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Die vorliegende Erfindung betrifft einen Kunststoffverschluss für Behälter mit mindestens einer nach dem Aufbringen des Verschlusses auf einen Behälter sichtbaren Außenseite. Derartige Kunststoffverschlüsse sind beispielsweise bekannt in Form von Schraubkappen, Schnappdeckeln oder dergleichen.
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Typischerweise werden entsprechende Kunststoffverschlüsse in Spritzgussformen hergestellt, die im Allgemeinen eine Vielzahl von Kavitäten aufweisen, in welche das flüssige Kunststoffmaterial eingespritzt wird, nachdem die Form durch ein passendes Gegenstück mit einer entsprechenden Anzahl von Formkernen, die in die Kavitäten eingreifen, geschlossen wurde. Das zwischen Formkern und dem Hohlraum der Kavität verbleibende Volumen wird durch das zunächst hieße, fließfähige Kunststoffmaterial des Verschlusses ausgefüllt, woraufhin die fertig geformten Kunststoffverschlüsse nach einer kurzen Abkühlzeit und dem Öffnen der entsprechenden Formen aus den Kavitäten ausgeworfen werden können. Typische Spritzgusswerkzeuge weisen dabei mindestens 24 oder auch mehr Kavitäten auf, so dass mit jedem Spritzgussvorgang eine entsprechende Anzahl von Verschlüssen gleichzeitig hergestellt wird.
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Für viele Verwender derartiger Kunststoffverschlüsse stellt die Manipulationssicherheit und Garantiefunktion der Behälterverschlüsse eines der wichtigsten Kriterien dar, nach denen die Verschlüsse für die Behälter ausgewählt werden. Es sind bereits zahlreiche Sicherungs- und Garantiesysteme für Kunststoffverschlüsse bekannt, wobei die meisten Verschlusssicherungen aus einem sogenannten Sicherheitsring oder Garantiering bestehen bzw. einen solchen aufweisen, der am unteren Rand einer Verschlusskappe angeordnet und mit dieser Kappe über zerreißbare Elemente oder eine Materialschwachstelle fest verbunden ist. Der Garantiering hintergreift nach dem Anbringen des Verschlusse an einem Behälter einen vorspringenden Wulst oder Flansch an einem Behälterhals. Beim Öffnen bzw. Abnehmen oder Abschrauben des Verschlusses soll ein solcher Sicherungsring von den übrigen Verschlussteilen unvermeidlich abreißen, so dass leicht erkennbar ist, dass der Verschluss bereits geöffnet wurde.
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Es kommt allerdings vor, dass insbesondere für Behälter, die relativ teure bzw. wertvolle Flüssigkeiten enthalten, die Originalverschlüsse von Fälschern im Detail nachgebildet werden, so dass es Betrügern möglich ist, den Behälterinhalt zu verdünnen oder auszutauschen und anschließend als vermeintliches Originalprodukt wieder in Verkehr zu bringen.
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Gegenüber diesem Stand der Technik liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Behälterverschluss zu schaffen, der über ein Sicherheitsmerkmal verfügt, welches durch Dritte nicht ohne weiteres nachzuahmen ist, indem das zusätzliche Sicherheitsmerkmal erhebliches technisches Knowhow und einen entsprechenden zusätzlichen Aufwand erfordert.
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Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, dass auf der sichtbaren Außenseite des Verschlusses eine Kippbildstruktur eingeprägt ist, die unter mindestens zwei verschiedenen Betrachtungswinkeln ein jeweils unterschiedliches optisches Erscheinungsbild hervorruft. Derartige eingeprägte Kippbildstrukturen als integraler Bestandteil eines Verschlusses lassen sich nur sehr schwer nachahmen.
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Dabei ist gemäß einer Ausführungsform der Erfindung vorgesehen, dass die Kippbildstruktur aus einer durch Erhebungen und Vertiefungen gleichmäßig strukturierten sichtbaren Oberfläche des Verschlusses besteht, wobei zumindest ein Teil der Erhebungen oder Vertiefungen jeweils mindestens eine Strukturabweichung aufweist wobei die Gesamtheit der Strukturabweichungen eine sichtbare Bildstruktur auf der Oberfläche definiert.
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Zweckmäßig ist dabei, wenn die Erhebungen und/oder Vertiefungen jeweils gleichartig ausgebildet sind.
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Dass die Strukturabweichungen durch Aussparungen in einzelnen ansonsten gleichförmig ausgebildeten Erhebungen oder durch Vorsprüngen aus ansonsten gleichförmig ausgebildeten Vertiefungen gebildet werden. Auch die Aussparungen sollten ihrerseits gleichartig ausgebildet sein, können aber zu, Beispiel in ihrer Größe durchaus voneinander abweichen,
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Weiterhin ist eine Ausführungsform zweckmäßig, bei welcher die Strukturabweichungen jeweils Teilflächen aufweisen, die eine von den benachbarten Flächen der gelichmäßigen Strukturen abweichende Neigung im Raum haben. Dies führt bei gleichem Blickwinkel zu einer anderen Lichtreflexion von den Flächen der Strukturabweichungen gegenüber den Flächen der gleichmäßigen Strukturen und lässt dadurch mindestens unter bestimmten Betrachtungswinkeln die Abweichungen bzw. eine entsprechende Bildstruktur sichtbar hervortreten.
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Dabei ist es weiterhin zweckmäßig, wenn die Strukturabweichungen mindestens teilweise ebene Teilflächen aufweisen. Ebene Flächen reflektieren Licht jeweils in die gleiche Richtung, was die Sichtbarkeit der Strukturabweichungen unter bestimmten Winkeln verbessert, insbesondere wenn die gleichmäßigen Strukturen ganz oder überwiegend durch nicht ebene Flächen gebildet werden. Umgekehrt könnten aber auch die gleichmäßigen Strukturen ganz oder überwiegend durch ebene Flächen gebildet werden, während die Strukturabweichungen ganz oder überwiegend nicht ebene Flächen aufweisen, was unter bestimmten Blickwinkeln ebenfalls zu dem gewünschten Kontrast und zur leichten Erkennbarkeit der Bildstruktur führt.
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Die Erhebungen und Vertiefungen der Strukturabweichungen bzw. die Teilflächen derselben sind dabei zumindest in einer Dimension nahezu mikroskopisch klein (typischerweise in der Größenordnung von 1/100 bis wenige 1/10 mm). Derart kleine Strukturen sind zum einen extrem schwer zu fälschen, da deren Herstellung ein gewisses technisches Know How und geeignete Werkzeuge erfordert, zum anderen wird dadurch die Bildauflösung der von den Teilflächen gebildeten Bildstruktur verbessert, da jede Teilfläche effektiv eine Art „Pixel” eines digitalen Bildes darstellt.
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Auch die gleichmäßigen Strukturen haben zumindest in einer, vorzugsweise in zwei Dimensionen sehr kleine Abmessungen im Submillimeterbereich.
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Dadurch, dass die Oberfläche mit einer Gruppe – vorzugsweise ebener – Teilflächen versehen wird, die allesamt parallel zueinander sind, aber nicht parallel zu entsprechenden Teilflächen nicht abweichender Strukturen sind, ergibt sich nämlich für alle diese Teilflächen unter bestimmten Betrachtungswinkeln jeweils ein anderes Reflexionsvermögen bzw. Reflexionsverhalten als es die jeweils benachbarten Flächen zeigen. Wenn die (ebenen) Teilflächen in einer bestimmten Formation angeordnet sind, definieren sie eine Bildstruktur, die sich unter bestimmten Betrachtungswinkeln von der diese Teilflächen umgebenden Oberfläche abheben. Dabei können die Erhebungen und/oder Vertiefungen der Oberfläche ebene Flächen aufweisen, die insgesamt aus mindestens zwei verschiedenen Gruppen ebener Teilflächen bestehen, wobei die Gruppen sich dadurch voneinander unterscheiden, dass die zugehörigen Teilflächen jeweils zu einer anderen Ebene parallel sind. Auf diese Weise kann man beispielsweise zwei oder auch mehrere verschiedene, sich unter unterschiedlichen Blickwinkeln vom Hintergrund abhebende Bildstrukturen sichtbar machen.
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Es versteht sich, dass die den ebenen Teilflächen benachbarten Flächen jeweils eine andere Orientierung haben als die ebenen Teilflächen, und vorzugsweise auch nicht als ebene Flächen, sondern als konkave oder konvexe Flächen ausgebildet sind.
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Die Erhebungen und Vertiefungen sollten, um nicht ohne weiteres nachgebildet werden zu können, in mindestens einer oder zwei Dimensionen minimale Abmessungen bzw. Strukturen haben, deren Größe im Bereich von 0,05 bis 0,3 mm liegt.
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Konkret könnten die Erhebungen und Vertiefungen die Form einer Vielzahl gleichartiger, paralleler Rippen und Nuten haben, welche auf einer sichtbaren Oberfläche eingeprägt sind, wobei sowohl die Breite der Rippen und Nuten als auch deren Höhe oder Tiefe zum Beispiel in der Größenordnung von jeweils 0,1 bis 0,3 mm liegt. Die Nuten und Rippen können dabei einen im Wesentlichen U-förmigen Querschnitt haben und so insgesamt eine geschwungene Wellenstruktur bilden. Die Länge der Rippen und Nuten braucht dabei nicht auf kleine Abmessungen begrenzt zu sein. Vielmehr können sich die Rippen und Nuten durchgehend über die jeweils damit versehene Fläche erstrecken,.
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Strukturabweichungen können in einer solchen Struktur beispielsweise dadurch gebildet sein, dass die Rippen in bestimmten vorgegebenen Bereichen, die in ihrer Summe eine Bildstruktur definieren, Aussparungen mit mindestens einer (vorzugsweise ebenen) Fläche aufweisen, deren räumliche Ausrichtung von derjenigen der außerhalb der Aussparung angrenzenden Flächen abweicht. Beispielsweise könnten die Aussparungen im Wesentlichen parallel zur Längsrichtung der Rippe verlaufen und eine Tiefe haben, die zwischen dem 0,1 fachen und dem 1,2-fachen der Höhe der Rippen liegt, wobei eine Teilfläche der Aussparung sich gegebenenfalls über eine Bruchteil der Tiefe oder in etwa über die gesamte Tiefe der Aussparung erstreckt und annähernd senkrecht zu der Oberfläche verläuft, in welche die Rippen und Nuten eingeprägt sind, während eine zweite Teilfläche beispielsweise senkrecht zu der erstgenannten verlaufen kann und sich über den Nutgrund bzw. entlang des Nutgrundes der der Rippe unmittelbar benachbarten Nut oder auch darunter erstreckt, und ebenfalls als ebene Fläche ausgebildet sein kann. Selbstverständlich sich auch andere Orientierungen der die Aussparungen definierenden Teilflächen denkbar.
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Parallel zu den Rippen und Nuten können die Teilflächen dementsprechend eine mehr oder weniger beliebige Länge aufweisen, die nach unten durch die optische Wahrnehmbarkeit und nach oben nur durch die Länge der jeweiligen Bildstruktur begrenzt ist, die gegebenenfalls die Gesamtlänge der Rippen bzw. Nuten erfassen kann. Senkrecht zu den Rippen sind die Abmessungen der Teilflächen im Wesentlichen auf die entsprechenden Breiten- und Tiefenmaße der Rippen bzw. Nuten beschränkt oder etwas kleiner oder auch etwas größer.
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Allerdings sollten die Aussparungen sich nach Möglichkeit nicht über die gesamte Breite, sondern nur in etwa bis zur Mitte bzw. bis zum Scheitelpunkt der Rippe erstrecken, da die Aussparung bzw. deren Teilflächen unter einem ersten Blickwinkel auf die betreffende Rippe nicht oder nur schwach sichtbar sein und erst durch Verkippen der strukturierten Fläche relativ zu dem Betrachter sichtbar werden sollte, weil erst dadurch der Eindruck eines Kippbildes mit unterschiedlichen Strukturen unter verschiedenen Blickwinkeln entsteht. Dies setzt voraus, dass eine Rippe nicht vollständig durchtrennt bzw. nicht in voller Breite von einer Aussparung erfasst ist.
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Denkbar wäre es auch, dass das Material des Kunststoffverschlusses mindestens in einer Oberflächenschicht transparent oder teilweise transparent ist, so dass entsprechende Rippen als Zylinderlinsen wirken können, wobei eine darunterliegende Schicht ein lichtempfindliches Material enthält, das entsprechend der Anordnung der Rippen und Nuten, das heißt der Zylinderlinsen, streifenförmig mit unterschiedlichen Bildinformationen beschrieben werden kann. Beim Betrachten aus unterschiedlichen Blickwinkeln bilden die Zylinderlinsen dann jeweils ein anderes Teilbild in der jeweiligen Blickrichtung ab, d. h. sieht der Betrachter unter verschiedenen Blickwinkeln jeweils unterschiedliche Teilbilder.
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Bevorzugt ist allerdings die Variante, bei welcher räumlich körperliche Mikrostrukturen in die Oberfläche eingeprägt werden, die den Bildeindruck bzw. einen unterschiedlichen Bildeindruck bei unterschiedlichen Betrachtungswinkeln hervorrufen. Vorzugsweise geschieht dies durch eine entsprechende Mikrostrukturierung der Form bzw. Kavität, genauere gesagt der Fläche der Kavität, die beim Spritzguss die zu strukturierende Materialoberfläche formt. Dies erfordert zwar erheblichen Aufwand in der Formherstellung, ist aber für die Massenproduktion und Produktivität der Herstellung zweckmäßiger als das Bedrucken mit entsprechenden Bildstrukturen.
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Bei verschiedenen Bildstrukturen können die einzelnen Strukturen sich hinsichtlich Farbe und/oder Helligkeit und/oder einem (gegebenenfalls nur winkelabhängig) unterschiedlichen Reflexionsverhalten der jeweiligen Teilflächen unterscheiden.
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Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung auch ein Verfahren zum Herstellen eines fälschungssicheren Kunststoffverschlusses, bei welchem der Verschluss in einer Form durch Spritzguss hergestellt wird, wobei zur Lösung der obigen Aufgabe durch eine Innenfläche der Spritzgussform eine Negativstruktur eines Kippbildes auf die der entsprechenden Innenseite der Form zugewandte Außenseite des Verschlusses unmittelbar eingeprägt wird, die unter mindestens zwei verschiedenen Betrachtungswinkeln ein jeweils unterschiedliches optisches Erscheinungsbild hervorruft.
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Weiterhin betrifft die vorliegenden Erfindung auch ein Spritzgusswerkzeug für Behälterverschlüsse aus Kunststoff mit mindestens einer Kavität, die ein Negativ der Verschlussaußenseite aufweist, wobei mindestens eine Fläche der Kavität, welche eine Außenseite des Verschlusses erzeugt, zur Lösung der obigen Aufgabe eine Feinstruktur aufweist, die ein Negativ der auf der Außenseite einzuprägenden Kippbildstruktur aufweist.
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Mit anderen Worten eine entsprechende Fläche einer Kavität weist in einer Ausführungsform ebenfalls eine Vielzahl von parallelen Rippen und Nuten auf, die ein Negativ der Rippen und Nutenstruktur der Verschlussoberfläche sind, wobei einzelne Rippen der betreffenden Formfläche seitliche Vorsprünge aufweisen, die vorzugsweise ebene Begrenzungsflächen haben und die auf diese Weise entsprechende Aussparungen mit vorzugsweise ebenen Flächen beim Spritzgießen in die betreffende Seite der Rippen auf der Verschlussoberfläche einprägen.
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Zweckmäßigerweise wird für derartige Verschlüsse ein Kunststoffmaterial verwendet, das sich im heißen, fließfähigen Zustand durch eine relativ geringe Zähigkeit auszeichnet. In Frage kommen hierfür zum Beispiel HDPE (Hochdruckpolyethylen) oder auch Polypropylen (PP).
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Weitere Vorteile, Merkmale und Anwendungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung werden deutlich anhand der folgenden Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform und der dazugehörigen Figuren. Es zeigen:
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1 schematisch eine Schraubverschlusskappe mit einem als Kippbild eingeprägten Schriftzug,
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2 schematisch eine Feinstruktur der Oberfläche mit eingeprägten ebenen Teilflächen, welche in ihrer Summe eine Bildstruktur definieren und
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3 eine Draufsicht auf eine Verschlussoberfläche von oben, welche eingeprägte Rippen und Nuten aufweist, wobei die zusätzlich eingeprägten ebenen Teilflächen die Form des Buchstabens P bilden.
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Man erkennt in 1 eine Verschlusskappe, die beispielsweise als Schraubkappe ausgebildet ist und die eine im Wesentlichen zylindrische Grundform hat mit einem zylindrischen Kappenmantel 2, einem am unteren Rand des Kappenmantels 2 einstückig angeformten Garantiering 3 und einer ebenen, kreisscheibenförmigen Kopfplatte 1.
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In der perspektivischen Ansicht gemäß 1 ist auf der feinstrukturierten ebenen Oberseite der Buchstabe B als Logo der Anmelderin sichtbar.
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Dabei weist die Kopfplatte 1 auf ihrer außen sichtbaren Oberseite eine Vielzahl paralleler Rippen und Nuten auf, wie sie beispielsweise als vergrößerter Ausschnitt in 2 dargestellt sind. Wie man in 2 außerdem erkennt, die einen Ausschnitt der Kopfplatte 1 teilweise im Schnitt und im Übrigen perspektivisch wiedergibt, weisen die Rippen 4 und die Nuten 5 Aussparungen 6 auf, die ebene Teilflächen 7 in etwa senkrecht zur Oberfläche der Kopfplatte 1 und ebene Teilflächen 8 in etwa parallel zur Ebene der Kopfplatte 1 aufweisen. Auch wenn solche ebenen Teilflächen bevorzugt sind, kommt es hierauf nicht zwingend an, sondern im Wesentlichen nur auf die im Vergleich zu entsprechenden benachbarten Flächen oder entsprechenden Flächen von Rippen ohne Aussparung unterschiedliche Neigung der Teilflächen der Aussparungen. Ebene Teilflächen können dabei jedoch die Auffälligkeit und Sichtbarkeit des von den Aussparungen gebildeten Strukturbildes verbessern.
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Zur Erzeugung einer Bildstruktur ist eine entsprechende Vielzahl derartiger Aussparungen 6 in bestimmter Weise auf der Oberfläche angeordnet und ruft so unter bestimmten Blickwinkeln einen entsprechenden Bildeindruck hervor. In 2 sind zur Veranschaulichung des Grundprinzips nur zwei derartige Aussparungen 6 dargestellt, wobei die Aussparungen in 2 auch unterschiedlich tief sein bzw. jeweils eine andere Tiefe könnten.
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Die Anordnung entsprechender Aussparungen 6 und ebener Teilflächen 7, 8 ist anschaulich nochmals in einer Draufsicht gemäß 3 wiedergegeben. Die wellenförmige Rippen- und Nutenstruktur wird am unteren Bildrand nur schematisch angedeutet. Wie man in 3 sieht, weisen auch hier die Rippen 4 Aussparungen 6 auf, wobei auch der Grund der Nuten 5 im Bereich der Aussparungen 6 eingeebnet ist und hier durch straffierte Flächen 8 wiedergegeben wird.
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Die schraffierten Flächen 8 unterscheiden sich von der übrigen Oberfläche der Rippen 4 und Nuten 5 weder durch das Material noch durch die Farbe sondern nur durch eine unterschiedliches Reflexionsverhalten, was zum einen durch ihre abweichende Orientierung im Raum und zum anderen dadurch bedingt ist, dass die Flächen 8 eben und die übrigen Oberflächen der Rippen 4 und Nuten 5 konkav oder konvex gekrümmt sind. Zur Verstärkung des unterschiedlichen Reflexionsverhaltens bzw. Reflexions- und Absorbtionsvermögens der genannten Flächen könnten die ebenen Flächen 7 bzw. 8 auch eine größere oder geringere Rauhigkeit als die übrigen Flächen aufweisen. Hierzu könnten beispielsweise die Rippen und Nuten der entsprechenden Fläche des Formwerkzeuges mechanisch oder chemisch vorbehandelt werden, bevor die Feinstruktur der Aussparungen 6 erzeugt wird.
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Es versteht sich, dass die Fläche 7 nicht exakt senkrecht zu der Fläche 8 bzw. zu der durch die Kopfplatte 1 definierten Ebene sein muss, sondern zur leichteren Entformung auch etwas geneigt gegenüber einer Senkrechten zur Kopfplatte verlaufen kann. Die entsprechend geneigten Flächen 7 sind jedoch in 3 nicht dargestellt und wären beispielsweise als schmale Streifen am rechten Rand der jeweiligen Aussparungen 6 erkennbar. Die Teilflächen 7 sollten allerdings nicht in etwa parallel zu den seitlichen Flanken der Rippen verlaufen, weil sie dann Licht in ähnlicher Weise reflektieren würden wie die Flanken der Rippen oder Nuten und dadurch schlechter sichtbar wären.
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Wie man sieht, bildet die Gesamtheit der Aussparungen 6 in 3 die Form des Buchstabens P, die aber nur sichtbar ist, wenn sich unter einem gegebenen Blickwinkel das Reflexionsvermögen der Flächen 7 und 8 der Aussparungen 6 deutlich von dem Reflexionsvermögen der benachbarten Oberflächen der Rippen 4 und Nuten 5 unterscheidet. Dies hängt selbstverständlich von der speziellen Orientierung der ebenen Flächen 7 oder 8 und von der mikroskopischen Oberflächenbeschaffenheit dieser Flächen und auch der benachbarten Flächen der Rippen 4 und Nuten 5 ab.
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Bei Einhalten der obigen Bedingungen, nämlich Orientieren von die Bildstruktur definierenden ebenen Teilflächen jeweils parallel zueinander bzw. parallel zu einer gemeinsamen Ebene, während die benachbarten Flächen der Rippen und Nuten eine andere Orientierung haben und/oder konvex oder konkav ausgebildet sind, erhält man immer das Ergebnis, dass die Struktur der ebenen Teilflächen sich unter bestimmten Blickwinkeln deutlich von der Umgebung abhebt, wie dies in 1 schematisch angedeutet ist, was durch weitere Mikrostrukturierung, wie oben erläutert, gegebenenfalls noch verstärkt werden kann.
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Es versteht sich, dass nicht notwendigerweise die gesamte Kopfplatte 1 eine entsprechende Rippen- und Nutenstruktur aufweisen muss, auch wenn eine möglichst großflächige Feinstrukturierung grundsätzlich die Sicherheit weiter verbessert, weil die großflächige Feinstrukturierung entsprechender Flächen von Spritzgussformen ein erhebliches Knowhow und technische Fertigkeiten erfordert.
