DE2525396C3 - Zweiteilige Schutzkapsel aus Kunststoff für Flaschenstopfen sowie Verfahren zum Herstellen der Schutzkapsel - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine zweiteilige Schutzkapsel aus Kunststoff für Flaschenstopfen, mit einem zylindrischen Mantel und einer am Rand einer der Öffnungen dieses Mantels befestigten Scheibe, sowie ein Verfahren zum Herstellen einer solchen Schutzkapsel.

Damit derartige Schutzkapseln ihre Aufgabe erfüllen, d. h. in erster Linie die Flaschenstopfen gegen jegliche Verletzung schützen können, müssen sie im Flaschenhals nichtwegnehmbar befestigt sein. Dies wird durch die Wahl einer Schutzkapsel aus einem elastischen Werkstoff erreicht, dessen Zugfestigkeit ausreicht, um großen radialen Zugkräften widerstehen zu können. Der Innendurchmesser des Mantels der Schutzkapsel ist vor deren Anbringung kleiner als der kleinste Außendurchmess?r des Teiles des Flaschenhalses, den sie bedecken soll.

Zum Anbringen der Schutzkapsel wird eine Vorrichtung verwendet, die eine bestimmte Anzahl von Fingern aufweist. Die Außenfläche der Finger ist gerundet. Die Finger sind jeweils an einem Halter verschieblich aufgenommen, so daß sie in radialer Richtung voneinander weg bewegbar sind. Dadurch wird der Kapselmantel ausreichend gedehnt, damit der Flaschenhals zwischen die Finger einfahren kann und sich die Schutzkapsel bei fortgesetzter Bewegung der Flasche in der gleichen Richtung lösen kann. Die Schutzkapsel hat automatisch das Bestreben, in ihre ursprüngliche Ausdehnung zurückzugehen, was dazu führt, daß sie sich eng an die Außenfläche des Flaschenhalses anschmiegt. Da dieser im allgemeinen mit einem seine öffnung umschließenden Ring endet, ist die Spannung des Kunststoffes in diesem Bereich am größten, und es wird unmöglich, die Schutzkapsel abzunehmen, ohne sie zu zerreißen.

Diese Art des Schutzkapselvcrschlusses wurde bereits bei kleineren Flaschenabfüllereien angewandt. Bei großen Hochleistungs-Flaschenabfüllanlagen tritt jedoch eine Schwierigkeit auf, die bis heute noch nicht überwunden werden konnte und die sich daraus ergibt, daß die Finger, die die Schutzkapsel aufweiten, eine beträchtliche Kraft ausüben. Die aufgebrachte Energie wächst mit der ausgeführten Dehnung beträchtlich, wobei unbedingt darauf geachtet werden muß, daß die Grenze der Eigenelastizität des Werkstoffes nicht überschritten wird. Die Kraft, die an den gerundeten Flächen der Finger aufgebracht wird, deren Gesamtumfangsfläche nahezu gleich ist der innenumfangsfläche des Kapselmantels, erzeugt eine auf den Kunststoff wirkende Reibungskraft, die ein Maximum erreicht, wenn am Ende des Anbringungsvorganges die Finger sich von der Kapsel lösen.

Nach dem Stand der Technik müssen selbst bei mittleren Produktionsleistungen von weniger als 1800 Einheiten/h zum Anbringen von Schutzkapseln an Flaschen, deren Abschlußringe im Durchmesser zwischen 29 und 34 mm gestuft sind, drei Kapseltypen verschiedenen Durchmessers verwendet werden. Die Mantel der derzeitigen Kapseln, die einen Nenndurchmesser von 27,5 mm aufweisen und für Abschlußringe mit dem Durchmesser 29 mm geeignet sind, können nicht ohne Beschädigung innerhalb einiger Zehntelsekunden bis auf einen Durchmesser von 42 mm gedehnt werden, der für das Anbringen der Schutzkapseln an Abschlußringen mit einem Durchmesser von 34 mm erforderlich ist.

Selbst bei sorgfältiger Wahl des Oberflächenzustandes der aus Stahl hergestellten Finger einerseits und des verwendeten Kunststoffes andererseits kann die theoretisch mögliche Kapselaufsetzleistung nicht erreicht werden, ohne daß eine Erwärmung des Metalls auftritt, die schließlich die Kapseln zerstört.

Zur Erniedrigung des Reibungskoeffizienten zwischen der Kapsel und den Fingern kann dem Kunststoff ein Zusatz zugesetzt werden. Dieses Verfahren verbietet sich jedoch dort, wo an der Außenseite der Kapsel eine Beschriftung oder ein anderes Markenzeichen angebracht werden soll. Das Bedrucken mit solchen Zeichen wird durch den Zusatz unmöglich gemacht. Für diese bei den Anwendern von Flaschenstopfen-Schutzkapseln aus Kunststoff bekannte Schwierigkeit konnte bisher keine zufriedenstellende Lösung gefunden werden.

Aufgabe der Erfindung ist es, zur Überwindung dieser Nachteile eine Schutzkapsel zu schaffen, deren Innenfläche einen guten Reibungskoeffizienten aufweist, deren Außenseite jedoch in einem Zustand gehalten ist, der das Bedrucken oder Verzieren nach allen bekannten Verfahren, wie z. B. indirekter Hochdruck (Trockenoffset), Siebdruck od. dgl., gestattet.

Diese Aufgabe wird durch eine Schutzkapsel der eingangs beschriebenen Gattung gelöst, bei der erfindungsgemäß der Mantel aus zwei gleichzeitig ätranggepreßten Schichten von thermoplastischen Kunststoffen derselben Familie besteht, deren innere Schicht einen ihren Reibungskoeffizienten herabsetzenden Zusatz enthält.

Eine solche erfindungsgemäße Schutzkapsel weist eine in hohem Maße verbesserte Dehnbarkeit auf.

Mit Vorteil ist der Zusatz Glyzerinmonostearat.

Ebenfalls gut bewährt haben sich Schutzkapseln, bei denen der Zusatz ein Fettsäureamid ist.

Gemäß einem vorteilhaften Verfahren wird der Mantel der erfindungsgemäßen Schutzkapsel durch Warmformen der beiden gleichzeitig stranggepreßten Schichten hergestellt.

Der Mantel kann aber auch unmittelbar durch gleichzeitiges Strangpressen der zwei Kunststoffe derselben Familie hergestellt werden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand schemati-

scher Zeichnungen mehrerer Ausführungsbeispiele mit weiteren Einzelheiten erläutert. F.? zeigt

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Schutzkapsel nach der Erfindung und

F i g. 2 einen Schnitt in vergrößertem Maßstab durch eine in Fig. 1 mit II bezeichnete Einzelheit der Wand des Kapselrandes.

Die Schutzkapsel weist einen im wesentlichen zylindrischen Mantel 1 auf, der nur an seiner oberen Kante 2 leicht nach innen gebogen ist, um mit einer den Kapselboden bildenden Scheibe 3 verbunden werden zu können. Das Verbinden des Mantels 1 mit der Scheibe 3 kann nach einem beliebigen bekannten Verfahren geschehen, beispielsweise durch Anformen. Die Scheibe 3 kann mit einer öffnung 4 versehen sein, damit beim Aufseizen der Kapsel auf die Flasche Luft entweichen kann.

Der Durchmesser d das Mantels 1 ist auf dessen ganzer Höhe h bis zur unteren Begrenzung ihrer oberen Randes 2 kleiner als der kleinste Durchmesser des Flaschenhalses.

Wie deutlicher in Fig. 2 zu erkennen, ist die Wand des Mantels 1 von zwei Schichten oder Lagen 5 und 6 von im wesentlichen gleicher Dicke gebildet, die durch gleichzeitiges Strangpressen erhalten sind. Die Schicht 5 befindet sich an der Innenseite der Schicht 6. Die beiden Schichten 5 und 6 sind eng miteinander verbunden, wobei ihre Berührungsflächen durch Ineinandergreifen der Moleküle ihrer Oberflächen praktisch aufgehoben sind.

Diese Schichten 5 und 6, deren Gesamtdicke 0,5 mm beträgt, sind im wesentlichen gleich zusammengesetzt und bestehen beispielsweise aus Hochdruck-Polyäthylen niedriger Dichte, Sorte 0,4.

Bei der innenliegenden Schicht 5 ist der Masse ein Gleitmittel zugesetzt, das den Reibungskoeffizienten dieser Schicht 5 erniedrigt.

Bei einem ersten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei diesem Gleitmittel um Glyzerinmonostearat, das mit einem Anteil von 0,25% zugeschlagen ist.

Bei einem zweiten Beispiel vurde als Zusatz ein Fettsäureamid verwendet, vorzugsweise in Form einer in Verbindung mit Lebens- oder Genußmilteln unbedenklichen Vormischung (Master-Batch), d.h. ein Gemisch von ungiftigen und durch die Berührung mit Lebensmitteln nicht veränderbaren Stoffen, die in eine neutrale Masse eingebettet sind. Der An'eil des verwendeten Gemischs betrug 2,5%.

Die auf diese Weise hergestellten Schutzkapseln können mit einer sehr hohen Stückleistung von über 2400 Einheiten/h auf die Flaschen aufgesetzt werden. Dessen ungeachtet bereitet das Bedrucken der Außenseite keine Schwierigkeiten mehr und kann in gleicher Weise wie bei den gewöhnlichen Kapseln durchgeführt werden.

ίο Unter den Vorteilen der Erfindung sind weiterhin zu nennen:

Die beiden Schichten 5 und 6 des Mantels 1 können in zwei verschiedenen Farben gewählt werden. Für die Scheibe 3 kann ein dritter Farbton vorgesehen werden.

Durch die Verwendung eines Polyäthylens der Sorte 0,4 wird die Gefahr der Rißbildung in der Kapsel während der Lagezeit nahezu völlig ausgeschlossen. Für nach dem Spritzverfahren hergestellte Kapseln müssen dagegen unbedingt Werkstoffe der Sorte 3 und darüber verwendet werden.

Die der innenliegenden Schicht zugesetzten Mittel verteilen sich mit der Zeit in der Masse der beiden Schichten. Dadurch wird der Reibungskoeffizient an der Innenfläche der Schutzkapsel erneut vergrößert und zu einer besseren Haftung der Schutzkapsel am Flaschenhals beigetragen. Diese Veränderung läßt sich erst einige Monate nach der Herstellung der Schutzkapsel feststellen, wenn die Schutzkapsel schon lange bedruckt und aufgesetzt ist.

Durch das gleichzeitige Strangpressen der beiden Schichten 5 und 6 lassen sich Kapselrander mit stark verbesserten mechanischen Eigenschaften erzielen. Gegenüber einer ähnlichen Schutzkapsel, die nach einem herkömmlichen Verfahren extrudiert wurde, erhöht sich die Bruchdehnung bei einer erfindungsgemäßen Schutzkapsel von 460% auf 588%, die Bruchlast von 1108 auf 1662 kp/cm². Der Rand einer Schutzkapsel mit dem Nenndurchmesser 27,5 mm läßt sich somit ohne Beschädigung innerhalb einiger Zehntelsekunden bis auf einen Durchmesser von 42 mm dehnen. Mit einer solchen, erfindungsgemäß ausgebildeten Schutzkapsel lassen sich alle Flaschen versehen, bei denen die Abschlußringe der Flaschenhälse einen Durchmesser im Bereich zwischen 29 und 34 mm aufweisen. Dies ist auch bei hohen Stückleistungen von mehr als 2400 Einheiten/h möglich.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (4)

Patentansprüche:

1. Zweiteilige Schutzkapsel aus Kunststoff für Flaschenstopfen, mit einem zylindrischen Mantel und einer am Rand einer der öffnungen dieses Mantels befestigten Scheibe, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel (1) aus zwei gleichzeitig stranggepreßten Schichten von thermoplastischen Kunststoffen derselben Familie besteht, deren innere Schicht (5) einen ihren Reibungskoeffizienten herabsetzenden Zusatz enthält.

2. Schutzkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz Glyzerinmonostearatist. '5

3. Schutzkapsel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zusatz ein Fettsäureamid ist.

4. Verfahren zum Herstellen einer Schutzkapsel nach einem der Ansprüche I bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mantel durch Warmformen der beiden gleichzeitig stranggepreßten Schichten hergestellt wird.