DE19731620A1 - Stopfen für Flaschen - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft neue Stopfen für Flaschen, insbesondere Weinflaschen aus Siliconkautschuk.

Behälter, wie Flaschen oder Rohre, insbesondere Weinflaschen, werden seit langem mit Korkstopfen verschlossen. Dazu werden aus der dicken Rinde der Korkeiche (Quercus suber) entsprechende zylindrische Stücke ausgestanzt und auf Länge geschnitten. Da entsprechend dicke Rinden nur langsam nachwachsen, werden aus praktischen Gründen seit längerer Zeit aus Korkabfällen zusammengeklebte Korken bzw. aus Gummi oder Kunststoff bestehende Stopfen als Verschlüsse für Flaschen, Rohre usw. verwendet. Insbesondere für das Verschließen von hochwertigem Wein wurde bisher ein brauchbarer Ersatz für Naturkork jedoch nicht gefunden, da der Stopfen dabei nicht nur die Flasche verschließen, d. h. ein Auslaufen des Inhalts verhindern soll, sondern auch einen geringen Austausch von Gasen zwischen Flascheninnenraum und Außenluft ermöglichen soll, durch den der Wein "reift". Moderne Verschlüsse wie Kronkorken oder Schraubkapseln mit Polyethylen als Dichtmaterial oder Stopfen aus Polyethylen, die bei Sektkorken eingesetzt werden, konnten sich daher auf dem Markt für das Verschließen von Weinflaschen nicht durchsetzen. Stopfen aus Gummi oder PVC sind auf die Dauer nicht geschmacksneutral und verbieten sich schon daher von selbst.

Obwohl Korken als Verschlußmaterial bereits seit langer Zeit verwendet werden und wie oben gesagt, besonders als Verschlußmaterial für Weinflaschen unentbehrlich erscheinen, besitzen sie jedoch gewisse Nachteile. Bei aufrecht stehenden Flaschen, bei denen der Kork nicht mit dem flüssigen Inhalt in Verbindung steht, kann es leicht zum Austrocknen kommen, wodurch der Kork undicht wird und Mikroorganismen durch den entstehenden Spalt in die Flasche gelangen können und der Inhalt verdirbt. Verkorkte Flaschen werden daher üblicherweise liegend aufbewahrt, was wiederum dazu führt, daß der Korken auch auf seiner Außenseite leicht mit dem Inhalt durchfeuchtet ist und sich hier Mikroorganismen, insbesondere Schimmelpilze, ansiedeln, welche im Laufe der Zeit durch den Korken hindurchwachsen und wiederum zum Verderben des Inhalts führen. Weiterhin führt die Vorbehandlung der Naturkorken, insbesondere die übliche Chlorbleiche bei längerer Lagerung ggf. zu Geschmacksveränderungen des Inhalts (Korkgeschmack).

Es stellte sich daher die Aufgabe, ein alternatives Material für die natürliche Rohstoffquelle Kork zu finden, aus dem sich Stopfen, insbesondere für Weinflaschen, herstellen lassen, welche lebensmitteltauglich und geschmacksneutral und andererseits flüssigkeitsdicht, aber gaspermeabel sind, dabei weiterhin auch in trockenem Zustand formstabil sind und von Mikroorganismen nicht angegriffen werden.

Überraschenderweise ist der für andere Zwecke seit langem bekannte Siliconkautschuk für diesen Zweck ein ideales Material.

Unter Siliconkautschuk werden die durch Vulkanisation in einen gummielastischen Zustand überführbaren Massen verstanden, welche als Grundpolymere (Praepolymere) Polydiorganosiloxane enthalten, welche der Vernetzungsreaktion zugängliche Gruppen aufweisen. Als solche kommen SiH-, SiOH- und SiCHCH₂-Gruppen in Frage, welche sich entweder an den Kettenenden befinden oder aber in die Kette eingebaut sein können. Die Kohlenwasserstoffreste der SiOSi-Ketten sind im allgemeinen niedere Alkylgruppen, insbesondere Methyl- oder Vinylgruppen, seltener Ethyl- oder Propylgruppen sowie Phenylgruppen. Für neuere Spezialprodukte wurden auch andere Gruppen in die Polysiloxane eingebaut, die jedoch für den vorliegenden Zweck nicht erforderlich sind. In die Praepolymere sind Füllstoffe als Verstärkung eingearbeitet, deren Art und Menge das mechanische und chemische Verhalten der Vulkanisate deutlich beeinflussen. Als Füllstoffe sind anorganische Substanzen wie insbesondere hochdisperse Kieselsäuren, aber auch feine Pulver aus Aluminiumoxid, Siliciumdioxid, Calciumcarbonat möglich. Die Siliconkautschuke können, vorzugsweise durch anorganische Pigmente, gefärbt werden.

Je nach Verwendungszweck unterscheidet man zwischen heiß- und kaltvulkanisierenden Siliconkautschuken. Unter heißvulkanisierenden Siliconkautschuken (engl. high temperature vulcanizing = HTV) versteht man meist plastisch verformbare, eben noch fließfähige Materialien, welche beispielsweise hochdisperse Kieselsäure sowie als Vernetzungskatalysatoren organische Peroxide enthalten und nach Vulkanisation bei Temperaturen von über 100°C bis 200°C wärmebeständige, elastische, vernetzte Polymerisate ergeben. Diese Produkte wurden bisher als Dichtungs-, Dämpfungs-, Elektroisolierungsmassen, Kabelummantelungen und dergleichen verwendet. Diese Produkte werden vorzugsweise durch Extruderpressen geformt und anschließend durch Vulkanisieren gehärtet. Seit 1980 hat sich für die Herstellung von Formteilen eine Flüssigkautschuktechnologie etabliert, bei der flüssige Siliconkautschukkomponenten (LSR = Liquid Silicone Rubber) über Additionsvernetzung in Spritzgießautomaten vulkanisiert werden (vgl. Röhms Chemietechnik Lexikon, 9. Auflage, S. 4168-4172).

Überraschenderweise ist Siliconkautschuke ideal geeignet zur Herstellung von Stopfen, insbesondere für Weinflaschen, da es sich um lebensmitteltaugliche, absolut geschmacksneutrale Produkte handelt, welche ähnlich wie Kork gaspermeabel, aber wasserabweisend sind und über gute Rückfederungskräfte bei ausreichender Härte verfügen.

Die Stopfen können durch Extrusionspressen und Vulkanisieren oder auch durch entsprechende Spritzgußtechniken sehr leicht in die entsprechende Stopfenform gebracht werden. So hergestellte Stopfen sind in Aussehen und Verhalten ähnlich wie Naturkork, d. h. sie erlauben ein Verkorken mit bisherigen Verkorkungsmaschinen und ein Entkorken mittels üblicher Korkenzieher. Elastizität, Härte, Zugfestigkeit, Bruchdehnung und Druckverformungsresistenz lassen sich einerseits über den Grad der Vernetzung, d. h. über die Menge der trifunktionellen Komponenten sowie über die Menge und Art der zugefügten Füllstoffe in weiten Grenzen variieren. Füllstoffmengen von etwa 10-50%, vorzugsweise etwa 20-30% erweisen sich für den vorgegebenen Zweck als besonders geeignet.

Zur Herstellung der entsprechenden Stopfen werden beispielsweise HTV-Kautschuke über entsprechende Extruderdüsen als Endlosgrundmaterial auf geeignete Durchmesser gepreßt, vulkanisiert und auf Länge geschnitten. Je nach Elastizität sollte der Durchmesser etwa 2-10% größer sein als der Innendurchmesser der zu verschließenden Öffnungen.

Speziell geformte Stopfen, beispielsweise solche mit einem überstehenden Griffrand lassen sich aus entsprechend dickerem Material drehen oder schneiden, vorzugsweise jedoch durch übliche Spritzgußtechnik formen. Für diesen Zweck werden vorzugsweise die LSR- Kautschuke verwendet, welche aus flüssigen Komponenten bestehen, die kalt oder auch warm ausgehärtet werden können.

Siliconkautschuk läßt sich bekanntlich durch Zusatz entsprechender Pigmente, vorzugsweise anorganischer Pigmente, die eine entsprechend hohe Stabilität aufweisen, in praktisch jeder beliebigen Farbe einfärben. Eine "Korkfärbung" läßt sich in bekannter Weise erzeugen, indem man unterschiedlich gefärbte Rohmassen miteinander coextrudiert oder einer leicht braun gefärbten Rohmasse dunkelbraun gefärbte Vorgranulate als Störstellen zugibt.

Die Siliconkautschuke sind bekanntlich wasser- und alkoholunlöslich und lediglich gegen starke Säuren oder Basen empfindlich, so daß sie als Verschlüsse für Flaschen, Rohre und andere Behälter für zahlreiche Inhaltsstoffe in großem Umfang eingesetzt werden können.

Wie oben bereits gesagt, weisen die Siliconkatschuke aufgrund ihrer polaren Struktur eine für hochwertige Weine besonders geeignete Gasdurchlässigkeit auf.

Die erfindungsgemäßen Stopfen besitzen eine Shorehärte A nach DIN 53505 von 30 bis 70, vorzugsweise von 40 bis 60 und eine Rückprallelastizität nach DIN 53512 von 50 bis 80, vorzugsweise von etwa 60.

Weitere, für den erfindungsgemäßen Zweck allerdings nicht erforderliche Materialkenndaten von gefüllten Siliconkautschuken sind Zugfestigkeiten nach DIN 53504 S1 von 5 bis 10 N/mm², eine Bruchdehnung nach DIN 53504 S1 von 200 bis 500, eine Dichte von 1,0 bis 1,5, vorzugsweise 1,2 bis 1,4 und eine Druckverformungsresistenz nach DIN 53517 (22h 100°C) von ca. 10%.

Claims (7)

1. Stopfen für Flaschen, Rohre und Behälter, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Siliconkautschuk besteht, welcher eine Shorehärte A von 30-70 und eine Rückprallelastizität von 50-80 aufweist.

2. Stopfen gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconkautschuke als organische Gruppen niedere Alkyl-, insbesondere Methyl- und Vinylgruppen, oder Phenylgruppen enthalten.

3. Stopfen gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconkautschuke als Füllstoffe hochdisperse Kieselsäure und/oder Pulver aus Aluminiumoxid, Siliciumoxid, Calciumcarbonat und/oder anorganische Pigmente enthalten.

4. Stopfen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Siliconkautschuke hochtemperaturvulkanisierte Siliconkautschuke (HTV) sind, welche über organische Peroxide bei Temperaturen von < 100°C vulkanisiert sind.

5. Verfahren zur Herstellung von Stopfen nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die noch nicht vulkanisierte Siliconkautschuk-Masse mit Peroxid als Katalysator über Extruder zu einem Kreiszylinder gepreßt wird, mit einem Durchmesser, der 2 bis 10% größer ist als die zu verschließende Öffnung, in einem Vulkanisierofen bei Temperaturen von < 100°C vulkanisiert und nach Aushärten und Auskühlen auf die gewünschte Länge geschnitten wird.

6. Verfahren zur Herstellung von geformten Stopfen nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß Flüssigsilicon-Kautschuk (LSR) aus flüssigen Siliconkautschukkomponenten und Füllstoffen über Additionskatalysatoren in Spritzgußautomaten zu der gewünschten Form vulkanisiert wird.

7. Verwendung von Siliconkautschuken gemäß einem der Ansprüche 1-3 zur Herstellung von Stopfen, insbesondere für Weinflaschen.