DE2023923A1

DE2023923A1 - Laminierte Metallbehälter-Wand mit einer einteiligen Öffnungseinrichtung sowie Verfahren zu deren Herstellung

Info

Publication number: DE2023923A1
Application number: DE19702023923
Authority: DE
Inventors: Jr J N Demsey; H Gayner
Original assignee: Aluminum Company of America
Current assignee: Howmet Aerospace Inc
Priority date: 1969-05-16
Filing date: 1970-05-15
Publication date: 1970-12-17
Also published as: NL144503B; US3632461A; SE377297B; NO136667L; NL7007032A; US3753847A; GB1261315A; FR2042698A1; DE2023923B2; FR2042698B1

Description

DR. ING. B. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN PA.TBNTANWAI4TB D-IOOO MÖNCHEN 80 · MARIA-THERESIA-STRASSEi · TELEFON (0811)441061 _

ALUMINUM COMPANY OP AMERICA
Pittsburgh, Pa./USA

Laminierte Metallbehälter»Wand mit einer
einteiligen öffnungseinrichtung sowie
Verfahren zu deren Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Metallbehälter-Wand mit einer einteiligen öffnungseinrichtung sowie auf das dadurch hergestellte Produkt. Die Erfindung bezieht sich weiter auf ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Metallbehälter-Wand mit einer einteiligen öffnungseinrichtung mit einer eingekerbten entfernbaren Zone, ohne daß eine mit der Wand kontinuierlich klebend verbundene Schutzschicht zerstört wird.

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Seit langem sind Behälter bekannt, die eine Metallbehälter-Wand haben, welche mit einer einteiligen öffnungseinrichtung versehen ist, wodurch die Notwendigkeit der Verwendung eines getrennten Öffners, um sich Zugang zu dem Inhalt des Behälters zu verschaffen, vermieden wird. Eine der bevorzugten Formen von Öffnungseinrichtungen, die in Behälterwänden, wie in Gefäß- und Piaschenverschlüssen und BUchsenenden häufig.gefunden werden, weist eine entfernbare Zone auf, die innerhalb eines Metall-Plattenteils definiert ist, welcher durch Einkerben eines Wegs zum Teil, jedoch nicht vollständig durch die Platte hindurch geschwächt worden ist. Ein Betätigungsglied, welches häufig in Form eines Hebels mechanische Vorteile mit sich bringt, ist an der entfernbaren Zone befestigt. Um Zutritt zu dem Behälterinhalt zu bekommen, braucht der Verbraucher lediglich den Betätigungshebel zu betätigen, um die entferntoare Zone aus der Behälterwand zu entfernen.

Bei dem herkömmlichen Verfahren zur Herstellung von Blechen für derartige Behälterwände wird das Metallblech auf beiden Seiten mit einem organischen Überzug auf Lösungsmittelbasis beschichtet. Das Blech wird sodann auf eine genügend hohe Temperatur erhitzt, um das Lösungsmittel zu verdampfen und den Überzug zur Aushärtung zu bringen. Die Behälterwand-Rohlinge werden sodann von dem Blech abgetrennt und zu Behälterwänden verformt. Diese Behälterwände werden daran anschließend so umgewandelt, daß sie einteilige, leicht öffnende Einrichtungen ergeben.

Das Ende der Verschlußplatte wird durch ein Prägewerkzeug eingekerbt. Während dieses Prozeßes ist die Behälterwand auf einer Im allgemeinen flachen Amboßfläche gelagert.

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Als Ergebnis der äußerst starken Kräfte, die während' des Verformens an die Endwand angelegt werden, kommt die Beschichtung auf der Unterfläche der Platte zum Bruch. Würde die Wand in diesem Zustand verwendet werden, dann würde der gebrochene Überzug es gestatten, daß die häufig korrodierenden Inhaltsstoffe des Behälters mit dem freigelegten Metall in Berührung kommen und dieses angreifen. Gegenüber Nahrungsmitteln sind viele Produkte besonders schwierig. Aus naheliegenden Gründen wünschen Nahrungsmittel-Verpacker ein einziges Behältersystem, das für den Gebrauch für eine volle Produktkette geeignet ist, ohne daß die verschiedenen chemischen Eigenschaften der einzelnen verschiedenen Produkte beachtet werden müssen. Es sollte auch die Stirnwand aus einem anderen Material als der Büchsenkörper gemacht werden, wie es der Fall ist, wenn ein Aluminiumende auf eine Zinnplattenbüchse gebracht wird. Dabei könnte das Aluminium als eine sich verzehrende Anode wirken und korrodieren.

Auf Grund dieser nicht unerheblichen Korrosionsgefahren hat es sich für den praktischen Betrieb als notwendig erwiesen, auf die Unterfläche der Behälterwand nach Vervollständigung des Einkerbens einen Reparaturüberzug aufzubringen. Diese Maßnahme erfordert naturgemäß eine weitere Behandlung des Büchsnendes, die Verwendung weiterer^Einrichtungen, die Notwendigkeit einer weiteren Prozeßstufe und Verwendung von zusätzlichem Material.

Es ist auch schon angeregt worden, die Metallplatte vor dem Beschichten der Unterfläche einzukerben. Diese Alternative vielst jedoch auch signifikante Nachteile auf .Wenn

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das Blech vor der Trennung der Stirnwand-Rohlinge eingekerbt wird, dann besteht die Gefahr, daß die Kerbungslinie während des nachfolgenden Verformens bricht. Wenn andererseits jede einzelne Stirnwand für sich einzeln nach dem Einkerben beschichtet werden würde, dann würde dies während des Beschichtungsverfahrens ein einzelnes Behandeln erfordern. Es würde dadurch schwierig: gestaltet v/erden, einen gleichförmigen kontinuierlichen Überzug auf der unregelmäßig geformten Stirnwand vorzusehen.

Gegenstand der Erfindung ist daher ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Metallbehälter-Wand mit einer einteiligen öffnungseinrichtung, das dadurch gekennzeichnet ist, daß man ein Metallblech, das in die Behälterwand umgewandelt werden soll, mit einer Schicht eines Klebstoffs aus der Gruppe Epoxy-, Polyester- und Polyurethan-Harzen versieht, an dem Metallblech durch diese Klebschicht eine kontinuierliche Schicht eines Materials aus der Gruppe Polyäthylen und gegossenes Propylen befestigt, sodann das Metal]blech einprägt, um darin eine entfernbare Zone stu definieren, wobei das Einkerben bis zu einer solchen Tiefe vorgenommen wird, daß entlang der Kerbungslinie restliches Metall mit etwa O,()[5O8 bis 0,1524 mm zurückbleibt und daß man zugleich mit dem Einkerben die Dicke der Schicht aus dem Material in den Stellen, die unmittelbar unter der Prägung liegen, verringert, indem man zwangsweise einen Strom bewerkstelligt, ohne/'eine ganze Durchdringung durch die Schicht erfolgt»

Bei dem Verfahren der Erfindung wird ein Film eines Schutzmaterials durch einen Klebstoff kontinuierlich an der Unter-

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fläche der Metallbehälter-Wand befestigt. Der Klebstoff wird aus der Gruppe Epoxyharze, Polyesterharze und Polyurethanharze ausgewählt. Das Schutz- oder Abdeckmaterial wird aus der Gruppe Polyäthylen mit niedriger Dichte, Polyäthylen mit hoher Dichte und gegossenes Polypropylen ausgewählt. Nach der Herstellung des Laminats wird das Metall danach anschließend eingekerbt, und zwar entweder vor oder nach der Abtennung der Behälterwand-Rohlinge von dem Blech. Das Einkerben erfolgt bis zu einer solchen Tiefe, daß entlang der Kerbungslinie ein Metallrückstand von etwa O,O5O8 bis 0,1524 mm (2 bis 6 mil) zurückbleibt. Während des Einkerbens wird die Dicke des Films des Abdeck- oder Schutzmaterials in der Gegend unterhalb der Einkerbungslinie reduziert, was auf den Fluß des Abdeckmaterials wegen der entsprechenden Zwangskräfte zurückzuführen ist.

Bei einer Form hat das Abdeckmaterial eine Dicke von etwa O,O5O8 bis 0,07β2 mm. An dem Abdeckmaterial ist ein äußeres Schutzmaterial aus Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid und/oder Polyäthylen mit mittlerer oder hoher Dichte befestigt. Dieses kann an das Abdeckmaterial durch direkte Verklebung angeschichtet sein oder damit unter Verwendung eines unabhängigen Klebstoffs befestigt sein. Bei Verwendung eines unabhängigen Klebstoffs wird dieser zweite Klebstoff au3 der Gruppe Epoxyharze,' Polyesterharze und Polyurethan ausgewählt. Das Produkt des obigen Vorgehens kann eine Metallplatte sein, die in dem ungekerbten Teil eine Dicke von etwa O,2Oj52 bis 0,368 mm und in den gekerbten Teilen einen engen Bereich der restlichen Metalldicke von etwa 0,0635 bis 0,11¹I- mm aufweist.

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Durch die Erfindung wird somit ein Verfahren zur Herstellung einer laminierten Metallbehälter-Wand mit einem kontinuierlichen, durch einen Klebstoff verbundenen Abdeckmaterial zur Verfügung gestellt, wobei letzteres an der Unterseite einer Metallplatte oder eines Metallblechs in der Weise befestigt ist, daß es gegenüber einer Zerstörung der Kontinuität der Schutzschicht beständig ist, wenn das Laminat den erheblichen Kräften unterworfen wird, die beim Einkerben der Metallplatte auftreten.

Die Erfindung stellt auch eine laminierte Behälterwand mit einer eingekerbten einteiligen öffnungseinrichtung zur Verfügung, bei welcher die Kerbungslinie eine erhebliche Tiefe hat und ein erheblicher Kerbungsrückstand zu-'rückbleibt, wobei eine kontinuierliche Korrosionsbeständige Schicht, die klebend mit der Metallunterfläche verbunden ist, zurückbleibt und die eine genügende Dicke aufweist, um Korrosionsangriffen des Metalls durch den Behälterinhalt während der Lagerung zu widerstehen.

Die Erfindung stellt einö Abdeck- oder Schutzschicht zur Verfügung, die aus einem oder mehreren korrosionsbeständigen Materialien besteht, die mit der Metallplatte in genügender Dicke laminiert sind, daß sie sowohl während der. Bildung der Kerbungslinien als auch während der nachfolgenden Lagerung eines gefüllten Behälters einem Brechen des Films und einem Versagen des Klebstoffs widerstehen.

Die Erfindung stellt auch in einfacher und wirtschaftlicher Welse eine derartige Behälterwand-Struktur zur Verfügung, · ohne daß die Notwendigkeit für das Auftragen eines Reparatur· Überzugs auf die Unterfläche der Behälterwand nach dem Einkerben besteht.

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Die Erfindung soll im folgenden anhand der"beigefügten Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigen:

Fig. 1 einen fragmentarischen Aufriß einer Form des blattförmigen Laminats der Erfindung.,

Fig. 2 eine ähnliche Anordnung wie die Fig. 1 mit einer modifizierten Form des Laminats.

Fig. jj einen fragmentarischen Aufriß eines Büchsenendes gemäß der Erfindung, welches die Prägewerkzeuge in Stellung .vor dem Beginn des Einkerbens zeigt.

Flg. 4 vergrößerte Aufriße, die einen Teil der Fig. ^und ϊ während Zwischen- und Endstufen der Bildung der Rerbungslinien veranschaulichen.

Die Figur 1 zeigt ein Metallblech 2, an welches kontinuierlich eine Schicht aus einem Abdeckmaterial k, vorzugsweise in Form eines Filmes, angeheftet ist;. Die Bindung erfolgt durch einen Überzug aus einem Klebstoff 6. D ts .Metallblech 2 kann aus einem beliebigen Material bestehen, das zur Verwendung für Behälterwände, sei es als Büclisenende oder -VerschluiB geeignet ist. Aluminium und sinnplattierter Stahl sind für solche Zwecke geeignet.

Die Bezeichnungen "Behälterwand" und "Behälterstirnwand" sollen nieh allgemein auf verschiedene Strukturteile von Behältern mit einteiligen Einrichtungen für die Erleichtern^; den Abtrennens und/oder Entfernens von mindestens eines Teils, um Zugang 7,\\ dem Behälterinhalt zu erhalten, h'.ziehen. Verschlüsse für Gefäße und Flaschen sowie

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Büchsenenden fallen unter die spezifischen Formen, die durch diese Bezeichnungen in Betracht gezogen werden.

Das Abdeckmaterial 4 muß sorgfältig ausgewählt werden und es muß eine genügende mechanische Festigkeit aufweisen, daß es einer Zerstörung und/oder einem überschüssigen Nachstrecken während der Einwirkung der erheblichen Kräfte durch die Prägewerkzeuge widerstehen kann. Unter den Materialien, die sich für derartige Zwecke als geeignet erwiesen haben, sind Polyäthylen und gegossenes Polypropylen. Das Material wird vorzugsweise in der Form eines Filmsmit einer Dicke von 0,0508 bis O,0762 mm (2 bis 3 mil) eingesetzt und unter Verwendung des Klebstoffs 6 kontinuierlich mit dem Metallblech verbunden.

Hinsichtlich der Dichte des Polyäthylens kann sich Polyäthylen mit verschiedener Dichte mit Bevorzugung einer Art innerhalb der hierin angegebenen Beschränkungen, die hauptsächlich durch die Natur des aufzuwahrenden Produkts bedingt sind, als geeignet erweisen. Unter "Polyäthylen mit niedriger Dichte" soll ein Polyäthylen-Material mit einer Dichte von etwa 0,91 bis 0,925, unter "Polyäthylen mit mittlerer Dichte" ein Polyäthylen-Material mit einer Dichte von etwa 0,926 bis 0,9^1 und unter "Polyäthylen mit hoher Dichte" ein Polyäthylen-Material mit einer Dichte von etwa 0,9^2 bis 0,965 verstanden werden. Es hat sich gezeigt, daß das Polyäthylen mit hoher Dichte eine wirksamere Schranke gegenüber dem Kontakt eines korrodierenden Produkts mit der Metallunterfläche ergibt. Polyäthylen mit niedriger Dichte zeigt hinsichtlich des Druckschlags der Prägewerkzeuge eine bessere mechanische Festigkeit und zeigt auch hinsichtlich der Metallstirnwand bessere Binde-.

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eigenschaften. Polyäthylen mit mittlerer Dichte zeigt Schranken-, Druck- und Binde-Eigenschaften, die zwischen denjenigen des Polyäthylens mit hoher und mit niedriger Dichte liegen. ■

Es ist wichtig, daß der Klebstoff 6 sorgfältig ausgewählt wird, um eine kontinuierliche Verbindung zwischen dem Metallblech und dem Abdeckmaterial 4 zu^rzielen. Der Klebstoff muß die Festigkeit der Bindung während des Einkerbens aufrechterhalten. In dieser Hinsicht ist zu beachten, daß die Unterfläche des Metallblechs 2 im allgemeinen während des Einkerbens (Fig. 5) leicht nach unten verformt wird. Die Kontinuität der Klebeverbindung muß den erheblichen Druckkräften, die zur Erzielung dieser Deformation eingesetzt werden, sowie den während der physikalischen Ortsveränderung angelegten Druckkräften widerstehen. Darüber hinaus muß der Klebstoff,nachdem er der Einkerbung unterworfen worden ist, eine weitergeführte Bindefestigkeit während der Lagerungszeit des geschlossenen Behälters aufweisen.

Die für die Zwecke der Erfindung bevorzugten Klebstoffe sind Epoxyharze, Polyurethanharze und Polyesterharze. Ein geeigneter Epoxyklebstoff wird unter dem Warenzeichen Shell ADX57B vertrieben. Ein geeigneter Polyurethanklebstoff wird unter dem Warenzeichen Adcote 102 in den Handel gebracht. Diese Klebstoffe werden als Überzüge in Mengen von etwa 1,0 bis 5,0 mg/6,45 cm , vorzugsweise etwa 1,0 bis 2>0 mg/6,4-5 cm² aufgebracht. Zur Erzielung einer möglichst innigen Bindung wird es bevorzugt, den Klebstoff auszuhärten. Dies kann durch etwa 10- bis βθ-minütiges Erhitzen auf Temperaturen von. 65,6 bis 146,I⁰C geschehen. Das

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Erhitzen kann geeigneterweise während der Laminierung, beispielsweise durch einen heißen Nippel oder da*an anschließend geschehen. Darüber hinaus kann es?manchen Klebstoffen zweckmäßig sein, eine relativ geringe Menge eines Katalysators zuzusetzen, der für den jeweiligen Klebstoff häufig verwendet wird.

Eine weitere Form der Laminat-Struktur gemäß der Erfindung ist in Pig. 2 dargestellt. In dieser Figur ist das Abdeckglied 4 mittels eines Klebstoffs*6 an die eine Oberfläche eines Metallblechs angeschichtet. Ein äußeres Schutzglied 10, welches vorzugsweise in Form eines Films vorliegt, ist kontinuierlich mit der freigesetzten Oberfläche 12 des Abdeckglieds 4 mittels eines Klebstoffs 14 verbunden. Der Klebstoff 14 wird vorzugsweise aus der Gruppe Epoxyharze, Polyurethanharze und Polyesterharze ausgewählt und als Überzug in Mengen von etwa 1,0 bis 5*0 mg/6,45 cm , vorzugs-

weise etwa 1,0 bis j5*0 mg/6,45 cm aufgebracht.

Gewünschtenfalls kann der Klebstoff 14 weggelassen werden und das äußere Schutzglied 10 kann direkt mit dem Abdeck-' glied 4 verbunden werden, und zwar durch direkte Verschichtung ohne Verwendung eines unabhängigen Klebstoffs. Dies kann entweder vor oder nach dem Befestigen des Abdeckglieds 4 an dem Metallblech 2 geschehen. Jedoch ist ein Befestigen zuvor im allgemeinen zweckmäßiger.

Die in Fig. 2 gezeigte Form des laminierten Materials ergibt eine Struktur mit gesteigerter mechanischer Festigkeit und Schutzwirkungen im Vergleich zu der in Flg. 1 gezeigten Form. Das äußere Schutzglied hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,0064 bis 0,0254 mm. Das Schutzglied 4,

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das erheblich dicker ist als das äußere Schutzglied 10, ergibt eine Schicht mit gesteigerter Komprimierbarkeit, die einen größeren Teil der Einkerbungs-Druckkräfte durch Druckdeformation und Endfluß absorbiert, als das äußere Schutzglied. Das äußere Schutzmaterial 10 besteht vorzugsweise aus 'einem Polyester, wie Polyäthylen-terephthalat, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid oder Polyäthylen mit mittlerer oder hoher Dichte. Ein geeigneter Polyester xtfird unter dem Handelsnamen Mylar vertrieben. Ein geeignetes Polyvinylidenchlorid ist unter dem Warenzeichen Saran erhältlich.

Die Polyester zeigen eine äußerst große BruchbeständigT keit, was eine erhebliche Verbesserung der mechanischen Eigenschaften des Laminats im Hinblick auf die Beständigkeit gegenüber den beim Kerben auftretenden Kompressionskräften ergibt. Polyvinylidenchlorid zeigt eine extrem hohe Beständigkeit gegenüber der Durchdringung von möglicherweise korrodierend wirkenden Materialien, wie Säuren.

Bei dem Verfahren der Erfindung kann nach der Herstellung des laminierten Metallblechs das Einkerben vorgenommen werden, wenn entweder das Blech noch intakt ist oder nach- λ dem die einzelnen Behälterwand-Rohlinge von dem Blech abge'trennt worden sind. Beim technischen Betrieb ist es häufig vorzuziehen, die Einkerbung vorzunehmen, nachdem die Behälterwand-Rohlinge von dem Blech herausgetrennt worden sind und nachdem die Verschlüsse gebildet worden

sind. Zur einfacheren Bezeichnung soll sich hierin das '

Kerben von "Blechen" auf das Kerben sowohl des ganzen Bleches als auch eines Behälterwand-Rohlings, der ein kleineres blechartiges Element darstellt, beziehen.

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Wie in den Fig. J>, 4 und 5 gezeigt wird, kann das Einkerben durch ein kegelförmiges Kerbwerkzeug 20 erfolgen, das über der laminierten Behälterwand 22 angeordnet ist und durch einen Amboß 24, der die laminierte Endwand 22 unterstützt. Bei der Einkerbung im technischen Maßstab unter Verwendung einer automatischen Einrichtung wird die Endwand 22 auf dem Amboß 24 aufgenommen und das Kerbwerkzeug 20 wird rasch nach unten gebracht, um einen kräftigen Schlag auf den Metallplattenteil 2β der Endwand 22 zu ergeben. Je nach der spezifischen Gestalt des Kerbwerkzeugs kann die Ausbildung einer Kerbungslinie entweder von einer Abtrennung und physikalischen Verschiebung des Metalls oder-von einem Pluß des extrudierten Metalls bzw. von beiden Erscheinungen herrühren.

Bei Behälterendwänden aus Aluminium hat die Metallplatte häufig eine Dicke von etwa O,2Oj52 bis O,3>68 mm. Die Einkerbung solcher Wände geschieht in der Weise, daß in-der Kerbungslinie das Metall mit einer restlichen Dicke von etwa O,O5O8 bis 0,1524 mm und im allgemeinen von etwa 0,0635 bis 0,114 mm zurückbleibt. Zur Vornahme einer derartigen Verringerung ist die Kraft, die das Kerbwerkzeug 20 auf die Metallplatte 26 ausübt, derart bemessen, daß die Drücke in der Gegend der Kerbungslinie häufig im Bereich von 7.0^0 bis 211.000 kg/cm liegen. Diesem erheblichen Schlag muß die gemäß der Erfindung hergestellte laminierte Schutzschicht widerstehen, um die Herstellung von leicht zu öffnenden Behälterwänden dieses Typs zu gestatten, ohne daß zur Gewährleistung eines wirksamen Korrosionsschutzes und einer dauerhaften Klebverbindung die Auftragung eines Reparaturüberzugs notwendig ist. Das Problem der Beständigkeit gegenüber den ausgeübten Kräften

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wird besonders akut, wenn bestimmte Aluminiumlegierungen des extra harten H19-Härtegrads verwendet werden. Die Dicke des Blechs, die Natur der Legierung und der Härtegrad können alle zu gesteigerten Festigkeitsanforderungen an die Abdeckmaterialien beitragen, wenn diese für die Zwecke der Erfindung geeignet sein sollen.

Bei der in den Fig.3 bis 5 gezeigten Form ist das Prägewerkzeug 20 am Anfang über der obersten Schicht 28 der Metallplatte 26 angeordnet. In den in Fig. 4 gezeigten Form (zur besseren Veranschaulichung ist zwischen dem Prägewerkzeug und der Platte 26 ein Spalt vorgesehen) ist die Kerbungslinie 30 teilweise gebildet worden. Die Vervollständigung der Kerbungslinie ist in der in Fig. 5 gezeigten Form vorgenommen worden.

Aus den Fig. 4 und 5 wird ersichtlich, daß eine nach unten gerichtete Ausdehnung 32 der Metallplatte 26 unter der Kerbungslinie 30 angeordnet ist. Auch die Gesamtdicke des Abdeckmaterials 4 und des äußeren Schutzglieds 10 ist in der sich unterhalb der Kerbungslinie 30 befindenden Gegend verringert worden. Dieses bünnerwerden erfolgt auf Grund des zur Kerbungslinie quer verlaufenden Flußes, der sich in dem Abdeckmaterial V und/oder dem äußeren Schutzglied 10 ergibt. Letzterer ist-auf die erhebliche Druckkraft zurückzuführen, der durch das Prägewerkzeug 20 zusammen mit dem Unterstützungsamboß 24 ausgeübt wird. Die Verringerung der Gesamtstärke des Abdeckmaterials 4, der Klebstoffüberzüge und des äußeren Schutzmaterials in den Stellen unterhalb der Kerbungslinie beträgt etwa 10 bis 50 % der ursprünglichen Geaamtdicke, vorzugsweise etwa 10 bis 20 #.

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Es 1st zu beachten, daß diese Verringerung der Stärke nicht ausreicht, um in dem Material 4 und dem Glied 1Ό öffnungen zu bilden, die eine Verbindung z*ri.schen der unteren Fläche ^4 der Metallplatte 26 und dem Behälterinhalt gestatten wurden, welcher sich an der entgegengesetzten Seite des Abdeckmaterials befindet. Es ist auch vorzuziehen, daß die Abnahme der Dicke nicht dazu ausreicht, die Abdeckeigenschaften der Abdeckmaterialien bis zu dem Punkt erheblich zu beeinträchtigen, wo eine zerstörende Durchdringung der Materialien durch den Behälterinhalt stattfinden könnte'. '

Die erfindungsgemäß hergestellte Behälterwand ist daher zweckmäßigerweise so beschaffen, daß die Metallplatte geschwächt, aber nicht durchbohrt worden ist, um eine abtrennbare Zone zu erzielen. Vor dem öffnen bleibt die Platte 26 kontinuierlich erhalten und dient als physikalische Schranke gegenüber dem Eintritt äußerer Stoffe in den Behälter. Ungeachtet, ob die abgeschwächte Zone entfernbar ist, wird bei der Verschaffung des Zutritts zu dem Behälterinhalt die Kerbungslinie abgetrennt. Die Bezeichnung "entfernbare Zone", wie sie hierin verwendet wird, soll sich auf Platten-Strukturen beziehen, die das Abtrennen von Kerbungsllnien benötigen, um den Zugang zu dem Behälterinneren zu erhalten, und zwar ungeachtet, ob die abgeschwächte Zone von der Platte tatsächlich entfernt wird.

Das Abdeckmaterial 4 un^. las äußere Schutzglied 10 dienen dazu, einen möglicherweise korrodierenden Kontakt zwischen dem Behälterinhalt und der Unterfläche J>*\ der Metallplatte zu verhindern. In der gezeigten Form sind das Abdeckmaterial·

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und das äußere Schutzglied 10 kontinuierlich und wirksam miteinander und mit der Metallplatte 26 durch die Klebstoffe 6 und 14 verbunden. Die Einteiligkeit der Abdeckmaterialien 4 und 10 verhindert es auch, daß der Behälterinhalt die Bindung des Klebstoffes 6 vermindert, indem das Metall, an welchem dieses befestigt ist, korrodiert wird und auf diese Weise weiteres Material freigelegt wird und die progressive Korrosion über einen erheblichen Teil der gesamten Unterfläche 24 gestattet wird.

Bei zahlreichen leicht zu öffnenden Behältern dieses Typs (^ ist ein fester Hebel-Zugstrelfen an der entfernbaren Zone durch geeignete Befestigungsmittel, wie integral gebildete Nieten, befestigt. Dieser Umstand bringt im Hinblick auf die Einteiligkeit der Abdeckglieder, wie sie gemäß der Erfindung vorgesehen sind, keine zusätzlichen Probleme mit sich, da die mechanischen Beanspruchungen dieser Bildung erheblicher sind als diejenigen, denen man beim Kerben begegnet.

Es ist verständlich, daß die Klebstoffüberzüge 6 und 10, obgleich sie im allgemeinen dünner als das Abdeckmaterial 4 und das äußere Schutzglied 10 ist, trotzdem zu der Wider-Standsfähigkeit der Metallschranke gegenüber der Durch- ™

dringung von möglicherweise korrodierenden Materialien an die Unterfläche der Metallplatte 26 beitragen.

Zur Bestätigung der Wirksamkeit der Schranke dieses laminierten Materials wurden verschiedene Untersuchungen vorgenommen.

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Beispiel 1

10 Bleche aus einer Magnesiumlegierung auf Äluminiumgrund'-lage (5052) in einem extra harten H19-Härtegrad mit einer Schichtdicke von etwa 0,254- mm wurden auf einer Seite mit einem klaren Epoxyamin-Überzug in einer Menge von J5 mg/ 6,45 cm beschichtet. Auf die Rückseite dieser Bleche wurde ein Polyurethanklebstoff in einer Menge von 1 mg/6,45 cm aufgetragen. Der Polyurethanklebstoff wurde 2 Minuten bei 121,1⁰C getrocknet. Auf die Platte mit dem Polyäthylenfilm in Berührung mit dem Polyurethanklebstoff wurde dann ein Polyäthylen-Polyester-Laminatfilm aufgetragen. Die Platten wurden 10 Minuten bei l49°C wieder erhitzt und abkühlen gelassen. Aus dem Blech wurden kreisförmige Plattenteile herausgestanzt und zu Büchsenenden mit einem 211-Durchmesser umgewandelt. Die Enden wurden daran anschließend in der herkömmlichen Weise eingekerbt, um eine geschwächte Plattenzone zu bilden. Es wurde kein Reparaturüberzug aufgetragen. Die Plattenenden wurden dann mit einem Dichtungsmaterial versehen und auf Büchsen dichtend aufgebracht, die eine Vielzahl von Produkten, mit Einschluß von hydriertem Pflanzenöl, flüssigem Pflanzenöl, Wasser von 100⁰C, frisches Schweineschulterfleisch und Pflanzensaftcocktail enthielten. Das Wasser und das Schweinefleisch wurden daran anschließend 45 Minuten bei 121,1⁰C verarbeitet. Die Büchsen mit dem Pflanzensaftcocktail waren bei erhöhter Temperatur gefüllt worden. Die restlichen Büchsen waren bei Raumtemperatur . ·

gefüllt worden. Die Packungen wurden nach 7 Tagen unterergab sucht. Die Untersuchung der Enden,/daß die Unterfläche der Metallenden dem Behälterinhalt nicht ausgesetzt worden waren. Die Enden bei der Wasserprobe hatten eine leicht

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wolkenartige Färbung angenommen, waren jedoch in sonstiger Hinsicht nicht angegriffen. Bei den anderen Nahrungsmitteln verwendeten Enden konnte keinerlei Erscheinung beobachtet werden.

Beispiel 2

Zum Vergleich mit den herkömmlichen Produkten wurden verschiedene Bleche der gleichen Legierung, wie sie in Beispiel 1 verwendet worden war, auf beiden Seiten mit einem Epoxy-Phenolharz unter Verwendung eines danach abgedampften Lösungsmittels beschichtet. Der Überzug wurde durch 10-minütiges Erhitzen der Platten auf 204°C gehärtet. Aus dem Blech wurden sodann kreisförmige Plattenteile herausgestanzt und zu Büchsenenden mit einem 211-Durchmesser verarbeitet. Die Büchsenenden wurden sodann in der herkömmlichen Weise eingekerbt, um eine brüchige Plattenzone zu bilden. Die sorgfältige Untersuchung der eingekerbten Büchsenenden zeigte gebrochene Teile des Epoxy-Phenolharz-Überzugs, die die nachfolgende Aufbringung eines Reparaturüberzugs erfordert hätten, um ein technisch verwertbares Büchsenende zu erhalten.

Beispiel

Es wurden Untersuchungen durchgeShrt, um die Wirksamkeit der mit verschiedenen Klebstoffen erhaltenen Verbindungen zu bestimmen. Büchsenenden aus Aluminium mit einer Dicke von 0,267 mm wurden au3 einer 5052-H19-Legierung hergestellt und an der Außenseite mit einem herkömmlichen Überzug in

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einer Menge von 3 mg/6^5 cm² beschichtet. Sie wurden zu leicht öffnenden Büchsenenden umgewandelt, indem sie so eingekerbt wurden, daß eine Tiefe des restlichen Metalls von etwa 0,114 bis 0,127 mm erzielt wurde. Die gerollten „ „ , wurden

Umfangskanten der Enden/mit einem herkömmlichen Dichtungsmaterial versehen. Einige der Enden hatten einen Film eines Laminats aus Polyäthylen-Polyvinylidenchlorid-Polyäthylen mit niedriger Dichte (unter dem Warenzeichen Saranex PZ2000.21 im Handel), der mittels eines Klebstoffs an ihrer Unterseite befestigt war. Andere hatten* einen Polypropylenfilm (im Handel unter dem Warenzeichen Extrudo PP12B), der an der Unterseite befestigt war. Die Verklebung erfolgte mit verschiedenen Klebstoffen. Es wurden Katalysatoren des normalerweise für diese Klebstoffe verwendeten Typs einge-'setzt. Diese Enden wurden"an 211 χ JC' "'Innplatten-Büchsen befestigt, die Tomatensuppe enthielten» Nach l8-'stündigem Aussetzen dem Nahrungsmittel wurden die Enden untersucht, um den Grad der Blasenbildung mit dem Auge zu bestimmen, der Unzulänglichkeiten der Klebverbindung zwischen dem Film und dem Aluminiumsubstrat anzeigt. Das beste Aussehen wurden bei jedem Filmtyp bei denjenigen Proben erhalten, bei denen ein Epoxy-Klebst off verwendet worden war*, Bei diesen Proben lag bei jedem Filmtyp keine sichtbare Blasenbildung vor. Überlegene Ergebnisse wurden auch mit Polyester- und Polyurethan-Klebstoffen erhalten, die bei jedem Filmtyp nur eine sehr geringe, sichtbare Blasenbildung ergaben.

Bei dem Verfahren der Erfindung wird ein Metallblech mit einem kontinuierlich gebundenen Film eines Abdeckmaterials versehen, welches mittels eines KlebstoffÜberzugs an dem Blech befestigt wird» Das Metallblech wird daran anschließend

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eingekerbt, und zwar entweder als eine Einheit oder nachdem es zu kleineren Metallblechen oder Rohlingen zerteilt worden ist. Die Einkerbung erfolgt bis zu einer solchen Tiefe, daß restliches Metall entlang der KerbungsÄiie mit einer Dicke von etwa 0,0508 bis 0,1524 mm zurückgelassen wird. Als Ergebnis des hohen Schlagdrucks, der beim Kerben angewendet liird, wird das unterhalb der Kerbungslinie liegende Abdeckungsmaterial in seiner Dicke verringert. Beim Anwenden der Druckkraft wird das Abdeckmaterial zunächst komprimiert und am Ende dazu gezwungen nach außen von der Kerbungslinie wegzufließen. Somit schützt das Metall, das seine Einteiligkeit beibehält, den Inhalt von der Einwirkung von Fremdstoffen, die außerhalb des Behälters sind. Die Abdeckmaterialien schützen die Metallplatte von einem zerstörenden Kontakt mit dem Behälterinhalt.

Bei einer Form der Erfindung ist ein äußerer Schutzfilm klebend mit dem Abdeckmaterial verbunden. Dieser Film besitzt· vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,0127 bis 0,0254 mm· Dieser äußere Film aus dem Schutzmaterial dient dazu sowohl das Laminat zu verfestigen als auch seine Abdeck- ader Schrankeneigenschaften zu erhöhen. Als Ergebnis der wirksamen kontinuierlichen Klebverbindung des Laminats, gekuppelt mit den Festigkeits- und Schrankeneigenschaften der Abdeckmaterialien kann eine brechbare Zone in die Metallplatte eingekerbt werden, ohne daß die Auftragung eines Reparaturüberzugs notwendig ist, um die Unterfläche der Metallplatte beim Gebrauch zu schützen.

Zusätzlich zu den vorstehenden Eigenschaften sind die erfindungsgemäß verwendeten Materialien so ausgewählt worden, daß die Klebverbindung zwischen dem Abdeckmaterial 4 und

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der Unterfläche 3^ der Platte 26 größer ist als die Scherfestigkeit des Klebstoffs 6, 14 und der Materialien 4 und 1Oo Wenn somit die Kerblinie während des öffnens des Behälters' aufgebrochen wird* dann wird dieser Teil der Abdeckmaterialien mit der Zone entfernt und es besteht kein Hindernis für den freien Zutritt zu dem Behälterinhalt. Darüber hinaus vermindert die Dickereduzierung der Abdeckmaterialien während des Kerbens die Scherfestigkeit gegenüber dem Abtrennen dieser Materialien beim öffnen des Behälters weiter ο

Technische Erfordernisse machen einen einzigen Typ für · eine Behälterendwand zum Gebrauch bei einem breiten Bereich von Produkten äußerst anstrebenswert. Die mit den Produkten in Berührung stehenden Materialien dürfen darauf keinen nennenswerten schädlichen Einfluß ausüben. Dies trifft insbesondere für Nahrungsmittel zu. Bekanntlich ergeben die zur Variierung, Konservierung, Würzung und dergleichen von Nahrungsmitteln verwendeten Zusatzstoffe ein breites Spektrum von chemischen Stoffen, die gegenüber Metallen möglicherweise korrodierend wirken« Die erfindungsgemäß verwendeten Materialien stellen nun eine wirksame Schranke im Hinblick auf einen breiten Bereich von Materialien zur Verfügung. Derartige Materialien schließen solche Stoffe ein^, die besonders schwierig sindj, wie z.B. frisches Schweineschulterfleischj, Pflanzensafteocktail und Tomatensuppe (verglo Beispiele 1 und 3)» Die gemäß der Erfindung verwendeten Materialien sind ferner mit den Nahrungsmitteln verträglich und üben auf diese selbst bei längerem Lagern keinen zerstörenden Effekt auf_o

T>a? "Verfahren und das Produkt gemäß der vorliegenden Er-■.\mdimg sind daher äußerst gut dazu geeignet _s einen schütz

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Schranken-Überzug zu ergeben, der zur Verhinderung der Korrosion geeignet ist, und zwar sowohl gegenüber dem Angriff des Nahrungsmittels als auch gegenüber den Materialien, die während des Gebrauchs in einem Behälter als sich selbst verzehrende Anode wirken. Die Materialien stellen auch eine Laminat-Struktur von solcher Festigkeit zur Verfügung, daß die Schutzeigenschaften durch die starken Schlagkräfte nicht zerstört werden, die während des Kerbens erfolgen. Dies trifft insbesondere im Hinblick auf Materialien mit großem Härtegrad zu. Weiterhin kann das Laminat vorteilhaft erweise gebildet werden, während das Material sich in Blechform befindet. Bei der Herstellung, Einkerbung und dichtenden Verbindung der normalen Behälterendwände ist keine spezielle Handhabung erforderlich. Diese Vorteile ergeben sich sämtlich, ohne daß der Einsatz teuerer Materialien oder mit erheblichen Kapitalinvestitionen behafteter neuer Einrichtungen erforderlich gemacht wird.

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Claims

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Patentansprüche

\XJ Verfahren zur Herstellung einer laminierten Metallbehälter-Wand mit einer einteiligen öffnungseinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß man ein Metallhelch, das in die Behälterwand umgewandelt werden soll, mit einer Schicht eines Klebstoffs aus der Gruppe Epoxy-, Polyester,- und Polyurethan-Harzen versieht, an dem Metallisch durch diese Kleisschicht eine kontinuierliche Schicht eines Materials aus der Gruppe Polyäthylen und gegossenes Polypropylen befestigt, sodann das Metellblech einprägt, um darin eine entfernbare Zone-zu definieren, wobei das Einkerben bis zu einer solchen Tiefe vorgenommen wird, daß entlang der Kei *<.gslinie restliches Metall mit etwa 0,0508 bis 0,1524 mm zurückbleibt und. daß man zugleich mit dem Einkerben die Dicke der Schicht aus dem Material in den Stellen, die unmittelbar unter der Prägung liegen, verringert, indem man zwangsweise einen Strom bewerkstelligt, ohneyiine ganze Durchdringung durch die Schicht erfolgt»

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, daß das Abdeckmaterial Polyäthylen mit niedriger oder hoher Dichte oder gegossenes Polypropylen ist, wobei die Klebstoffschicht als Überzug mit

etwa 1,0 bis 5,0 mg/6,45 cm aufgebracht wird und daß man das Abdeckmaterial in Form eines Films mit einer Dicke von etwa O,O5O8 bis 0,07β2 mm aufbringt.

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3· Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man an dem Abdeckmaterial klebend ein äußeres Schutzmaterial aus einem Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid und/oder Polyäthylen mit hoher oder mittlerer Dichte befestigt. ■

4. Verfahren nach Anspruch 3> dadurch g e k e η η zeichnet, daß man das äußere Schutzmaterial.in Form eines Films aufbringt, der an der Abdeckschicht mittels eines zweiten Klebstoffs aus einem Epoxyharz, Polyesterharz und/oder Polyurethanharz befestigt ist und daß man den zweiten Klebstoff als Überzug in einer Menge von etwa 1,0 bis 5*0 mg/6,4-5 cm aufbringt.

5. " Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß die KlebstoffÜberzüge eine im wesentlichen gleichförmige Dicke besitzen und kontinuierliche Verbindungen ausbilden und daß der Film aus dem .Schutzmaterial eine Dicke von etwa 0,0064 bis Ό*0254'mi*- besitzt.

6. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekenn zei chnet , daß man nach der Herstellung des Laminats, jedoch vor dem Einkerben die Büchsenenden-Rohlinge von dem Blech abtrennt und daß man die Rohlinge daran anschließend einkerbt, ohne daß die nachfolgende A\ifbringung eines Reparatur Überzugs zum Schutz der Unterfläche der Kerbung erforderlich ist.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man vor der klebenden Aufbringung des Abdeckmaterials auf das Metallblech das äußere Schutzmaterial an dem Abdeckmaterial befestigt_# die Einkerbung

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mittels eines im allgemeinen V-förmigen Prägewerkzeugs, welches an der Oberfläche der Büchsenenden-Rohlinge eingreift und eines im allgemeinen flachen Unterstützungsamboßes, der mit dem äußeren Schutzmaterial in Berührung steht, vornimmt und daß während des Einkerbens die Verringerung der Gesamtdicke des Abdeckmaterials, der Klebst off über züge und des äußeren Schutzmaterials in den unterhalb der Einkerbungslinie liegenden Teilen etwa 10 bis fo der ursprünglichen Gesamtdicke beträgt.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7> dadurch gekennzeichnet , daß man nach der Herstellung des Laminats, doch vor dem Einkerben das Laminat etwa bis 6o Minuten auf eine Temperatur von etwa 65,6 bis 2¹YJ,2°d erhitzt, um eine gleichförmige, verbundene, kontinuierliche Abdeckungsstruktur herzustellen.

9. Laminierte Metallbehälter-Wand mit einem Metallplattenteil mit einem entfernbaren Abreißstreifen, der durch eine Kerbungslinie definiert ist, gekennzeichnet durch ein unterliegendes Abdeckglied, das mittels eines Klebstoffes aus der Gruppe Epoxyharz, Polyesterharz oder Polyurethanharz an dem Metallplattenteil kontinuierlich klebend befestigt ist, wobei das Abdeckglied einem kontinuierlichen Film eines Abdeckmaterials aus Polyäthylen mit niedriger oder hoher Dichte oder gegossenem Polypropylen aufweist und das Abdeckmaterial eine Filmdicke von etwa Ο,Ο5θ8 bis 0,0?62 mm besitzt,, wobei das Abdeckglied in der Gegend unmittelbar unterhalb der Kerbungslinie im Vergleich zu dem Rest des Abdeckmaterials eine verringerte Dicke hat und wobei die Metallplatte entlang der Kerbungslinie eine restliche Dicke von etwa 0,0508 bis 0,1524 mm aufweist.

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10. Laminierte Metallbehälter-Wand nach Anspruch 9, dadurch geken. nzei chnet , daß das äußere Abdeckglied ein äußeres Schutzmaterial aus einem Polyester, Polyvinylidenchlorid, Polyvinylchlorid und/oder Polyäthylen mit mittlerer oder hoher Dichte aufweist, welches mit der Oberfläche des Abdeckmaterials kontinuierlich verbunden ist, die im Vergleich zu dem Metallplattenteil entfernt angeordnet ist.

11. Laminierte Metallbehälter-Wand nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Abdeckmaterials eine verminderte Dicke von etwa 10 bis 50 % weniger als die Dicke des Restes des Abdeckmaterials hat, das äußere Schutzmaterial ein Film mit einer Dicke von etwa O,OO64 bis 0,0254 mm ist, die laminierte Behälterwand eine Aluminium-Behälter-Endwand ist, der Metallplattenteil in den ungekerbten Teilen eine Dicke von etwa 0,20^2 bis O,34j5 mm besitzt, der Metallplattenteil in den gekerbten Teilen eine restliche Metalldicke von etwa 0,06^5 bis 0,114 mm aufweist und daß das äußere Schutzmaterial mit dem Abdeckmaterial durch einen Klebstoff aus der Gruppe Epoxyharz, Polyesterharz und Polyurethanharz verbunden ist.

12. Laminierte Metallbehälter-Wand nach Anspruch 10 oder 11, dadurch ge Ic en nzei chne t. , daß das Abdeckmaterial aus Polyäthylen mit hoher-Dichte'besteht und das' äußere .'Johutzmuterlal aius eLriem Polyester-terephthalate Harz besteht oder daß dar; Abdeckmaterial, aus Polyäthylen tuLt riLedrlßor Diente und d-u; äußere ^ohu.tzmat.ürl.al am; Polyvinyl LclonohlorLd besteht.

BAD ORIGINAL

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