DE19802953A1 - Verfahren zur Herstellung einer Getränkedose aus Blech, insbesondere Weißblech - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Getränkedose aus Blech, insbesondere Weißblech.

Getränkedosen werden in der Regel aus Weißblech oder Aluminium gefertigt. Heutzutage werden hauptsächlich zweiteilige Dosen verwendet, die aus einem Unterteil und einem Deckel bestehen. Das Unterteil ist einstückig und besteht aus einer im wesentlichen zylindrischen Dosenwand, mit einem daran angeformten Dosenboden. Es wird durch Tiefziehen und Abstreckziehen auf die nachfolgend beschriebene Weise gefertigt. Aus einem Blechband wird eine kreisrunde Blechscheibe, Ronde genannt, ausgeschnitten. Durch Tiefziehen wird aus dieser Ronde zunächst ein Napf gezogen. Dieser Napf muß zwischen Boden und zylindrischer Wand einen im wesentlichen kegelstumpfförmigen Übergang, auch Schräge genannt, aufweisen, damit der eigentliche Dosenboden im fertigen Zustand einen Durchmesser aufweist, der kleiner ist als der Durchmesser der zylindrischen Dosenwand. Die Erzeugung dieser Schräge bereitet beim Tiefziehen große Probleme, weil Sekundärfalten auftreten können. Diese Sekundärfalten treten in verstärktem Maße auf, wenn zur Materialeinsparung und zur Verringerung des Gewichtes der Dose Blech mit geringerer Ausgangsdicke und gleich­ zeitig höherer Festigkeit verwendet wird. Dünne Blech­ dicken und höhere Festigkeiten führen zur vermehrten Sekundärfaltenbildung. Nach dem Tiefziehen des Napfes wird durch Abstreckziehen die Napfhöhe um etwa das Dreifache vergrößert, indem die zylindrische Wand des Napfes in der Länge gestreckt und dabei in der Dicke ent­ sprechend reduziert wird. Die hohen Flächenpressungen in den Abstreckwerkzeugen (Stempel und Ringe) würden eine auf das Blech zuvor aufgebrachte Lackierung zer­ stören, so daß man auf die Vorlackierung verzichtet und die Innen- und Außenlackierung erst an der fertigen Dose erfolgt. Am Ende des Abstreckvorganges wird der Dosen­ boden in seine endgültige Form geformt, indem der Ab­ streckstempel in den Dosenboden und ein außerhalb des Dosenbodens befindliches Bodenwerkzeug (Matrize) ein­ taucht. Hierbei wird ein zum Doseninneren hin nach innen gewölbter Dom erzeugt, der an seinem äußeren Rand in eine ringförmige Stellkante übergeht. An diese Stell­ kante grenzt dann außen die endgültig geformte Schräge an. Mittels Luftdruck, der auf die Innenseite des Dosen­ bodens wirkt, und/oder mittels Abstreiffingern, wird das fertige Unterteil vom Abstreckstempel abgestreift. Um aus Kostengründen einen im Durchmesser möglichst kleinen Deckel verwenden zu können, für dessen Herstellung weniger Blech benötigt wird, wird der Durchmesser des oberen, offenen Endes des Unterteils durch Necken ver­ kleinert. Vor dem Necken erhält das Unterteil auf der Außenseite einen Grundlack und die Bedruckung und auf der Innenseite eine Sprühlackierung. Nach allen Lackier­ vorgängen wird eine Trocknung durchgeführt. Auch bei wasserlöslichen Lacken fällt jeweils Lösungsmittel an.

Der Einsatz von Getränkedosen aus Weißblech in feucht­ tropischen Ländern stellt aus Korrosionsgründen am Dosen­ boden wegen Verkratzungen des Lackes ein Problem dar.

In Japan gibt es auch Getränkedosen, die beidseitig eine Kunststoffbeschichtung aus PET (Polyethylen­ terephthalat) haben. Die Kunststoffbeschichtung wird auf ein verchromtes Blechband (ECCS) vor der Dosen­ fertigung aufgebracht, was meist durch Laminieren einer vorgefertigten Folie erfolgt. Das Unterteil wird durch Tiefziehen und Weiterziehen mit Reckung hergestellt, wobei eine Wandausdünnung von etwa 30 bis maximal 50% erreicht wird. Die beidseitige Kunststoffbeschichtung läßt das Abstreckziehen nicht zu, weil die Kunststoff­ beschichtung, insbesondere auf der Dosenaußenseite, versagen würde. Blankes, verchromtes Blech ist für das Tiefziehen und das Abstreckziehen nicht geeignet, da Freßerscheinungen an den Werkzeugen auftreten. Die bei verchromtem Blech gemachten Erfahrungen und ange­ wendeten Maßnahmen lassen sich nicht ohne weiteres auf Weißblech übertragen, weil Kunststoff auf verchromtem Blech besser haftet als auf Weißblech.

In der US-A-4,541,546 ist eine zweiteilige Getränkedose aus Blech, z. B. Weißblech oder Aluminiumblech, beschrie­ ben. Durch Tiefziehen und Abstreckziehen wird bei einer Ausführungsform dieser Getränkedose ein Oberteil herge­ stellt, welches eine zylindrische Dosenwand und eine obere, domförmig nach außen gewölbte Abschlußwand auf­ weist. Im Zentrum dieser oberen Abschlußwand ist eine sich von der Abschlußwand nach außen erstreckende Tülle, ähnlich wie ein kurzer Flaschenhals, angeformt. Die Herstellung dieser Tülle erfordert jedoch mehrere Werk­ zeuge und Arbeitsschritte, wodurch die Gesamtherstel­ lungskosten dieser Getränkedose wesentlich verteuert werden. Die Tülle soll durch eine Kappe oder einen Stöpsel verschlossen werden, wobei nicht näher beschrie­ ben ist, wie diese Teile aussehen und mit der Tülle zusammenwirken sollen. Außerdem ist bei dieser bekannten Getränkedose das Oberteil mit dem Unterteil durch über­ lappende Verklebung im Bereich der zylindrischen Dosen­ wand verbunden. Zu diesem Zweck ist das Unterteil im Durchmesser durch Necken verkleinert, so daß es in das Oberteil einsteckbar ist. Hierzu wird der untere Rand des Oberteils erwärmt, um den Durchmesser zu vergrößern, und der Rand des Unterteils abgekühlt, um dessen Durch­ messer zu verkleinern. Als Korrosionsschutz wird auf die Innenseite des Oberteils und des Unterteils ein Lack durch Sprühen, Tauchen oder elektrostatische Beschichtung nach dem Tiefziehen und Abstreckziehen aufgebracht.

Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung einer Getränkedose aus Blech, insbesondere Weißblech, aufzuzeigen, mit dem eine leicht zu öffnende und auch wieder verschließ­ bare Getränkedose kostengünstig, insbesondere unter Verwendung von Weißblech, herstellbar ist.

Das Verfahren nach der Erfindung umfaßt folgende Ver­ fahrensschritte:
Bereitstellen einer kreisrunden Blechscheibe (Ronde),
Verformen dieser Blechscheibe durch Tiefziehen und anschließendes Abstreckziehen zu einem einseitig offenen, zylindrischen Dosenkörper, mit einer zylindrischen Doesenwand und einem domförmig, nach außen gewölbten Endteil (Dosenkopf),
Ausstanzen einer zentralen Öffnung unmittelbar im dom­ förmigen Endteil,
Einsetzen eines wiederverschließbaren Verschlußsystems mit Schraubkappe in die zentrale Öffnung,
Verschließen des anderen, offenen Endes des Dosen­ körpers mit einem separaten, runden, im wesentlichen ebenen Dosenboden aus Blech durch Bördeln und Falzen unter Erzeugung eines Doppelfalzes.

Die Erfindung geht also von dem Gedanken aus, bei einer zweiteiligen Getränkedose den bisherigen Boden des Dosenkörpers nicht mehr wie bisher nach innen, sondern domförmig nach außen zu wölben, in das dom­ förmig nach außen gewölbte Endteil ein einfaches Loch zu schneiden, in dieses Loch ein separates, wieder­ verschließbares Verschlußsystem einzusetzen und das offene Ende des Dosenkörpers durch Auffalzen eines einfachen Dosenbodens in Form des bisherigen Dosen­ deckels, jedoch ohne jegliches Öffnungssystem, zu verschließen.

Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht die kosten­ günstige Herstellung von Getränkedosen. Zur Herstel­ lung des Dosenkörpers mit nach außen gewölbtem, dom­ förmigem Endteil, sind weniger Umformschritte und dementsprechend auch weniger Umformwerkzeuge erforder­ lich. Durch den Wegfall einer Schräge zwischen Dosen­ wand und Endteil entfallen die sonst bei der Herstellung der Schräge auftretenden Probleme. Man kann deshalb für die Herstellung des Dosenkörpers dünneres und härteres Blech, z. B. Weißblech mit einer Blecheinsatzdicke von 0,20 mm und weniger verwenden. Durch die hierbei er­ zielte Materialeinsparung werden die Kosten ebenfalls gesenkt und außerdem wird die Dose leichter. Zu dem Ziel der Kosteneinsparung und Gewichtsverringerung trägt auch das domförmig nach außen gewölbte Endteil des Dosenkörpers bei. Durch die Wölbung nach außen wird das Füllvolumen bei einer 0,33 l-Dose um etwa 50 ml erhöht, was zu einer Werkstoffeinsparung von etwa 8% führt. Außerdem ist das nach außen gewölbte Endteil (Dosenkopf) stabiler gegen Doseninnendrücke, so daß hier weitere Verringerungen der Blecheinsatz­ dicke möglich sind. Zur Kostensenkung trägt auch der Einsatz des separaten Verschlußsystems in ein ein­ faches Loch im domförmigen Endteil bei. Die Herstellung dieses einfachen Loches erfordert keine Umformschritte sondern nur ein Ausstanzen. Das separate Verschluß­ system ist aus Kunststoff kostengünstig herstellbar.

Durch Verwendung einer Schraubkappe läßt sich die Getränkedose, ähnlich wie z. B. eine Mineralwasserflasche, leicht öffnen und vor allem wieder verschließen. Die Anordnung des separaten Verschlußsystems im domförmigen Endteil (Dosenkopf) des Dosenkörpers hat weiterhin den Vorteil, daß zum Verschluß des offenen Endes des Dosen­ körpers ein einfacher, auffalzbarer Dosenboden aus Blech in Form der bisherigen Dosendeckel jedoch ohne Öffnungssystem (Rohdeckel) verwendet werden kann. Hierdurch ergibt sich der weitere Vorteil, daß z. B. bei einem Dosenkörper aus Weißblech auch ein Dosen­ boden aus Weißblech verwendet werden kann, der billiger herzustellen ist als ein Boden aus Aluminiumblech. Da der Dosenbaden keine komplizierten Umformschritte er­ fährt, kann er aus sehr hartem Werkstoff gefertigt werden. Dies ermöglicht gleichzeitig mit dem Verzicht auf das bisher übliche Öffnungssystem, welches immer zu einem Stabilitätsverlust führte, eine Absenkung der Blechdicke gegenüber den bisher üblichen Standard­ deckeln mit Öffnungssystem von 20% bis 25%, was eben­ falls zu einer Gewichts- und kostenersparnis beiträgt.

Vorteilhafte Verfahrensmaßnahmen sind in den Unteran­ sprüchen gekennzeichnet.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen werden diese vor­ teilhaften Verfahrensmaßnahmen nachstehend näher er­ läutert.

In Fig. 1 ist die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte neue Getränkedose teils im Längsschnitt, teils in Seitenansicht gezeigt. Sie besteht im wesent­ lichen aus einem Dosenboden 2 und einem wiederverschließ­ baren Verschlußsystem 3. Der Dosenkörper 1 weist eine zylindrische Dosenwand 4 auf und ist an dem einen, oberen Ende durch ein mit der Dosenwand 4 aus einem Stück bestehenden, nach außen gewölbten Endteil 5 ver­ schlossen, welches den Dosenkopf bildet. Im Zentrum des domförmigen Endteiles ist eine zentrale Öffnung 6 vor­ gesehen, die durch Ausstanzen gebildet ist. In diese Öffnung ist vom Inneren des Dosenkörpers 1 her die Schraubhülse 7 eingesetzt, die einen radial nach außen vorstehenden Flansch 7a und an ihrem Halsteil ein Schraubengewinde 7b aufweist. Auf dieses Schraubenge­ winde ist die Schraubkappe 8 von außen her aufgeschraubt.

Die Schraubkappe 8 hat zur Gewährleistung des Originali­ tätsschutzes einen Sicherungsring 8a, der über Perfora­ tionen mit der übrigen Schraubkappe verbunden ist, ähn­ lich wie dies bei Verschlußkappen von Mineralwasser­ flaschen der Fall ist. Beim ersten Zudrehen der Schraub­ kappe 8 schnappt der Sicherungsring hinter einem nicht zum Schraubengewinde 7b gehörenden Sicherungsabsatz 7c an der Schraubhülse ein, so daß beim späteren Öffnen der Schraubkappe der Sicherungsring 8a aufgerissen oder von der Schraubkappe abgerissen wird und man anhand des abgerissenen Sicherungsringes erkennen kann, daß die Getränkedose bereits geöffnet wurde.

Das untere, zunächst offene Ende des Dosenkörpers 1 weist zur Verringerung des Durchmessers D der Dosen­ wand 4 einen kegelstumpfförmigen Abschnitt 9, der auch Einzug genannt wird, auf, und der durch sogenanntes Necken erzeugt wird. Beträgt z. B. der Durchmesser D der Dosenwand 4 66 mm, dann wird durch den kegelstumpf­ förmigen Abschnitt 9 der Öffnungsdurchmesser D1 auf 57 mm oder 52 mm verringert. Dies erfolgt zu dem Zweck, daß ein im Durchmesser kleinerer Dosenboden 2 verwen­ det werden kann. Dieser Dosenboden 2 aus Blech ist durch Bördeln und Falzen unter Erzeugung eines bekannten Doppelfalzes 10 mit dem Dosenkörper 1 verbunden. Das Befüllen der Dose kann entweder so erfolgen, daß der zunächst an seinem einen Ende offene Dosenkörper 1 mit aufgeschraubter Schraubkappe 8 auf dem Kopf stehend gefüllt und dann der Dosenboden 2 aufgefalzt wird, oder es kann der Dosenboden vor dem Füllen der Getränkedose aufgefalzt werden und die Dose dann von oben her durch die Schraubhülse hindurch gefüllt und anschließend die Schraubkappe 8 aufgeschraubt werden. Ersteres hat den Vorteil, daß eine größere Füllgeschwindindigkeit der Getränkedose erreichbar ist.

Die Schraubkappe 8 mit Sicherungsring 8a und die Schraub­ hülse 7 werden vorzugsweise aus Kunststoff, z. B. PE (Polyester) oder PET (Polyethylenterephthalat) herge­ stellt. Gegebenenfalls könnte auch Weißblech oder Aluminium verwendet werden.

Vorzugsweise wird die Schraubhülse 7 mit ihrem Flansch 7a wegen der hohen Doseninnendrücke mit dem domförmigen Endteil 5 verklebt oder unter Anwendung von Wärme ver­ siegelt. Der Flansch 7a und auch der Sicherungsring 8a stellen den Korrosionsschutz der Schnittkante der Öffnung 6 sicher, falls der Dosenkörper 1 aus Weißblech besteht. Da das Einsiegeln am blanken oder lackierten Blech mit tech­ nischen Unsicherheiten behaftet wäre, sollte der Dosen­ körper 1 an seiner Innenseite eine Kunststoffbeschichtung aufweisen, auf die weiter unten stehend noch näher ein­ gegangen wird.

Die neue Getränkedose läßt sich aus Weißblech, Aluminium­ blech und anderen Metallblechen fertigen. Vorzugsweise wird jedoch Weißblech verwendet. Zur Herstellung des Dosenkörpers 1 wird aus einem Blechband eine kreisrunde Blechscheibe, Ronde genannt, ausgeschnitten. Die Blech­ dicke der Ronde, auch Blecheinsatzdicke genannt, kann zwischen 0,16 bis 0,30 mm, vorzugsweise etwa 0,20 mm, betragen. Durch Tiefziehen wird die Ronde zu einem ein­ fachen, in Fig. 2 dargestellten Napf 1' mit einer Höhe H umgeformt. Bei der Verwendung von Weißblech erfolgt das Tiefziehen ein- oder zweistufig mit einem Ziehver­ hältnis β von 1,6 bis 2,4. Der so gebildete Napf 1' wird dann durch Abstreckziehen in drei bis vier Stufen zu dem in Fig. 1 dargestellten Dosenkörper 1 umgeformt, wobei die ursprüngliche Napfhöhe H etwa um das Dreifache vergrößert wird und beim Abstreckziehen die gegenüber der Napfwand dünnere Dosenwand 4 entsteht. Beim Abstreck­ ziehen wird die Wanddicke des Napfes, die der ursprüng­ lichen Blecheinsatzdicke entspricht, mit einem Umform­ grad ϕ auf ein Drittel verringert. Die Umformung des zunächst ebenen Napfbodens zu einem domförmigen Endteil und das Ausstanzen der Öffnung 6 erfolgt am Ende des Abstreckziehens, indem der Dosenkörper mittels Luft­ druck vom Abstreckstempel abgestreift und der Luftdruck dazu verwendet wird, das Endteil des Dosenkörpers in ein Formwerkzeug (Matrize) mit domförmiger Vertiefung zu pressen. Im Prinzip ist eine spätere Außendomerzeu­ gung in Verbindung mit dem Schneiden der Öffnung auch möglich. Eventuell erst nach dem Beschneiden des Dosen­ randes, falls der Außendom in den vorhandenen Maschinen stört. In diesem Fall bleibt der Boden beim Abstreck­ ziehen flach. Der Dosenkörper wird anschließend an seinem offenen Ende durch Necken im Durchmesser verkleinert, damit auch ein im Durchmesser entsprechend kleinerer Dosenboden verwendet werden kann. Durch das Abstreck­ ziehen wird eine optimale Werkstoffausnutzung erreicht. Die Dicke des Endteiles, welche in etwa der ursprüng­ lichen Blecheinsatzdicke entspricht und die Dicke der Dosenwand, welche etwa ein Drittel der ursprünglichen Blecheinsatzdicke beträgt, sind optimal den Erforder­ nissen angepaßt. Im Bereich des offenen Endes des Dosenkörpers ist durch das Necken die Wanddicke um etwa 60 µm gegenüber der übrigen Dosenwand verdickt.

Wenn zur Herstellung des Dosenkörpers Blech ohne Kunst­ stoffbeschichtung verwendet wird, kann der Dosenkörper nach dem Abstrecken bzw. Necken auf der Doseninnen­ seite im Sprühverfahren lackiert werden. Vorteilhafter ist es jedoch zur Herstellung des Dosenkörpers ein Blech, insbesondere ein Weißblech, zu verwenden, welches bereits vorher als Blechband mit einer Kunststoffbeschichtung ver­ sehen wurde.

Wegen der hohen Drücke, die beim Abstreckziehen zwischen dem Stempel und der dem Stempel zugekehrten Innenseite des Dosenkörpers angeordneten Kunststoffbeschichtung bestehen, kommt als Beschichtungskunststoff nur PET (Polyethylenterephthalat) in Frage. In diesem Fall wird dann die Ronde aus einem einseitig mit PET kunst­ stoffbeschichteten Blech ausgestanzt und beim Tiefziehen und Abstreckziehen die kunststoffbeschichtete Seite den Tiefzieh- bzw. Abstreckziehstempeln zugekehrt. Nach dem Abstreckziehen ist dann die gesamte Innenseite des Dosen­ körpers 1 mit einer PET-Schicht ausgekleidet, wie es in Fig. 1 vergrößert dargestellt ist.

Zweckmäßig wird ein Blech verwendet, auf welches die PET-Schicht durch Direkt-Extrusion aufgebracht wurde. Durch Direkt-Extrusion eines flüssigen PET-Filmes auf ein erhitztes Blechband kann nämlich eine besonders gute Haftung der PET-Schicht erreicht werden, was für das Abstreckziehen von erheblicher Bedeutung ist.

Um eine hohe Umformfähigkeit des PET sicherzustellen, sollte die PET-Schicht zweckmäßig in amorphen Zustand gebracht werden. Dieser amorphe Zustand kann durch Nacherwärmung des beschichteten Blechbandes auf eine Temperatur oberhalb des PET-Schmelzpunktes und an­ schließende schnelle Abschreckung im Wasserbad erzielt werden. Um die Aufheizzeit möglichst kurz zu halten, kann die Nacherwärmung durch Induktionserhitzung be­ wirkt werden. Durch die Nacherwärmung wird außerdem die Haftung verbessert. Durch die amorphe PET-Schicht wird gewährleistet, daß trotz der hohen Umformbean­ spruchung keine Risse und Poren in der PET-Schicht auftreten.

Versuche haben außerdem gezeigt, daß es zur Erhöhung der Sicherheit der Vermeidung von Poren und Rissen unter Produktionsbedingungen zweckmäßig ist, nach dem Tiefziehen und vor dem Abstreckziehen den vorgeformten Dosenkörper (Napf) einer Temperaturbehandlung zu unterziehen. Diese Temperaturbehandlung sollte bei einer Temperatur von 180 bis 200°C während einer Dauer von 1 bis 5 Minuten erfolgen. Da Weißblech ein relativ preiswerter Werkstoff für die Herstellung von Dosen ist, und PET den hohen Beanspruchungen beim Abstreckziehen widersteht, sollte für die Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens zweckmäßig PET beschichtetes Weißblech verwendet werden, bei dem die PET-Schicht durch Direkt-Extrusion aufge­ bracht wurde.

Für den Dosenboden 2 wird zweckmäßig beidseitig mit PET beschichtetes Weißblech verwendet. PET ist kratzfester als eine Lackierung und bildet für den Dosenboden außen an der Stellkante 2a einen dauerhaften Korrosionsschutz. Es sind somit die vollständig aus Weißblech bestehenden Getränkedosen auch für subtropische Länder einsetzbar.

Es wurde gefunden, daß bei der Beschichtung eines Blech­ bandes eine besonders gute Haftung dann erreicht wird, wenn das Blechband im Auftragsbereich des flüssigen Kunststoffilmes eine über dem Schmelzpunkt des jeweiligen Kunststoffes liegende Temperatur aufweist. Die Temperatur des Blechbandes sollte etwa 10° über dem Kunststoff­ schmelzpunkt liegen. Da jedoch die Schmelztemperaturen der verschiedenen PET-Sorten zwischen 230 und 280°C liegen, entstehen beim Direktbeschichten von Weißblech Probleme. Es darf nämlich der Schmelzpunkt des Zinns von 232°C nicht überschritten werden, da es sonst zu einer Eisen-Zinn-Legierungsschichtbildung kommt und außerdem flüssiges Zinn mit der Andrückrolle beim Extrusionsvorgang in Berührung käme. Hierdurch würde die Zinnoberfläche beeinträchtigt werden und das Zinn könnte auf der Dosenaußenseite die erforderliche Schmier­ wirkung beim Abstreckziehen nicht leisten.

Um einerseits die erforderliche hohe Haftung der PET- Schicht zu erreichen und andererseits die Zinnschicht des Weißbleches nicht zu beschädigen, wird daher bei der Herstellung des kunststoffbeschichteten Weißbleches so verfahren, daß zwischen der Zinnoberfläche und der PET-Schicht ein Haftvermittler aus thermoplastischem Kunststoff vorgesehen wird, dessen Schmelztemperatur ≦ 210°C ist.

Das PET und der Haftvermittler werden zweckmäßig durch Coextrusion auf das erhitzte Weißblechband aufgebracht, welches auf eine zwischen der Schmelztemperatur des Haftvermittlers und der Schmelztemperatur des Zinns liegende Temperatur erhitzt wurde.

Hierdurch kann erreicht werden, daß bei einer Temperatur des Weißblechbandes im Auftragsbereich des zweischichtigen Kunststoffilmes von etwa 220°C eine Beschädigung der Zinnschicht vermieden wird, weil diese Temperatur unter der Schmelztemperatur des Zinns von 232°C liegt. Anderer­ seits liegt aber die Temperatur des Weißblechbandes um mindestens 10° über der Schmelztemperatur des Haftver­ mittlers, so daß die gewünschte gute Haftung des Haft­ vermittlers an der Zinnoberfläche erreicht wird. Der Haftvermittler stellt den gewünschten guten Verbund zwischen Weißblech und der außen liegenden PET-Schicht sicher. Die Dicke der PET-Schicht sollte bei der Durch­ führung des erfindungsgemäßen Verfahrens etwa 10 bis 50 µm, die des Haftvermittlers etwa 5 bis 10 µm, betragen. Das verwendete Weißblech hat eine Dicke von 0,16 bis 0,30 mm. Die Zinnauflage beträgt 1,0 bis 5,0 g/m² je Bandseite, vorzugsweise 2,0 bis 2,8 g/m².

Die Herstellung eines PET-beschichteten Weißbleches, welches sich besonders für die Herstellung einer Getränke­ dose nach dem erfindungsgemäßen Verfahren eignet, wird nachstehend anhand der Fig. 3 beschrieben. Ein Weißblech­ band 11 wird in seiner Längsrichtung bewegt und zunächst durch eine Erhitzungseinrichtung 12 erhitzt. Mittels einer Breitschlitzdüse 13 wird ein zweischichtiger Kunststoff­ film 14 extrudiert, der aus einer PET-Schicht 14a und einer Haftvermittlerschicht 14b aus thermoplastischem Kunststoff besteht. Der Haftvermittler 14b weist eine Schmelztemperatur auf, die nicht größer ist als 210°C. Das Weißblechband 11 wurde in der Erhitzungseinrichtung 12 vorher auf eine solche Temperatur erhitzt, daß es im Auftragsbereich 15 des flüssigen Kunststoffilmes 14 eine über dem Schmelzpunkt des Haftvermittlers und unter dem Schmelzpunkt des Zinns liegende Temperatur von etwa 220°C aufweist. Der Kunststoffilm 14 wird dann an das Weißblechband 11 angedrückt, indem es durch einen Spalt zwischen einer Andrückrolle 18 und einer Rolle 17, die als Laminatorrolle bezeichnet wird, hindurchgeführt wird. Die am Kunststoffilm 14 anliegende Laminatorrolle 17 wird dabei auf einer Temperatur gehalten, die unter der Schmelztemperatur des PET liegt. Zweckmäßig sollte die Laminatorrolle 17 durch Kühlung auf einer Temperatur im Bereich zwischen 20 bis 80°C gehalten werden. Die Kühlung der Laminatorrolle 17 erfolgt vorteilhaft durch Wasser, welches durch die Laminatorrolle 17 hindurchgeleitet wird. Es ist ferner eine Umlenkrolle 19 vorgesehen, durch welche das Weißblechband 11 mit dem an der Lamina­ torrolle 17 anliegenden Kunststoffilm 14 unter Spannung über einen Teil des Umfanges der Laminatorrolle 17 herum­ geführt ist. Das Anpressen des flüssigen Kunststoffilmes 14 an das Weißblechband 11 sollte mit einer auf die Breite des Weißblechbandes bezogenen Kraft von mindestens 60 N/mm erfolgen. Während der Kunststoffilm 14 an der Laminator­ rolle 17 anliegt, muß zumindest seine PET-Oberflächen­ schicht durch Abkühlung in den festen Zustand überführt werden, bevor die Oberfläche der Laminatorrolle 17 von dem Kunststoffilm 14 gelöst wird. Der Durchmesser der Laminatorrolle bzw. der Umschlingungswinkel, mit dem das Weißblechband zusammen mit dem Kunststoffilm 14 an der Laminatorrolle 17 in Anlage gehalten wird, müssen so gewählt werden, daß bei einer Bandgeschwindigkeit von mindestens 50 m/min zumindest die Oberflächenschicht des PET mit einer Kühlrate von höchstens 400 W/m²°C auf eine Temperatur abzukühlen, die mindestens um 30°C unter dem Schmelzpunkt des PET liegt, bevor der Kontakt zwischen Kunststoffilm und Laminatorrolle 17 gelöst wird.

Es hat sich als zweckmäßig erwiesen, wenn die Breite der Breitschlitzdüse 13 breiter ist als die des Weißblech­ bandes. Dies führt dazu, daß der Kunststoffilm 14 an jeder Seite des Weißblechbandes um 20 bis 30 mm vorsteht.

Die Trennung des überstehenden Kunststoffilmes erfolgt erst nach dem Abkühlen und Festwerden des Kunststoffes mittels der Besäumrollen 16, die an beiden Seiten des beschichteten Weißblechbandes angeordnet sind.

Wie bereits weiter oben erwähnt wurde, ist es wichtig, daß das PET in einem amorphen Zustand vorliegt. Zu diesem Zweck wird das PET-beschichtete Weißblechband durch eine Induktions-Erhitzungseinrichtung 20 gelei­ tet, wo es auf eine Temperatur oberhalb des PET-Schmelz­ punktes gebracht wird. Die Überschreitung des Zinn­ schmelzpunktes ist in diesem Fall nicht kritisch, da wegen der kurzen Erhitzungszeit die Eisen-Zinn- Legierungsschichtbildung sehr gering ist und das flüssige Zinn auch nicht mit einer Rolle in Berührung kommt.

Durch unmittelbares Einleiten des Weißblechbandes in ein Wasserbad 21 wird das Weißblechband schließlich mit hoher Kühlrate auf Raumtemperatur abgeschreckt.

Claims (24)

1. Verfahren zur Herstellung einer Getränkedose aus Blech, insbesondere Weißblech, mit folgenden Ver­ fahrensschritten:
Bereitstellen einer kreisrunden Blechscheibe (Ronde), Verformen dieser Blechscheibe durch Tiefziehen und anschließendes Abstreckziehen zu einem einseitig offenen, zylindrischen Dosenkörper, mit einer zylindri­ schen Dosenwand und einem domförmig nach außen gewölb­ ten Endteil (Dosenkopf),
Ausstanzen einer zentralen Öffnung unmittelbar im domförmigen Endteil,
Einsetzen eines wieder verschließbaren Verschluß­ systems mit Schraubkappe in die zentrale Öffnung,
Verschließen des anderen, offenen Endes des Dosen­ körpers mit einem separaten, runden, im wesentlichen ebenen Dosenboden aus Blech durch Bördeln und Falzen unter Erzeugung eines Doppelfalzes.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ronde aus einem einseitig mit PET (Poly­ ethylenterephthalat) kunststoffbeschichteten Blech ausgestanzt wird und daß beim Tiefziehen und Abstreck­ ziehen die kunststoffbeschichtete Seite den Tiefzieh- bzw. Abstreckziehstempeln zugekehrt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß ein Blech verwendet wird, auf welches die PET- Schicht durch Direkt-Extrusion aufgebracht wurde.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die PET-Schicht in amorphen Zustand gebracht wurde.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der amorphe Zustand durch Nacherwärmung des beschichteten Blechbandes auf eine Temperatur ober­ halb des PET-Schmelzpunktes und anschließende schnelle Abschreckung im Wasserbad erzielt wird.

6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der durch Tiefziehen teil­ weise vorgeformte (napfartige) Dosenkörper zwischen dem Tiefziehen und dem Abstreckziehen einer Wärme­ behandlung bei einer Temperatur von 180 bis 200°C unterzogen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmebehandlung 1 bis 5 Minuten durchge­ führt wird.

8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein einseitig mit PET beschichtetes Weißblech verwendet wird, auf welches die PET-Schicht durch Direkt-Extrusion aufgebracht wurde.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß ein kunststoffbeschichtetes Weißblech verwendet wird, bei welchem zwischen der Zinnoberfläche und der PET-Schicht ein Haftvermittler aus einem thermo­ plastischen Kunststoff vorgesehen ist, dessen Schmelz­ temperatur ≦ 210°C ist.

10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das PET und der Haftvermittler durch Coextrusion auf das erhitzte Weißblechband aufgebracht werden, welches auf eine zwischen der Schmelztemperatur des Haftvermittlers und der Schmelztemperatur des Zinns liegende Temperatur erhitzt wurde.

11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Formen des Dosen­ kopfes am Ende des Abstreckziehens erfolgt, indem der Dosenkörper mittels Luftdruck vom Abstreckstempel abgestreift und der Luftdruck dazu verwendet wird, das Endteil des Dosenkörpers in eine Matrize mit domför­ miger Vertiefung zu pressen.

12. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrale Öffnung am Ende des Abstreckziehens gebildet wird.

13. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Dosenkörper an seinem offenen Ende durch Necken im Durchmesser verkleinert wird, bevor der Dosenboden, welcher einen kleineren Durchmesser aufweist, als die zylindrische Dosenwand, aufgefalzt wird.

14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein BUS einer Schraub­ kappe und einer einseitig mit einem Flansch versehe­ nen Schraubhülse bestehendes Verschlußsystem verwen­ det wird, daß die Schraubhülse von der Innenseite des Dosenkörpers her durch die zentrale Öffnung des domförmigen Endteiles gesteckt wird, bis ihr Flansch an der Innenseite des Endteiles anliegt und daß auf das aus dem Endteil herausragenden, mit einem Schraubengewinde versehenen Teil der Schraubhülse die Schraubkappe aufgeschraubt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß ein Verschlußsystem verwendet wird, dessen Schraubkappe und Schraubhülse aus Kunststoff be­ stehen.

16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Schraubhülse in das Endteil ein­ geklebt oder eingesiegelt wird.

17. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein Dosenboden aus Blech verwendet wird, das beidseitig mit Kunststoff be­ schichtet ist.

18. Verfahren nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß für den Dosenboden ein beidseitig mit PET be­ schichtetes Weißblech verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zur Herstellung der Ronde ein PET beschichtetes Weißblech verwendet wird, wel­ ches wie folgt hergestellt wurde:
ein Weißblechband wird in seiner Längsrichtung bewegt und erhitzt,
mittels einer Breitschlitzdüse wird ein Film aus geschmolzenem, thermoplastischem Kunststoff, bestehend zumindest aus einer PET-Schicht und einer Haftvermitt­ lerschicht, deren Schmelzpunkt maximal 210°C beträgt, unmittelbar auf die eine Seite des bewegten Weißblech­ bandes aufgebracht,
das Weißblechband wird vorher auf eine solche Tempera­ tur erhitzt, daß es im Auftragsbereich des flüssigen Kunststoffilmes eine über dem Schmelzpunkt des Haft­ vermittlers und unter dem Schmelzpunkt des Zinns liegende Temperatur aufweist,
der Kunststoffilm wird an das Weißblechband angedrückt, indem es durch einen Spalt zwischen zwei Rollen hin­ durchgeführt wird, von denen die am Kunststoffilm anliegende Rolle (Laminatorrolle) unter der Schmelz­ temperatur des PET gehalten wird,
das Weißblechband wird mit dem an der Laminatorrolle anliegenden Kunststoffilm unter Spannung über einen Teil des Umfanges der Laminatorrolle herumgeführt und an der Laminatorrolle über eine Kontaktzeit bzw. Kontaktlänge in Anlage gehalten, die ausreicht, um bei einer Bandgeschwindigkeit von mindestens 50 m/min zumindest die Oberflächenschicht des PET mit einer Kühlrate von höchstens 400 W/m²°C auf eine Temperatur abzukühlen, die mindestens um 30°C unter dem Schmelz­ punkt des PET liegt, bevor der Kontakt zwischen Kunst­ stoffilm und Laminatorrolle gelöst wird, bei einer abschließenden Nachbehandlung wird das beschichtete Weißblech auf eine Temperatur ober­ halb des Schmelzpunktes des PET erhitzt und der Kunststoffilm durch unmittelbares Einleiten des Weißblechbandes in ein Wasserbad mit hoher Kühl­ rate auf Raumtemperatur abgeschreckt.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das Weißblechband auf eine solche Temperatur erhitzt wird, daß es im Auftragsbereich des Kunst­ stoffilmes eine um mindestens 10°C über den Schmelz­ punkt des Haftvermittlers liegende Temperatur auf­ weist.

21. Verfahren nach Anspruch 19 oder 20, dadurch gekenn­ zeichnet, daß das Andrücken des flüssigen Kunst­ stoffilmes an das Weißblechband mittels der Lamina­ torrolle mit einer Kraft von mindestens 60 N/mm, bezogen auf die Breite des Weißblechbandes, erfolgt.

22. Verfahren nach einem der Ansprüche 19 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlung der Laminatorrolle durch Wasser erfolgt, welches durch die Rolle hin­ durchgeleitet wird.

23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Laminatorrolle durch Kühlung auf einer Temperatur im Bereich von 20 bis 80°C gehalten wird.

24. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß das rasche Abkühlen bei der Nachbehandlung mit einer Kühlrate von mindestens 1000 W/m²°C auf eine Temperatur unter 20°C erfolgt.