DE2114961C3 - Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech - Google Patents

Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech

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Description

Die Erfindung betrifft einen leicht zu öffnenden Behälterdeckel 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 Anspnichs entspricht.
Es ist Aufgabe der Erfindung einen solchen leicht zu öffnenden Behälterdeckel aus Blech dahingehend zu verbessern, daß eine wesentlich saubere Trennung bei hinreichender Haftkraft für die Abdichtung 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, die 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 Foiie 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 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 schematischer Zeichnungen an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert Es zeigt
F i g. 1 in Draufsicht einen leicht zu öffnenden Behälterdeckel aus Blech und
F i g. 2 einen Querschnitt im größeren Maßstabe und entlang der Schnittlinie 2-2 durch den Deckel nach Fig.l.
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 Behälterrumpfes 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, d?3 z. B. aus einem Epoxyharnstoff-Formaldehydharz besteht. Auf die Lackschicht 14 ist eine Bindescnicht 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 18 des Abreißlappens
17 wird durch Heißsiegel mit den Randbereich der Öffnung 13 unter Anwendung einer Temperatur zwischen 180° und 100° C 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 Dicarboxylsäuren 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.-°/o und etwa 25 Gew.-°/o, bezogen auf das Gesamtgewicht der Dispersion aufgebracht werden.
Für die Lackschicht 14 ist jeder in der Wärme aushärtende Kunstharz geeignet, z. B. Epoxyharze, Phenol/Aldehydeharze, 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, welche polare Gruppen aufweisen, z. B. Carboxyl, Carbonyl, Hydroxy- oder Aminogruppen oder Mischungen solcher polaren Monomeren. Beispiele /ür Monomere mit polaren Gruppen, aus denen polare Polymere hergestellt werden können, umfassen a!pha,beta-Äthylen-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 Alkylester, in denen die Alkylgruppen 1 bis 8 Kohlenstoffatome aufweisen, z. B. Methylacrylat, Methylmethacrylat, Äthylacrylat, n-Butyl-Acrylat, n-Butyl-Metacrylat, Äthylmetacrylat, Cyclohexylacrylat; ferner andere Ester, einschließlich der Ester von alpha,beta-ungesättigten Carboxyisäuren und Alkohole, wie Methylcyclohexan, Glycole, z. B. Polyäthylenglycol, Trimethylol, Propan und Ester der ungesättigten Alkohole, z. B. Monoallylphthalat und Terephthalat, Allyladipat, AUyI-2-Äthylhexanoat; 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, welche 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, Äthylen/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 ein 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 aufgebracnt 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 Feststoffgehall wesentlich größer als etwa 2 Gew.-% angewendet wird, ist die Verbindung von so geringer Festigkeit, daß eine hermetische Abdichtung nicht erhalten wird.
Beispiel
Es wurde zunächst ein Carboxyl-modifiziertes Polypropylenharz mit fein verteiltem unmodifzierten Polypropylen-Harzpartikelchen mit einem Gewich tsverhältnis von 5:95 vermischt Als Carboxyl-tnodifiziertes 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 verflüchtigen 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/Äthylen 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
so von Toluol und Isopropylalkohol.
2. Polymethylmetacrylatharz dispergiert in Chloroform.
3. Polystyrolharz dispergiert in Trichloräthylen.
4. Polycarbonatharz dispergiert in Chloroform.
In dieser gleichen Testserie wurde ein Äthylen/Vinylacetat Copolymereharz mit einem Schmelzindex von 20 und einem Vinylacetatgehalt 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 Disperson, und zwar bevor die Dispersion auf die 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
Tabelle
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 Vergleichsteste sind ebenfalls in der nachfolgenden Tabelle festgehalten:
Test-
Nr.		 Behandlung des mit Carboxylmodi-
fizierten Polypropylen überzogenen
Deckels vor Heißsiegeln des Abreiß
lappens		 Durchschnitt
liche An
fangskraft*)
(kg/cm)		 Durchschnitt
liche Zug
kraft
(kg/cm)		 Durchschnitt
licher Trenn
wert
(kg/cm)		 Aussehen des Umfanges des
Siegelbereiches nach der
Trennung
1. Äthylen/Acrylsäure Copolymere 0,48 3,6 3,6 glatt, sauberes Aussehen
2. Polymethylmethacrylat - - glatt, sauberes Aussehen
3. Polystyrol - - - glatt, sauberes Aussehen
4. Polycarbonat - - - glatt, sauberes Aussehen
5. Äthylen/Vinylacetat Copolymere 0,468 1,19 0,70 glatt, sauberes Aussehen
C1 kein 2,75 7,10 4,23 rauh und ausgerissen
C2 Kohlenwasserstoff - - - rauh und ausgerissen
C3 Polyäthylenwachs - - - rauh und ausgerissen
*) Durchschnitt von 11 getrennten Versuchen bei 3,3 C.
**) 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)

  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 Randbereich 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 Randbereich 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.
DE2114961A 1970-06-08 1971-03-27 Leicht zu öffnender Behälterdeckel aus Blech Expired DE2114961C3 (de)

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DE2114961B2 DE2114961B2 (de) 1979-03-08
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