DE2929752C2

DE2929752C2 -

Info

Publication number: DE2929752C2
Application number: DE2929752A
Authority: DE
Inventors: Fumio Yokohama Kanagawa Jp Mori; Gunji Isehara Kanagawa Jp Matsuda; Toshihiro Yoshida; Shigeru Hiratsuka Kanagawa Jp Nagashima
Original assignee: JAPAN CROWN CORK CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Current assignee: JAPAN CROWN CORK CO Ltd TOKIO/TOKYO JP
Priority date: 1978-07-22
Filing date: 1979-07-23
Publication date: 1993-01-21
Also published as: BE877796A; NO792410L; NZ191021A; SE440215B; JPS5520126A; FR2431438A1; IL57843A; LU81530A1; ES250344Y; AR219402A1; ES250344U; IE791341L; FI71519C; US4340149A; MX152095A; IL57843A0; CA1134322A; FI71519B; AU4910579A; NO153960C

Description

Die Erfindung betrifft einen Behälterverschluß mit einer Kappe aus Aluminium und einer Einlage aus einem thermoplastischen Harz, das auf der Innenfläche der Kappe preßgeformt worden ist, wobei die Kappe zur Haftverbesserung des thermoplastischen Harzes mit einem Primer beschichtet ist. Ferner bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Behälterverschlusses.

Behälterverschlüsse in Gestalt einer Krone, einer Kapsel od. dgl., die mit einer Einlage oder Packung aus einem Kautschuk, aus einem Harz, aus Papier, aus Kork od. dgl. ver sehen sind, werden in großem Ausmaß aus Flaschenverschlüsse verwendet. Unter diesen verschiedenen Verschlüssen haben diejenigen, die mit einer Einlage versehen sind, welche aus Polyäthylen niedriger Dichte oder aus einem Vinylchloridharz zusammengesetzt sind, ausgezeichnete Eigenschaften hinsicht lich der Abdichtung und hinsichtlich der Beibehaltung des Geruchs, Geschmacks u. dgl. des Flascheninhaltes in Form eines Getränkes od. dgl. Weiterhin ist die Formbarkeit der Einlage gut, und die Herstellungskosten sind verhältnismäßig niedrig. Daher werden Behälterverschlüsse dieser Art in großen Mengen verwendet.

Für die Herstellung solcher mit Einlage versehener Behälterverschlüsse ist ein Verfahren bekannt, bei welchem eine Schmelze eines thermoplastischen Harzes dem Inneren eines Mantels, einer Kappe od. dgl. eines Behälter verschlusses zugeführt wird, wobei die Masse zwischen einer gekühlten Preßform und dem Mantel, der Kappe od. dgl. zusam mengepreßt wird, um die Masse zu einer Einlage zu formen (siehe DE-OS 14 32 089). Es ist auch ein Verfahren bekannt, bei welchem ein vorgeform tes thermoplastisches Harz dem Inneren eines Mantels, einer Kappe od. dgl. eines Behälterverschlusses zugeführt wird, wobei der Mantel, die Kappe od. dgl. erhitzt wird, um das thermoplastische Harz zu erweichen. Das thermoplastische Harz wird dann zwischen einer gekühlten Preßform und dem Mantel, der Kappe od. dgl. zusammengepreßt, um das Harz zu einer Einlage zu formen (siehe japanische Patentveröffent lichung Nr. 5706/73).

Eine Einlage eines Behälterverschlusses dieser Art soll an dem Mund des Behälters fest haften und gut an diesen passen. Demgemäß wird es bevorzugt, daß eine oder mehrere ringartige Vorsprünge oder konkave Nuten an dem Umfangsteil der Einlage gebildet werden, die mit dem Mund des Behälters in Eingriff treten sollen.

Das übliche Preßformverfahren ist vorteilhaft dahin gehend, daß der Arbeitsvorgang der Formung einer Masse aus einem thermoplastischen Harz zu einer Einlage und der Ar beitsvorgang des Bindens der Einlage an einen Mantel, eine Kappe od. dgl. eines Behälterverschlusses gleichzeitig aus geführt werden können. Es ist jedoch gefunden worden, daß die Abdichtungseigenschaften oder Dichtungsqualität der Einlage, die gemäß dem genannten Preßformverfahren gebildet ist, oft mals schlechter ist als die Dichtungsqualität einer scheiben artigen Packung, die durch Ausstanzen aus einem Packungs materialbogen od. dgl. gebildet ist.

Wenn ein Behälterverschluß, der mit einer preßgeform ten Einlage versehen ist, zum Verschließen einer Flasche verwendet wird, werden in der Einlage Haarrisse gebildet, und zwar insbesondere am Umfangsteil, der für die Dichtungswirkung am wichtigsten ist. Die Riß bildung ergibt sich z. B. durch die Wirkung des auf die Einlage ausgeübten Drucks, die Berührung der Einlage mit dem Flascheninhalt oder mit Dämpfen des Fla scheninhaltes und die Temperatur, die beim Sterilisieren oder Pasteurisieren einwirkt. Es ist gefunden worden, daß die Bildung dieser kleinen Risse deutlicher wird, wenn die Geschwindigkeit der Preßformung der Einlage erhöht wird und wenn ringartige Vorsprünge oder konkave Nuten im Umfangsteil der Einlage gebildet werden.

Demgemäß sind übliche Behälterverschlüsse, die mit einer Harzeinlage versehen sind, welche durch Preßformung gebildet ist, hinsichtlich der Dichtungsqualität, des Ab schäl- oder Abziehwiederstandes der Einlage und hinsichtlich der Dauerhaftigkeit der Dichtungsqualität nach der Wärmebe handlung noch unzureichend, obwohl das die Einlage bildende Harz ausgezeichnete Eigenschaften besitzt.

Die Anmelderin hat Untersuchungen ausgeführt hinsichtlich der Gründe für das Auftreten von Rissen in Harzeinla gen, die durch Preßformung gebildet sind. Da diese Rißbil dung hervorgerufen wird unter den Bedingungen der Umgebung, in welcher die Einlagen angeordnet werden, kann diese Riß bildung als eine durch Umgebungsbeanspruchungen hervorgerufene Rißbildung bezeichnet werden. Als Ergebnis der Untersuchun gen wurde gefunden, daß im Fall von Harzeinlagen, die durch Preßformung gebildet sind, wegen des Kühlens der Harze, wenn sie ausgebreitet und geformt werden, eine extreme molekulare Orientierung in der Oberfläche der Einlage hervorgerufen wird, insbesondere in der Oberfläche des Umfangsteiles, und daß, wenn die Preßformung des Harzes unter solchen Bedin gungen ausgeführt wird, daß der Unterschied des Wertes des planaren Orientierungsindex der Oberfläche der Einlage zwischen dem Umfangsteil und dem mittleren Teil der Einlage kleiner als ein gewisser kritischer Wert ist, das Auftreten der obengenannten, durch Umgebungsbeanspruchungen hervorgerufenen Rißbildung wirksam verhindert wird und als Ergebnis die Abdichtqualität der Harzeinlage, der Abschäl- oder Abziehwiderstand der Einlage und die Dauerhaftigkeit der Abdichtung nach der Wärmebehandlung bemerkenswert verbessert werden können.

In der DE-AS 10 27 545 sind Behälterbeschlüsse mit einer Kappe und einer Einlage aus einem themoplastischen Elastomer beschrieben. Dieser Stand der Technik befaßt sich mit dem Problem der ungleichmäßigen Ringwulstbildung an der Einlage sowie mit einem Verfahren und einer Vorrichtung zur Lösung dieser Aufgabe.

Das DE-GM 18 77 380 betrifft eine Dichtungsscheibe aus thermoplastischem Kunststoff für Flaschenverschlüsse. Die Dichtungsscheibe ist zum Einlegen in Kronenkorkenverschlüsse bestimmt und soll die vorher üblichen, mit Aluminium oder Kunststoff beschichteten Kork- oder Pappscheiben ersetzen.

Aus dem DE-GM 17 99 118 war es bekannt, daß für Verschlußkappen Bleche aus beispielsweise Eisen, Stahl oder einer Aluminiumlegierung verwendet werden können. Ähnliches ist auch der DE-OS 20 23 909 zu entnehmen.

In der DE-PS 27 10 704 und der DE-OS 15 32 416 wurde beschrieben, daß die Haftung der Einlage auf der Oberfläche der Verschlußkappe durch eine spezielle Zwischenschicht verbessert werden kann.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälterverschluß mit einer Kappe aus Aluminium und einer Einlage aus einem thermoplastischen Harz, das auf der Innenfläche der Kappe preßgeformt worden ist, wobei die Kappe zur Haftverbesserung des thermoplastischen Harzes mit einem Primer beschichtet ist, zur Verfügung zu stellen, der sehr widerstandsfähig gegen Rißbildung in der Einlage durch Umgebungseinflüsse ist. Insbesondere soll eine Rißbildung verhindert werden, die durch einen zur Abdichtung des Verschlusses nötigen hohen Druck zwischen der Einlage und dem Behälter oder durch den Einfluß des Flascheninhalts auf die Einlage oder durch die Wirkung der Sterilisier- oder Pasteurisiertemperatur entstehen könnte. Dies soll auch dann erreicht werden, wenn der Behälterverschluß relativ groß oder die Menge des für die Einlage benutzten thermoplastischen Harzes relativ klein ist, und wenn das Preßformen des thermoplastischen Harzes mit hoher Geschwindigkeit durchgeführt wird.

Diese Aufgabe löst die Erfindung durch einen Behälterverschluß der eingangs genannten Art, der durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gekennzeichnet ist.

In den Patentansprüchen 2 bis 5 sind bevorzugte Ausfüh rungsformen dieses Behälterverschlusses angegeben.

Der Patentanspruch 6 definiert ein Verfahren zum Herstellen eines erfindungsgemäßen Behälterverschlusses.

Die Erfindung wird nachstehend anhand der Zeichnung beispiels weise erläutert.

Fig. 1 ist eine Unteransicht eines mit einer Einlage versehenen Be hälterverschlusses in Form eines Kronenkorkens;

Fig. 2 ist eine Seitenansicht des Kronenkorkens gemäß Fig. 1, teilweise im Schnitt nach Linie I-I der Fig. 1;

Fig. 3 ist eine der Fig. 1 analoge Unteransicht einer mit einer Ein lage versehenen, gegen unbefugtes Abnehmen gesichterten Kappe;

Fig. 4 ist eine Schnittansicht nach Linie II-II der Fig. 3;

Fig. 5 ist eine Schnittansicht des Mundes einer Flasche, wie sie bei dem Versuch gemäß Beispiel 2 verwendet wird;

Fig. 6 ist eine perspektivische Ansicht eines Gerätes zum Prüfen des augenblicklichen Widerstandes gegen Druckbeanspru chung, welches bei der Untersuchung gemäß Beispiel 2 verwendet wird;

Fig. 7 ist eine der Fig. 1 analoge Unteransicht einer gemäß Beispiel 8 hergestellten Kappe;

Fig. 8 ist eine Seitenansicht der Kappe gemäß Fig. 7, teilweise geschnitten nach Linie III-III der Fig. 7;

Fig. 9 ist eine Schnittansicht, in welcher die Abmessungen des Mundes einer Flasche dargestellt sind, die bei dem Ver such gemäß Beispiel 4 verwendet wird;

Fig. 10A bis 10C sind Darstellungen verschiedener Arbeitsschritte bei dem Verfahren gemäß der Erfindung.

In den Fig. 1 und 2 ist ein mit einer Einlage versehener Kronen korken als eine Ausführungsform eines Behälterverschlusses gemäß der Erfindung dargestellt. Der Kronenkorken weist eine Kronen kappe 1 mit einer Deckelplatte 2 und einem Rand 4 auf, der eine Mehrzahl von Sicken 3 besitzt. Eine Einlage 5 aus thermoplasti schem Harz ist an der Innenfläche der Deckelplatte 2 angeordnet. Die Einlage 5 ist durch einen Preßformungsvorgang gebildet, der in der Kappe 1 ausgeführt worden ist, und umfaßt einen relativ dünnen mittleren Teil 6 und relativ dicke ring artige Vorsprünge 7, die im Umfangsteil der Einlage 5 gebildet sind. Bei dieser Ausführungsform ist eine ringförmige konkave Nut 8 zwischen den beiden ringartigen Vorsprüngen 7 gebildet. Gleichzeitig mit der Preßformung wird die Einlage 5 mittels Wärme an die Innenfläche der Kappe 1 gebunden, und zwar mittels einer nicht dargestellten, bei Erhitzung eine Bindung hervor rufenden Lackschicht, die an der Innenfläche der Kappe 1 gebildet ist.

Um bei dem Behälterverschluß gemäß der Erfindung das Auftreten von Rissen unter Umgebungsbeanspruchungen voll ständig zu verhindern, soll die Einlage 5 besondere Eigen schaften hinsichtlich der planaren Orientierung haben, d. h. hinsichtlich der Orientierung in der Ebene der Einlage 5. Insbesondere ist es unerläßlich, daß der Unterschied (Io^P-Io^C) zwischen dem Wert des pla naren Orientierungsindex (Io^P) des Umfangsteiles der Ein lage 5 und dem Wert des planaren Orientierungsindex (Io^C) des mittleren Teiles der Einlage 5 kleiner als 0,37, vorzugsweise kleiner als 0,27, insbesondere kleiner als 0,15 ist.

Aus der im Patentanspruch angegebenen Formel (1) für den planaren Orientierungsindex ist ersichtlich, daß der Ausdruck "pla narer Orientierungsindex (Io)", wie er in der vorliegenden Beschreibung verwendet wird, die Summe aus dem Orientierungs koeffizienten (l) der Oberfläche der Einlage 5 in radialer Richtung und aus dem Orientierungskoeffizienten (m) der Oberfläche der Einlage 5 in Umfangsrichtung bedeutet.

Wie in der Zeitschrift "Polymers", Vol. 15, No. 175, Seite 868 (1966), beschrieben, werden die Orientierungskoeffi zienten in zweidimensionalen Richtungen bestimmt in einem Verfahren, bei welchem die opti sche Anisotropie eines fluoreszierenden Moleküls für die qualita tive und quantitative Bestimmung des Grades und der Art mo lekularer Orientierung bei Verformung des festen thermoplastischen Harzes als ein Polymer oder beim Fließen der Schmelze eines thermoplastischen Harzes als ein Polymer verwendet wird. Wenn die Orientierungen in zwei Dimensionen in der Wandfläche der fertigen Einlage 5 gemäß der Erfindung entsprechend den Aufgaben in der obigen Zeitschrift geprüft werden, ist ersichtlich, daß der zweidimensionale Orientierungsgrad quantitativ durch die nachstehende Formel bestimmt werden kann

I_∥(ω) = Kϕ(lcos⁴ω + msin⁴ω + 3/8 n), (2)

worin I_∥(ω) die Intensität der polarisierten Komponente der Fluoreszenz ist, die von dem die Probe darstellenden thermoplastischen Harz ausgesendet wird, das Zeichen _∥ an zeigt, daß die Schwindungsrichtung des einfallenden polari sierten Lichtes parallel zur Richtung des gemessenen pola risierten Lichtes ist, ω den Drehwinkel der Probe zur Schwingungsrichtung des einfallenden polarisierten Lichtes, K die maximale Erregungswahrscheinlichkeit, die erhalten wird, wenn die molekulare Achse der Probe parallel zur Schwingungs richtung der erregten Fluoreszenz verläuft, ϕ die Fluores zenzkonzentration des Moleküls, l das Verhältnis der Orientie rung der Moleküle in Umfangsrichtung der Wandfläche der fer tigen Einlage 5, m das Verhältnis der Orientierung der Mole küle in der Richtung rechtwinklig zur Richtung l in der Wand fläche der fertigen Einlage 5, d. h. in radialer Richtung, und n das Verhältnis der Nichtorientierung in der Wandfläche der fertigen Einlage 5 ist, wobei die Summe von l, m und n (l+m+n) gleich 1 ist.

Bei dem üblichen Verfahren zur Herstellung von mit einer Ein lage versehenen Behälterverschlüssen erfährt, da eine Masse geschmolzenen thermoplastischen Harzes unter Kühlung preßge formt und die Harzmasse zu einer vorbestimmten Gestalt geformt wird, während sie ausgebreitet wird, die mit der Fläche der Preßform in Berührung tretende Fläche der Einlage unvermeidbar eine planare Orientierung infolge plastischer Verformung. Der Grad dieser planaren Orientierung ist im Umfangsteil der Einlage 5 viel höher als im mittleren Teil, in welchem der Verformungsgrad niedrig ist. Insbesondere wenn ein ringartiger Dichtungsvorsprung am Umfangsteil der Einlage gebildet wird, der mit dem Mund einer Flasche in Eingriff treten soll, ist es zur Erreichung hoher Präzision erforderlich, daß die Flächenkonfiguration der Einlage sich in genauer Überein stimmung mit der Flächenkonfiguration der Preßform befindet, indem man die Oberflächentemperatur der Preßform auf möglichst niedrigen Wert senkt, und zwar durch Zwangskühlung mit einem Lösungsmittel niedriger Temperatur, beispielsweise mit abgekühltem Wasser, und indem weiterhin die Preßgeschwindig keit der Preßform möglichst klein gewählt wird. Demgemäß wird der Grad der planaren Orientierung im Umfangsteil der Einlage weiter erhöht.

Im Fall einer Einlage, bei welcher der Unterschied zwi schen dem Wert des planaren Orientierungsindex des mittle ren Teiles und dem Wert des planaren Orientierungssindex des Umfangsteiles sehr groß ist, wie es bei nachstehend gege benen Vergleichsbeispielen der Fall ist, ergeben sich zwar keine Risse, wenn die Einlage so verbleibt, wie sie ist. Wenn jedoch die Einlage einem beschleunigten Rißwiderstandstest unterworfen wird, werden in sehr kurzer Zeit Risse gebildet, und wenn die Einlage einem Wärmewiderstandstest unter den tatsächlichen Bedingungen beim Füllen und Verschließen von Flaschen unterworfen wird, entstehen wegen der Berührung mit dem Flaschenin halt und der angewandten Temperatur, zahlreiche Risse.

Wenn in Gegensatz dazu und gemäß der Erfindung die pla nare Orientierung der gesamten Fläche der Einlage, insbeson dere die planare Orientierung im Umfangsteil, derart ein gestellt wird, daß der Unterschied zwischen dem Wert des pla naren Orientierungsindex im Umfangsteil der Einlage und dem Wert des planaren Orientierungsindex im mittleren Teil der Einlage kleiner als 0,37 ist, ist bei dem be schleunigten Rißwiderstandstest die 50%-Rißbildungszeit viel länger und über fünfmal länger als bei den Pro dukten, die gemäß dem üblichen Verfahren hergestellt wurden. Weiterhin kann bei einer Einlage, die gemäß der Erfindung hergestellt wurde, Rißbildung beim Wärmewiderstandstest un ter den tatsächlichen Bedingungen beim Füllen und Ver schließen von Flaschen vollständig vermieden werden.

Es ist gefunden worden, daß die Rißbildung der Ein lage unter Umgebungsbeanspruchungen ein enges Verhältnis nicht nur zu den Charakteristiken der planaren Orientie rung, sondern auch zu dem Grad (Db) des Gleichgewichts hat, welches durch die nachstehende Formel

Db = |l - m| (3)

wiedergegeben ist,
worin l der Orientierungskoeffizient der Einlage in radialer Richtung und m der Orientierungskoeffizient der Einlage in Umfangsrichtung bedeuten.

Wenn das Harz unter der erzwungenen Kühlung in radia ler Richtung ausgebreitet wird, ist seine Orientierung in der radialen Richtung viel höher als in der Um fangsrichtung, und bei einer solchen Einlage, die in radia ler Richtung im Umfangsteil höhere Orientierung hat, treten unter Umgebungsbeanspruchungen deutliche Risse auf.

Für eine gute Beständigkeit gegen Rißbildung unter Umgebungsbeanspruchungen wird es bei der vorlie genden Erfindung bevorzugt, daß der Unterschied zwischen dem Gleichgewichtsgrad (Db^P) im Umfangsteil der Einlage und dem Gleichgewichtsgrad (Db^C) im mittleren Teil der Einlage kleiner als 0,3 und insbesondere kleiner als 0,25 ist.

Die vorliegende Erfindung wird vorzugsweise bei einem Behälterverschluß angewendet, bei welchem die Einlage im Umfangsteil wenigstens einen Dichtungsvorsprung aufweist, der mit dem Behältermund in Eingriff treten soll, und zwar insbesondere bei einem Behälterverschluß, bei dessen Ein lage die Dicke des Vorsprunges das 2- bis 20fache und ins besondere das 4- bis 10fache der Dicke des mittleren Teiles der Einlage beträgt. Im Fall einer preßgeformten Einlage mit einem solchen Dichtungsvorsprung wird, da ein Fließen des den Vorsprung bildenden Harzes im Umfangskantenbereich angrenzend an den inneren Umfang des Vorsprunges unter den Preßformungsbedingungen hervorgerufen wird, üblicherweise eine sehr hohe Orien tierung in radialer Richtung bewirkt. Dabei entstehen unter Umgebungsbeanspruchungen sehr häufig Risse. Gemäß der Erfindung ist selbst bei einer solchen Einlage die Orientierung im Umfangskantenteil gering, und ein Auftreten von Rissen unter Umgebungsbeanspruchungen kann vollständig verhindert werden.

Gemäß der Erfindung wird ein Behälterverschluß herge stellt mittels eines Verfahrens, bei welchem eine Masse eines thermoplastischen Harzes auf die Innenfläche eines Mantels, einer Kappe od. dgl. eines Behälterverschlusses aufgebracht und im erweichten oder geschmolzenen Zustand zur Formung einer Einlage preßgeformt wird, und zwar zwischen einer Preßform und dem Mantel, der Kappe od. dgl. und unter solchen Be dingungen, daß der Unterschied (Io^P-Io^C) zwischen dem Wert des planaren Orientierungsindex des Umfangsteiles der Ein lage und dem Wert des planaren Orientierungsindex des mittleren Teiles der Einlage kleiner als 0,37 ist, wobei der planare Orientierungsindex (Io) durch die nachstehende Formel wiedergegeben ist:

Io = l + m,

worin l der Orientierungskoeffizient in radialer Richtung der Einlage und m der Orientierungskoeffizient in Umfangs richtung der Einlage ist.

Um den obengenannten Unterschied der planaren Orien tierungsindices unter 0,37 zu halten, d. h. um die planare Orientierung in dem Umfangsteil der Einlage zu steuern, kann wenigstens eine der nachstehend angegebenen Arbeits weisen angewandt werden:

(1) Um Orientierung durch schnelles Abkühlen des Harzes zu verhindern, wird die Temperatur der Harzschmelze möglichst hoch gewählt. Insbe sondere wird die Temperatur der Harzschmelze auf einem Wert gehalten, der niedriger als der Wert der Zersetzungs temperatur des verwendeten Harzes, jedoch um wenigstens 70°C und vorzugsweise wenigstens 100°C höher als die Temperatur des Schmelzpunktes oder Erweichungspunktes des Harzes ist.
(2) In der anfänglichen Stufe der Preßformung wird die Oberflächentemperatur der Preßform auf einem möglichst hohen Wert gehalten, der jedoch niedriger als der Schmelz- oder Erweichungs punkt des Harzes entspricht. Auf diese Weise wird die Molekülorientierung über die gesamte Fläche der Einlage eingestellt. Insbesondere wird die Oberflächen temperatur der Preßform auf einem Wert gehalten, der höher als 20°C und insbesondere höher als 40°C, jedoch um wenig stens 5°C niedriger als der Schmelz- oder Erweichungspunkt des Harzes ist.
(3) Die Preßform wird zwangsgekühlt, und zwar ledig lich in dem dem mittleren Teil der Einlage entsprechenden Teil, und die Oberflächentemperatur der Preß form in dem dem Umfangsteil der Einlage entsprechenden Teil wird auf einem Wert gehalten, der höher als der Wert der Oberflächentemperatur der Preßform in dem dem mittleren Teil der Einlage entsprechenden Teil ist, wodurch eine Orientierung in dem Umfangsteil der Einlage gering ist. Insbesondere wird ein solcher Temperaturgradient hervorgerufen, daß die Oberflächentemperatur der Preßform in dem dem Umfangsteil der Einlage entsprechenden Bereich um wenigstens 20°C und vorzugsweise um wenigstens 40°C höher als die Ober flächentemperatur der Preßform in dem dem mittleren Teil der Einlage entsprechenden Bereich ist.
(4) Der Mantel, die Kappe od. dgl. des Behälterver schlusses wird zuvor auf eine Temperatur erhitzt, die höher als der Schmelz- oder Erweichungspunkt des Harzes ist.
(5) Die Oberflächentemperatur eines Ambosses zum Abstützen des Mantels, der Kappe od. dgl. und zum Formen der Harzschmelze mit der Preß form wird auf einem Wert gehalten, der höher als 20°C und insbesondere höher als 40°C, jedoch um wenigstens 5°C niedriger als der Schmelz- oder Erweichungs punkt des Harzes ist.
(6) Das Pressen mittels der Preßform wird so rasch ausgeführt, daß das Harz im geschmolzenen Zustand fließt. Insbesondere wird das Absenken der Preßform innerhalb von 100 ms und insbesondere innerhalb von 50 ms ausgeführt.
(7) Das spezifische Volumen der Harzschmelze ist gewöhnlich größer als das spezifische Volumen des festen Harzes. Das Pressen mittels der Preßform wird daher unter einem relativ niedrigen Druck ausgeführt, der gewöhnlich niedriger als 49 bar, und insbesondere niedriger als 19,6 bar ist.
(8) Um die Orientierung in dem Umfangsteil der Ein lage zu verringern, ist es sinnvoll, die Eigenschaft des Ausbreitens und die Fließfähigkeit des Harzes im geschmol zenen Zustand zu verstärken. Wenn demgemäß beispielsweise ein Polyäthylen niedriger Dichte verwendet wird, wird ein Polyäthylen ausgewählt, welches einen relativ hohen Schmelz index hat.
(9) Eine die Orientierung behindernde Komponente wird in das die Einlage bildende Harz einverleibt derart, daß das Auftreten von Orientierung in dem Einlageharz verringert wird. Wenn beispielsweise ein Polyäthylen niedriger Dichte verwendet wird, wird ein Elastomer oder ein thermoplasti sches Elastomer in das Polyäthylen niedriger Dichte eingemischt.

Wenn bei der Verwirklichung der Erfindung die planare Orientierung der Einlage durch eine der vorge nannten Arbeitsweisen nicht ausreichend eingestellt wird, können zwei oder mehr der vorgenannten Arbeitsweisen in Kombina tion angewandt werden.

Wie oben ausgeführt, gibt es viele Arbeitsweisen zum Einstellen der planaren Orientierung im Umfangsteil der Ein lage gemäß der Erfindung, so daß es schwierig ist, Bedingungen für die betreffenden Arbeitsweisen zu spezi fizieren. Bei der vorliegenden Erfindung können, kurz gesagt, irgendwelche Bedingungen angewandt werden, solange die obengenannte Anforderung hinsichtlich des Unterschiedes der planaren Orientierungsindicies (Io^P-Io^C) oder hin sichtlich des Unterschiedes des Gleichgewichtsgrades (Db^P-Db^C) erfüllt ist.

Anhand der Fig. 10A, 10B und 10C werden die Arbeits schritte des Verfahrens gemäß der Erfindung erläutert. Eine Masse 10 eines geschmolzenen Harzes wird dem Inneren eines Mantels, einer Kappe 1 od. dgl. (nachstehend der Einfachheit halber als "Kapsel" bezeichnet) eines Behälterverschlusses über eine Form und einen nicht dargestellten Drehschneider eines Extruders zugeführt. Vor dem Zuführen der Harzmasse 10 kann die Kappe 1 vorerhitzt werden, und zwar mittels Hoch frequenzinduktionserhitzung od. dgl. Anstelle der Arbeits weise, bei welcher die geschmolzene Harzmasse 10 zugeführt wird, kann eine Arbeitsweise angewandt werden, bei welcher eine Masse festen Harzes oder eine Masse eines Harzes zugeführt wird, die auf eine Temperatur vorerhitzt ist, die niedriger als der Schmelz- oder Erweichungspunkt ist. Diese Masse kann in die Kappe 1 ein geführt und dann erhitzt werden, und zwar durch eine Elektro-, Induktions- oder Ofenheizung, um eine geschmolzene Harzmasse 10 zu bilden.

Es wird bevorzugt, daß die Masse 10 zeitweilig mittels Wärme an die Innenfläche der Kappe 1 gebunden wird.

Die Kappe 1 mit der in ihr enthaltenen geschmolzenen Harz masse 10 wird zu einer Preßstation geführt, sowie von einem Amboß 11 abgestützt, und gleichzeitig werden eine Preßform 13 und eine Hülse 12, die über dem Amboß 11 angeordnet sind, nach unten bewegt. Im mittleren Teil des Ambosses 11 entsprechend dem mittleren Teil der Einlage ist eine Kühleinrichtung 14 und im mitt leren Teil der Preßform 13 entsprechend dem mittleren Teil der Einlage ist eine Kühleinrichtung 15 vorgesehen. Ein mittlerer Oberflächenteil 16 zum Bilden eines dünnen Teiles der Einlage, der eben ist oder eine leicht gekrümmte Fläche hat, sowie ein ringartiger konkaver Umfangsteil 17 zum Formen eines ringartigen Vorsprunges der Einlage sind an der Oberfläche der Preßform 13 ausgebildet (siehe Fig. 10A).

Bei dem in Fig. 10B wiedergegebenen Arbeitsschritt gelangt die Hülse 12 zunächst in Eingriff mit der inneren Umfangskante des Randes der Kappe 1, um diese fest zulegen, und die Preßform 13 wird dann unmittelbar abwärts bewegt, um die geschmolzene Harzmasse 10 zu pressen. Bei diesem Preßvorgang wird die geschmolzene Harzmasse 10 sofort in radialer Richtung verteilt und unmittelbar zu der Gestalt einer Einlage ver formt. Gemäß der Erfindung wird durch Anwendung wenigstens einer der oben unter (1) bis (9) genannten Arbeitsweisen bei diesem Arbeitsschritt die planare Orientierung in der Einlage wenigstens in ihrem Umfangsteil gut eingestellt. Luft, die zwischen der Preßform 13 und der Kappe 1 vor handen ist, wird nach außen über einen Spalt abgegeben, der zwischen der Preßform 13 und der Hülse 12 gebildet ist.

In der in Fig. 10C wiedergegebenen Stufe ist die ge schmolzene Harzmasse vollständig zu einer Einlage 5 preß geformt, und gleichzeitig ist die Einlage 5 mittels Wärme an die Kappe 1 gebunden. Die Einlage 5 wird für eine gewisse Zeit in diesem gepreßten Zustand gehalten, und sie wird mittels der Kühleinrichtungen 14 und 15, die in dem Amboß 11 und in der Preßform 13 angeordnet sind, allmählich vollständig gekühlt und demgemäß verfestigt. Wenn die Hülse 12 und die Preßform 13 gehoben werden, liegt ein Behälterverschluß mit einer Einlage 5, die durch Preß formung gebildet ist, vor.

Gewöhnliches Gebrauchswasser kann zweckmäßig zum Kühlen der Preßform 13 und des Ambosses 11 verwendet wer den. Selbstverständlich können andere gasförmige oder flüssige Kühlmittel bei der vorliegenden Erfindung verwend det werden.

Bei der vorliegenden Erfindung können als ein Metall material für die Kappe des Behälterverschlusses Metall folien mit einer Dicke von 1 bis 100 µ, insbesondere 5 bis 100 µ, und Metallbleche mit einer Dicke von größer als 100 µ verwendet werden. Die Art des Metallmaterials ist nicht besonders kritisch, und es können beispielsweise Folien und Bleche aus nicht oberflächenbehandeltem Stahl (sogenanntes Schwarzblech), aus oberflächenbehandeltem Stahl und aus Leichtmetall, wie Aluminium, verwendet werden. Als geeignete Beispiele von Folien und Blechen aus oberflächenbehandeltem Stahl können Stahlfolien und Stahlbleche angegeben werden, deren Oberfläche einer chemischen Behandlung unterworfen worden ist, beispiels weise einer Behandlung mit Phosphorsäure oder mit Chrom säure, oder auch einer elektrolytischen Behandlung, bei spielsweise einer elektrolytischen Chromsäurebehandlung oder einer elektrolytischen Zinnplattierung, oder auch einer Schmelzplattierung, beispiels weise einer Plattierung mit geschmolzenem Zinn.

Wenigstens eine Schicht aus einem bekannten Schutzlack kann auf die Oberfläche eines solchen Metallmaterials aufgebracht werden. Geeignete Beispiele für den Schutzlack sind ein Phenol-Epoxy-Lack, ein Epoxy-Harnstoff-Lack, ein Epoxy-Melamin-Lack, ein Phenol-Epoxy-Vinyl-Lack, ein Epoxy-Vinyl-Lack, ein Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymer- Lack, ein Vinylchlorid/Vinylacetat/Maleinsäureanhydrid- Copolymer-Lack, ein ungesättigter Polyester-Lack und ein gesättigter Polyester-Lack. Zwei oder mehr dieser Schutz lacke können in Kombination verwendet werden. Für die Wärmebindung der Einlage wird auf das Metallmaterial ein bekannter Primer aufgebracht, und zwar direkt oder auf den Schutzlack. Wenn beispielsweise ein Olefinharz für die Einlage verwendet wird, kann ein bekannter Primer für die Wärmebehandlung von Olefinharzen verwendet werden, bei spielsweise ein oxidiertes Polyäthylenharz oder ein säuremodifiziertes Olefinharz, welches in einem filmbil denden Basisharz oder Grundharz dispergiert ist. Wenn das die Einlage bildende Harz ein Vinylchlorid-Harz ist, können ein Vinylharz-Lack, beispielsweise wie er oben erwähnt ist, oder ein modifizierter Vinylharz-Lack als Primer für die Wärmebindung des die Einlage bildenden Harzes verwendet werden.

Das überzogene Metallmaterial kann zu verschiedenen Ge stalten von Behälterverschlüssen verformt werden, bei spielsweise zu Kronenkappen oder Kronenkorken, zu abnahme gesichterten Kappen, zu Schraubenkappen und zu Aufdrehkappen, und sie können für das Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet werden.

Alle thermoplastischen Harze, die schmelzverformt werden kön nen und Dämpfungseigenschaften haben, die für die Einlage erforderlich ist, können als thermoplasti sches Harz für die Einlage gemäß der Erfindung verwendet wer den. Bei der Erfindung wird als thermoplastisches Harz beson ders vorteilhaft ein Olefinharz verwendet. Beispielsweise können ein oder mehrere der nachstehenden Harze verwendet werden: Polyäthylen, Polypropylen, Äthylen-Propylen-Copolymere, Äthylen-Vinylacetat-Copolymere, Äthylen-Acrylsäureester- Copolymere und Ionomere. Weiterhin kann ein weiches Vinylchlorid- Harz verwendet werden.

Copolymere mit Polyäthylen niedriger Dichte und mit Äthylen sind zum Erreichen der Zwecke der Erfindung besonders geeignet. Hinsichtlich der Eigenschaften der Einlage und der Vermeidung einer Orientierung in der Einlage wird es bevorzugt, ein Gemisch eines Polyäthylens niedriger Dichte und wenigstens einer Komponente zu verwenden, die aus a) einem Äthylen-Propylen-Copolymer und b) einem thermoplastischen Elastomer ausgewählt ist, insbesondere ein Styrol-Dien- Styrol-Copolymer. Das Dien ist z. B. Butadien oder Isopren. Es wird bevorzugt, daß die modifizierende Komponente in einer Menge von 3 bis 40 Gew.-% auf der Basis des Polyäthylens niedriger Dichte eingesetzt wird.

Um keine übermäßige planare Orientierung im Umfangsteil der Einlage hervorzurufen, wird es bevorzugt, ein Olefinharz mit einer relativ hohen Schmelzfließfähigkeit zu verwenden. Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird ein Polyäthylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 1,0 bis 20 g/min, insbesondere von 3 bis 10 g/min, als thermoplastisches Harz für die Einlage verwendet. Wenn Poly äthylen mit einem Schmelzindex von unter als 1,0 g/10 min verwendet wird, besteht die Gefahr, daß eine starke planare Orientierung im Umfangsteil der Einlage beim Preßformungsschritt auftritt. Außerdem werden in der auf diese Weise erhaltenen Einlage unter Umgebungsbeanspruchungen leicht Risse gebildet. Wenn Polyäthylen mit einem Schmelzindex von höher als 20 g/min verwendet wird, entstehen wegen der Eigen charakteristik dieses Polyäthylens unter harten Umgebungsbeanspruchungen sehr leicht Risse, selbst wenn die planare Orientierung im Um fangsteil der Einlage eingestellt wird.

Bekannte Additive, beispielsweise Weißpigmente und Farbpigmente, wie Titanweiß und Ruß, Füllstoffe, wie Calciumcarbonat, syrogenes Siliciumdioxid und Ton, Antioxidierungsmittel, Schmiermittel, Weichmacher, antistatische Mittel und Wärmestabili sierungsmittel, können in bekannten Verhältnissen in das bei der Erfindung verwendete thermoplastische Harz geführt werden.

Die Menge des in die Kappe des Behälterverschlusses eingebrachten Harzes ändert sich in Abhängigkeit von der Größe der Kappe und von anderen Faktoren. Gewöhnlich wird diese Menge in zweck entsprechender Weise gewählt in einem Bereich von 100 mg bis 10 g.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Beispielen näher erläutert.

Beispiel 1

Ein antikorrosiver Unterlack aus 70 Gewichtsteilen eines Vinylchlorid/Vinylacetat-Copolymeren, 25 Gewichtsteilen eines Bisphenol-A-Epoxyharzes und aus 5 Gewichtsteilen eines Amino harzes in einem organischen Lösungsmittel wurde mittels Walzen auf eine oberflächenbehandelte Stahlplatte einer Dicke von 0,3 mm aufgebracht, und die überzogene Stahlplatte wurde während 10 min auf 190°C erhitzt. Eine Primerzusammensetzung aus 70 Gewichtsteilen eines Epoxyharzes, 10 Gewichsteile eines Harnstoffharzes und 20 Gewichtsteilen eines maleinsäuremodifizierten Polyäthylens in einem organischen Lösungsmittel wurde mittels Walzen als ein Kleblack auf die antikorrosive Unterlackschicht aufge bracht und dann während 10 min bei 200° erhitzt, um eine überzogene Platte zu bilden. Aus diesen wurden Kronenkappen derart hergestellt, daß die überzogene Fläche der Kappen deren Innenseite bildete. Die hergestellten Kronenkappen wurden mittels einer Hochfrequenzerhitzungseinrichtung (15 kW) auf 150°C erhitzt. Polyäthylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 3,0 g/10 min und mit einer Dichte von 0,92, welches unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen geschmolzen wurde, wurde aus einem Extruder extrudiert, und das geschmolzene Harz wurde mittels eines Drehmessers auf die Innen fläche der erhitzten Kronenkappen gebracht. Die zugeführte Harzmenge betrug etwa 0,2 g je Kappe. Das geschmolzene Polyäthylen niedriger Dichte wurde unter den in Tabelle 1 angegebenen Bedingungen gepreßt und geformt, um mit einer Einlage versehene Kronenkappen zu schaffen. Die Gestalt der auf diese Weise gebildeten Einlage ist in Fig. 1 und 2 wiedergegeben. Die Abmessungen der Einlage waren wie folgt:

Dicke des mittleren ebenen Teiles der Einlage\|0,25 mm
Durchmesser des mittleren ebenen Teiles der Einlage	19,0 mm
Dicke des inneren ringartigen Vorsprunges	1,0 mm
Dicke des äußeren ringartigen Vorsprunges	1,0 mm
Außendurchmesser des äußeren ringartigen Vorsprunges	25,0 mm
Dicke der ringförmigen konkaven Nut	0,35 mm
Durchmesser der ringförmigen konkaven Nut	21,5 mm

Die Bedingungen der Formung der Einlage sind in Tabelle 1 wiedergegeben.

Die auf die beschriebenen Weise gebildeten Kronenkappen wur den den nachstehenden Tests unterworfen, und ihre Eigenschaften wurden ausgewertet.

Experiment 1 (Unterschied der planaren Orientierungsindices und Unter schied der Gleichgewichtsgrade)

Die Einlage wurde von einer Probekappe abgezogen und die Molekülorientierungskoeffizienten l (radiale Richtung) und m (Umfangsrichtung) wurden durch ein Verfahren mittels polarisierter Fluoreszenz (FOM) mit Bezug auf den mittleren Teil der Einlage und auf den Umfangsteil der Einlage bestimmt, d. h. mit Bezug auf denjenigen Teil, der an den ring artigen Vorsprung angrenzt, der der Mitte der Kappe näher liegt.

Die auf die beschriebene Weise hergestellten, mit einer Einlage ver sehenen Kronenkappen wurden unter Verwendung von Flaschen gemäß JIS S-9017 den nachstehend angegebenen Tests unterworfen.

Experiment 2 (Abziehfestigkeit)

Die Abziehfestigkeit zwischen der Einlage und der Kappe wurde bei einer Abziehgeschwindigkeit von 50 mm/min, einer Temperatur von 20°C und einem Abziehwinkel von 90°C gemessen unter Ver wendung eines handelsüblichen Zugkraftmeßgerätes.

Experiment 3 (Augenblicklicher Druckwiderstand)

Der augenblickliche Druckwiderstand wurde mittels eines Testes festgestellt, der gemäß JIS S-9017 ausgeführt wurde.

Experiment 4 (Rißbildung unter Umgebungsbeanspruchungen)

Eine wäßrige Lösung mit 0,1% eines nichtionischen, handels üblichen Aktivators als Rißbildungs beschleuniger wurde in einen Thermostatbehälter gefüllt und auf einer Temperatur von 50°C gehalten. Der Sickenteil der mit Einlage versehenen Kronenkappen wurde entfernt und die Kappen wurde um 90° gebogen, so daß der Einlageteil sich an der Vorderseite befand. Die gebogene Kronenkappe wurde in die genannte Lösung eingetaucht und mittels eines Mikroskops beobachtet. Auf diese Weise wurde die Zeit F50 gemes sen, die bis zur Bildung von Rissen in 50% der untersuch ten Proben verstrich.

Experiment 5 (Widerstand gegen Umgebungswärme)

A) In eine Flasche mit einem Fassungsvermögen von 210 ml wur den 200 ml verdünnte Schwefelsäure, die hergestellt wurde durch Verdünnung von 40,5 g konzentrierter Schwefelsäure (98%) mit 7,57 l Wasser, eingebracht, und es wurden 3 g in Papier einge wickeltes Natriumhydrogencarbonat derart in die Flasche gegeben, daß sich keine Berührung mit der verdünnten Schwefelsäurelösung ergab. Nachdem eine Kronenkappe auf die Flasche aufgesetzt war, wurde das Natriumhydrogencarbonat in der Lösung vollständig aufgelöst. Dann wurde die Flasche in auf 80°C erhitztes Wasser gebracht, und nachdem die Temperatur von 80°C während 1 h aufrechterhalten worden war, wurde die Anzahl der Flaschen gezählt, bei denen ein Gasverlust stattgefunden hatte.
B) Die Bildung von Rissen in den Einlagen der mit Kronenkappen verschlossenen und in der der unter A) beschriebenen Weise behan delten Flaschen wurde geprüft.
C) Es wurde die Bildung von Rissen in den Einlagen von mit Kronenkappen verschlossenen Flaschen geprüft, die mit verdünnter Schwefelsäure und Natriumhydrogencarbonat in der gleichen Weise, wie es unter A) beschrieben ist, gefüllt worden waren, wobei die Flaschen jedoch nicht in auf 80°C gehaltenes Wasser eingetaucht wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 2 wiedergegeben.

Tabelle 1

Tabelle 2

Wenn die unter den Bedingungen 1 und 2 der vorliegenden Erfindung erhaltenen Ergebnisse mit den Ergebnissen verglichen werden, die unter den Bedingungen des Vergleichsbeispieles 1 erhalten wurden, ist ersichtlich, daß, wenn die Temperatur des Harzes in der Schmelzstufe höher ist, beim Experiment 1 sowohl der planare Orientierungsindex als auch der Gleichgewichtsgrad verringert und bei den Experimenten 2 bis 5 bessere Ergebnisse erhalten werden. Wenn die unter den Bedingungen 1 bis 4 gemäß der Erfindung erhaltenen Ergebnisse mit den Ergebnissen ver glichen werden, die unter den Bedingungen des Vergleichsbei spieles 2 erhalten wurden, ist ersichtlich, daß, wenn die Harztemperatur höher ist, bessere Ergebnisse erhalten werden, wie es oben beschrieben ist, und daß, wenn die Harztemperatur und die Oberflächentemperatur der Preßform und des Ambosses höher sind, der planare Orientierungsindex und der Gleich gewichtsgrad beim Experiment 1 weiter verringert und bei den Experimenten 4 bis 5 stark verbesserte Ergebnisse er halten werden. Wenn weiterhin die unter den Bedingungen 2, 3 und 5 der vorliegenden Erfindung erhaltenen Ergebnisse mit den Ergebnissen verglichen werden, die unter den Bedingungen des Vergleichsbeispieles 3 erhalten werden, ist es ersichtlich, daß, wenn die Temperatur der Kappe höher ist, beim Experiment 1 der planare Orientierungsindex und der Gleichgewichtsgrad ver ringert und bei den Experimenten 2 bis 5 bessere Er gebnisse erhalten werden.

Als Schlußfolgerung ergibt sich, daß eine Kronenkappe, die mit einer Einlage aus Polyäthylen niedriger Dichte versehen ist und unter den Bedingungen einer Harztemperatur von 230°C, einer Kappentemperatur von 180°C, einer Oberflächen temperatur der Preßform von 90°C und einer Oberflächen temperatur des Ambosses von 90°C hergestellt wurde, hinsicht lich der Abziehfestigkeit, des augenblicklichen Druckwider standes, des Widerstandes gegen Rißbildung unter Umgebungs beanspruchungen und hinsichtlich des Widerstandes gegen Umgebungswärme am meisten verbessert ist.

Beispiel 1

Es wurde eine überzogene Platte hergestellt durch Überziehen einer Aluminiumplatte einer Dicke von 0,25 mm in der gleichen Weise, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist. Verschlußkappen eines Durch messers von 28 mm und einer Höhe von 15,6 mm wurden aus dieser überzogenen Platte derart hergestellt, daß die überzogene Fläche auf der Innenseite lag.

Die erhaltenen Kappen wurden mittels einer handelsüblichen Hochfrequenz erhitzungseinrichtung (15 kW) auf 140°C erhitzt. Verschiedene Polyäthylene, die in Tabelle 4 angegeben sind, wurden bei der in Tabelle 3 angegebenen Temperatur geschmolzen und aus einem Extruder extrudiert. Geschmolzene Harzperlen wurden in die mittleren Teile des Inneren der erhitzten Kappen ge bracht bzw. geschleudert. Die zugeführte Harzmenge betrug 0,4 g je Kappe. Das zugeführte Harz wurde unmittelbar durch Preßformung zu Einlagen verarbeitet, und zwar unter den Bedingungen, wie sie in Tabelle 3 angegeben sind, um mit einer Einlage versehene Kappen zu erhalten. Sie hatten eine Gestalt, wie sie in den Fig. 3 und 4 wiedergegeben ist. Die gleichen Teile wie in den Fig. 1 und 2 sind in den Fig. 3 und 4 mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet. In den Fig. 3 und 4 ist mit 9 eine Perforation bezeichnet. Die angewandten Be dingungen zur Formung der Einlage und die verwendeten Poly äthylene sind in den Tabellen 3 und 4 angegeben.

Tabelle 3

Tabelle 4

Die auf die beschriebene Weise erhaltenen, mit Einlage ver sehenen Kappen wurden den nachstehend beschriebenen Tests unterworfen und ihre Eigenschaften wurden geprüft.

Experiment 1 (Unterschied der planaren Orientierungsindices (Io^P-Io^C) und Unterschied der Gleichgewichtsgrade (Db^P-Db^C))

Die Einlage wurde von jeder Probekappe abgezogen, und der Unterschied der planaren Orientierungsindices im Umfangsteil und im mittleren Teil der Einlage und der Unterschied der Gleichgewichtsgrade im Umfangsteil und im mittleren Teil der Einlage wurden in der gleichen Weise bestimmt, wie es in Beispiel 1 beschrieben ist.

Jede der mit Einlage versehenen Kappen wurde auf eine Flasche mit einem Fassungsvermögen von 130 ml aufgesetzt. Die Flasche hatte Mundabmessungen, wie sie in Fig. 5 in mm wie dergegeben sind. Die mit den Kappen versehenen Flaschen wurden den nachstehenden Tests unterworfen.

Experiment 2 (Abziehfestigkeit)

Die Abziehfestigkeit zwischen der Einlage und der Kappe wurde in der gleichen Weise bestimmt, wie sie in Beispiel 1 be schrieben ist.

Experiment 3 (Augenblicklicher Druckwiderstand)

Eine Flasche mit einem Fassungsvermögen von 130 ml und einem Mund gemäß Fig. 5 wurde mit 120 ml Wasser gefüllt, wonach die mit Einlage versehene Kappe an dem Mund angebracht wurde. Der augenblickliche Druckwiderstand wurde gemessen unter Verwendung einer entsprechenden handelsüblichen Meßvorrichtung, die in Fig. 6 dargestellt ist.

Die Bezugszeichen in Fig. 6 bezeichnen die folgenden Teile:

21 Schraube zum Befestigen eines Flaschenhalters
22 Flaschenhalter
23 Flaschenhaltestange
24 Flaschenhaltepackung
25 Saug- und Abgabenadel
26 Kautschukpackung
27 Nadelbefestigungsständer
28 Wasserabzugsloch
29 Riegel zum Öffnen oder Schließen eines Deckels
30 Handgriff zum Befestigen eines Deckels
31 Abgabeventil
32 Sicherheitseinrichtung
33 Saugventil
34 Meßgerät zum Messen des Drucks in der Flasche
35 Gasdruckmeßgerät
36 Gasdruckeinstellventil
37 Deckel

Der augenblickliche Druckwiderstand wurde bestimmt unter Ver wendung dieser Vorrichtung in der folgenden Weise:

Die mit einer Kappe verschlossene Probeflasche wurde in der Meßvorrichtung derart angeordnet, daß der Kappenteil der Flasche nach unten gerichtet war. Die Außenfläche der Kappe wurde gegen die Saug- und Abgabenadel 25 gedrückt, so daß die Nadel 25 die Kappe und die Einlage durchstoßen konnte. Die Kappe wurde in Berührung mit der Packung 26 gebracht. Danach wurde die Flasche mittels der Flaschenhaltestange 23 und der Flaschenhaltepackung 24 gehalten und der Deckel 37 der Meß vorrichtung wurde geschlossen und mittels des Handgriffes 30 festgelegt. Das Saugventil 33 wurde geöffnet, so daß Gas durch die Nadel 25 hindurch in die Flasche strömen konnte. Nach Ausführung dieser Arbeitsschritte wurde an dem Druckmeßgerät der Druck in der Flaschen als der augenblickliche Druckwiderstand bestimmt.

Experiment 4 (Widerstand gegen Rißbildung unter Umgebungsbeanspruchungen)

In der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 wurde der seitliche Schraubenteil der Kappe entfernt und die Kapsel um 90° gebogen, so daß der Einlageteil auf der Vorderseite angeordnet war. Die gebogene Kappe wurde in einen Rißbildungsbeschleuniger (0,1% Aktivator in Lösung) eingetaucht und mittels eines Mikroskops betrachtet. Auf diese Weise wurde die Zeit F50 bestimmt, die verstrich, bis in 50% der Probekappen Riß bildung auftrat.

Experiment 5 (Widerstand gegen Umgebungswärme)

A) Eine Flasche mit einem Mund gemäß Fig. 5 und einem Fassungs vermögen von 130 ml wurde mit 120 ml verdünnter Schwefelsäure gefüllt, die gebildet wurde durch Verdünnung von 40,5 g kon zentrierter Schwefelsäure (98%) mit 7,57 l Wasser. Außerdem wurden 1,8 g Natriumhydrogencarbonat, welches in Papier eingewickelt war, in die Flasche derart gebracht, daß es nicht mit der verdünnten Schwefelsäure in Berührung kam. Nachdem die Kappe an der Flasche angebracht worden war, wurde das Natriumhydrogencarbonat in der verdünnten Schwefelsäure vollständig ausgelöst. Die mit der Kappe versehene Flasche wurde in Wasser von 80°C eingetaucht, und diese Temperatur wurde während 1 h aufrechterhalten. Danach wurde die Anzahl der Flaschen gezählt, bei denen ein Gasverlust stattgefunden hatte.
B) Die Bildung von Rissen in den Einlagen der an den Flaschen angebrachten Kappen - wobei die Flaschen in der gleichen Weise, wie unter A) angegeben, behandelt wurden - wurde geprüft.
C) Es wurde die Bildung von Rissen in den Einlagen der an den Flaschen angebrachten Kappen geprüft, und zwar an den Flaschen, die mit verdünnter Schwefelsäure und Natriumhydrogencarbonat, wie unter A) angegeben, gefüllt waren. Die Flaschen wurden jedoch nicht in Wasser von 80°C getaucht.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 5 wiedergegeben.

Tabelle 5

Aus den in Fig. 5 wiedergegebenen Ergebnissen ist klar er sichtlich, daß beim Vergleich mit einer Einlage versehenen Kappe, die gemäß den Bedingungen 1 der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, mit der mit einer Einlage versehenen Kappe, die unter den Bedingungen 2 des Vergleichsbeispiels herge stellt wurde, und zwar in Hinblick auf den planaren Orien tierungsindex, den Gleichgewichtsgrad, die Abziehfestigkeit, den augenblicklichen Druckwiderstand, den Widerstand gegen Rißbildung unter Umgebungsbeanspruchungen und den Druckwider stand, die mit einer Einlage versehenen Kappe gemäß der Erfindung ausgezeichnete und bessere Eigenschaften gegenüber der Ver gleichskappe hat, und zwar hinsichtlich der Abziehfestigkeit und den augenblicklichen Druckwiderstandes. Außerdem sind bei der mit einer Einlage versehenen Kappe gemäß der Erfindung der Un terschied der planaren Orientierungsindices und der Unter schied der Gleichgewichtsgrade verringert. Weiterhin ist eine mit einer Einlage versehenen Kappe gemäß der Erfindung insbesondere verbessert hinsichtlich des Widerstandes gegen Rißbildung und des Widerstandes gegen Wärme. Es ist weiterhin zu ver sehen, daß für den Fall, daß das verwendete Polyäthylen einen zu niedrigen Schmelzindex hat, Molekülorientierung wahrschein lich auftritt, und daß in dem Fall, wenn das verwendete Polyäthylen einen zu hohen Schmelzindex hat, Risse leicht gebildet werden, obwohl die Molekülorientierung nur gering ist.

Beispiel 3

Verschlußkappen wurden in der gleichen Weise hergestellt, wie es im Beispiel 2 beschrieben ist. Getrennt wurde ein Vinyl phenol-Lack mittels Walzen als ein Primer für eine Polyvinyl chlorid-Einlage auf eine Aluminiumplatte aufgebracht, wie sie in Beispiel 2 beschrieben ist. Die überzogene Platte wurde auf 190°C erhitzt. Weiterhin wurde ein Lack, der in der gleichen Weise wie bei Beispiel 1 hergestellt wurde, mit der Ausnahme, daß anstelle des modifizierten Polyäthylens gemäß Beispiel 1 maleinsäuremodifiziertes Polypropylen verwendet wurde, als ein Primer für eine Polypropylen-Einlage verwendet und mittels Walzen aufgebracht. Verschlußkappen wurden aus diesen überzogenen Aluminiumplatten in der gleichen Weise hergestellt, wie es oben beschrieben ist.

Einlagen aus thermoplastischen Harzen, die in Tabelle 7 angegeben sind, wurden in den Kappen unter Formungsbedingun gen gemäß Tabelle 6 geformt unter Anwendung der Arbeitsweise, wie sie in Beispiel 2 beschrieben ist. Polypropylen-Einlagen und Polyvinylchlorid-Einlagen wurden an denjenigen Kappen gebildet, die einen Überzug aus dem obengenannten Lack für Polypropylen bzw. aus einem Lack für Polyvinylchlorid besaßen. Unter den thermoplastischen Harzen wurden Harz gemische gemäß den Proben 5 bis 14 durch Schmelzmischen der ent sprechenden Harzkomponenten hergestellt unter Verwendung einer üblichen Knetvorrichtung. Die erhaltene homogene Zusammensetzung wurde zu Pellets geformt.

Jede der auf diese Weise hergestellten Einlagen hat eine Gestalt, wie sie in den Fig. 3 und 4 wiedergegeben ist.

Die mit einer Einlage versehenen Kappen wurden in der gleichen Weise wie bei Beispiel 2 geprüft, und die erhaltenen Ergeb nisse sind in Tabelle 8 wiedergegeben.

Tabelle 6

Tabelle 7

Aus den in Tabelle 8 gezeigten Ergebnissen wird klar, daß im Fall der Vergleichskappe, die unter den Formungsbedingungen 2 hergestellt wurde, die Molekülorientierung im Umfangsteil der Einlage deutlich ausgeprägt ist, so daß selbst eine Kappe mit einer Einlage aus einem thermo plastischen Polymer-Gemisch, welches ein elastisches Polymer enthält, für die Praxis unzureichend ist. Der Grund für diese unerwünschte Erscheinung liegt darin, daß dann, wenn der Mund der Flasche zwischen zwei konkav-konvexen Teilen (zwei Ringen) angeordnet ist, die sich ent lang des Umfanges der Einlage erstrecken, und wenn die Einlage in diesen Teilen stellenweise Zugbeanspruchungen unterworfen ist, werden Gebrauchseigenschaften, wie der Widerstand gegen Rißbildung, drastisch verschlechtert, und zwar als Folge der Zugbeanspruchung und der Molekülorientierung in diesen Teilen.

Im Gegensatz dazu verhält sich eine mit einer Einlage versehene Kappen, bei der die Molekülorientierung in der Einlage unterhalb eines bestimmten Werts liegt, und zwar durch Anwendung der besonderen Formungsbedingungen gemäß der Erfindung (Bedingung 1), hinsichtlich der Gebrauchseigen schaften ausgezeichnet. Es ist ersichtlich, daß das Äthylenpropylen-Copolymer und das Styrol-Dien-Styrol-Copolymer eine Molekülorientierung in besonderem Maße verhindern, und wenn man diese Polymere verwendet, werden verschiedene Eigenschaften bemerkenswert verbessert.

Beispiel 4

Überzogene Platten wurden in der gleichen Weise wie bei Bei spiel 1 hergestellt unter Verwendung einer Aluminiumplatte gemäß Beispiel 2. Die überzogene Platte wurde zu verschiedenen Verschlußkappen gemäß den Fig. 7 und 8 und gemäß den Tabellen 11 und 12 geformt unter Anwendung eines üblichen Verfahrens. Diese Kappen wurden erhitzt unter Verwendung der Erhitzungseinrichtung gemäß Beispiel 2 und unter Bedin gungen gemäß Tabelle 9. Ein homogenes Harzgemisch aus 65 Ge wichtsteilen Polyäthylen einer Dichte von 0,920 und eines Schmelzindex von 1,5 g/10 min, 25 Gewichtsteilen eines Äthylenpropylen-Copolymers mit einem Propylen-Gehalt von 9%, 10 Gewichtsteilen eines Styrol-Butadien-Styrol- Blockcopolymeren, 0,01 Gewichtsteilen Sterainsäureamid und 6 Gewichtsteilen Titanweiß wurde unter den Bedingungen gemäß Beispiel 2 geschmolzen und jeder der erhitzten Kappen unter den in Tabelle 10 angegebenen Bedingungen zugeführt. Es wurden mit einer Einlage versehene Kappen unter den Bedingungen gemäß Tabelle 9 und in Übereinstimmung mit dem Verfahren gemäß Beispiel 2 hergestellt. Die Gestalt jeder der auf diese Weise erhaltenen Kappen ist in den Fig. 7 und 8 dargestellt und aus der Ta belle 11 ersichtlich. Die Bedingungen zur Formung der Einlage und die Menge an zugeführtem geschmolzenem Harz sind in Tabelle 9 und 10 angegeben.

Die mit einer Einlage versehenen Kappen wurden in der gleichen Weise getestet, wie es in Beispiel 2 beschrieben ist, unter Verwendung von Flaschen mit einem Mund gemäß Fig. 9 und einer Größe gemäß Tabelle 12. Die Fassungsvolumina der Flaschen be trugen 100 ml für 16-mm-Kappen, 100 ml für 18-mm-Kappen, 250 ml für 38-mm-Kappen, 300 ml für 63-mm-Kappen und 500 ml für 82-mm-Kappen. Das Fassungsvermögen der Flaschen für 28-mm-Kappen war das gleiche wie bei den Flaschen, die im Beispiel 2 verwendet wurden.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in Tabelle 13 wiedergegeben. Aus diesen Ergebnissen wird deutlich, daß bei Zunahme des Durchmessers der Kappe, d. h. bei Zunahme der Geschwindigkeit des Ausbreitens der geschmolzenen Harzmasse, die in den mittleren Teil der Innenseite der Kappe gebracht wird, die Molekülorientierung deutlich zunimmt. Demgemäß sind die Wirkungen der vorlie genden Erfindung besonders klar im Fall von großen Kappen, weil selbst dann die obengenannte Zunahme der Molekülorientierung wirksam verhindert wird.

Tabelle 9

Kappenart
Menge zugeführten Harzes (g)
16-mm-Kappe
0,15
18-mm-Kappe	0,2
28-mm-Kappe	0,4
38-mm-Kappe	0,7
63-mm-Kappe	2,0
82-mm-Kappe	5,0

Tabelle 11

Tabelle 12

Claims

1. Behälterverschluß mit einer Kappe (1) aus Aluminium und einer Einlage (5) aus einem thermoplastischen Harz, das auf der Innenfläche der Kappe (1) preßgeformt worden ist, wobei die Kappe (1) zur Haftverbesserung des thermoplastischen Harzes mit einem Primer beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz Io^P-Io^C zwischen dem planaren Orientierungsindex Io^P des Umfangsbereichs der Einlage (5) und dem planaren Orientierungsindex Io^C des Mittelbereichs (6) der Einlage (5) kleiner als 0,37 ist, wobei der planare Orientierungsindex Io durch die Formel Io = l + m (1)bestimmt ist, worin l der Orientierungskoeffizient in radialer Richtung der Einlage (5) und m der Orientierungs koeffizient in Umfangsrichtung der Einlage ist.

2. Verschluß nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Differenz Db^P-Db^C zwischen dem Gleichgewichtsgrad Db^P im Umfangsbereich der Einlage (5) und dem Gleich gewichtsgrad Db^C im Mittelbereich (6) der Einlage (5) klei ner als 0,3 ist, wobei der Gleichgewichtsgrad Db durch die Formel Db = |l - m| (3)bestimmt ist, worin l und m die gleiche Definition wie in Anspruch 1 haben.

3. Verschluß nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (5) einen dichtenden ringartigen Vor sprung (7) im Umfangsbereich aufweist, der mit der Öff nung eines Behälters in Eingriff treten soll, und daß die Dicke dieses Vorsprunges zwei- bis zwanzigmal so groß wie die Dicke des Mittelbereichs (6) der Einlage (5) ist.

4. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einlage (5) aus einer Masse be steht, die Polyethylen niedriger Dichte und 3 bis 40 Gew.-%, bezogen auf das Polyethylen, wenigstens eines Ethylen-Propylen-Copolymeren und/oder Styrol-Dien-Styrol- Blockcopolymeren enthält.

5. Verschluß nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge kennzeichnet, daß die Einlage (5) aus einem Polyethylen niedriger Dichte mit einem Schmelzindex von 1,0 bis 20 g/20 min besteht.

6. Verfahren zum Herstellen eines Behälterverschlusses nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei ein thermoplastisches Harz auf die Innenfläche einer Kappe (1) aufgebracht und mittels einer Preßform (13) zu einer Einlage (5) preßgeformt wird, dadurch gekennzeichnet, daß

(a) die Kappe (1) auf eine Temperatur über der Erweichungs- oder Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes erhitzt wird,
(b) in der anfänglichen Stufe des Preßformens die Oberflächentemperatur der Preßform (13) möglichst hoch, aber unter der Erweichungs- oder Schmelztemperatur des thermoplastischen Harzes eingestellt wird,
(c) die Oberflächentemperatur der Preßform (13) im Umfangsbereich der Einlage (5) höher als in deren Mittelbereich eingestellt wird,
(d) beim Pressen mittels der Preßform (13) das thermoplastische Harz im geschmolzenen Zustand fließt und
(e) das Pressen mit der Preßform (13) sehr rasch durchgeführt wird.