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Verschluß für Öffnungen, insbesondere in Blechdosen Die Erfindung
betrifft einen Verschluß für mindestens eine Öffnung, die aus einem1 insbesondere
für die Verwendung als Dosendeckel geeigneten Blechstück herausgeschnitten wurde.
Die Erfindung befaßt sich mit Öffnungen von Dosen oder ähnlichen Gefäßen und insbesondere
mit Dosen, deren Öffnungen verschlossen worden sind.
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Im Bezug auf ihre Bauart können Dosen in zwei Gruppen eingeteilt werden,
von denen in der ersten Gruppe die aus zwei Teilen und in der zweiten Gruppe die
aus drei Teilen gefertigten Dosen enthalten sind. Bei der zweiteiligen Konstruktion
dient eine Dosenöffnung als Abschluß des Dosenkörpers, der durch Verformung eines
Blechstückes gebildet wurde. Bei dem dreiteiligen Aufbau wird zunächst aus Blech
ein Zylinder gebildet, der an einem Ende einen Hersteller-Verschluß und am anderen
Ende eine Dosenöffnung aufweist, die nach dem Füllen der Dose als Verschluß dient.
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Zum Entleeren müssen die Dosen danach geöffnet werden.
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Dosen werden gewöhnlich mit Hilfe eines Schneidwerkzeuges geöffnet,
das im wesentlichen parallel zum Rand der Dose den Dosendeckel aufschneidet. Vor
kurzem wurden Dosen erdacht, deren ein- oder mehrlöchige Öffnung mit einer Aluminiumfolie
überzogen ist, wobei diese Folie am Dosenende mit einem geeigneten Kleber befestigt
ist. Aluminium wird jedoch von sehr vielen Stoffen leicht zerstört bzw. angegriffen,
so daß es als Fortschritt empfunden würde, wenn die genannten Verschlüsse aus einem
unempfindlicheren Material hergestellt werden könnten Es ergibt sich daraus die
Aufgabe, Dosen oder dosenartige Gefäße mit mindestens einer Öffnung durch ein im
wesentlichen unempfindliches, indifferentes Material zu verschließen, das insbesondere
die bei der Sterilisierung auftretenden Belastungen ohne weiteres verträgt.
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Diese Aufgabe wird durch einen erfindungsgemäßen Verschluß für Öffnungen
gelöst, die aus dem Deckel einer Blechdose herausgeschnitten wurden. Die Öffnungen
werden dabei von außen durch ein Material aus Polyamiden mit einem Schmelzpunkt
von mindestens 1550C verschlossen, wobei dieses Material mindestens auch den die
Öffnung umgegebenden Deckelabschnitt überdecken und dort mit einem Kleber festgeklebt
werden, der beim Sterilisieren von Speisen oder Getränken auftretenden Temperaturen
und Drucken standhält; dabei ist daran gedacht, daß dieser Verschluß für Dosen verwendet
wird, in denen Speisen oder Getränke gelagert werden sollen.
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Die Erfindung bezieht sich auf den Aufbau eines Dosenabschlussen,
der gewöhnlich als Dosendeckel bezeichnet wird. Dieser Deckel besteht aus zwei Teilen,
nämlich
dem eigentlichen Deckelkörper und dem peripheren Randabschnitt.
Beim Ausschneiden eines Blechstückes, das danach zu einem Dosendeckel geformt wird,
wird vorzugsweise gleichzeitig ein weiterer Shneidvorgang ausgeführt, bei dem das
Loch bzw. die Locher aus dem Deckel körper herausgeschnitten werden.
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Es ist am bequemsten, den Kleber vor dem Schneiden und Formen auf
das Blechstück aufzubringen. Das Arbeiten mit einem Kleber ist schon deshalb notwendig,
um eine genügende Haftung zwischen den Polyamiden und der Me-Metallfläche sicherzustellen.
Eine Kleber-Lösung kann dann auf die Metallfläche aufgebracht werden, etwa in der
Form eines endlosen Bandes, eines quer über die Metallfläche laufenden Bandes oder
in aufeinander ausgerichteten voneinander getrennten und über die Fläche verteilten
Bereichen. Viele verschiedenartige Kleberkönnen für diesen Zweck verwendet werden,
die gewöhnlich aus verzweigten Polymeren bestehen, die durch Wechselwirkung von
zwei oder mehreren Polymeren erhalten werden, wobei jedes von diesen mindestens
zwei miteinander reagierende Gruppen enthält, oder die durch Wechselwirkung eines
reaktionsfähige Gruppen enthaltenden Polymers mit einem mindestens zwei reaktionsfähige
Gruppen im Molekül enthaltenden Monomer erhalten werden. So kann ein Polymer mit
Hydroxylgruppen und ein zweites Polymer mit Hydroxylgruppen oder ätherisierten Hydroxylgruppen
verwendet werden, Wobei die beiden bei höheren Temperaturen reagierten. Andererseits
kann ein Polymer, das reaktionsfähige Wasserstoffatome in Hydroxyl-Carboxyl-oder
Aminogruppen enthält, mit einem di-Isocyanat oder di-Isothiocyanat in Reaktion gebracht
werden: wenn zur Reaktion mit allen reaktionsfähigen Wasserstoffatomen, die in dem
benutzten Polymer vorhanden sind, ein verhältnismäßiger Überschuß an Isocyanat-
oder Tsothiocyanat
Gruppen vorhanden ist, dann steht der Rest für
die Reaktions mit jedem reaktionsfähigen Wasserstoffatom, das auf der Oberfläche
des benutzten Polyamides vorhanden ist, zur Verfügung.
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Ein geeignetes Polymer mit Hydroxylgruppen ist ein Reaktionsprodukt
eines aliphatischen Glycol, beispielsweise Äthylenglycol mit Terephthalsäure und/oder
Isophthalsäure.
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Ein derartiges Polymer ist ein linearer Polyester, mit am Ende Hydroxyäthyl-Gruppen,
doch hat er ein geringeres Molekulargewicht als die faser- bzw. Stoffbildenden Terephthalate
und/oder Isophthalate. Diese Polymere reagierenmit einem di-Isocyanat, beispielsweise
als gemischtes Toluol di-Isocyanate bzw. 4,4'-Diisocyanatdiphenylmethan. Alternativ
kann ein derartiges lineares Polymer zusammen mit einem Butyl-Äther eines Pöly-Methylol
Harnstoffs oder eines Poly-Methylolmelamin erwärmt werden, um ein verzweigtes (cross-linked)
Produkt zu erhalten, das sowohl auf der Metallfläche als auf dem Polyamid haftet.
Als weitere Alternativen kommt die Benutzung von Phenol Resol (phenolic resole)
oder Novo= lake oder ein flüssiges Epoxy Harz-Kondensationsprodukt mit dem linearen
Polyester mit einem Hydroxyäthyl-Ende.
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Eine weitere und bevorzugte Alternative besteht in einem Kleber, der
auf einem linearen Copolymer aus zwei oder mehreren äthylenartig ungesättigten Monomeren
aufgebaut ist, von denen eines (eine) freie Carboxylgruppe(n) enthält. Gute Ergebnisse
wurden auch mit linearen Copolymeren erzielt, die durch Copolymerisation von Vinylchlorid,
Vinylacetat und einem Carboxylgruppen enthalten den Monomer (beispielsweise als
Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure oder ihre Anhydride) erhalten wurden.
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Die bevorzugten Polymere enthalten 80 bis 90 Ges.% Vinylchlorid, 3
bis 19 Gew.X Vinylacetat und 0,5 bis 2,0 Ges.% Maleinsäure Anhydrid. Derartige Harze
reagieren leicht
mit Epoxy-Harzen, epoxidisierten Phenol-Novolaken
und Phenol-Resolen (phenolic resoles) beim Erwärmen und ergeben Produkte, die sowohl
an dem Metallsubstrat wie an dem Polyamid haften. Als Beispiel ist nachfolgend die
Zusammensetzung eines Klebers dieser Art angegeben: Gewichtsanteile Xylol (Solvent)
150 Methyl-Isobutyl-Keton (Solvent) 125 Kopolymer aus 85 % Vinylchlorid, 14 % Vinylacetat
und 1 X Maleinsäureanhydrid 50 Kopolymer aus 86 % Vinylchlorid und 14 % Vinylacetat
35 Epoxylierte Novolake im Mittel mit 3,6 E-poxy-Gruppen pro Molekül (Epoxyd-Äquivalent
(80)) 17 Phenol-Resol (30 % Festsubstanzlösung in Äthylenglykol) 14 Die vorstehend
genannten Teile werden zu einer einheitlichen Lösung vermischt. Diese Lösung wird
dann auf ausgewählte Flächen eines Blechstückes, aus dem danach der Dosendeckel
geformt wird, aufgetragen, wobei die beschichteten Flächen des Dosendeckels nachher
nach außen liegen. Die benutzte Anordnung ermöglicht es, daß voneinander getrennte
Flächen in parallelen Reihen nur gleichförmig bedeckt werden müssen. Nach dem Beschichten
wird das Blech 10 Minuten lang auf 175 0C aufgewärmt, um das Lösungsmittel abdampfen
zu lassen und die Reaktion zwischen dem Carboxylgruppe enthaltenden Polymer, der
epoxylierten Novolake und dem Phenol-Resol einzuleiten.
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Dieser vorbeschriebene Kleber ist geeignet für Stahl, Zinnplatten
und Aluminium.
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Dann werden aus den Blechstücken auf gewöhnliche Weise Ausschnitte
herausgeschnitten, und gleichzeitig diejenigen Flächen herausgeschnitten, die die
Öffnung(en) in den Dosendeckeln bilden sollen. Die zur Bildung des Loches bzw. der
Löcher herausgeschnittenen Flächen liegen jeweils innerhalb eines Gebietes, das
vorher mit Kleber beschichtet worden war. Die herausgeschnittenen Flächen sind vorzugsweise
kreisförmig, elliptisch, haben U- oder Schlitzform mit gerundeten Enden.
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Die Reihenfolge der nachfolgenden Verfahrensschritte kann geändert
werden: nämlich das Aufbringen des Polyamids entweder vorher oder nach dem Formen
des Blechabschnittes zu einem Dosendeckel, der gut auf eine Dose paßt. Da jedoch
vorzugsweise Druck und erhöhte Temperatur angewandt wird, um ein sichers Haften
des Polyamids auf der Metallfläche sicherzustellen, wird es bevorzugt, das Polyamid
vor dem Formen des Blechdosenrohlings aufzubringen. Da das verwendete Polyamid ein
zähes Material ist, können die Verschlüsse für das Loch bzw. die Löcher aus ganz
dünnem Polyamid-Material, mit einer Dicke von beispielsweise 0,05 mm bis 0,13 mm
hergestellt werden.
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Es können natürlich auch dickere Materialien bei Bedarf verwandt werden,
etwa mit einer Dicke von 1,00 mm. Die Polyamid-Bedeckung wird an die mit Klebstoff
beschichteten Flächen um jedes Loch herum durch Anwendung eines erhöhten Druckes,
etwa 3,5 kp/cm2 bis 14,1 Kp/cm2, und erhöhter Temperaturen, beispielsweise 200 bis
2500C für 3 bis 15 sek. angeklebt: längere Zeiten scheinen nicht notwendig zu sein.
Ausrüstungen zum Wärmeversiegeln, wie sie normalerweise in der Verpackungsindustrie
benutzt werden, können auch hier angewandt werden.
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Das Polyamid-Abdeckungsmaterial kann in geformten Stücken vorher aus
einer größeren Tafel bzw.. Folie herausgeschnitten werden. Diese geformten Stücke
sollten so dimensioniert werden, daß jedes beim flachen Hinlegen die klebstoffbeschichtete
Fläche um ein Loch herum bedeckt und vorzugsweise über diese klebstoffbeschichtete
Fläche in mindestens einer Richtung sich hinaus erstreckt. Der Sinn einer solchen
Verlängerung liegt in der Ausbildung einer Lasche, die mit den Fingern ergriffen
und zurückgezogen werden kann zum Zwecke des Öffnens der darunter liegenden Öffnung,
wenn eine mit einem vorbeschriebenen Deckel verschlossene Dose geöffnet werden soll.
Die geformten Stücke können dem Betrachter die Lage der Lasche durch ihre Formgebung
anzeigen. Wenn keine Lasche vorhanden ist, kann die bedeckte Fläche mit einem spitzen
Werkzeug durchstochen werden.
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Das Polyamid-Material kann auch in Form eines Bandes gespritzt werden,
das in Stücke geschnitten wird und die Stücke können dann mit der klebstoffbeschichteten
Fläche um jedes Loch herum verklebt werden. Das Spritzen kann in jeder gewünschten
Dicke erfolgen, sowie sie für das Folienmaterial bevorzugt wird.
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Das Polyamid kann ein lineares Lactam-Polymer oder ein aliphatisches
Diamin-Dicarboxylsäure-Kondensationsprodukt sein. Ein sehr geeignetes lineares Lactam-Polymer
ist ein Polylaurolactam mit einem Schmelzpunkt von mindestens 170°C: ein derartiges
Produkt ist als Grilamid L25". auf dem Markt bekannt. Es kann auch irgend ein anderes
Polyamid-Material mit einem Schmelzpunkt von mindestens 155 °; vorzugsweise 1700C,
benutzt werden.
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Die erfindungsgemäßen Dosendeckel sind besonderer Nützlichkeit beim
Eindosen von Milch und verschiedener
alkoholfreier Getränke sowie
auch alkoholischer Getränke.
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Wenn die Dosen mit diesen Produkten gefüllt und mit dem Deckel versehen
worden sind, dann ist eine Sterilisierung unter sehr harten Bedingungen notwendig,
beispielsweise 90 Minuten lang ein Dampfdruck von 1,05 kp/cm2; die Polyamid-Abdeckung
muß diesen Belastungen standhalten können.
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Die erfindungsgemäß benutzten Polylactame widerstehen leicht diesen
Belastungen und bilden eine wirkungsvolle Dichtung, die nur dann aufgebrochen wird,
wenn die Polyamid-Abdeckung von Hand abgezogen oder durchstochen wird.
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Der Dosendeckel kann aus jedem bekannten Material gebildet werden,
beispielsweise aus Aluminium, Schwarzblech, Weißblech, Zinnblech oder einem Blech,
das mit einem anderen Metall bzw. mit einer Komplexverbindung aus einem Metall und
einem Metalloxyd überzogen ist.