DE1297520B - Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschliessen von Behaeltern aus nichtmetallischem Material mit einer Metallfolie - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschliessen von Behaeltern aus nichtmetallischem Material mit einer Metallfolie

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DE1297520B
DE1297520B DEU12264A DEU0012264A DE1297520B DE 1297520 B DE1297520 B DE 1297520B DE U12264 A DEU12264 A DE U12264A DE U0012264 A DEU0012264 A DE U0012264A DE 1297520 B DE1297520 B DE 1297520B
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DE
Germany
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metal foil
container
thermoplastic layer
edge
thermoplastic
Prior art date
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DEU12264A
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English (en)
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Stanley Joan Ann
Adcock Edmund Philip
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OI Glass Ltd
Original Assignee
United Glass Ltd
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Publication date
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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum dichten jedoch zwei Heißsiegelungsschichten angeordnet Verschließen von Behältern aus nichtmetallischem sind.
Material mit einer Metallfolie, bei dem die Metall- Das Aufbringen der beiden Heißsiegelungsschich-
folie unter Zwischenschaltung einer thermoplastischen ten und der Metallfolie erfolgt in der Weise, daß Schicht auf den Behälterrand aufgelegt, gegen den 5 diese Teile auf den Behälterrand aufgelegt und eine Behälterrand gedrückt und durch ein von einer Spule Schraubkappe aufgedreht wird. Alsdann wird die Anerzeugtes, elektromagnetisches Hochfrequenz-Induk- Ordnung in einem hochfrequenten dielektrischen Feld tionsfeld erhitzt wird. so lange aufgeheizt, bis die am Behälterrrand an-
Ältere Verfahren zum Verschließen von Behältern liegende Heißsiegelungsschicht genügend erweicht ist, arbeiten mit Metairfolien, die eine Schicht eines syn- io um an dem Behälterrand zu haften, thetischen plastischen Materials aufweisen und durch Der Nachteil des bekannten Verfahrens besteht
einen erhitzten Stempel auf den Behälterrand ge- einmal darin, daß bei der dielektrischen Heizung eine drückt werden, wobei unter Erhitzung des Behälter- relativ lange Zeit zur Erweichung der Heißsiegelungsrands eine dichte Verbindung zwischen Metairfolie schichten erforderlich ist und daß alle isolierenden und Behälter geschaffen wird. Das bekannte Ver- 15 Teile einschließlich des Behälterrands aufgeheizt werfahren erfordert ständig stark erhitzte Teile, was sich den. Dabei ist es schwierig, an der Grenzschicht zum ungünstig auf den Behälterinhalt auswirken kann; die Behälterrand gerade die Temperaturbedingungen zu Arbeitsgeschwindigkeit ist durch die Wärmeüber- schaffen, die zu einer lösbaren, aber dennoch hergangskoeffizienten beschränkt, und wegen der durch metischen Abdichtung führen. Zum anderen macht mechanische Berührung erfolgenden Wärmeübertra- 30 das Erfordernis zweier Heißsiegelungsschichten zwigung ist auch die erzielbare Gleichmäßigkeit der Er- sehen Metallfolie und Behälter das bekannte Verhitzung beschränkt. Für eine rationelle Massenferti- fahren kostspielig und ungeeignet für die Massenfertigung ist das bekannte Verfahren nicht geeignet. gung. Zwei Heißsiegelungsschichten sind vorgesehen, Es ist weiter ein Verfahren bekannt, bei dem eine um der abzuziehenden Gesamtmembran eine größere Membran aus einem synthetischen organischen ther- as innere Festigkeit zu geben als der Bindung zwischen moplastischen Material auf den Rand einer Behälter- Behälter und Membran.
Öffnung gelegt wird, der vorzugsweise aus dem glei- Auch die Erfindung geht von der Schwierigkeit aus,
chen Material wie die Membran besteht. Auf die eine Metallfolie leicht und sauber lösbar, aber denthermoplastische Membran wird eine Metallscheibe noch hermetisch dichtauf einer Behälteroffnung anzugelegt, welche durch einen auf die Behälteroffnung 30 bringen, ohne daß die Gefahr besteht, daß sich dieMemaufgeschraubten Verschluß mit einer solchen Kraft bran beim Abziehen in ihre Einzelbestandteile zerlegt, gegen die thermoplastische Membran und den Be- Das Ziel der Erfindung ist ein Verfahren der ein-
hälterrand gepreßt wird, daß der im allgemeinen ge- gangs genannten Gattung, mit dem ohne einen komkrümmt ausgebildete Rand zu einer ebenen Gestalt plizierten Aufbau der Verschlußmembran in ratiozusammengepreßt wird. 35 neller Massenfertigung ein hermetischer, gasdichter, Die derartig vorbereitete Anordnung wird für aber dennoch leicht und in einem Stück ohne Rück-1 Sekunde einem elektromagnetischen Hochfrequenz- stände entfernbarer Verschluß bei sehr hohen Ver-Induktionsfeld mit einer Frequenz von 450 kHz aus- Schließgeschwindigkeiten herstellbar ist. gesetzt. Hierbei wird in der Metallscheibe durch Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, Wirbelströme Wärme erzeugt, welche die benachbarte 40 daß zum Herstellen einer an sich bekannten dichten, thermoplastische Membran und den Behälterrand leicht abziehbaren Verbindung zwischen Metallfolie zum Schmelzen bringt, so daß diese Teile miteinander und Behälter eine mit einer thermoplastischen Schicht verschweißt werden. Das Induktionfeld führt also überzogene dünne Metallfolie, insbesondere mit einer nicht nur zur Erhitzung der wegen der Reißgefahr Dicke zwischen 0,025 und 0,05 mm, verwendet wird nicht zu dünn auszubildenden thermoplastischen 45 und daß beim Aufpressen das im MHz-Bereich lie-Membran, sondern auch zur Erhitzung, ja sogar gende HF-Induktionsfeld mit einer Leistung von etwa Schmelzung des Behälterrands. Die bekannte mit In- 1,5 bis 10 kW innerhalb einer Zeit von beträchtlich duktionsfeld arbeitende Anordnung ist also für eine weniger als 1 Sekunde wirksam wird. Erfindungsgemäß besonders starke Beheizung der thermoplastischen wird also aus der Metallfolie ein kurzer, wegen der Membran und des Behälterrands bestimmt. 50 hohen Frequenz jedoch sehr intensiver Wärmestoß in Der fertige Verschluß führt zwar eine hermetische die nur aus einem einfachen Überzug bestehende Abdichtung der Behälteröffnung herbei, er ist jedoch thermoplastische Schicht geschickt, welcher unter nicht leicht abziehbar, da er ein einziges Stück mit Abschwächung an die Grenzfläche zum Behälterrand dem Behälterrand bildet. Beim Versuch des Ab- gelangt, wo er so weit abgeschwächt ist, daß er gerade Ziehens wird sich allenfalls die Metallfolie von der 55. den erforderlichen Erweichungsgrad des thermo-Membran lösen. Ein weiterer Nachteil des bekannten plastischen Materials hervorruft, welcher in Verbin-Verfahrens besteht darin, daß es sich nur bei Be- dung mit dem im wesentlichen kalt gebliebenen Behältern aus thermoplastischem Material mit gleichen hälterrand zu der lösbaren, aber dennoch hermeti- oder ähnlichen Eigenschaften wie die thermoplasti- sehen Abdichtung führt. Wegen der Kürze des sehe Membran anwenden läßt. Behälter aus Silikat- 60 Wärmestoßes bildet sich also von der Metallfolie zum glas kommen für das Verfahren z. B. nicht in Frage. Behälterrand ein starkes Temperaturgefälle aus, so Bei einem weiteren bekannten Verfahren zum dich- daß an der Grenzfläche Metallfolie—thermoten Verschließen einer Behälteröffnung hat man be- plastische Schicht eine höhere Temperatur als am reits versucht, die Anordnung so zu treffen, daß eine Behälterrand herrscht, wodurch eine erhöhte Bindung die Behälteröffnung verschließende Membran vor 65 zwischen Metallfolie und thermoplastische Schicht be-Gebrauch des Behälterinhalts leicht abziehbar ist. Bei wirkt wird. Durch das erfindungsgemäße Verfahren diesem bekannten Verfahren wird eine Metallfolie wird also einerseits die erwünschte schwache Haftung verwendet, zwischen der und dem Behälterrand zwischen Behälter und Metallfolie, andererseits die
erforderliche innere Festigkeit der Gesamtheit Metallfolie—thermoplastische Schicht mit einem einzigen äußerst schnell sich vollziehenden Verfahrensschritt gewährleistet, was nicht zuletzt auf die sehr geringe Dicke der überzogenen Metallfolie zurückzuführen ist, in der zwar kurzzeitig eine erhöhte Temperatur, jedoch nur eine geringe Wärmemenge erzeugt wird. Überraschenderweise wird somit trotz der für die Massenfertigung besonders geeigneten hohen Verschließgeschwindigkeiten ein Optimum an Einfachheit des Aufbaus der Verschlußmembran, innerer Festigkeit der Verschlußmembran, Güte der Abdichtung und Leichtigkeit der Abziehbarkeit erzielt.
Wird das Verfahren bei einem Behälter aus Kunststoff angewendet, so ist vorgesehen, daß die thermoplastische Schicht aus einem Material mit geringerem Schmelzpunkt als der Behälter besteht.
Wird das Verfahren bei einem Behälter angewandt, wo außer der Folie ein innen ein Polster aufweisender Deckel auf die Behälteröffnung aufgesetzt wird, so ao sieht die Erfindung bevorzugt vor, daß das Polster mit der die thermoplastische Schicht aufweisenden Metallfolie als ein Stück vorgefertigt wird, wobei die Bindung zwischen Polster und Metallfolie schwächer als zwischen Metallfolie und Behälterrand ist. Beim "35 Entfernen des Deckels löst sich dann das Polster von der Metallfolie, und der Deckel kann nach dem Entfernen der Metallfolie von Hand erneut zum Verschließen des Behälters verwendet werden.
Bevorzugt besteht die bei dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendete Folie aus Aluminium, Zinn oder Zinn-Antimon.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann sowohl bei Behältern mit Deckeln als auch ohne Deckel angewandt werden. Wenn auf die Behälteröffnung kein Deckel aufgebracht wird, kann das erfindungsgemäße Verfahren so durchgeführt werden, daß die mit der thermoplastischen Schicht versehene Metallfolie über den Behälterrand übersteht und der überstehende Teil mit der Außenseite des Behälters in Eingriff gebracht wird. Auf diese Weise wird eine zufällige Lösung des dichten Verschlusses vermieden und dennoch der Vorteil der einfachen Herstellung und der Abziehbarkeit ohne Rückstände aufrechterhalten.
Die als Überzug auf die Metallfolie aufgebrachte thermoplastische Schicht besteht vorzugsweise aus Vinylit-Harz, einem natürlichen oder synthetischen Wachs, einer mikrokristallinen Wachsmischung, Polyäthylen, Polypropylen oder aus Mischungen von Kunststoffen und Harzen. Dabei kann vorgesehen sein, daß die Metallfolie gleichmäßig mit dem thermoplastischen Material überzogen wird. Diese Maßnahme eignet sich besonders, wenn die Metallfolien in großen Stückzahlen hergestellt werden sollen.
Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich auch bei Kunststoffbehältern anwenden. Diese können aus Polyäthylen, Polyvinylchlorid, Polystyrol, Styrolmischpolymerisaten, z. B. Acrylnitril-Butadien-Styrol-Mischpolymerisaten, Polypropylen, Zelluloseacetat, Polycarbonaten und Phenoxyharzen wie hochmolekularem Polyhydroäther bestehen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht aus einem heb- und senkbaren Kopf zum Anpressen der Membran und zur Wärmezufuhr, wobei erfindungsgemäß der aus isolierendem Material bestehende Preßkopf von einer Hochfrequenzspule umgeben ist. Die Spule ist mit Wasser gekühlt.
Die Erfindung wird im folgenden beispielsweise an Hand der Zeichnung beschrieben, welche eine Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens sowie den Kopf eines Behälters mit seinen Verschlußteilen teilweise im Schnitt zeigt.
In der Zeichnung ist ein Glasgefäß 1 gezeigt, auf das eine Aluminiumfolie 2 mit einem Überzug aus thermoplastischem Material 3 an ihrer Unterseite, ein Papierkartonpolster 4 und eine Schnappverschlußkapsel 5 aufgebracht werden sollen. Das heb- und senkbare Preßwerkzeug 6 enthält einen Preßkopf 7 aus isolierendem Material, einen nachgiebigen Kautschukring bzw. eine ringförmige Kautschukscheibe 8 und wassergekühlte Hochfrequenz-Induktionsspulen 9, die den Kopf 7 umgeben. Die Vorrichtung enthält auch eine Luftdruckpresse 10 und einen Druckmesser 11.
Wenn das Preßwerkzeug 6 gesenkt wird, werden die Metallfolie 2, das Papierpolster 4 und die Verschlußkapsel 5 auf die Behältermündung gepreßt. Sobald der Preßkopf 7 den vorgeschriebenen Verschlußdruck erreicht hat, wird der Hochfrequenzstrom kurzzeitig eingeschaltet. Die Aluminiumfolie, wird durch die in ihr induzierten Hochfrequenz-Wirbelströme derart erhitzt, daß der thermoplastische Überzug erweicht und haftfähig wird. Die Erhitzungszeit ist sehr kurz und liegt beträchtlich unter einer Sekunde. Eine Frequenz von 2 MHz und eine Leistung von etwa 1,5 bis 10 kW führen zu einer dichten, aber dennoch lösbaren Haftung.
Das Verschließen kann auch halbautomatisch oder vollautomatisch mit Ein- oder Mehrstempelmaschinen durchgeführt werden. Beispielsweise können mehrere Verschlußwerkzeuge, wie eines in der Zeichnung dargestellt ist, oder ein einziger Verschlußkopf auf einer intermittierend sich drehenden Platte befestigt werden. Die Behälter können auch auf einem Förderband kontinuierlich durch ein Induktionsfeld geführt werden, wobei die gemäß der Erfindung erforderliche hohe Geschwindigkeit beim Vorbeiführen an dem Induktionfeld hohe Stückzahlen ermöglicht.
Für die Unteransprüche wird nur Schutz im Zusammenhang mit dem Hauptanspruch begehrt.

Claims (9)

Patentansprüche:
1. Verfahren zum dichten Verschließen von Behältern aus nichtmetallischem Material mit einer Metallfolie, bei dem die Metallfolie unter Zwischenschaltung einer thermoplastischen Schicht auf den Behälterrand aufgelegt, gegen den Behälterrand gedrückt und durch ein von einer Spule erzeugtes, elektromagnetisches Hochfrequenz-Induktionsfeld erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß zum Herstellen einer an sich bekannten dichten, leicht abziehbaren Verbindung zwischen Metallfolie (2) und Behälter (1) eine mit einer thermoplastischen Schicht (3) überzogene dünne Metallfolie (2), insbesondere mit einer Dicke zwischen 0,025 und 0,05 mm, verwendet wird und daß beim Aufpressen das im MHz-Bereich liegende HF-Induktionsfeld mit einer Leistung von etwa 1,5 bis 10 kW innerhalb einer Zeit von beträchtlich weniger als 1 Sekunde wirksam wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem ein Behälter aus Kunststoff verwendet wird, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Schicht
aus einem Material mit geringerem Schmelzpunkt als der Behälter besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem außer der Folie ein innen ein Polster aufweisender Dekkel auf die Behälteröffnung aufgesetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Polster (4) mit der die thermoplastische Schicht (3) aufweisenden Metallfolie (2) als ein Stück vorgefertigt wird, wobei die Bindung zwischen Polster (4) und Metallfolie (3) schwächer als zwischen Metallfolie (3) und Behälterrand (1) ist.
4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie (4) aus Aluminium, Zinn oder Zinn-Antimon besteht.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1, 3 oder 4, bei dem kein Deckel auf die Behälteröffnung aufgebracht wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mit der thermoplastischen Schicht (3) versehene Metallfolie (2) über den Behälterrand übersteht und der überstehende Teil mit der ao Außenseite des Behälters in Eingriff gebracht wird.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die als Überzug auf die Metallfolie (2) aufgebrachte thermoplastische Schicht aus Vinylit-Harz, einem natürlichen oder synthetischen Wachs, einer mikrokristallinen Wachsmischung, Polyäthylen, Polypropylen oder aus Mischungen von Kunststoffen und Harzen besteht.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolie gleichmäßig mit dem thermoplastischen Material überzogen wird.
8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorhergehenden Ansprüche mit einem heb- und senkbaren Kopf zum Anpressen der Membran und zur Wärmezufuhr, dadurch gekennzeichnet, daß der aus isolierendem Material bestehende Preßkopf (7) von einer Hochfrequenzspule (9) umgeben ist.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Spule mit Wasser gekühlt ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
DEU12264A 1964-12-09 1965-12-09 Verfahren und Vorrichtung zum dichten Verschliessen von Behaeltern aus nichtmetallischem Material mit einer Metallfolie Pending DE1297520B (de)

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