DE19742750A1 - Verschlußteil eines Spannbügelverschlusses, insbesondere für Flaschen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verschlußteil eines Spannbügelverschlusses, insbesondere für Flaschen sowie ein Verfahren zur Herstellung eines derartigen Verschlußteils.

Herkömmliche Spannbügelverschlüsse bestehen aus einem Verschlußkörper, einem gummi­ elastischen Dichtring und einem Spannbügel. Der Spannbügel läßt sich am Hals einer Flasche befestigen und preßt den Verschlußkörper unter Zwischenlage des Dichtrings auf eine Fla­ schenöffnung. Derartige Spannbügelverschlüsse gestatten das erneute Verschließen einer halbgeleerten Flasche. Ein Problem der vorbekannten Spannbügelverschlüsse liegt jedoch darin, daß zwischen dem Dichtring und dem Verschlußkörper Feuchtigkeit oder Verun­ reinigungen eindringen können, die zu Bakterien- oder Schimmelbildung führen können. Herkömmliche Dichtringe müssen daher nach durchschnittlich 4 bis 6 Befüllungen ersetzt werden. Derartige Spannbügelverschlüsse sind daher gerade im Mehrwegegebrauch hygie­ nisch schwer handbar.

Darüber hinaus ist die Herstellung dieser herkömmlichen Spannbügelverschlüsse relativ auf­ wendig. Der Verschlußkörper und der Dichtring müssen voneinander getrennt angefertigt und anschließend zusammengesetzt werden. Die hohen Herstellungskosten bei herkömmlichen Spannbügelverschlüssen sind auch ein Grund, weshalb sich gegenwärtig fast ausschließlich sogenannte Kronkorken oder Schraubverschlüsse auf dem Markt befinden.

Zur Beseitigung dieser Nachteile wird in der DE 295 17 123 U1 ein Verschlußteil für einen Spannbügelverschluß vorgeschlagen, bei dem der gummielastische Dichtring und der Ver­ schlußkörper als Verbundelement ausgebildet sind. Dieses vorbekannte Verschlußteil besteht aus einem Verschlußkörper, der aus thermo- oder duroplastischem Kunststoff, insbesondere aus Polypropylen gebildet ist und weiterhin aus einer Dichtung aus hochelastischem thermo­ plastischem Kunststoff. Diese Dichtung läßt sich auf den aus Kunststoff bestehenden Ver­ schlußkörper aufspritzen.

Ein Verschlußkörper aus Kunststoff ist jedoch in vielerlei Hinsicht unerwünscht.

Zunächst wird ein Verschlußkörper aus Kunststoff von den auf Spannbügelverschlüsse wertlegenden Kreisen nicht angenommen. Erwartet wird hier ein harter, gut handhabbarer Verschlußkörper, der beim Anschlag an eine Glasflasche einen gewissen Klang erzeugt.

Weiterhin soll der Verschlußkörper ozon- und UV-beständig sein. Normale Kunststoffe hingegen bleichen mit der Zeit aus.

Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Verschlußteil eines Spannbügel­ verschlusses mit einem Verschlußkörper zu schaffen, der mit einer Dichtung auf einfache Weise fest verbindbar ist, aber gegenüber einem Verschlußkörper aus Kunststoff ein besseres Handling und eine längere Lebensdauer aufweist.

Diese Aufgabe wird in vorrichtungstechnischer Hinsicht durch ein Verschlußteil nach den Merkmalen des Patentanspruches 1 und in verfahrenstechnischer Hinsicht durch die Merk­ male des Patentanspruchs 11 gelöst.

Ein Kerngedanke der vorliegenden Erfindung besteht dabei darin, für den Verschlußkörper eine Materialmischung zu wählen, die mit Kunststoffbinder versetzte Keramikformmasse um­ faßt, den Verschlußkörper also als sogenannten "Grünling" auszubilden.

Es hat sich überraschenderweise gezeigt, daß selbst bei Materialmischungen, die zu einem großen oder gar überwiegenden Bestandteil aus Keramikformmasse bestehen, sich bei Zusatz von Kunststoffbinder noch immer Elastomere zur Ausbildung einer gummielastischen Dich­ tung aufspritzen oder andersweitig dauerhaft verbinden lassen. Dadurch erhält der Verschluß­ körper ein an einen Porzellankopf angenähertes Erscheinungsbild. Andererseits lassen sich aber die bei Porzellanköpfen stets vorhandenen Hygieneprobleme durch festes Aufbringen einer elastischen Dichtung lösen.

Im Vergleich zu den vorbekannten reinen Porzellan- bzw. reinen Kunststoffköpfen ergeben sich eine Reihe von Vorteilen. Herkömmliche Porzellanköpfe sind in der Regel gas-, insbe­ sondere kohlensäuredurchlässig. Eine Oberflächenglasur kann dies bei den herkömmlichen Köpfen nur unzureichend verhindern, da meist Lunkerstellen auftreten. Diese entstehen bei den herkömmlichen Porzellanköpfen beim Eintauchen ins Glasurbad und dem anschließenden Abstreifen der Glasur.

Der als "Grünling" ausgebildete Verschlußkörper ist hingegen ohne weiteres gas-, insbe­ sondere kohlensäuredicht. Das aufwendige Glasieren ist somit nicht erforderlich, wodurch sich die Herstellungskosten vermindern. Weiterhin ist der hier vorgeschlagene Verschlußkör­ per auf einfache Weise ein- oder mehrfarbig bedruckbar. Er ist ozon- und UV-beständig. Nor­ male Kunststoffe bleichen dagegen aus.

Die vorgeschlagene Materialmischung ist lebensmittelecht und recyclebar. Der aus der vorgeschlagenen Materialmischung gebildete Verschlußkörper ist äußerst stabil und läßt sich auch mutwillig nicht ohne weiteres zerstören. Sein Gewicht entspricht nahezu dem eines herkömmlichen Porzellankopfes, ebenso der Klang, der gerade im Zusammenspiel mit der Flasche für Porzellanköpfe äußerst charakteristisch ist. Der vorgeschlagene Verschlußkörper kann daher im äußerlichen Erkennungswert fast vollständig dem herkömmlichen Porzellan­ kopf angenähert werden.

Die überraschenden Verbindungseigenschaften mit einem ggf. aufgespritztem Elastomer oder einer vorgeformten Dichtung aus elastomerem Material sind derart zuverlässig, daß eine spezielle Umgestaltung des Verschlußkörpers, beispielsweise das Vorsehen von Rillen oder Nuten zur Aufnahme der Dichtung nicht unbedingt erforderlich ist.

Die hohe Lebensdauer des so gebildeten Verschlußkörpers führt zu enormen wirtschaftlichen Vorteilen und zur Beseitigung der bisherigen Hygieneprobleme.

Bevorzugtermaßen umfaßt der keramische Anteil der Materialmischung des Verschlußkörpers mindestens 65%, vorzugsweise 70-90%, idealerweise 80-85%. In diesem Zusammenhang sei angemerkt daß sich die vorstehend oder nachfolgend angegebenen Prozentzahlen stets auf den prozentualen Gewichtsanteil des jeweiligen Bestandteils innerhalb der Materialmischung beziehen. Bei der vorliegenden Entwicklung hielten konsultierte Fachleute einen chemischen Verbund mit einem Elastomer bei einem derart hohen keramischen Anteil für unmöglich. Tatsächlich entsteht aber ein chemisch-thermischer Verbund, der die elastische Dichtung und den Verschlußkörper unlösbar zusammenhält. Überraschenderweise kann der keramische An­ teil den Anteil von Kunststoffbinder um mehr als das Vierfache übersteigen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung umfaßt der keramische Anteil vorwiegend oder aus­ schließlich Bariumsulfat, bzw. Baryt.

Der Kunststoffbinder umfaßt bevorzugtermaßen Polypropylen und/oder Polyäthylen. Der Anteil des Kunststoffbinders umfaßt zweckmäßigerweise nicht mehr als 35%, vorzugsweise nur etwa 30-10%, idealerweise nur 15% der gesamten Materialmischung. Eine besonders gute Verbindung zwischen der Keramikformmasse einerseits und dem Kunststoffbinder an­ dererseits läßt sich durch das Beimischen von Epoxidharz oder ähnlichen Bindematerialien er­ reichen. Das Beimischen von Epoxidharz oder vergleichbaren Bindematerialien verbessert auch die Verbindungseigenschaften des als Grünling ausgebildeten Verschlußkörpers mit ela­ stomeren Materialien.

Gegenüber den herkömmlichen Kunststoffköpfen bewirkt die gewählte Materialmischung auch eine höhere Medienbeständigkeit, insbesondere eine verbesserte Beständigkeit gegen ag­ gressive Waschlaugen.

Um Einfallstellen bei der Herstellung des Verschlußkörpers zu verhindern, sollte der Ma­ terialmischung noch ein Treibmittel, beispielsweise Zitronensäure in einem geringen Prozent­ satz beigemischt werden.

Wenn der Verschlußkörper bedruckt werden soll, ist weiterhin die Beimischung von Bestand­ teilen, die die Oberflächenhaftung verstärken, zweckmäßig. Hier kann beispielsweise carbon­ saures modifiziertes Polypropylen in ausreichend geringer Menge in Betracht kommen.

Die Spritzgußeigenschaften der Materialmischung lassen sich weiterhin durch Beimengung eines Gleitmittels, beispielsweise Ethylendistearinsäureamit und/oder Erucasäureamid ver­ bessern.

Das Verfahren zur Herstellung eines Verschlußkörpers für ein Verschlußteil eines Spann­ bügelverschlusses zeichnet sich dadurch aus, daß eine Materialmischung mit Keramikform­ masse und Kunststoffbinder als wesentliche Bestandteile zubereitet wird und dann in einem Injektionsspritzverfahren diese Materialmischung bei ca. 180-240° einer Spritzform zu­ geführt wird, um den Verschlußkörper auszubilden.

In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird auf den so gebildeten Verschluß­ körper ein Elastomer zur Ausbildung einer Dichtung aufgespritzt. Bei diesem Prozeß hat der Verschlußkörper zweckmäßigerweise eine Temperatur von 60-120°, vorzugsweise von etwa 80°.

Besonders vorteilhaft läßt sich der zuletzt beschriebene Schritt direkt an die Herstellung des Verschlußkörpers anfügen, so daß die Restwärme des Verschlußkörpers nach dem Injektions- Spritzverfahren sogleich als Prozeßtemperatur beim Aufspritzen des Elastomers ausgenützt werden kann.

Die einzige Figur zeigt ganz allgemein eine Schnittansicht eines Verschlußkörpers 11, der Einrichtungen 12 zur Aufnahme eines Spannbügels und eine elastische Dichtung 13 aufweist.

Bei einer ersten Ausführungsform besteht die Materialmischung für den Verschlußkörper aus 70% Baryt und aus 23,3% Kunststoffbinder, die sich beispielsweise aus 20% Polypropylen und 3,3% Polyäthylen zusammensetzen können. Um den Kunststoffbinder und die Keramik­ formmasse noch besser zu verbinden, wird Epoxidharz mit einem Gewichtsanteil von 0,5% beigemengt. Da meist ein glänzend weißes Aussehen des Verschlußkörpers erwünscht ist, wird weiterhin Titandioxid mit 3,5% zugesetzt. Anstelle dieses Farbstoffes können aber auch andere Farbstoffe beigemischt werden, je nachdem welches Aussehen konkret angestrebt wird.

Als Gleitmittel wird 1% Ethylendistearinsäureamit und 0,5% Erucasäureamid beigemischt. Zur Verbesserung der Oberflächenhaftung enthält die Materialmischung 0,8% carbonsaures modifiziertes Polypropylen und als Treibmittel 0,4% Zitronensäure.

In einem anderen Ausführungsbeispiel beträgt der Anteil an Baryt 85%. Der Anteil des Kunststoffbinders ist hierbei auf 12,6% reduziert. Der höhere Barytgehalt erhöht das Gewicht des Grundkörpers, macht ihn jedoch spröder. Der geringere Kunststoffbinderanteil vermindert die Qualität der eventuell vorgesehenen chemischen Verschmelzung mit einem Elastomer. Die Beimischung von Titandioxid kann ganz entfallen, wenn das keramikahnliche Aussehen des grauen Rohmaterials akzeptiert wird. Die Anteile an Gleitmittel und Binder können un­ verändert bleiben. Ein die Oberflächenhaftung verstärkender Bestandteil kann entfallen, falls der Grundkörper nicht bedruckt werden soll.

Zur Erzielung einer größeren Härte und Festigkeit können der Materialmischung Glas- oder Kunststoffasern, Glaskugeln oder Glasfaserkugeln beigemischt werden.

Die Beimischung von Treibmittel wird generell als vorteilhaft empfunden, um eine gleich­ bleibende Maßhaltigkeit bzw. gleichbleibende Qualität des Verschlußkörpers zu gewähr­ leisten.

Mit der vorliegenden Erfindung wird ein Verschlußkörper für ein Spannbügelverschluß be­ reitgestellt, der einerseits die beliebten Eigenschaften eines nostalgischen Porzellankopfes hat, andererseits aber die Hygieneprobleme löst, schlagfester ist und eine höhere Gasdichtigkeit aufweist. Auf den vorgeschlagenen Verschlußkörper läßt sich eine Dichtung aus Elastomer aufspritzen oder ein vorgeformtes Dichtelement, beispielsweise ein Dichtring aufbringen.

Claims (13)

1. Verschlußteil eines Spannbügelverschlusses., insbesondere für Flaschen mit einem Verschlußkörper (11) der Einrichtungen (12) zur Aufnahme eines Spannbügels aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußkörper (11) aus einer mit Kunststoffbinder versetzten Materialmischung gebildet ist, wobei die Materialmischung zur Ausbildung eines harten Verschlußkörpers (11) Keramikformmasse umfaßt und wobei die Materialmischung weiterhin zur Ausbildung einer festen Verbindung zwischen dem Verschlußkörper (11) und einer elastischen Dichtung (13) mit Kunststoffbinder ver­ setzt ist.

2. Verschlußteil nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil an Kunst­ stoffbinder so gewählt ist, daß die elastische Dichtung (13) mit dem Verschlußkörper (11) verschmelzbar ist.

3. Verschlußkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der keramische Masseanteil der Materialmischung des Verschlußkörpers (11) mindestens 65%, vorzugs­ weise 70-90%, idealerweise 80-85% beträgt.

4. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß der kera­ mische Anteil der Materialmischung vorwiegend oder ausschließlich aus Baryt gebildet ist.

5. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoffbinder die Materialien Polypropylen und/oder Polyäthylen umfaßt.

6. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, daß die Ma­ terialmischung des Verschlußkörpers zu nicht mehr als 35%, vorzugsweise zu nur etwa 30- 10%, idealerweise zu nur 15% aus Kunststoffbinder besteht.

7. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ terialmischung Epoxidharz anbeigemischt ist.

8. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß die Ma­ terialmischung ein Treibmittel, vorzugsweise Zitronensäure zur Verhinderung von Ein­ fallstellen am Verschlußkörper umfaßt.

9. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ terialmischung ein die Oberflächenhaftung verstärkender Bestandteil, vorzugsweise car­ bonsaures modifiziertes Polypropylen beigemischt ist.

10. Verschlußteil nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß der Ma­ terialmischung ein Gleitmittel zur Verbesserung der Spritzgußeigenschaften, vorzugs­ weise Ethylendistearinsäureamit und/oder Erucasäureamid zugesetzt ist.

11. Verfahren zur Herstellung eines Verschlußkörpers für ein Verschlußteil eines Spann­ bügelverschlusses nach einem der Ansprüche 1-10, gekennzeichnet durch folgende Schritte:

• - Zubereiten einer Materialmischung, wobei die Materialmischung zur Ausbildung eines harten Verschlußkörpers Keramikformmasse und zur Ausbildung einer festen Verbin­ dung mit einer elastischen Dichtung Kunststoffbinder umfaßt,
• - Formen des Verschlußkörpers (11) aus der auf ca. 180-240° erhitzten Material­ mischung in einem Injektions-Spritzverfahren in einer Spritzform.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Verschlußkörper (11) Elastomer zur Ausbildung einer Dichtung (13) aufgespritzt wird, wobei einer Temperatur von 60-120° des Verschlußkörpers, vorzugsweise bei etwa 80° ein che­ mischer Verbund zwischen der Dichtung (13) und dem Verschlußkörper (11) entsteht.

13. Verfahren nach Anspruch 11 und 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Aufspritzen des Elastomer unmittelbar nach dem Formen des Verschlußkörpers (11) vorgenommen wird, so daß die Temperatur von 60-120° des Verschlußkörpers durch die Restwärme nach dem Spritzformen des Verschlußkörpers (11) gegeben ist.