlusses 10 in eine Wandöffnung des Behälters ein dichtender Abschluss erreicht wird.
• Das erste Teil 12 ist im 2-K-Spritzgussverfahren hergestellt und besteht aus einem Polypropylen (PP) für die harten Bestandteile, sowie einem TPE für den weichen Dichtungsbestandteil, die jeweils mit etwa 2 Gew.-% eines Scavengers dotiert sind, wozu bevorzugt Natriumsulfit verwendet wird. Je nach Prozessführung des Spritzgussverfahrens kann entweder jeweils das gesamte Material mit dem Scavenger dotiert sein oder aber lediglich die nach außen hin gewandten Abschnitte des ersten Teils 12.
• Auch das zweite Teil 20, das beweglich innerhalb des ersten Teils geführt ist, besteht vorzugsweise aus Polypropylen und ist zumindest im Bereich seines Innenrohrs, das mit dem ersten Teil 12 abdichtet, wiederum mit etwa 2 Gew.-% eines Scavengers, vorzugsweise Natriumsulfit, dotiert.
• In 2 ist eine weitere Ausführung eines erfindungsgemäßen Verschlusses dargestellt und insgesamt mit der Ziffer 30 bezeichnet. Es handelt sich hierbei um einen Verschlussstopfen, der zum Verschließen der Füllöffnung eines Partyfasses verwendet wird. Der Verschluss 30 weist ein Außenteil 32 und ein Innenteil 34 auf, wobei das Innenteil 34 nach außen hervorstehender Flansch ausgebildet ist, an dessen Übergang zum Innenteil 32 eine elastische Dichtung 36 vorgesehen ist. Der Verschluss 30 kann in die Füllöffnung des Partyfasses dichtend eingesetzt werden, um dieses nach dem Füllvorgang zu verschließen.
• Auch der Verschluss 30 ist vorzugsweise im 2-K-Verfahren aus Polypropylen für die harten Bestandteile und TPE für die weichen Dichtungsbestandteile hergestellt und vorzugsweise mit etwa 2 Gew.-% eines Scavengers, wie etwa Natriumsulfit, dotiert.
• Durch die Dotierung mit dem Scavanger werden die nachteiligen Folgen eines Sauerstoffzutritts verzögert bzw. für eine bestimmte Dauer vermieden.

Claims (16)

1. Verschluss für einen Getränkebehälter, insbesondere für ein Bierfass, mit mindestens einem Kunststoff-Spritzgussteil, das mit einem Scavenger dotiert ist.
2. Verschluss nach Anspruch 1, der als Zapfhahn (10) mit mindestens zwei relativ zueinander beweglichen Teilen (12, 20) ausgebildet ist, mittels derer eine Ausgabeöffnung verschließbar ist, wobei zumindest eines der Teile (12, 20) als mit einem Scavenger dotiertes Kunststoffteil ausgebildet ist.
3. Verschluss nach Anspruch 1, der als Verschlussstopfen (30) für eine Öffnung innerhalb des Behälters ausgebildet ist.
4. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Scavanger im Werkstoff des Kunststoff-Spritzgussteils weitgehend homogen verteilt ist.
5. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Scavanger im Werkstoff des Kunststoff-Spritzgussteils fein dispers verteilt ist.
6. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kunststoffteil eine aus Polypropylen, Polyethylen, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder einem thermoplastischen Polymer bestehende Kunststoffmatrix aufweist, in die der Scavenger eingelagert ist.
7. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Verschluss im Mehrkomponenten-Verfahren aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt ist, wobei zumindest einem der Kunststoffe ein Scavenger beigemischt ist.
8. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der Scavenger ein Metallsalz enthält, vorzugsweise ein Metallsulfit, besonders bevorzugt Natriumsulfit enthält.
9. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Kunststoff-Spritzgussteil eine Dotierung mit einem Scavenger von mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise von mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt von 0,5 bis 3 Gew.-% aufweist.
10. Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die Dotierung mit dem Scavenger derart ausgebildet ist, dass der Scavenger bei Überschreiten einer vorbestimmten Luftfeuchte aktiviert wird.
11. Getränkebehälter mit einem Verschluss nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
12. Verfahren zum Herstellen eines Verschlusses (10, 30) für einen Getränkebehälter, bei dem zumindest ein Teil des Verschlusses aus einem Kunststoffgranulat im Spritzgussverfahren hergestellt wird, wobei dem Kunststoffgranulat ein Scavenger beigemischt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, bei dem das Teil aus einem Granulat aus Polypropylen, Polyethylen, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat oder einem thermoplastischen Polymer hergestellt wird, das mit dem Scavenger vermischt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, bei dem der Verschluss (10, 30) im 2-K-Verfahren aus Granulaten aus zwei unterschiedlichen Kunststoffen hergestellt wird, wobei zumindest einem Granulat ein Scavenger beigemischt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, bei dem ein Scavenger beigemeischt wird, der ein Metallsalz enthält, vorzugsweise ein Metallsulfit, besonders bevorzugt Natriumsulfit enthält.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei dem dem Granulat mindestens 0,05 Gew.-%, vorzugsweise mindestens 0,5 Gew.-%, besonders bevorzugt 0,5 bis 3 Gew.-% eines Scavengers beigemischt werden.