DE2114961B2 - Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech - Google Patents
Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus BlechInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen leicht zu öffnenden Behälterdecke! aus Blech mit den Merkmalen des
Oberbegriffs des einzigen Anspruches.
Das unmittelbare Erzeugnis des Verfahrens gemäß der nicht vorveröffentlichten DE-PS 20 32 928 ist ein
leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech, der der Gattung gemäß Oberbegriff des einzigen Anspruchs
entspricht
Es ist Aufgabe der Erfindung wnen solchen leicht zu
öffnenden Behälterdeckel aus Blech dahingehend zu verbessern, daß eine wesentlich sa-.bere Trennung bei
hinreichender Haftkraft für die Aodichtung zwischen dem Abreißlappen und der Bindeschicht gewährleistet
ist.
Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Kennzeichens des einzigen Anspruches gelöst
Bei einem leicht zu öffnenden Behälterdeckel aus Blech einer abweichenden Gattung sind im Deckelblech
mehrere vorgefertigte Öffnungen vorgesehen, di?
jeweils durch Bördelränder begrenzt sind. Über die Öffnungen und die Bördelränder ist von der Unterseite
des Deckels ein Verschlußelement aus Metallfolie gelegt und mittels einer Bindeschicht bleibend befestigt.
Mittels der gleichen Bindeschicht, welche die Metallfolie auf der Unterseite des Deckels hält, wird auch der
näpfchenförmige Boden eines auf dem Deckelblech aufliegenden und mit dem näpfchenförmigen Boden in
den Bördelrand der öffnungen greifendes, stöpselartiges Verschlußelement verklebt. Die Verklebung ist
bleibend, so daß beim Aufziehen des Verschlußelementes die Folie zusammen mit der Bindeschicht entlang der
Umgrenzung zwischen Öffnungsrand und näpfchenförmigem Boden des Verschlußelementes abreißt
Bei dem Gegenstand gemäß Oberbegriff des einzigen Anspruches geht es dagegen darum, die Trennung
zwischen dem Abreißlappen und der Bindeschicht t>o
wesentlich zuverlässiger und sauber zu gestalten und dennoch eine hinreichende Haftkraft für die erforderliche
Abdichtung zu gewährleisten.
Die Weiterbildung gemäß dem kennzeichnenden einzigen Anspruch gewährleistet, daß der Abreißlappen »»■»
im geschlossenen Zustand des mit dem Deckel versehenen Behälters seine zuverlässige Abdichtung im
Bereich der vorgefertigten öffnung gewährleistet. Soll
der Behälter geöffnet werden, so ist dies mit relativ geringem Kraftaufwand möglich, wobei es sich zeigt,
daß beim Abreißen des die öffnung überdeckenden Verschließabschnittes des Abreißlappens der Verschließabschnitt
sauber und zuverlässig von dem Deckelblech abgerissen werden kann, wobei die vorgefertigte Öffnung mit sauberer glatter Kante
freigelegt wird.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand i^hematischer
Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 in Draufsicht einen leicht zu öffnenden Behälterdeckel aus Blech und
Fig.2 einen Querschnitt im größeren Maßstabe und
entlang der Schnittlinie 2-2 durch den Deckel nach rig. I.
Der Deckel 10 besteht aus einem zinnplattierten oder zinnfreien Stahl oder Aluminium. Der zentrale Deckelspiegel
11 geht in einen Randbereich 12 über, der aus einer Sicke und einem Umfangsflansch besteht welcher
üblicherweise zur Befestigung des Deckels am Rand eines Behähernimpies dient
Im Deckelspiegel 11 ist eine vorbereitete Ausgießöffnung
13 vorgesehen, die beliebige Umrißgestalt aufweisen kann.
Der Behälterdeckel ist auf seiner Außenfläche mit einer in der Wärme ausgehärteten Lackschicht 14
versehen, die z. B. aus einem Epoxyharnstoff-Formaldehydharz
besteht Auf die Lackschicht 14 ist eine Bindeschicht 15 aufgebracht die aus einem Carboxylmodifizierten
Propylenharz besteht Im Randbereich der Öffnung 13 ist auf die Bindeschicht 15 eine Schicht
16 aus thermoplastischem Polymer der Gruppe der vinylaromatischen Polymere oder der aus Monomeren
mit polaren Gruppen gebildeten Polymere aufgebracht Über die Schicht 16 ist ein Abreißlappen 17 mit seinem
die öffnung 13 überdeckenden Verschließabschnitt 18 an dem Randbereich der öffnung 13 unter Bildung einer
hermetischen Abdichtung und doch leicht abtrennbar befestigt Der Verschließabschnitt W des Abreißlappens
17 wird durch Heißsiegel mit den Randbereich der öffnung 13 unter Anwendung einer Temperatur
zwischen 180° und 1000C verbunden. Die Erwärmung kann dabei auf dem Wege der Radiofrequenzerhitzung
erfolgen, da dadurch die gewünschte Wärme auf den Randbereich der öffnung 13 begrenzt bleiben kann. Der
Abreißlappen 17 selbst besteht aus einem Propylen-Polymer. Der Abreißlappen 17 weist außerdem einen
Griffabschnitt 19 auf, der es dem Benutzer gestattet, den Verschließabschnitt 18 sauber vom Deckelspiegel 11
abzuziehen.
Das die heißsiegelbare Bindeschicht 15 bildende Carboxyl-modifizierte Propylenharz kann durch Aufpfropfen
einer ungesättigten Dicarboxylsäure oder eines Anhydrids auf eine Unterlage aus Polypropylen
vorbereitet, wobei eine Strahlung hoher Energie oder ein Peroxy-Katalysator gemäß dem belgischen Patent
6 07 269 verwendet wird. Ungesättigte Dicarboxylsäure η oder Anhydride, die zur Vorbereitung der durch
Carboxyl modifizierten Polypropylenharze verwendet werden können, umfassen Maleinsäure, Tetrahydrophthalinsäure,
Itacon, Nadin, Methylnadin und deren Anhydride. Die Menge von ungesättigter Dicarboxylsäure
oder Anhydrid, die auf das Polypropylen aufgepfropft werden kann, reicht zwischen etwa 0,05
und etwa 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht des gepfropften Polymers, wobei allgemein die Menge
der Dicarboxylsäure oder Anhydride zwischen etwa 0,5
und etwa 5% liegt
Eine Dispersion, welche das durch Carboxyl modifizierten Polypropylenharz enthält, kann auf die mit
Lackschicht 14 überzogene Metallfläche bei einem Feststoffgehalt zwischen etwa 15 Gew.-% und etwa 25
Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion aufgebracht werden.
Für die Lackschicht 14 ist jeder in der Wärme aushärtende Kunstharz geeignet, z. B. Epoxyharze,
Phenol/Aldehyaeharze, Amino/Aldehydeharze und Mischungen.
Beispiele für vinyl-aromatische Polymere, die für die
Schicht 16 geeignet sind, sind Polymere von Styrol und Copolymere von Styrol.
Aus Monomeren mit polaren Gruppen gebildete Polymere sind im allgemeinen: Homopolymere, Copolymere
und Terpolymere, die aus Monomeren gebildet sind, weiche polare Gruppen aufweisen, z. B. Carboxyl,
Carbonyl, Hydroxy- oder Aminogruppen oder Mischungen solcher polaren Monomeren. Beispiele für Monomere
mit polaren Gruppen, aus denen polare Polymere hergestellt werden können, umfassen alpha.b'Ua-Äihylen-ungesättigte
Carboxylsäure mit 1 bis 6 Kohlenstoffatomen, wie Acrylsäure, Methacrylsäure, Maleinsäure,
Fumarsäure, sowie deren Anhydride; ferner die Ester von alpha,beta-ungesättigter Carboxylsäure, z. B. die
Alkyiester, in denen die Alkylgruppen 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen, z. B. Methylacrylat, Methylmethacryjat,
Äthylacrylat, n-Butyl-Acrylat, n-Butyl-Metacrylat,
Äthylmetacrylat, Cyclohexylacrylat; ferner andere Ester, einschließlich der Ester von alpha,beta-ungesättigten
Carboxylsäuren und Alkohole, wie Methylcyclohexan, Glycole, z. B. Polyäthylenglycol, Trimethyiol.
Propan und Ester der ungesättigten Alkohole, z. B. Monoallylphthalat und Terephthalat, Allyladipat, AlIyI-2-ÄthyIhexanoat;
dazu gehören ferner ungesättigte Äther, z. B. Vinyl-isobutyl-Äther, Vinyl-2-Äthylhexaläther;
ferner basischer Stickstoff, der Monomere enthält, z. B. Acrylamide, Acrylnitril, Vinylpyridin
sowie die niedrigeren Allyl-Derivate davon; ferner Ketone und Aldehyde, z. B. Isoprophenyl-Acetoacetat,
Methylvinylketone und Methyl-Isopropenolketon, und schließlich Chlorgase, weiche Monomere enthalten, z. B.
Vinylchlorid und Vinylidenchlorid. Unter diese Polymere fallen außerdem Mono-Äthylen-ungesättigte Kohlenwasserstoffmonomere,
z. B. Äthylen, Propylen, Butylen u. dgl. Copolymere können z. B. Äthylen-Äthylacrylate-Copolymere,
Äthylen/Vinylacetat-Copolymere, Äthylen-Acrylsäure-Copolymere,
Äthyien/Metacrylsäure-Copolymere u. dgl. umfassen.
Die aus Monomeren und polaren Gruppen gebildeten Polymere oder die vinylaromatischen Polymere können
auf die Bindeschicht 15 vor dem Heißsiegeln durch irgendeine bekannte Methode aufgebracht werden.
Zum Beispiel kann sin dünner Film des Polymers durch Extrusion in der üblichen Weise gebildet und auf die
Oberfläche der Bindeschicht aufgebracht und aufgeschmolzen werden. Mittels Abschreckwalzen kann
Druck nach Bedarf aufgebracht werden. Alternativ dazu kann eine Lösung oder Dispersion des Polymeres
verwendet werden. Dabei ist es wünschenswert, das Polymere aus einer Lösung oder Dispersion mit etwa 0,5
bis etwa 2,0 Gew.-% an Feststoffgehalt aufzubringen. Wenn Lösungen oder Dispersionen angewendet werden,
welche im wesentlichen weniger als 0,5% Feststoffanteil haben, ist die Verbindung zwischen der
Bindeschicht 15 und dem Abreißlappen nicht leicht trennbar. Wenn eine Lösung oder Dispersion des
Polymers mit einem Feststoffgehalt wesentlich größer als etwa 2 Gew.-°/o angewendet wird, ist die Verbindung
von so geringer Festigkeit, daß eine hermetische Abdichtung nicht erhalten wird.
Es wurde zunächst ein Carboxyl-modifiziertes Polypropylenharz mit fein verteiltem unmodifzierten Poiypropylen-Harzpartikelchen
mit einem Gewichtsverhältnis von 5:95 vermischt. Als Carboxyl-modifiziertes
Polypropylenharz wurde ein Material verwendet, welches ein Malein-Anhydrid-modifiziertes Polypropylen
ist mit einer Viskosität von 1,7, einem Carboxylgehalt
von 0,6% bis 1%, und einer Partikelchengröße von 0,1 bis 3 Micron. Das Polypropylenharz war ein Harz
mit einem Schmelzindex von 6 und einer Partikelchengröße zwischen 0,1 und 2 Micron. Eine Dispersion mit
20% Feststoffen des Carboxyl-modifizierten Polypropylens und des unmodifizierten Polypropylenharzes in
Kerosin wurde hergestellt und auf einer mit einer Lackschicht überzogenen Fläche eines aus Stahl
bestehenden Dosendeckels der in der F i g. 1 und 2 gezeigten Form aufgebracht
Der beschichtete Deckel wurde dann bei 180° einer Wärmebehandlung unterzogen, um das Lösungsmittel
zu verfluchtigen und die dispergierten Partikelchen zu
schmelzen und zu koagulieren, um einen kontinuierlichen Film zu bilden.
Der Abreißlappen 17 des in der Zeichnung gezeigten Types wurde aus einem Propylen/Äthyien Copolymere
hergestellt mit einem Äthylengehalt von 4,0%, einem Schmelzindex von 0,55, und einer Dichte von 9,895 bis
0,905. Der Abreißlappen 17 wurde auf die Carboxyl-modifizierte
Polypropylen-Bindeschicht 15 des Metalldekkels durch Heißsiegeln aufgebracht und zwar unter
Verwendung eines Radiofrequenz-Erwärmungsgerätes. Der Deckel 10 wurde zum Verschließen einer mit Bier
gefüllten Dose verwendet Die verschlossene Dose wurde einer Pasteurisation bei einer Temperatur von
68° C für die Dauer von einer Stunde ausgesetzt
In einer Reihe von Versuchen wurde der Abdichtungsbereich
des Deckels, an dem der Abreißlappen befestigt werden sollte vor der Heißsiegelung mit einer
Dispersion von 2% Feststoffgehalt aus folgenden Materialien überzogen:
1. Äthylen/Acrylsäure Copolymereharz mit einem Schmelzpunkt von 300 und einem Acrylsäuregehalt
von 13% dispergiert in einer Mischung von 80 :20
von Toluol und Isopropylalkohol.
2. Polymethyimetc.crylatharz dispergiert in Chloroform.
3. Polystyrolharz dispe/giert in Trichlorethylen.
*. P./iycarbonatharz dispergiert in Chloroform.
*. P./iycarbonatharz dispergiert in Chloroform.
In dieser gleichen Testserie wurde ein Äthyien/Vinylacetat
Copolymereharz mit einem Schmelzindex von 20 und einem Vinylatetatgehalt von 20% in die Disperson
des Carboxyl-modifizierten Polypropylen/unmodifizierten Polypropylen eingebracht, und zwar mit einer
Konzentration von 10 Gew.-% bezogen auf das Gewicht der gesamten Feststoffe in der Dispcrsun, und
zwar bevor die Dispersion auf di; mit Lack überzogene
Stahlfläche aufgebracht wurde.
Der durch Heißsiegeln in Abdichtung zu bringende Abreißlappen wurde gegenüber spezifizierten Standardelementen
getestet, um die Kraft, welche erforderlich ist, um das anfängliche Trennen der Abdichtung
einzuleiten, zu bestimmen; die Zugkraft, die erforderlich ist, um die Abtrennung des Lappens von dem Deckel
nahezu vollständig zu vollziehen und die Kraft zu bestimmen, die erforderlich ist, um die Trennung von
Lappen und Deckel zu vollenden. Die Anfangskraft sollte bezogen auf handelsübliche akzeptierte Bedingungen
allgemein nicht den Wert von 3,63 kg übersteigen, während die Standardzugkraft und die Standardtrennkraft
im allgemeinen nicht den Wert von 6,8 kg übersteigen sollten. Die Versuche wurden in einem
sogenannten Instron-Zugkraft-Testgerät durchgeführt,
welche eine ständig steigende Zugkraft von 5 cm pro Minute auf das Verschlußelement aufbringt.
Die nachfolgende Tabelle stellt die Ergebnisse von Testserien zusammen.
Zum Zwecke des Vergleichs wurde die Herstellung der Muster wiederholt mit der Ausnahme, daß in
getrennten Testen die Schichten, die miteinander vereinigt werden sollten, entweder keine Behandlung
erhielten, oder es wurde der mit einer Schicht aus Carboxyl-modifizierten Polypropylen überzogene Dekkel
mit einem nicht polaren Material überzogen, das außerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung
liegt, z. B. mit einem Kohlenwasserstoffwachs oder einem Polyäthylenwachs mit einem Molekulargewicht
von etwa 2000. Die Ergebnisse dieser Vergleichstestc sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle festgehalten:
r es | ι. i)nknn.n..nn ,in.. «.;» r'.irk«v.4m,,,i; | liehe An- | liehe Zug | licher Trenn | .Siegelbereiches nach der |
Nr. | Π/ierten Polypropylen überzogenen | liingskral't*) | kraft | wert | Trennung |
Deckels vor Heißsiegeln des Ahreiß- | (kg/cm I | (kg/cm) | (kg/cm) | ||
lappens | 0.48 | 3.6 | 3.6 | glatt, sauberes Aussehen | |
I. | Äthylen/Acrylsäure Copolymere | - | - | glatt, sauberes Aussehen | |
2. | Polymethylmethacrylat | - | - | - | glatt, sauberes Aussehen |
.\ | Polystyrol | - | - | glatt, sauberes Aussehen | |
4. | Polycarbonat | 0.468 | 1.19 | 0.70 | glatt, sauberes Aussehen |
5. | Äthylen/Vinylacetat Copolymere | 2.75 | 7,10 | 4.23 | rauh und ausgerissen |
C, | kein | -- | rauh und ausgerissen | ||
C: | Kohlenwasserstoff | - | - | rauh und ausgerissen | |
C, | Polyäthylenwachs | hei 3..1 ( . | |||
*) | Durchschnitt von 11 gelrennten Versuchen | ||||
**) | bedeutet nicht getestet. | ||||
Durch Bezugnahme auf die Tabelle wird sofort deutlich, daß die Behandlung einer Schicht, welche eine
ein carboxyliertes Polypropylenharz mit einem aus Monomeren mit polaren Gruppen oder einem vinylaromatischen
Polymer vor der Heißsiegelung eines Aufreißlappens aus Propylen-Polymer auf die carboxylierte
Polypropylenschicht gemäß der vorliegenden Erfindung (Versuche 1 bis 5) enthält, dazu führt, daß das
heiß aufgesiegelte Propylenpolymermaterial wesentlich sauberer abtrennbar ist von der carboxylierten Polypropylenschicht,
verglichen mit einer carboxylierten Polypropylenschicht, welche entweder keine Behandlung
vor der Heißsiegelung erhält (Test Nr. Ci) oder welches mit einem thermoplastischen Material außerhalb des
Bereiches der vorliegenden Erfindung behandelt wurde, wie dies die Versuche Nr. C2 und C3 zeigen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (1)
- Patentanspruch:Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech, der eine vorgefertigte öffnung, auf seiner Außenfläche eine in der Wärme ausgehärtete Lackschicht sowie einen Abreißlappen aus Propylen-Polymer oder Propylen/Äthylen-Copolymer aufweist, der einen Griffabschnitt und einen die öffnung überdeckenden Verschließabschnitt besitzt, der mit dem Randbe- 1» reich der öffnung über eine heißsiegelbare Bindeschicht aus einem Carboxyl-modifizierten Propylenharz abdichtend, jedoch abtrennbar verbunden ist, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Bindeschicht (15) und dem Abreißlappen (17) im fiandbereich der öffnung (13) eine Schicht (16) aus thermoplastischem Polymer der Gruppe der vinylaromatischen Polymeren oder der aus Monomeren mit polaren Gruppen gebildeten Polymere vorgesehen ist
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