DE1906003B2

DE1906003B2 - Verfahren zum erzeugen von dichtungen in kunststoff behaelterverschluessen

Info

Publication number: DE1906003B2
Application number: DE19691906003
Authority: DE
Inventors: David Nuttall Lighfoot David Reginald St Neots Huntingdon Samuel (Großbri tannien)
Original assignee: WR Grace and Co
Current assignee: WR Grace and Co
Priority date: 1968-02-09
Filing date: 1969-02-07
Publication date: 1971-08-12
Also published as: CA928472A; FR2001665A1; DE1906003A1; FR2001664A1; DE1906004A1; GB1196543A

Description

1 2

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erzeugen «atetiai und dielnaeaiicbe deeJk&äitervarschlusses

von Dichtungen in Kunststoff-Behälterverschlüssen, gebracht wird und anschließend das Erhitzen des

bei welchem ein thermoplastisches Dichtungsmaterial DichtungsmateriaJs in dem BehälterverschluÄ durch

in den Behälterverschluß eingebracht, erhitzt und in ein rasch wechselndes Magnetfeld erfolgt, f

eine Dichtung des gewünschten Profils geformt wird. 5 Bei den beiden Methoden zur Durchführung des

Schraubdeckel aus Kunststoff bestehen im all- erfindungsgemäßen Verfahrens wird im allgemeinen gemeinen aus einem Phenol-Formaldehyd-, Harn- die erste Arbeitsweise bevorzugt, bei der ein feinteilistoff-Formaldehyd- oder einem mit Melamin modi- ges ferromagnetisches oder elektrisch leitendes Mafizierten Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharz, während terial in dem Plastisol oder sonstigen Dichtungsmatethermoplastische Stoffe, z. B. Polyolefine und Poly- ίο rial eingebettet ist. Die Verwendung einer dünnen styrol, sowohl für Schraubdeckel als auch für nach- Schicht aus induktivem Material zwischen dem Begiebige, selbstabdichtende Verschlüsse Verwendung hälterverschluß und dem Dichtungsmaterial hat sich finden. Ähnlich wie Schraubdeckel, Kronenkorken, jedoch ebenfalls als durchaus zufriedenstellend eraufgewalzte Deckel und Pilfer-proof-Verschlüsse, die wiesen, solange die Erweichungstemperatur des in der Regel aus Metall hergestellt werden, erfordern 15 duroplastischen oder thermoplastischen Kunstoffes, auch Kunststoffbehälterverschlüsse häufig die Ver- aus dem der Behälterverschluß besteht, wesentlich wendung einer Dichtung oder Auskleidung, damit höher liegt als die Temperatur, auf die das Dichein dichter Abschluß zwischen dem Deckel und dem tungsmaterial erhitzt werden muß. damit zu verschließenden Behälter erreicht wird. Die Dichtungen können nach mehreren verschie-

Es sind viele Verfahren zur Erzeugung von Dich- 20 denen Arbeitsweisen geformt werden. Gemäß einer tungen in metallenen Behälterverschlüssen bekannt. Arbeitsweise wird das Dichtungsmaterial, normaler-Ein besonders bevorzugtes Verfahren besteht darin, weise ein Vinylharz-Plastisol, in den Behälterverdaß man ein Plastisol, meist auf Basis von Polyvinyl- Schluß in flüssiger oder halbflüssiger Form eingegechlorid, in einen Verschluß eingibt, wobei der Ver- ben, worauf der Behälterverschluß schnell rotiert Schluß beispielsweise rotiert und die Masse in dem 25 wird, um die Masse über die Innenfläche zu verteilen. Verschluß zum Erweichen gebracht werden kann, Das Plastisol wird dabei so verteilt, daß es am Rand oder es wird das erweichte Plastisol mit einem Stem- eine dickere Schichtdicke aufweist als in der Mitte, pel geformt, um eine Dichtung der gewünschten Ge- Darauf wird das Plastisol dem magnetischen Wechstalt und Form zu erzeugen. Diese Verfahren selfeld unterworfen, bis es geschmolzen ist, und anmachen es erforderlich, den Verschluß (beispielsweise 30 schließend gekühlt. Bei dieser Arbeitsweise ist für in einem Ofen) zu erhitzen, um das Plastisol zu er- die Erzeugung einer Dichtung kein eigener Forweichen und zu gelieren, was zwar bei Verwendung mungsschritt erforderlich, da ein geeignetes Dichvon metallenen Verschlußkappen ohne weiteres in tungsprofil bereits durch das Rotieren erhalten wird, befriedigender Weise durchführbar ist, jedoch bei Gemäß einer anderen Arbeitsweise wird das ther-Behälterverschlüssen aus Kunststoff zu einer starken 35 moplastische Dichtungsmaterial in irgendeiner gün-Verformung oder sogar Zersetzung des Kunststoff- stigen Form in den Behälterverschluß eingegeben, materials führen kann. z. B. in Form eines Plastisols oder einer vorgeform-

Ähnliche Probleme treten bei anderen Verfahren ten festen Tablette oder Einlage, worauf man mittels

auf, die für die Erzeugung von Dichtungen in Be- des rasch wechselnden Magnetfeldes erhitzt und an-

hälterverschlüssen vorgeschlagen worden sind. Ein 40 schließend eine Dichtung des gewünschten Profils

derartiges Verfahren ist in der britischen Patent- durch Verformung herstellt

schrift 1112 023 beschrieben und besteht darin, Das erfindungsgemäß angewandte Erhitzungsverdaß man einen scheibenförmigen Zuschnitt oder eine fahren ist an sich als magnetische Induktionserhitzung Tablette aus Dichtungsmaterial in den Behälterver- bekannt. Es hat unter anderem bereits zur Verschluß einbringt, den Verschluß und das Dichtungs- 45 schweißung von Kunststoffen Anwendung gefunden, material auf eine Temperatur erhitzt, bei der letzte- Das magnetische Wechselfeld hat zwei hervortretende res sowohl an der Innenseite des Verschlusses haftet Wirkungen, die beide zu einem Erhitzen des ferroals auch für die Formung genügend weich wird, magnetischen oder elektrisch leitenden Materials worauf die Dichtung durch einen Stempel bei niedri- und der damit in Berührung stehenden Dichtungsgerer Temperatur geformt wird. Dieses Verfahren ist 50 masse führen. Diese Wirkungen sind bei Anwendung herkömmlicher Heizverfahren, z. B. . , . .. . , ... , , Erhitzen in einem Ofen oder mit Infrarotstrahlung, ^a> ^d*^{s Au}f^{treten von ras}^en Änderungen m dem aus den oben angegebenen Gründen für Behälter- MagnetKierungszustand des ferromagnetischen verschlüsse aus Kunststoff wesentlich weniger geeig- Materials, die von einem Hystereseeffekt beglei-

net als für Verschlüsse aus Metall. 55 ._λ ]· ^ _nr . ,,.. . , ,,

T^T-cj l-tju lu j-Afu α b) die Erzeugung von Wirbelstromen m dem elek-

Der Erfindung hegt deshalb die Aufgabe zugrunde, > leitenden Material

ein Verfahren zu entwickeln, mit dessen Hilfe unter ^{tnsch Ieitenden} Material.

Erhitzen des Dichtungsmaterials Dichtungen in Gemäß Erfindung wird entweder von einem oder

Kunststoff-Behälterverschlüssen schnell und exakt beiden vorgenannten Effekten Gebrauch gemacht,

erzeugt werden können, ohne daß dabei die Tempe- 60 Keiner dieser beiden Effekte tritt bei üblichen ther-

ratur der Behälterverschlüsse selbst so stark ansteigt, moplastischen oder duroplastischen Massen auf, so

daß die Gefahr einer merklichen Verformung oder daß in dem mit der Dichtung zu versehenden Behäl-

Zersetzung der letzteren besteht. terverschluß aus Kunststoff praktisch keine Hitze

Diese Aufgabe wird gemäß der EÄdtfflg dadurch direkt erzeugt wird. Wenn das Erhitzen längere Zeit

gelöst, daß dem Dichtungsmaterial induktive, etefe- 65 fortgesetzt wird, dann erwärmen sich selbstverständ-

trisch leitende und/oder ferromagnetische Stoffe bei- Hch auch die Behälterverschlüsse aus Kunststoff

gemischt werdeo Oder daß eine dünne Schicht aus durch den Wärmeübergang von der Dichtungsmasse

induktiven Material zwischen das Dichtungs- oder der dünnen zwischengeschobenen Schicht aus

ferromagnetischem oder elektrisch leitendem Material, doch wird in der Praxis das Erhitzen sorgfältig überwacht und reguliert, so daß eine Beschädigung der Behälterverschlüsse aus Kunststoff vermieden wird.

Die Erhitzung kann automatisch geregelt werden, indem man ein ferromagnetisches Material verwendet, das elektrisch nicht leitend ist oder das auf Grund seiner äußeren Gestalt mindestens in einer Richtung ausreichend dünn ist, so daß die Bildung von Wirbelströmen ganz verhindert oder auf ein sehr geringes Ausmaß beschränkt wird. In diesem Fall wird praktisch die gesamte Hitze durch die magnetischen Änderungen erzeugt, welche fast vollständig aufhören, wenn der Curie-Punkt des ferromagnetischen Materials erreicht wird, so daß auf diese Weise die angewendete Temperatur positiv begrenzt wird. Eine noch genauere Regelung dieser Art kann erzielt werden, wenn man ein Material verwendet, dessen einmal verlorene ferromagnetische Eigenschaften nicht wieder auftreten, bis die Temperatur nicht weit unter den Curie-Punkt abgesunken ist; solche Materialien sind bekannt, z. B. bestimmte Manganlegierungen wie Nickelmanganlegierungen mit einem Gehalt bis zu etwa 15«/o Mangan.

Wenn eine Temperaturkontrolle bei Verwendung eines sowohl ferromagnetischen als auch elektrisch leitenden Materials auf diese Weise erreicht werden soll, z. B. bei Verwendung von Eisen oder Eisenlegierungen, dann sollten diese entweder in sehr feinverteilter Form oder in Form sehr dünner Folie oder Drähte od. dgl. vorliegen. Geeignete Teilchengrößen oder Abmessungen lassen sich für jedes bestimmte Material leicht bestimmen; vorzugsweise liegen sie innerhalb der unten angegebenen Bereiche.

Manchmal kann die Überlegung vorherrschen, daß die Erhitzungsgeschwindigkeit wichtiger ist als die mit Hilfe der oben beschriebenen, den Curie-Punkt ausnutzenden Arbeitsweise erreichte automatische Temperaturkontrolle, so daß es in derartigen Fällen bevorzugt sein wird, ein induktives Material mit solchen Eigenschaften und Abmessungen zu verwenden, daß die Hitze sowohl durch den magnetischen Hystereseverlust als auch durch die Bildung von Wirbelströmen erzeugt wird. Da die Herstellung von Dichtungen in Behälterverschlüssen in hohem Maß ein sich ständig wiederholendes Verfahren ist, kann die jeweils erreichte Temperatur leicht eingestellt werden, indem man — erforderlichenfalls nach Durchführung routinemäßiger Proben — die Arbeitsbedingungen sorgfältig wählt, wozu die Energie und die Frequenz des magnetischen Wechselfeldes, der Abstand der Behälterverschlüsse von der Spule oder sonstigen das Magnetfeld erzeugenden Vorrichtung und die Zeitdauer, während der der Behälterverschluß dem Magnetfeld ausgesetzt wird, gehören.

Die Erfindung ist hinsichtlich der Art des verwendeten ferromagnetischen und/oder elektrisch leitenden (induktiven) Materials nicht beschränkt, obwohl natürlich für die praktische Anwendung bestimmte Stoffe wirksamer, bequemer zu verarbeiten oder aus wirtschaftlichen Gründen günstiger sind als andere. Es ist deutlich, daß das induktive Material durch die Dichtungsmasse oder irgendwelche Bestandteile derselben nicht aufgelöst oder in unerwünschter Weise chemisch verändert werden sollte und daß es weiterhin nicht derart sein darf, daß seine Anwesenheit in dem fertigen Behälterverschluß im Hinblick auf den vorgesehenen Einsatzzweck unerwünscht ist. Wenn beispielsweise der Behälterdeckel für einen Lebensmittelbehälter Verwendung finden soll, dann darf er keinen nachteiligen Einfluß auf das Lebensmittel haben und darf insbesondere nicht toxisch sein. Normalerweise wird natürlich das ferromagnetische oder elektrisch leitende Material durch die Einbettung in die Dichtungsmasse weitgehend vor einer Berührung mit dem Behälterinhalt geschützt. Unter Beachtung dieser selbstverständlichen Voraussetzungen können metallische oder nicht metallische Elemente, Legierungen oder anorganische oder organische Verbindungen mit den erforderlichen magnetischen oder elektrischen Eigenschaften Verwendung finden, wenn sie in einer geeigneten Form erhalten werden können. Bevorzugte Beispiele geeigneter induktiver Stoffe sind

a) unter sowohl ferromagnetischen als auch elektrisch leitenden Stoffen Eisen, Nickel, Kobalt und ferromagnetische Legierungen von Eisen mit Nickel, Nickel mit Chrom und Nickel mit Mangan,

b) unter elektrisch leitenden, aber nicht ferromagnetischen Stoffen Kupfer, Silber, Gold, Kohlenstoff, Graphit, Aluminium und Silicium sowie Legierungen zweier oder mehrerer dieser Elemente, z. B. aus Aluminium und Silicium,

c) unter den ferromagnetischen, elektrisch nichtleitenden Stoffen Bariumferrit.

Eisen ist einer der billigsten induktiven Stoffe und steht in den verschiedensten Teilchengrößen zur Verfügung. Die Verwendung von Eisenteilchen hat jedoch die folgenden Nachteile:

1. Es kann eine Korrosion der Eisenteilchen in der Dichtung stattfinden, wenn die Dichtung längere Zeit mit einer wäßrigen Flüssigkeit oder mit Wasserdampf in Berührung kommt; dieser Nachteil ist selbstverständlich besonders schwerwiegend, wenn die Dichtung als Verschluß für einen Behälter Verwendung findet, der Lebensmittel oder Getränke enthält.

2. Eisen besitzt ein verhältnismäßig hohes spezifisches Gewicht, so daß Eisenteilchen dazu neigen, in einem Plastisol nach unten zu sinken und sich abzusetzen. Die Verteilung der Teilchen kann deshalb so ungleichmäßig sein, daß eine örtliche Überhitzung stattfindet, die zu einer Zersetzung des Plastisols oder des Kunststoffbehälterdeckels führen kann. Zur Vermeidung des Absetzens der Teilchen könnte ein Plastisol höherer Viskosität verwendet werden, doch erfordert dies wiederum die Anwendung höherer Drücke zum Einspritzen des Plastisols.

3. Die Härte der Eisenteilchen verursacht eine Abnutzung an dem Pressewerkzeug und den anderen Verarbeitungsvorrichtungen.

4. Eisen katalysiert die Zersetzung von Polyvinylchlorid, das meist ak Dichtungsmasse Verwendung findet.

Die Nachteile 2 bis 4 gelten auch für Kupferteilchen und die Nachteile 3 und 4 für Teilchen aus Nickeleisenlegierungen. Teilchen aus Nickeleisen- «5 legierungen korrodieren in wäßrigen Medien ebenfalls, wenn auch langsamer als Eisen. Nickeleisenlegierungen mit einem Gehalt von mehr als 5 Gewichtsprozent Nickel sind verhältnismäßig teuer,

5 6

wenngleich bei ihnen die Korrosionsgefahr gerin- 70 Gewichtsprozent betragen. Bei Einbettung von

ger ist. Teilchen aus Eisen, Kupfer oder Eisenlegierungen,

Aluminiumteilchen werden bevorzugt, da sie von z. B. Legierungen mit Nickel und/oder Chrom in

den Nachteilen 1 bis 4 frei sind. Obwohl Aluminium einem Plastisol, liegt die Konzentration der Teilchen

teurer als Eisen ist, kann auf Grund der niedrigeren 5 in dem Plastisol günstigerweise bei bis zu 60, vor-

Dichte eine kleinere Gewichtsmenge an Teilchen zugsweise 40 bis 60 Gewichtsprozent. Bei Verwen-

Verwendung finden. Es wurde gefunden, daß Plasti- dung von Aluminiumteilchen liegt der bevorzugte

sole mit einem Gehalt von 20 bis 60 Gewichtsprozent Bereich bei bis zu 60, vorzugsweise bei 20 bis 60 Ge-

an Aluminiumteilchen einer Teilchengröße von 45 wichtsprozent. Es wurde gefunden, daß in den be-

bis 150 Mikron in weniger als 10 Sekunden zum io vorzugten Bereichen liegende Teilchenkonzentratio-

Fluxen gebracht werden können und befriedigende nen zu kurzen Schmelztemperaturen führen und es

Dichtungen ergeben. im allgemeinen erlauben, die Dichtungen unter Ver-

Ruß und Graphit sind nicht die bevorzugtesten Wendung herkömmlicher Vorrichtungen zu erzeugen,

induktiven Stoffe für die Zugabe zu Piastisolen, da Neben den leitenden Teilchen kann das Dich-

die Konzentration an Kohlenstoff in dem Plastisol 15 tungsmaterial verschiedene andere Zusätze, wie Sta-

für ein schnelles Erhitzen hoch sein muß und die bilisierungsmittel (insbesondere bei Massen mit einem

Viskosität des Plastisols dann sehr hoch ist, so daß Gehalt an Polyvinylchlorid oder einem anderen

verhältnimäßig hohe Drücke zur schnellen Ein- chlorhaltigen Harz), Weichmacher wie Dioctyl-

spritzung derartiger Piastisole erforderlich sind. phthalat oder Dinonylphthalat, Füllstoffe und Pig-

Für die Erzielung optimaler Ergebnisse ist die 20 mente enthalten. Das für die Dichtungsmasse ver-

Teilchengröße der induktiven Stoffe wichtig. Die wendete Polymere kann selbst thermoplastisch sein

Teilchengröße kann im allgemeinen zwischen 30 und oder durch Zugabe eines Weichmachers in den ther-

850 Mikron betragen und liegt vorzugsweise zwischen moplastischen Zustand überführt sein. Weichgestell-

45 und 150 Mikron. Teilchen von mehr als 150 Mi- tes Polyvinylchlorid ist bevorzugt; andere Polymere,

krön ermöglichen eine verhältnismäßig schnelle Er- 25 z. B. Mischpolymere von Vinylchlorid mit Vinyl-

hitzung des Dichtungsmaterials, doch weisen die so acetaten oder Mischpolymere aus Vinylchlorid oder

erhaltenen Dichtungen in einigen Fällen eine rauhe, Vinylacetat mit anderen äthylenisch ungesättigten

körnige Oberfläche auf. Darüber hinaus besteht die Monomeren, können, gegebenenfalls unter Zusatz

Gefahr örtlicher Überhitzungen, die zu einer Zer- von Weichmachern, Verwendung finden,

setzung der Dichtungsmasse führen können. Teilchen 30 Zwar kann das beim erfindungsgemäßen Verfah-

von weniger als 45 Mikron können jedoch Verwen- ren Verwendung findende Plastisol oder andere

dung finden. Wenn es erwünscht ist, die Bildung der Dichtungsmaterial gewünschtenfalls ein wärmeakti-

oben beschriebenen Wirbelströme zu unterdrücken, vierbares Blähmittel enthalten, so daß geschäumte

dann sollte die Teilchengröße oder die Dicke einer Dichtungen entstehen, doch wurde gefunden, daß

dünnen Folie aus dem leitenden Material so sein, 35 eine sehr sorgfältige Überwachung des Verfahrens

daß sich die effektiven Stromwege überlappen, was zu erforderlich ist, um geschäumte Dichtungen befrie-

einer vollständigen oder fast vollständigen Aus- digender Qualität zu erzeugen, so daß das erfin-

löschung führt. Der genaue Punkt, bei dem dies ein- dungsgemäße Verfahren vorzugsweise zur Herstel-

zutreten beginnt, hängt von der effektiven Strom- lung ungeschäumter Dichtungen Anwendung findet,

durchdringungstiefe in den Teilchen ab, die ihrerseits 40 Darüber hinaus ist es möglich, dem Dichtungsmate-

von der Frequenz, dem Widerstand und der Durch- rial ein wärmeaktivierbares Vernetzungsmittel zuzu-

lässigkeit des Stoffes sowie weiterhin von äußeren setzen.

Faktoren, wie der Temperatur, der Feldstärke usw., Im allgemeinen ist es günstig, den Behälterver-

abhängt. Als allgemeine Richtschnur kann gelten, schluß aus Kunststoff vor dem Einbringen des Dich-

daß die Obergrenze für die Teilchengröße oder die 45 tungsmaterials mit einem Haftgrund bzw. einer

Foliendicke in diesem Fall etwa 75 Mikron betragen Grundierung zu versehen, um die Haftung der Dich-

kann. Selbstverständlich ist bei Verwendung einer tung zu verbessern; geeignet ist für Behälterver-

Verbindung wie Bariumferrit eine derartige Begren- Schlüsse aus duroplastischen Kunststoffen beispiels-

zung der Teilchengröße nicht mehr erforderlich. weise ein Lacküberzug auf Basis eines Polymethyl-

Das Gewichtsverhältnis von induktivem Stoff 5° methacrylats. In mit Gewinde versehene Kunststoffinnerhalb des Behälterverschlusses zu Dichtungs- behälterdeckel kann jedoch häufig eine vollständige material kann innerhalb eines großen Bereiches Auskleidung eingebracht werden, ohne daß ein derschwanken, d. h. von 0,2 :1 bis 2:1, zum Teil ab- artiger Haftgrund erforderlich ist.
hängig von den Eigenschaften des induktiven Mate- Die für die magnetische Induktionsheizung übrials. Wenn alle anderen Faktoren gleich sind, dann 55 licherweise verwendeten Energiequellen arbeiten mit ist die Erhitzungsgeschwindigkeit um so größer, je einer Frequenz zwischen 0,5 und 50 Megahertz; diese höher das genannte Verhältnis liegt, so daß ein hohes Frequenzen können beim erfindungsgemäßen VerVerhältnis vom Standpunkt einer wirtschaftlichen fahren Anwendung finden, wobei 15 bis 30 Mega-Verfahrensführung bevorzugt ist, wobei jedoch die hertz bevorzugt sind. Jede Energiequelle mit ausEinschränkungen beachtet werden müssen, die auf 60 reichender Leistung von z. B. 0,1 bis 30 Kilowatt dem Einfluß des induktiven Materials auf die sonsti- kann Verwendung finden, wobei Leistungen von gen Eigenschaften des Dichtungsmaterials beruhen. mindestens 2, z. B. 2 bis 5 Kilowatt bevorzugt sind. Das zur Erzeugung eines bestimmten Effektes erfor- Bei derartigen Leistungen liegt die Erhitzungsdauer derliche Gewichtsverhältnis wird zu einem gewissen bei 2 Minuten oder darunter und beträgt normaler-Ausmaß abhängig von der Art des induktiven Stoffes 65 weise wenige Sekunden,
und seiner Verteilung schwanken. Die Erfindung wird an Hand mehrerer Ausfüh-

Im allgemeinen sollte die Konzentration an induk- rungsbeispiele näher erläutert. Es zeigt

tiven Teilchen in dem Dichtungsmaterial bis zu Fig. 1 eine schematische Darstellung einer mög-

lichen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens,

F i g. 2 einen Schnitt durch einen Kunststoffbehälterverschluß mit einem darin befindlichen Plastisol, das einen bestimmten ferromagnetischen Stoff enthält, vor der Erhitzung,

F i g. 3 einen Schnitt durch einen Kunststoffbehälterverschluß anderer Gestalt mit einer ähnlichen Plastisoleinlage, wobei sich der Verschluß innerhalb einer zylindrischen Spule befindet, von der das magnetische Wechselfeld ausgeht,

F i g. 4 einen Schnitt durch einen Kunststoflbehälterverschluß ähnlich F i g. 2, in dem sich jedoch eine Schicht aus einem elektrisch leitenden Material, z. B. Graphit, befindet, auf die ein herkömmliches Plastisol aufgebracht ist, das keinen ferromagnetischen oder elektrischleitenden Stoff enthält,

F i g. 5 einen Schnitt durch einen Kunststoffbehälterverschluß ähnlich der F i g. 4 über einer Flachspule,

F i g. 6 eine schematische Darstellung einer anderen geeigneten Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.

Die in F i g. 1 dargestellte Vorrichtung besteht aus einem Generator 1, z. B. mit einer Nennleistung von 5 Kilowatt und einer Betriebsfrequenz von 27,12 Megahertz, der mit einer Stromquelle 2 verbunden ist und die Arbeitsspule 4 speist. Der Generator ist mit einer veränderlichen Kapazität ausgestattet, so daß er mit der Arbeitsspule in Resonanz gebracht werden kann. Weiterhin ist mit dem Generator eine Zeitsteuerungsvorrichtung 3 verbunden, mit deren Hilfe die Perioden eingestellt werden können, während der der Arbeitsspule 4 Energie zugeführt wird. Die Arbeitsspule und deren unmittelbare Umgebung ist mit einer Kühlvorrichtung versehen, vorzugsweise mit einem geschlossenen Kreislaufsystem 5, in dem destilliertes Wasser als Kühlflüssigkeit verwendet wird. Destilliertes Wasser ist bevorzugt, da weniger reines Wasser zu größeren Energieverlusten in dem Heizsystem führt und selbst so stark erhitzt werden kann, daß die Kühlwirkung vermindert oder aufgehoben wird. Eine bekannte Transportvorrichtung 6 für die Behälterverschlüsse mit der Dichtungsmasse dient dazu, die Behälterverschlüsse in die Arbeitsspule einzuführen und sie anschließend weiterzutransportieren.

Die F i g. 2 bis 5 sind aus sich selbst heraus verständlich, so daß keine weitere Erläuterung erforderlich erscheint.

Bei der in F i g. 6 dargestellten Vorrichtung werden die Behälterverschlüsse auf einem Förderband 11 über eine längliche Arbeitsspule 12 geführt, die in F i g. 6 b im Schnitt gezeigt ist. Diese Vorrichtung ist für kontinuierlichen Betrieb geeignet, bei dem eine Anzahl von Behälterverschlüssen gleichzeitig erhitzt wird; sie eignet sich besonders für die wirtschaftliche Serienfertigung. Die jeweils der Dichtungsmasse in jedem Verschluß zugeführte Wärmemenge kann durch Verändern der Leistungsabgabe des verwendeten Generators, der Geschwindigkeit des Förderbandes und/oder des Abstandes des Förderbandes von der Arbeitsspule geregelt werden. Beim Fördern der Verschlüsse über eine längliche Spule kann es

ίο manchmal wünschenswert sein, die Verschlüsse gleichzeitig auch rotieren zu lassen, um eine mögliche Heterogenität des Magnetfeldes auszugleichen.

Es sei darauf hingewiesen, daß unabhängig von der Art der verwendeten Vorrichtung die Anwesenheit von Metallen oder anderen ferromagnetischen elektrisch leitenden Stoffen in der Umgebung der Arbeitsspule vermieden werden sollte, da diese selbst bei Betrieb der Vorrichtung erhitzt werden würden. Ferner ist deutlich, daß die Erfindung nicht auf die oben erläuterten Vorrichtungen oder bestimmte Einzelheiten derselben beschränkt ist; beispielsweise können Arbeitsspulen verschiedener Gestalt sowie verschiedene Fördervorrichtungen Verwendung finden. Zur weiteren Erläuterung der Erfindung sollen die folgenden Beispiele dienen, in denen sich alle Angaben in »Teilen« auf das Gewicht beziehen.

Beispiel 1
Es wurde eine Plastisolmasse aus

100 Teilen Polyvinylchlorid,

70 Teilen Diisooctylphthalat und
5 Teilen epoxydiertem Sojabohnenöl

hergestellt.

50 Gewichtsprozent der verschiedenen unten beschriebenen induktiven Stoffe wurden Anteilen der obigen Plastisolmasse zugemischt. Harnstoff-Formaldehyd-Harz-Behälterverschlüsse von 25 mm Durchmesser wurden mit jeweils 0,5 g der Masse unter Verwendung einer Spritzvorrichtung auf einem Drehtisch ausgekleidet.

Die Auskleidungen wurden in einer Zylinderspule mit zwei Windungen zum Erweichen gebracht, die an die Ausgänge eines 5-kW-Induktionsgenerators angeschlossen war, der bei 27,12 Megahertz arbeitete. In jedem Fall wurde ein Anodenstrom von 0,5 A verwendet. Die jeweils zum Schmelzen des Plastisols erforderliche Zeit wurde bestimmt und wie folgt bewertet:

Zeit bis zum Erweichen

0 bis 5 Sekunden ....

5 bis 15 Sekunden ....

mehr als 15 Sekunden

Bewertung

schnelles Erweichen
mittelschnelles Erweichen langsames Erweichen

Die folgenden Stoffe ergeben ein schnelles Erweichen:

Induktiver Stoff

Hersteller

Teilchengröße

Eisenschwammpulver (P 40/100)

Eisenpulver (W 40 : 24)

Pulver aus mit Kupfer durchsetztem Eisen

(Pre-filtron 4) mit einem Gehalt von 93,96 % Eisen, 4,87 °/o Kupfer sowie Spuren Kohlenstoff, Schwefel und Phosphor

J. J. Makin

Powder Metallurgy Ltd.

Pfizer Minerals,

Pigments & Metals Division

425 Mikron bis Staub
425 Mikron bis Staub

95,8% unterhalb von
150 Mikron

109 533/322

Fortsetzung der Tabelle

10

Induktiver Stoff	Hersteller	Teilchengröße
»Pre-filtron 12« mit einem Gehalt von 87,9% Eisen,	Pfizer Minerals,	93,7% unterhalb von
ll,9°/o Kupfer und Spuren Kohlenstoff, Schwefel	Pigments & Metals Division	150 Mikron
und Phosphor
»Pre-filtron 22« mit einem Gehalt von 76,9 °/o Eisen,	Pfizer Minerals,	93,5% unterhalb von
22,22 % Kupfer und Spuren Kohlenstoff, Schwefel	Pigments & Metals Division	150 Mikron
und Phosphor
Pulver aus einer Aluminium-Silicium-Legierung mit	Ronald Britton Ltd.	150 Mikron bis Staub
einem Gehalt von 12 bis 13% Silicium
Eisenpulver (»Armco«)	Federal Mogul, Division of	Zwischen
	Federal Mogul-Bower Inc.	500 und 75 Mikron
Pulver aus einer Nickeleisenlegierung mit einem	Federal Mogul	500 Mikron bis Staub
Nickelgehalt von 35%
Atomisiertes Aluminiumpulver	Dohm Industries Ltd.	125 Mikron
		bis 53 Mikron
Eisenpulver (W 100 : 25)	Powder Metallurgy Ltd.	150 Mikron bis Staub
Pulver aus einer Nickeleisenlegierung mit einem	J. J. Makin	150 Mikron bis Staub
Nickelgehalt von 5%

Die folgenden Stoffe führten zu einer mittelschnellen	Erweichung:	Teilchengröße
Induktiver Stoff	Hersteller	400 Mikron bis Staub 400 Mikron bis Staub 125 Mikron bis Staub 53 Mikron bis Staub
Atomisiertes Kupferpulver Elektrolytisches Kupferpulver Granuliertes Aluminiumpulver Eisenschwammpulver	Ronald Britton Ltd. Ronald Britton Ltd. Ronald Britton Ltd. J. J. Makin

Die folgenden Stoffe gehören zu der Gruppe, die zu einer langsamen Erweichung führt:

Induktiver Stoff	Hersteller	Teilchengröße
Pulver aus einer Aluminium-Zink-Legierung mit	Ronald Britton Ltd.	60 Mikron bis Staub
einem Aluminiumgehalt von 35%
Antimonpulver	Ronald Britton	150 Mikron bis Staub
Granuliertes Zinkpulver	Ronald Britton	150 Mikron bis Staub
Standard Aluminiumpulver (Nr. 123 - Flake)	Ronald Britton
Pulver aus einer Zinn-Blei-Lötlegierung mit einem	Ronald Britton	60 Mikron bis Staub
Zinngehalt von 50%
Pulver aus einer Aluminium-Magnesium-Legierung	Ronald Britton	60 Mikron bis Staub
mit einem Aluminiumgehalt von 90%
Rostfreies Stahlpulver in Flockenform	Ronald Britton	53 Mikron bis Staub

Die nach diesem Beispiel erhaltenen Auskleidungen besaßen ein zufriedenstellendes Aussehen, ausgenommen diejenigen, die Eisenschwammpulver (P 40/100), Eisenpulver (Armco), Nickeleisenpulver (Federal Mogul) und Eisenpulver (W 40:24) enthielten, da diese Stoffe auf Grund der großen Teilchengröße zu einer rauhen Oberfläche führten.

Beispiel 2

Das Beispiel dient der Veranschaulichung des Einflusses der Teilchengröße auf die bis zur Erweichung erforderliche Zeit.

Eisenpulver (W 100:25) der Firma Powder Metallurgy Ltd. wurde durch Sieben in vier Fraktionen unterschiedlicher Teilchengröße aufgetrennt. Die Teilchen dieser vier Fraktionen wurden anschließend mit gleichen Gewichtsmengen der folgenden Plastisol-

masse zu einer Dichtungsmasse verarbeitet:

Polyvinylchlorid (Corvic P 65/64) ... 100 Teile

Diisooctylphthalat 72 Teile

epoxydiertes Sojabohnenöl 8 Teile

Behälterverschlüsse von 25 mm Durchmesser aus Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharz wurden mit 1 g der vier zu vergleichenden Massen ausgekleidet. Anschließend wurden die Auskleidungen in einer Walzenspule mit zwei Wicklungen zum Erweichen erhitzt, wobei die Spule mit dem Ausgang eines 5-kW-Induktionsgenerators verbunden war, der mit 27,12 Megahertz arbeitete. In jedem Fall fand ein Anodenstrom von 0,4 A Anwendung. Die bis zum beginnenden Erweichen bei jeder Masse erforderliche Zeit wurde bestimmt; es wurden dabei die folgenden Ergebnisse erhalten:

Teilchengröße	Zeit bis zum Erweichen
105 bis 150 Mikron 75 bis 105 Mikron 53 bis 75 Mikron weniger als 45 Mikron	4 Sekunden 7 Sekunden 8 Sekunden 11 Sekunden

Beispiel 3

Es wurden Versuche durchgeführt, um die bis zum Erweichen erforderliche Zeit zu bestimmen, wenn man verschiedene induktive Stoffe der gleichen Teilchengrößenverteilung einsetzt. Proben eines Eisenpulvers (W 100:25 der Powder Metallurgy Ltd.), eines Nickeleisenlegierungspulvers mit einem Nickelgehalt von 5% (J. J. Makin), eines atomisierten Kupferpulvers, eines granulierten Aluminiumpulvers und eines Aluminium-Silicium-Legierungspulvers mit einem Aluminiumgehalt von 87% (die drei letztgenannten Produkte von der Ronald Britton Ltd.) wurden gesiebt, und für den folgenden Versuch wurde jeweils die Fraktion mit einer Teilchengröße zwischen 75 und 105 Mikron verwendet. Es wurden zwei Versuchsreihen durchgeführt, wobei in einem Fall eine konstante Menge von 50 Gewichtsprozent dieser Stoffe Verwendung fand, während im anderen Fall ein konstantes Volumen entsprechend 50 Gewichtsprozent des Eisenpulvers (W 100:25) eingesetzt wurde. Die induktiven Stoffe wurden jeweils dem Plastisol des Beispiels 7 zugesetzt, so daß Zusammensetzungen mit dem angegebenen Prozentgehalt an induktivem Material erhalten wurden.

Behälterverschlußkappen aus Harnstoff-Formaldehyd-Kunstharz mit einem Durchmesser von 25 mm wurden jeweils mit 1 g der Masse ausgekleidet, worauf die Auskleidungen wie in den vorhergehenden Beispielen zum Erweichen erhitzt wurden. Es wurden die folgenden Ergebnisse erhalten:

Bei konstanter Masse betrug die Erhitzungsdauer bis zur Beendigung des Erweichens für die Aluminium-Silicium-Legierung zwischen 3 und 4 Sekunden, für das Kupfer ungefähr 7,5 Sekunden und für das Eisen sowie die Eisennickellegierung jeweils etwa 8 Sekunden.

Bei konstantem Volumen betrug die Erhitzungsdauer bis zur Beendigung der Erweichung für das Aluminium 6 Sekunden, für die Aluminium-Silicium-Legierung 7 Sekunden, für das Kupfer 8 Sekunden, für das Eisen 9 Sekunden und für die Nickeleisenlegierung 12 Sekunden.

Claims

Patentansprüche: 5

1. Verfahren zum Erzeugen von Dichtungen in Kunststoffbehälterverschlüssen, bei welchem ein thermoplastisches Dichtungsmaterial in den Behälterverschluß eingebracht, erhitzt und in eine Dichtung des gewünschten Profils geformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß dem Dichtungsmaterial induktive, elektrisch leitende und/oder ferromagnetische Stoffe beigemischt werden oder daß eine dünne Schicht aus einem induktiven Material zwischen das Dichtungsmaterial und die Innenfläche des Behälterverschlusses gebracht wird und anschließend das Erhitzen des Dichtungsmaterials in dem Behälterverschluß durch ein rasch wechselndes Magnetfeld erfolgt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Dichtungsmaterial ein Plastisol verwendet wird, das 20 bis 60 Gewichtsprozent f einteiliges Aluminium oder 40 bis 60 Gewichtsprozent Teilchen aus Eisen, Kupfer oder einer eisen- oder nickelhaltigen Legierung enthält.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Dichtungsmaterial in dem rasch wechselnden Magnetfeld bis zu einem weichen Zustand erhitzt und dann zur Dichtung geformt wird.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein induktives Material verwendet wird, das sowohl ferromagnetisch als auch elektrisch leitend ist.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß als induktives Material Eisen oder eine Eisen und Nickel enthaltende Legierung verwendet wird.

6. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß ein induktives Material verwendet wird, das elektrisch leitend, jedoch nicht ferromagnetisch ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß als induktives Material Aluminium oder Kupfer verwendet wird.

8. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein induktives Material mit einer Teilchengröße von 45 bis 150 μΐη verwendet wird.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen