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"Verschlußkappe" Die Erfindung betrifft eine Verschlußkappe für Behälter
mit Gewindehals und mit einer in, Abstand von der BehälterUffnung angeordneten umfänglioben,
wenigstens näherungsweise zum Bebälterboden weisenden Sohulter, die aus einem bleibend
veriormbaren Werkstoff gefertigt ist und in Gestalt einer vorn Behälter abnehmbaren
Kronenkappe mit Kappenspiegel und Kappenrand gebildet ist, die innenseitig eine
Lackschicht trägt und mit einer Beschichtung aus nachgiebigem Dichtungswerkstoff
ausgerdstet ist.
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Es ist bekannt, eine Stirn- und Seitenabdichtung eines Behälters mit
Außengewindehals durch Aufbringen einer Verschlußkappe auf die Behälteröffnung zu
bewerkstelligen, wobei die Verschlußkappe aus dauernd verformbarem Metall, wie beispielsweise
Aluminium, besteht und kronenförmig gestaltet ist und auf der Innenseite eine Beschichtung
trägt, die aus einem nachgiebigen Werkstoff besteht, der eine Dichtung bildet.
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Eine derartige bekannte Verschlußkappe weist einen ringförmigen Kappenrand
auf, dessen lichter Innendurchmesser größer als der Durchmesser des Gewindehalses
des 3ehälters ist.
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Beim Verschließen wird eine derartige Verschlußkappe locker auf den
Behälter aufgesetzt und durch einen Verschließkopf verformt. Bei dieser Verformung
wird ein Teil der kronenartigen Kappe gegen die Außenflächen des Behälterhalses,
insbesondere des Gewindehalses, gedrückt. Dadurch werden Teile des iiohtungswerkstoffes
nach innen gedrückt und bilden den Seitenabschluß. Diese Verformungsarbeit wird
in der Praxis als Nachformvorgang bezeichnet. Der Halsteil der Verschlußkappe wird
verformt, um einen Eingriff in die Gewindegänge des Gewindehalsteiles zu bewirken.
Die Verformung wird durch Gewinderollen vorgenommen, die eymmetrisch in bezug auf
die Behälterlängsachse angeordnet und geeignet sind, den Kappenrand nach innen zu
drücken derart, daß Wandabschnitte des Kappenrandes zwischen die benachbarten Erhebungen
oder Rippen, welche die Gewindegänge des Gewindehalsteiles darstellen, bineingepreßt
werden.
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Verformte Terxcblußkappen der beschriebenen Art werden bäufig auch
als Garantieverschlußkappen ausgebildet. Bei der Ausbildung von Garantieverseblußkappen
bildet der zur Befestigung verformbare Teil der Versoblußkappe in kronenartiger
Gestaltung einen abnehmbaren Teil, der mit einem Garantieverschlußring über eine
Reihe breebbarer Naterialbrücken
oder Stege einstückig verbunden
ist. Der Garantieverschlußring ist in seinem unteren Bereich durch nach innen gerichtete
Umbiegung oder Binrollung unter Bildung eines ringförmigen Flansches, der unter
eine umfängliche und zum Behälterboden weisende Schulter im unteren Bereich des
Gewindehalses greift, mit dem Behälter unverlierbar verbunden.
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Als Werkstoffe, die für Verschlußkappen der vorbeschriebenen Art als
Beschichtung zur Bildung von Dichtungen verwendet werden können, eigne sich gummiartige
nachgiebige Materialien, die unter Druck fließfäbig sind, insbesondere dann, wenn
die Verschlußkappen beim Verschließvorgang verformt werden. Plastisolverbindungen
werden zu diesem Zwecke bevorzugt verwendet und werden in breitem Maße als Beschichtungswerkstoffe
benutzt; denn sie sind leicht auftragbare Matertaliens die sich durch einen besonderen
Widerstand gegenüber Säuren, Getränken, Nahrungsmitteln auszeichnen und die darüber
hinaus noch geschmacklos und geruchlos sind sowie durch Feuchtigkeit nicht beeinträchtigt
werden können.
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Schwierigkeiten haben sich jedoch ergeben, wenn derartige Plastisole
als Beschichtung zur Bildung von Dichtungen für Verschlußkappen mit Garantieverschlußring
verwendet werden.
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Dabei tritt nämlich in einer unerwünscht hohen Anzahl von Fällen eine
Neigung der Verschlußkappen auf, wenn diese auf den Behälterhals aufgesetzt werden.
Geschleht dies, dann gelangt die Unterkante des Garantieverschlußringes nicht in
vollen
Kontakt mit der ringförmig zum Behälterboden weisenden Schulter des Behälterhalses.
Liest Erscheinung, die in der Fachwelt als Schiefdrücken bekannt ist, bt zur Folge,
daß die Gesamterscheinung der Behälter unansehnlicb wird und die Behälter bzw. Packungen
vom Verbraucher aus ästhetischen Grdnden abgelehnt werden.
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Es wird angenommen, daß dieser Nachteil seine Ursache darin hat, daß
sich der Beschichtungs- oder Dichtungswerkstoff unter dem Einfluß der Formkräfte
beim Verschließen der Behälter nicht frei bewegen kann. Beim Nachformen der Verschlußkappe,auf
deren Innenseite eine Beschichtung mit einem Plastisol aufgetragen ist, wird der
Bereich der Beschichtung, der in dem Dichtungsbereich liegt, infolge der bei, Nachformen
oder Verformen der Kappe ausgeübten Kräfte unter Druck zu einem Fließen gebracht
oder eitrudiert, bis der Stirn- und Seitenabschluß des Behälters erreicht ist. Wenn
die Plastisolbeschichtung jedoch vollständig und mit großer Haftkraft an der Innenoberfläche
der Verscblußkappe anhaftet, dann wird die Extrudierung dieser Plastisolbeschichtung
bzw. des Plastisolwerkstoffes behindert, und es wird ein ungleichförmiger Druck
auf die Kappe ausgeübt, welcher verhindert, daß die Verschlußkappe gleichförmig
gegen den Behälterhals gezogen wird. Diese ungleichförmigen Kräfte, die sich auf
die Kappe auswirken, führen dazu, daß die Yerschlußkappen bei manchen Behältern
verkantet oder gekippt aufgebracht sind,wenn der Verschließvorgang beendet ist.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde. eine Verschlußkappe der
eingangs genannten Art so auszugestalten, daß die geschilderten Nachteile vermieden
werden.
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Zur Lösung der vorgenannten Aufgabe kennzeichnet sich die einleitend
näher bezeichnete Verschlußkappe erfindungsgernäßdadurch, daß der Lack im äußeren
ringförmigen Dichtungsbereich der Beschichtung mit iichtungswerkstoff einen Überzug
aufweist, der den Dichtungswerkstoff in dem ringförmigen Bereich schwach an der
Lackoberfläche festhält, während der Dichtungswerkstoff in, radialinneren, nicht
dichtend wirkenden Bereich mit hoher Haftkraft gehalten ist.
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Dadurch, daß die zur Bildung der Dichtung dienende Plastisolverbindung
oder irgendeine andere elastisch nachgiebige Beschichtung auf die kronenkappenartig
gestaltete Innenkappe so aufgetragen wird, daß der ringförmige Dichtungsbereich
dadurch gekennzeichnet ist, daß in diesem nur eine sehr schwache Verbindung zwischen
der Lackachicht der Kappe und dem Dichtungswerkstoff herrscht, wird eine freie Bewegung
des Dichtungs- oder Beschichtungswerkstoffes möglich, welche notwendig ist, wenn
der Verschließ- oder Dichtvorgang eintritt.
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Das hat zur Folger daß die Verschlußkappe auf den Behälterhals in
einwandfreier aufreobter Stellung aufgebracht werden kann.
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Ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäß ausgebildeten Verschlußkappe
ist in den Zeichnungen dargestellt.
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Fig. 7 zeigt eine Schnittansicht der erfindungsgemäß ausgebildeten
Verschlußkappe.
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Fig. 2 zeigt eine Draufsicht in das Innere einer lackierten Verschlußkappe
Fig. 3 zeigt die Kappe gemäß Fig. 2 bei eingebrachten, Dichtungswerkstoff.
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Fig. 4 zeigt den Vorgang des Verschließens eines Behälters mittels
der neuen Verschlußkappe.
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Fig. 5 zeigt den Verschließvorgang, bei welchem der Kappenrand und
die Gewindegänge des Gewindebalses des Behälters in formschlüssige Verbindung überführt
werden.
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Es ist zu verstehen, daß in den vorliegenden Figuren zwar ein besonderes
Ausführungsbeispiel der erfindungsgsmäß ausgebildsten Verschlußkappe gezeigt ist,
welche mit einem Garantieverschlußring ausgerüstet ist, daß jedoch die Anwesenheit
eines Garantieverschlußringes nicht notwendige Voraussetzung für dieErfindung darstellt.
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In der rig. 1 ist eine Verschlußkappe 10 gezeigt, die aus dauernd
verformbarem Werkstoff, wie beispielsweise Weißblech, Aluminium oder dgl., besteht
und einen kronenkappenartigen Teil 11 und einen Kappenrand 12 aufweist, an dessen
Unterkante ein Garantieverscblußring 13 angeformt ist, der mit dem Kappenrand 12
einstückig über brechbare Brücken oder Stege 14 verbunden ist.
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Indem der Garantieverschlußring 13 in der genannten Weise mit der
Verschlußkappe 10 verbunden ist, besteht die Nöglicbkeit, -beide
sehr
leicht dadurch voneinander zu -trennen, daß der Garantieverschlußring in bezug auf
die Kappe oder die Kappe in bezug auf den Garantieverschlußring verdreht werden.
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Gemäß Fig. 2 ist die Innenoberfläche der Verschlußkappe 10 mit einerlackschicht
15 überzogen. Bei dem dazu verwendeten Lack kann es sich um gebräuchliche Lacktypen
handeln, die zum überziehen des Inneren von Verschlußkappen verwendet werden. Wenn
als Dich1iungswerkstoff eine Plastisolbeschichtung verwendet werden soll, dann empfiehlt
sich die Verwendung eines ackers, der eine flüssige Lösung darstellt, die Vinylchlorid-,
Vinylazetat-Copolymer und kleine Mengen Maleinsäureanhydrid im Vinylcopolymer sowie
außerdem phenolische Harze als Modifikatoren enthält. Solch ein Lack wird auf das
Metall aufgetragen und bei Temperaturen in der Größenordnung von etwa 1700C 10 Minuten
lang gebrannt, damit eine beste Haftung zwischen dem Lack und dem Metall erzielt
werden kann.
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Die Fig. 3 zeigt, wie im Kappenkörper 11 eine Beschichtung aus nachgiebigem
Dichtungswerkstoff 16 aufgebracht ist, wobei ein ringförmiger Teil gebildet wurde,
der als Dichtungsring 17 dient und die Aufgabe hat, mit der Behälterendstirnfläche
in Berührung zu treten. An diesen Dichtungsring 17, in welchem der Auftrag des Dichtungswerkstoffes
eine relativ große Stärke aufweist, schließt sich zur Mitte des Kappenkörpers 11
hin ein relativ dünn aufgetragener Mittelteil 18 an.
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Zwischen der Lackschicht 15 und der Beschichtung aus Dichtungswerkstoff
16,
und zwar in dem Bereich der Innenseite des Kappenkörpers, der vom Dichtungsring
17 bedeckt wird, ist ein dünner Überzugswerkstoff 19 aufgebracht, der eine verringerte
Haftung des Dichtungswerkstoffes 16 an der Lackoberfläche im Bereich des Dichtungsringes
zur Folge hat.
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Bei dem Dichtungswerkstoff kann es sich um irgendein geeignetes Material
handeln, das zur Schaffung nachgiebiger Dichtungen geeignet ist und das untr'Druckeinfluß
fließen kann, damit beim Verschließen eines Behälters und Ausüben der Nachformbehandlung'
eine Anpassung der Gestalt der Dichtung an die gegebenen Konturen des Behälters
möglich wird. Geeignete Werkstoffe, aus denen diese Beschichtung aus Dichtungswerkstoff
geschaffen werden kann, sind beispielsweise Gummi-Harzmischungen einschließlich
derartiger Mischungen, die sich auf Neoprenbasis zusammensetzen, aber auch Nitryl-,
Natur- , Styrenbutadien- oder Äthylen-Propylen-Gummi enthalten können. Als Vinylharze
kommen Verbindungen in Frage, wie beispielsweise Plastisole der Vinylchloridpolymere
und Mischungen aus Vinylharzen, Polyurethan-Gummi. Gummidichtungen dieser Art werden
aus Lösungen oder Latices durch Einfließen in den Kappenkörper und Verfestigen innerhalb
des Körpers gebildet. Die genannten Werkstoffe können durch Hinzufügung unterschiedlicher
Additive, wie Füllern, Weichmachern, Haftfähigkeitsagenzien, Härte zusätzen und
Antiozydationsagensien modifiziert und bestimmten Anforderungen des Einsatzes speziell
angepaßt werden.
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Plastisole werden bevorzugt, die Materialien darstellen,
aus
welchen der Dichtungswerkstoff bestehen kann. eignete Plastisole zur Bildung des
Dichtungswerkstoffes enthalten beispielsweiseklaine Granulate von Vinylchloridpolmeeren,
wie beispielsweise Polyvinylchlorid oder Copolymeren des Vinylchlorids mit einem
Anteil von etwa 20 Gewichtsprozent copolymerisierbarem,äthylenisch ungesättigten
Monomeren, wie Vinylazetat, Vinylidenchlorid, Dibutylmaleat und Mischungen derartiger
Monomere. Die Polymergranulate sind in einem üblichen primären Vinylharz-Weichmacher,
wie beispielsweise einem Alkylphtalat, wie Dioctylphthalat oder einem epoxydierten
Öl, wie epoxydierten Leinsamenöl, einem Dicarboxylsäureester, einem Triarylphosphat
oder einer Kombination derartiger Weichmacher in Suspension gehalten.
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Das bedeutet, der Dichtungswerkstoff kann in der folgenden Weise zusammengesetzt
werden: bevorzugt Bereich Emulsion Type Vinylchloridpolymer 100 100 Weichmacher
70 60 - 100 Stabilisatoren 1 0 - 5 Pigmente 8 0 - 25 Das Plastisol kann in den Kappenkörpern
auf beliebige bekannte Art, beispielsweise mittels des sog. Einfließens, eingebracht
werden wobei sich das Plastisol in noch ungeblrtetetem,pastenartigem Zustand befindet
und von einer oder mehreren iXisen in
die Kappenkörper ausgestoßen
wird. Die Kappenkörper befinden sich dabei in umgekehrter Lage, weisen mit ihrem
Inneren nach oben und befinden sich auf einem Saugnapf oder dgl. und werden mit
relativ hoher Drehzahl in Rotation gehalten. Infolge der Zentrifugalkräfte, die
sich auf den Dichtungswerkstoff ausüben, nimmt dieser selbsttätig die gewünschte
Konturengestalt an. Nachdem der Dichtungswerkstoff auf die geschilderte Weise eingeflossen
wurde, werden die Dichtungen gehärtet, indem eine Hitzebehandlung gemäß bekannten
Voraussetzungen una Geßetzmäßigkeiten mittels üblicher Einrichtungen durchgeführt
wird.
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Die gehärteten Dichtungen haften permanent an den Lackinnenoberflächen
des Kappenkörpers an, ausgenommen Jenes Außenbereiches, in welchem sich die ringförmige
Dichtung befindet.
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Dieser Bereich der Lackinnenoberfläche trägt nämlich einen Überzug,
der eine wesentliche Beeinträchtigung bzw. auch Aufbebung der Ahäsion des Dichtungswerkstoffes
an der Lackoberfläche in diesem Bereich bewirkt.
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Als Überzugsmaterial 19 kann ein beliebiges geeignetes Material verwendet
werden, welches in der Lage ist, die Adhäsion zwischen dem Dichtungswerkstoff und
der Lackoberfläche aufzubeben oder su beeinträchtigen. Das Überzugsmaterial 19 kann
daher eine große Haftfähigkeit in bezug auf die Lackoberfläche des Kappenkörpers
und gar keine oder nur geringe Haftfäbigkeit in bezug auf den Dichtungswerkstoff
aufweisen. Die Verhältnisse können auch umgekehrt sein, indem nämlich das Überzugsmaterial
19 eine größere Adhäsion in bezug auf den Dichtuagewerks t ofi aufweist und im Gegensatz
dazu die Lackoberfläche keinerlei große Haftfähigkeit darbietet.
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Art von Werkstoffen, die sich dadurch auszeichnen, daß sie an der Lackoberfläche
kräftig anhaften und gegenüber dem Plastisolwerkstoff der Dichtung keinerlei oder
nur geringe Haftfähigkeit besitzen, stellen lithographische Tinten und Farben dar,
die in der Druckereitechnik verwendet werden.
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Solche Druckfarben oder Tinten können auf die lackierten Oberflächen
der Kappenkörper aufgebracht werden, indem die üblichen Druckverfahren angewendet
werden, beispielsweise Siebdruck, Offsetdruck, lithographischer Druck, Rotogravierdruck
und dgl.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen die Art und Weise, in der die bisher beschriebene
Verechlußkappe gemäß Fig. 1 bis 4 auf eine Flasche aufgesetzt wird Fig. 4 zeigt
die Position der Teile, die diese vor dem Verschließvorgang einnehmen. Die Öffnung
des Flaschenhalses 20 weist dabei nach oben5 die Flasche selbst steht adf einem
geeigneten nicht gezeigten Support und der Flaschenhals fluchtet mit einem Verschließ-
und Dichtkopf 21. Diese Anordnung ist ublich. Der Schließkopf 21 ißt in und außer
Eingriff mit der Verschlußkappe 1Q überführbar, welche ihrerseits locker bzw. lose
auf dem Flaschenhals 20 aufsitzt.
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Der Verschließkopf 21 ist mit einer bogenförmigen Öffnung ausgerüstet,
die so gestaltet ist, daß bei in Richtung auf die Kappe bewegtem Verschließkopf
die Teile 22 des Bogens den äußeren Umfangsteil der Kappe 10 erfassen und im Zuge
der fortgesetzten nach unten gerichteten Bewegung des Verschließkopfes so verformen,
daß eine Verformung des kronenförmigen Teiles 11 stattfindet und der Kronenteil
11 um das Mündungs-oder
Öffnungsende des Halses herumgeformt wird,
wobei die Seitenfläcben und die Stirnfläche der Öffnung in feste dicbtende Berührung
mit der Dichtung gegen. (Fig. 4 und 5). Während der Verformung des Kronenteiles
II wird der Dichtungsring der Beschichtung aus Dichtungswerkstoff eo beansprucht,
daß er nach Art eines Extrudiervorganges zu fließen bqfnnt, weil von oben her Druck
ausgeübt wird, Auf diese Weise bildet sich eine Seitenabdichtung zwischen den Außenseitenflächen
der Behältermündung und dem Hals 20 und der Kappe Wenn die Verschlußkappe aufgesetzt
ist und die Dichtungen in der beschriebenen Weise ausgebildet und geschlossen wurden,
wird der Hauptteil des Kappenrandes 12 in innige Zwischenberührung bzw. in formschlüssige
Gestalt mit dem Gewindehale des Halses 20 überführt. Dieser Vorgang wird in bekannter
Weise durch Verwendung rotierender Rollen 26 (Fig.5) durchgeführt.
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Konstruktion und Arbeitsweise solcher Einrichtungen sind in der Fachwelt
bekannt und werden daher im folgenden auch nicht beschrieben.
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Im Anschluß an die Ausbildung der Gewindegänge im Kappenrand 12 wird
der untere Teil des Garantieverschlußringes unter die ringförmige flanschartige
Schulter 28 geformt. Auch hierzu werden bekannte Einrichtungen verwendet.
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Die Erfindung wird nun. im folgenden noch an Hand von Beispielen ausführlich
erläutert.
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Beispiel I Aluminiumverschlußkappen, die einen Kronentell mit einem
Außendurchmesser von etwa 2,8 - 2,9 cm aufweisen und einen Kappenrand besitzen,
an den ein Garantieverschlußring einstückig angsformt ist und die in einer Form
ausgebildet sind, die der in Fig. 1 gezeigten entspricht, werden mit einer Lackschicht
versehen, die das Innere des Kappenkörpers bedeckt. Als Lack wird ein Vinyllack
verwendet, die die gesamte Innenoberfläche bedeckt. Ein kontinuierlicher Ring einer
Druckfarbe mit einer Breite von 0,575 cm wird auf die Innenoberfläche der Lackierung
aufgetragen, und zwar im Bereich der äußeren umfänglichen ringförmigen Dichtung,
die später der Dichtungsring einnimmt, beginnend an der Kante der Kappenrandseitenwand
(s.Fig.2). Danach wird ein kontinuierliches Polster oder Kissen eines Plastisoldichtungswerkstoffes
mit einem außendurchmesser von etwa 2,55 cm und einer Breite- von etwa 0,368 cm
sowie einer Dicke von 0,05 cm aufgetragen, während der m mittige nicht als Diebtung
wirkende Bereich dieses Auftrages an Dichtungewerkstoff eine Dicke von 0,0125 cm
aufweist (Fig.3). Dieser Plastisoldichtungswerkstoff besitzt gegenüber dem Innenoberflächenbereich,
den die Dichtung zum Abdichten einnimmt und der mit Druckfarbe überzogen ist, nur
geringe oder gar keine Haftfähigkeit.
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Die mit dem Plastisoldichtungswerkstoffauftrag versehenen Verschlußkappen
wurden im Anschluß au Schraubverschlußflaschen gemäß Fig. 4 und 5 unter verwendung
der üblichen Maschinen, die mit einer Leistung von 220 Fla@chen pro Minute arbeiten,
aufgesetzt.
Nach dem Aufsetzen der Verschlußkappen und Beendigung
der Verschließarbeit wurden die Flaschen auf schiefgedrückte Kappe n untersucht.
Die Anzahl der schiefgedrückten Kappen pro 220 Flaschen betrug bei diese Vorgehen
10.
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Im Gegensatz dazu wurde das Verfahren gemäß Beispiel I wiederholt,
jedoch mit der Ausnahme, daß die Lackoberfläche des Kappeninneren in dem Bereich,
den die ringförmige Dichtung einnimmt, nicht mit einer Druckfarbe überzogen wurde,
bevor der Dichtungswerkstoff als Plastisol eingebracht wurde. Aufgrund dieser ausbleibenden
oder fehlenden Behandlung der Laokoberfläche ergab sich eine hohe Adhä@ion des Dichtungswerkstoffes
an der Lackoberfläche auch im Bereich des Dichtungsringes. Die Anzahl der schiefgedrückten
oder schiefsitzenden Verschlußkappen Je 220 Flaschen betrug in diesem Fall 45.
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Beispeil II Des Verfahren gemäß Beispiel I wurde wiederholt, Jedoch
mit der Ausnabme, daß die auf der Lackoberfläche mit Druckfarbe überzogenen und
einem Plastisoldichtungswerkstoff versehenen Versohlußkappen auf Flaschen aufgesetzt
wurden, die nur die halbe Größe wie die Flaschen zuvor besaßen und wobei die Arbeitsgeschwindigkeit
460 ei pro Minute beim Verschli@ße@ betrug.
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Die Anzehl der schi@fgedrückten Kappen bei 460 Flaschen betrug 2.
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Im Gegensatz dazu wurde das Verfahren nach II wiederholt, wobei jedoch
Kappen verw@ndat wurd@@, deren Lackinnenoberfläche
nicht mit Druckfarbe
überzogen wurde, bevor die Dichtung eingebracht wurde. Es ergab sich somit auch
im Bereich des Dichtungsringes eine hohe Adhäsion des Dichtungswerkstoffes an der
Lackschicht. Die Anzahl der schiefsitzenden Verschlußkappen bctrug in diesem Fall
42 bei 460 Flaschen.