DE3200035C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft ein Hitzeabdichtungs-Blattmaterial,
das ein Grundblatt und eine Dichtungsschicht aus
einem Dichtungsmittel aufweist, die auf einer Seite des
Grundblattes gebildet ist und ein durch Verseifung eines
Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren (EVA) hergestelltes
Polymer enthält.
Es ist üblich, ein pulverförmiges Material, wie zum Beispiel
Kaffee oder ein Trockenmilchprodukt, in einen Glasbehälter,
beispielsweise ein Glas, einzugeben und auf dessen Oberfläche
auf dem Rand bzw. der Krempe der Behälteröffnung ein Deckmaterial
zu befestigen, welches ein Stück einer Metallfolie
und eine auf ihrer Oberfläche ausgebildete Harzschicht enthält.
Hierdurch wird das pulverförmige Material in dem Behälter
abgeschlossen.
Zum Befestigen des Deckelmaterials bzw. Abdeckmaterials im
abgedichteten Zustand auf dem Öffnungsrand bzw. der Öffnungskrempe
des Glasbehälters ist bislang in weitem Ausmaß das
Induktionsabdichtungsverfahren verwendet worden.
Bei diesem Induktionsabdichtungsverfahren geht man so vor,
daß man eine Vielzahl von Glasbehältern, auf deren Öffnungsrandoberfläche
ein Deckelmaterial bzw. Abdeckmaterial (nachstehend
als "Deckel" bezeichnet) aufgebracht worden ist,
durch einen Bereich hindurchlaufen läßt, wo die Glasbehälter
elektromagnetischen Hochfrequenzwellen ausgesetzt werden.
Hierdurch wird durch die Selbstinduktionshitze die Harzschicht
erhitzt, und die Harzschicht wird aufgeschmolzen und
haftend an die Oberfläche des Öffnungsrandes bzw. der Öffnungskrempe
befestigt. Eine Abkapselungsmaschine, die ein
derartiges Induktionsabdichtungsverfahren durchführt, ist
für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit einer Abdichtungs-
bzw. Verschlußleistung von ungefähr 500 Behältern pro Minute
geeignet. Eine derartige Maschine wird daher zum Abdichten
bzw. Abschließen von Produkten, wie pulverförmigen oder
festen Nahrungsmittelprodukten, jedoch nicht für Nahrungsmittelprodukte
in flüssiger Form verwendet.
Bislang ist es nämlich unmöglich gewesen, ein zufriedenstellendes
Abdichten bzw. dichtendes Verschließen von flüssigen
Produkten nach diesem Induktionsabdichtungsverfahren durchzuführen.
Weil das flüssige Produkt durch Erhitzen sterilisiert
und in die Glasbehälter mit hoher Temperatur eingefüllt
wird und weil der Dampfdruck des Nahrungsmittelprodukts
oder dergleichen in dem Glasbehälter einen Innendruck
des Behälters zum Zeitpunkt des Verschließens bewirkt und
eine Kraft ausübt, die dazu neigt zu bewirken, daß sich der
hitzeabgedichtete Teil des Deckels von der Oberfläche des
Behälterrands unmittelbar nach dem Abdichten ablöst, ergibt
sich eine Instabilität der Haftungs- oder Bindefestigkeit
der abgedichteten Teile.
Ein weiteres Verfahren zum Befestigen eines Deckels ist der
Heißsiegelprozeß, bei dem ein Deckel mittels einer Heizplatte
erhitzt und hierdurch durch die Hitzehaftung an der Oberfläche
des Öffnungsrands eines Glasbehälters befestigt wird.
Im allgemeinen ist jedoch die Wärmekapazität eines Glasbehälters
groß, und es ist nicht möglich, den Deckel positiv
an der Oberfläche des Öffnungsrands zu befestigen, indem man
lediglich auf den Deckel Hitze von einer Heizplatte mit Einschluß
der Hitze, die dem Glasbehälter zugeführt wird, aufbringt.
Insbesondere wird im Falle der meisten Glasbehälter
jeder Behälter zu einer integralen Struktur verformt, indem
man seine zwei Hälften vereinigt. In vielen Fällen liegen
Vorsprünge in der Größenordnung von 0,2 bis 0,3 mm auf der
Oberfläche des Öffnungsrands bzw. der Öffnungskrempe in der
Nachbarschaft der Verbindungsstelle zwischen den Behälterhälften
vor. Die Anwesenheit von solchen Vorsprüngen verschlechtert
die Haftung, die durch das Erhitzen und die
Anwendung des Druckes erhalten wird.
Im Falle eines Deckels, beispielsweise eines Zwischenprodukts
oder eines Innendeckels eines Behälters, mit einer
dünnen Metallfolie mit einer Dicke in der Größenordnung von
100 µm oder weniger und einer Dichtungsschicht, gleichfalls
mit einer Dicke in der Größenordnung von 100 µm oder weniger,
die auf die Folie auflaminiert ist, können Vorsprünge
dieser Art auf der Oberfläche des Öffnungsrands des Behälters
nicht durch den Deckel absorbiert werden, wodurch Teile
erzeugt, wo die angelegte Kraft nicht lokal übertragen
wird. Dieser Fehlzustand kann dadurch korrigiert werden,
daß man eine Federungs- bzw. Dämpfungsschicht aus einem Material,
wie Kautschuk mit einer Dicke in der Größenordnung
von 2 bis 5 mm, auf der Berührungsoberfläche der Heizplatte
vorsieht, doch behindert die Anwesenheit einer derartigen
Federungs- bzw. Dämpfungsschicht die Übertragung der Wärme
von der Heizplatte zu dem Deckel. Der Heißsiegelungsprozeß
ist daher hinsichtlich der erzielbaren Haftfestigkeit und
der Betriebsleistung nicht zufriedenstellend, und er ist in
der Praxis noch nicht erfolgreich angewendet worden.
Aus der DE-PS 8 47 502 ist ein Verfahren zur Herstellung von
Mischpolymeren aus Ethylen und aus einem Ester einer organischen
Monocarbonsäure mit Vinylalkohol, wobei das Mischpolymerisat
fast vollständig oder teilweise hydrolysiert
ist und einen verhältnismäßig hohen Estergehalt besitzt,
bekannt. Nach den Angaben dieser Druckschrift können die
so hergestellten Mischpolymerisate zu Fasern bzw. Garnen
und Filmen mit verbesserten anwendungstechnischen Eigenschaften
verarbeitet werden. Hinweise auf die Herstellung
von Hitzeabdichtungs-Blattmaterialien der oben erwähnten
Art finden sich jedoch in dieser Druckschrift nicht. Die
DE-OS 29 17 531 beschreibt polymere Klebstoffe auf der
Grundlage von modifizierten Mischpolymerisaten von Ethylen
und Vinylestern oder Acrylestern und/oder modifizierten
ataktischen Polyolefinen. Dort wird auch beschrieben, daß
auf das Stammpolymere eine ungesättigte Carbonsäure aufgepfropft
werden kann. In dieser Druckschrift finden sich
aber keinerlei Hinweise auf ein Hitzeabdichtungs-Blattmaterial
mit dem erfindungsgemäß vorgesehenen Schichtaufbau
und der erfindungsgemäßen Zusammensetzung des Dichtungsmittels.
Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Hitzeabdichtungs-
Blattmaterial zur Verfügung zu stellen, das dazu imstande
ist, nach dem Heißsiegeln eine Siegel- bzw. Abdichtungsstruktur
mit ausgezeichneter Klebfestigkeit selbst im Kontakt
mit Wasser zu ergeben.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß bei einem Hitzeabdichtungs-Blattmaterial
der eingangs erwähnten Art dadurch gelöst,
daß das Dichtungsmittel der Dichtungsschicht ein
Pfropfcopolymeres ist, welches ein Stammpolymeres eines
20- bis 60%-Verseifungsprodukts eines Äthylen/Vinylacetat-
Copolymeren (EVA) mit einem Vinylacetatgehalt von 15 bis
45 Gew.-% und ein Verzweigungspolymeres von Maleinsäure
in einer Verhältnismenge von 10 Gew.-% oder weniger des
Pfropfcopolymeren enthält, wobei der Gehalt der Maleinsäure
in dem Dichtungsmittel mindestens 0,1 Gew.-% beträgt.
Das erfindungsgemäße Hitzeabdichtungs-Blattmaterial kann
beispielsweise in folgender Weise verwendet werden:
- (a) Das Öffnungsende des zu verschließenden Glasbehälters wird vorerhitzt;
- (b) auf das Öffnungsende des vorerhitzten Glasbehälters wird ein Deckel aus dem erfindungsgemäßen Hitzeabdichtungs-Blattmaterial so aufgebracht, daß die Dichtungsschicht das Öffnungsende kontaktiert;
- (c) der Deckel wird im erhitzten Zustand mittels einer Heizplatte gegen das Öffnungsende des Glasbehälters gepreßt, wodurch der Deckel an das Öffnungsende angeheftet wird; und
- (d) der Deckel wird gegen das Öffnungsende des Glasbehälters mittels einer Preßplatte bei einer niedrigeren Temperatur als derjenigen der Heizplatte in Stufe (c) gepreßt, wodurch eine positive Abdichtung des Öffnungsendes durch den Deckel gewährleistet wird.
Da bei Anwendung des erfindungsgemäßen Hitzeabdichtungs-Blattmaterials
das Öffnungsende des Behälters im voraus erhitzt wird, die
Heißversiegelungsoberfläche des Deckels das Öffnungsende
des Behälters berühren soll und das Erhitzen der Heißsiegelungsoberfläche
als notwendig angesehen wird, wird vorzugsweise
zum Zeitpunkt des Aufpressens des Deckels mittels einer
Heizplatte erhitzt, und die Heizstufe als Ganzes wird
schnell. Da weiterhin die Wärmezufuhr durch die Heizplatte
und der nachfolgende Preßvorgang durch die Druckplatte voneinander
getrennt sind, wird der Erhitzungs- und Abkühlungsvorgang
bei dem Siegelprozeß beschleunigt, da fast der ganze
Prozeß durchgeführt wird, während Druck angelegt wird.
Hierdurch wird rasch eine positive Abdichtung bzw. Versiegelung
erhalten.
Im Falle, daß, wie oben erwähnt, Vorsprünge auf der Oberfläche
des Öffnungsrands des Behälters vorhanden sind, können
derartige Vorsprünge leicht absorbiert werden, indem man
Federungs- bzw. Dämpfungsschichten auf der Heizplatte und
der Preßplatte vorsieht. Da nur die Wärmezuführung im Falle
der Heizplatte berücksichtigt zu werden braucht, ist es
nicht notwendig, die thermische Trägheit der Heizplatte sehr
klein zu machen (d. h. die thermische Antwort der Heizplatte
sehr gut zu machen), wie es der Fall ist, wenn ein positives
Versiegeln durch Abkühlen der Heizplatte erhalten wird, während
Druck durch die Heizplatte angelegt wird. Das Vorsehen
einer Federungs- bzw. Dämpfungsschicht mit einer Dicke mit
einem bestimmten Ausmaß auf der Heizplatte übt daher keinen
sehr großen nachteiligen Effekt aus. Erforderlichenfalls ist
es auch möglich, die Federungs- bzw. Dämpfungsschicht wegzulassen,
indem man das Objekt der Hitzezuführungsquelle annähert.
Andererseits kann im Falle der Preßplatte eine Dämpfungsschicht
mit erheblicher Dicke verwendet werden, da keine
Probleme hinsichtlich der Wärmezuführung bestehen.
Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen und
der Beispiele näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels
eines Glasbehälters, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen
Hitzeabdichtungs-Blattmaterials abgedichtet
bzw. verschlossen werden soll;
Fig. 2 und 3 Querschnitte, die entlang Ebenen in
Dickerichtung aufgenommen wurden und die Beispiele für
aus dem erfindungsgemäßen Hitzeabdichtungs-Blattmaterial
hergestellte Deckel darstellen; und
Fig. 4 (a) bis 4 (e) Aufrisse im vertikalen Querschnitt,
die den Bereich um die Öffnung eines Glasbehälters
herum zur Erläuterung der Anwendung des erfindungsgemäßen
Hitzeabdichtungs-Blattmaterials darstellen.
Ein Beispiel eines geeigneten Glasbehälters ist eine Breithalsflasche oder
ein Breithalsglas gemäß Fig. 1. Dieser Behälter 1 hat eine
Öffnung 2, die von einer Rand- bzw. Krempenoberfläche 3 umgeben
ist. Insbesondere dann, wenn dieser Behälter durch
Vereinigen von zwei Hälften der Flasche gebildet worden ist,
liegen perlenartige Vorsprünge mit einer Höhe von ungefähr
0,2 bis 0,3 mm auf dieser Randoberfläche 3 in der Nachbarschaft
des Verbindungssaums 4 vor, wo die Flaschenhälften
verbunden worden sind.
Die Öffnungsrandoberfläche 3 dieses Glasbehälters 1 wird
durch das erfindungsgemäße Hitzeabdichtungs-Blattmaterial
7 gemäß Fig. 2 abgedichtet bzw. verschlossen. Dieses
Material enthält eine Abdichtungsschicht 6 aus einem thermoplastischen
Harz, das auf einer Oberfläche des Grundblatts 5
ausgebildet worden ist.
Für das Grundblatt 5 können Papierblätter oder Blätter aus
Kunstharzen, zum Beispiel aus orientierten Polyolefinen,
Polyestern, orientiertem Nylon und Polyvinylchlorid, verwendet
werden, doch werden Metallfolien, zum Beispiel aus Aluminium,
mit ausgezeichneten Gasschrankeneigenschaften bevorzugt.
Die Dicke des Grundblatts 5 ist nicht besonders begrenzt,
doch sollte bei Verwendung als Innenabdeckung für
Glasbehälter für Nahrungsmittelprodukte das Grundblatt vorzugsweise
eine Dicke von etwa 20 bis 100 µm haben. Ein für
diesen Zweck mehr bevorzugtes Material ist beispielsweise
ein Hitzeversiegelungs- bzw. Hitzeabdeckungs-Blattmaterial
gemäß Fig. 3, das ein Laminat als Grundblatt aus einer Aluminiumfolie
5 mit einer Dicke von 50 µm und einem Polyäthylenfilm
mit einer Dicke von 5 bis 20 µm, der auf eine Seite
der Aluminiumfolie 5 auflaminiert ist, und eine Abdichtungsschicht
6, die auf dem Polyäthylenfilm 5 gebildet ist, enthält.
Das Vorhandensein dieses Polyäthylenfilms 5 ist deswegen
zweckmäßig, weil dieser die Klebfestigkeit zwischen der
Aluminiumfolie 5 und der Dichtungsschicht 6 und hierdurch
die Gesamtdichtungsfestigkeit erhöht. Der Polyäthylenfilm
kann auf der Aluminiumfolie beispielsweise durch Extrusionslaminierung
gebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die
vorherige Aufbringung eines Verankerungsüberzugs, zum Beispiel
vom Isocyanattyp, auf der Aluminiumfolie dazu wirksam,
um eine höhere Klebfestigkeit zu erhalten.
Das Dichtungsmittel der Dichtungsschicht besteht aus einem
Pfropfcopolymeren, das ein Stammpolymeres eines 20 bis 60%-
Verseifungsprodukts eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren
(EVA) mit einem Vinylacetatgehalt von 15 bis 45 Gew.-% und
ein Verzweigungspolymeres von Maleinsäure in einer Verhältnismenge
von 10 Gew.-% oder weniger des Pfropfcopolymeren
enthält, wobei der Gehalt der Maleinsäure in dem Dichtungsmittel
mindestens 0,1 Gew.-% beträgt.
Der Gehalt an Vinylacetat in dem Äthylen/Vinylacetatcopolymeren
als Ausgangsmaterial des Stammpolymeren
ist 15 bis 45 Gew.-% und insbesondere etwa 30 Gew.-%. Bei
einem Vinylacetatgehalt von weniger als 15 Gew.-% kann eine
zufriedenstellende Klebfestigkeit nicht erhalten werden, weil
ein Mangel an polaren Gruppen vorliegt. Wenn dieser andererseits
höher als 45 Gew.-% ist, dann wird die Abdichtungsschicht
zu klebrig, was zu einer unerwünschten Blockierungsneigung
und zur schlechten Hitzebeständigkeit des Films führt.
Das Stammpolymere enthält ein teilweise verseiftes Produkt
des oben definierten Äthylen/Vinylacetatcopolymeren. Der
Verseifungsgrad des Polymeren beträgt 20 bis
60% und insbesondere etwa 50%. Wenn der Verseifungsgrad weniger
als 20% ist, dann wird die Anzahl der eingeführten
Hydroxylgruppen ungenügend, was zu einer nicht ausreichenden
Klebfestigkeit führt. Wenn er andererseits oberhalb von
60% liegt, dann nimmt die Klebfestigkeit im Kontakt mit Wasser
oder Wasserdampf und die Bruchdehnung des resultierenden
Dichtungsmittel ab.
Das Dichtungsmittel wird durch Pfropfpolymerisation von
Maleinsäure in einer Menge von 10 Gew.-% oder weniger,
bezogen auf das Stammpolymere, auf das oben beschriebene
Stammpolymere erhalten.
Die Pfropfpolymerisation wird durch Pfropfpolymerisieren
einer speziellen Menge der Maleinsäure in Gegenwart
eines Peroxidkatalysators auf das oben genannte Stammpolymere
nach herkömmlichen Methoden durchgeführt. Die
Polymerisation kann in Emulsion oder Lösung durchgeführt
werden.
Das erfindungsgemäße Hitzeabdichtungs-Blattmaterial kann
auch dadurch erhalten werden, daß man zuerst Maleinsäure
auf ein Äthylen/Vinylacetatcopolymeres pfropfpolymerisiert
und hierauf den Vinylacetatteil des so erhaltenen
Pfropfcopolymeren verseift.
Durch die obige Pfropfpolymerisation der Maleinsäure auf
ein Stammpolymeres wird die Heißsiegelfestigkeit des
Hitzeabdichtungs-Blattmaterials
erhöht, und die Versiegelungs- bzw. Abdichtungsfestigkeit
wird selbst im Kontakt mit Wasser aufrechterhalten. Der Effekt
des Aufpfropfens der ungesättigten Carbonsäure wird
erhalten, wenn der Gehalt der Maleinsäure in dem Siegelungs- bzw.
Abdichtungsmittel mindestens 0,1 Gew.-% beträgt. Bei Mengen
von mehr als 10 Gew.-% können Nebenreaktionen, zum Beispiel
eine Vernetzungsreaktion des Grundharzes, stattfinden, was
zu einer verminderten Prozeßfähigkeit und zu verschlechterten
physikalischen Eigenschaften, beispielsweise des Schmelzindexes,
führt.
Um eine verbesserte Klebfestigkeit selbst dann, wenn das
Dichtungsmittel sich im Kontakt mit Wasser befindet, zu erhalten,
ist es besonders zu bevorzugen, daß der Gehalt an
Maleinsäure im Bereich von 2 bis 4 Gew.-% liegt.
Es wird bevorzugt, daß die Dichtungsschicht
6 auf dem Grundblatt im allgemeinen mit einer Dicke
von etwa 10 bis 100 µm gebildet wird. Wenn die Dicke weniger
als 10 µm ist, dann wird die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsfestigkeit
ungenügend, während bei Dicken von mehr
als 100 µm eine größere Wärmemenge zum Heißversiegeln erforderlich
ist und die Versiegelungsfähigkeit verschlechtert
wird, so daß keine stabile Verklebung erhalten werden kann.
Für das so erhaltene Hitzeabdichtungs-Blattmaterial ist
eine geeignete Heißsiegelungs- bzw. Heißabdichtungstemperatur
etwa 230 bis 350°C.
Bei Anwendung des erfindungsgemäßen Hitzeabdichtungs-Blattmaterials wird
die Öffnungsrandoberfläche 3, die die Haftoberfläche auf der Seite des Glasbehälters
1 wird, auf eine Temperatur von 40 bis 90°C, vorzugsweise
70°C ± 5°C, beispielsweise mittels einer Flamme 8,
eines erhitzten Luftstroms (nicht gezeigt) oder einer Heizplatte
(nicht gezeigt) vorerhitzt, wie es in Fig. 4 (a) gezeigt
wird. Dieses Vorerhitzen ist besonders dann wirksam,
wenn ein erhitztes flüssiges Material in den Behälter eingebracht
worden ist, da hierdurch ein Niederschlagen des Dampfes
als Tau eliminiert wird, wodurch die Verklebung mit dem
Deckel verstärkt wird. Wenn eine Heizplatte für dieses Vorerhitzen
verwendet wird, dann wird es bevorzugt, eine zusätzliche
Heizplatte zu verwenden, die von derjenigen, die
zum Heißsiegeln verwendet wird, gesondert ist, um den gesamten
Prozeßzyklus zu verkürzen.
Wie in Fig. 4 (b) gezeigt, wird dann ein Deckel 7 aus
dem erfindungsgemäßen Hitzeabdichtungs-Blattmaterial auf
die Öffnung des Glasbehälters aufgebracht, so daß die Abdichtungs-
bzw. Versiegelungsschicht 6 die Öffnungsrandoberfläche
3 kontaktiert.
Hierauf wird, wie in Fig. 4 (c) gezeigt, der Deckel 7 gegen
die Randoberfläche 3 mittels einer Heizplatte 9 aufgepreßt.
Zur gleichen Zeit wird der Deckel 7 auf die optimale Temperatur
für die Hitzeverklebung entsprechend den Materialeigenschaften
der Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6
erhitzt und unter Erhitzen an die Randoberfläche 3 angeheftet.
Auf diese Weise wird die Hitzeversiegelung durchgeführt.
Eine Heizplatte mit einer Temperatur von beispielsweise
230 bis 350°C wird verwendet.
Die Hauptfunktion der Heizplatte 9 liegt darin,
der Dichtungsschicht 6 Wärme zuzuführen.
Die Vervollständigung des Versiegelungsprozesses
wird in der nachfolgenden Stufe durchgeführt. Demgemäß
braucht die obere Temperaturgrenze der Heizplatte 9 nicht
sehr genau eingestellt zu werden, und es ist möglich, eine
Temperatur anzuwenden, die über den optimalen Temperaturbereich
hinausgeht.
Da die Öffnungsrandoberfläche 3 des Glasbehälters 1
bei dem Hitzeversiegelungsprozeß vorerhitzt worden
ist, besteht keine Gefahr, daß durch die Heizplatte 9 nicht
richtig erhitzt wird, und es kann eine gute Haftung des Deckels
7 an der Randoberfläche 3 erzielt werden. Da weiterhin
das Abdichten bzw. Versiegeln beim Pressen des Deckels 7
gegen die Randoberfläche 3 bewerkstelligt wird, kann selbst
dann, wenn der Inhalt des Glasbehälters 1 eine flüssige
Substanz unter hohem Druck nach der Hochtemperatursterilisation
ist, die Hitzeverklebung bewerkstelligt werden, da
ein Aufdrehen der Umfangslippe des Deckels 7 unterdrückt
wird, wodurch eine gute Abdichtung erhalten werden kann.
Indem man weiterhin eine dünne elastische Schicht 10 aus einem
Material, wie Kautschuk mit einer Dicke in der Größenordnung
von 2 bis 10 mm, unterhalb der unteren Oberfläche
der Heizplatte 9 gemäß Fig. 4 (d) vorsieht und den Deckel 7
über dieser elastischen Schicht 10 dazwischengelegt preßt
und erhitzt, werden die vorgenannten Vorsprünge mit einer
Höhe in der Größenordnung von 0,3 mm auf der Öffnungsrandoberfläche
3 des Glasbehälters absorbiert, wodurch der Deckel
7 innig und fest an die Randoberfläche 3 angeheftet werden
kann und eine ungleich höhere positive Heißversiegelung
erhalten werden kann. Da das Material, das diese elastische
Schicht 10 bildet, im allgemeinen schlechte Wärmeleitfähigkeitseigenschaften
hat, wird es zweckmäßigerweise so dünn
wie möglich ausgebildet.
Schließlich wird, wie in Fig. 4 (e) gezeigt ist, der Deckel
7 im heißversiegelten Zustand gegen die Öffnungsrandoberfläche
3 mittels einer Preßplatte 11 gepreßt, um die Haftung
zwischen der Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 und
der Randoberfläche 3 zu gewährleisten. Diese Preßplatte 11
hat die Funktion, daß die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht
6 gehalten wird, bis sie eine erhebliche Klebfestigkeit
erhält, wenn sie durch die Preßplatte 11 abgekühlt wird.
Die Preßplatte 11 wird vorzugsweise vollständig aus einem
kautschukartigen Material hergestellt oder mindestens mit
einer Oberflächenschicht aus einer kautschukartigen Dämpfungsschicht
mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm versehen,
die genügend groß ist, daß die oben genannten Vorsprünge
auf der Randoberfläche 3 des Glasbehälters 1 absorbiert
werden.
Das Pressen des Deckels 7 mit dieser Preßplatte 11 kann
wirksam mit einer Preßkraft von 0,98 bis 4,91 bar, mit einer
Oberflächentemperatur der Preßplatte 11 von Raumtemperatur
bis 90°C, die 140°C oder mehr niedriger ist als diejenige
der Heizplatte 9, und mit einer Preßzeit von 0,5 bis
4,0 Sekunden durchgeführt werden.
Durch diese Preßstufe wird der Deckel 7 mit gleichförmiger
Klebfestigkeit an die Öffnungsrandoberfläche 3 angeheftet,
wodurch die Klebfestigkeit nach dem Heißversiegeln über
lange Zeit bei einem hohen Wert gehalten werden kann. Selbst
wenn die vorhergegangene Heißversiegelungsstufe nicht ausreichend
war und sich ein Teil des Deckels 7 von der Randoberfläche
3 abgetrennt hat, kann die Versiegelung bzw. Abdichtung
des Deckels 7 positiv durch diese Preßstufe erzielt
werden.
Die Erfindung wird in den Beispielen erläutert.
Ein Glasbehälter wurde nach dem Verfahren verschlossen bzw.
versiegelt, das anhand der Fig. 4 (a) bis 4 (b) beschrieben
wurde. Als Deckel 7 wurde ein laminiertes Blattmaterial mit
der Struktur gemäß Fig. 3 verwendet. Es bestand aus einer
oberen Aluminiumfolie 5 a mit einer Dicke von 50 µm, einer
unteren Dichtungsmittelschicht 6 mit einer Dicke von 70 µm
aus einem Abdichtungsharz, hergestellt durch Pfropfpolymerisation
von Maleinsäure auf 50%-verseiftem EVA (Vinylacetatgehalt:
30 Gew.-%), wobei die Menge der Maleinsäure 3 Gew.-%
des teilweise verseiften EVA betrug, und einer Polyäthylenschicht
5 b mit einer Dicke von 15 µm, die zwischen die Folie
5 a und die Schicht 5 b gelegt war.
Ein Glasbehälter (Glas) 1 wurde sodann mit einem Nahrungsmittelprodukt
(zum Beispiel Marmelade) von 90°C gefüllt, und
die Öffnungsrandoberfläche 3 wurde mittels einer Metallvorerhitzungsplatte
auf eine Temperatur von 60°C erhitzt.
Sodann wurde der Deckel 7 auf die Öffnungsrandoberfläche 3
aufgelegt und bei einer Preßzeit von 3 Sekunden und einem
Druck von 1,96 bar mittels einer Heizplatte mit einer
Temperatur von 280°C auf die Randoberfläche 3 durch Heißversiegeln
aufgebracht.
Der Deckel 7 wurde danach gegen die Randoberfläche 3 mittels
einer Preßplatte 11 aus Siliconkautschuk mit einer Dicke von
2,0 mm und einer Kautschukhärte von 40 Rockwell (Shore A)
bei einem Druck von 1,96 bar, einer Preßzeit von 3 Sekunden
und einer Oberflächentemperatur der Preßplatte von 60°C
gepreßt.
Es zeigte sich, daß der Glasbehälter, der auf die obige Weise
heißversiegelt worden war, eine stabile Verklebung mit
einem Innenvakuum von 0,53 bar aufwies. Er hatte eine Druckbeständigkeit
von 0,29 bar. Der heißversiegelte Glasbehälter
wurde bei einer Temperatur von 7°C unter Kühlen gelagert.
Es wurden Messungen durchgeführt, wobei keine Verminderung
der Klebfestigkeit im Verhältnis zu dem Anfangswert beobachtet
wurde.
Bei einem ähnlichen Versuch wurde der oben beschriebene Heißsiegelungsprozeß
unter Verwendung eines festen Gefäßinhalts
anstelle eines flüssigen Inhalts durchgeführt. Als Ergebnis
wurde festgestellt, daß der Glasbehälter sehr gut verschlossen
werden konnte.
Um die Heißversiegelungseigenschaften des erfindungsgemäßen
Hitzeabdichtungs-Blattmaterials zu bewerten, wurden die
folgenden Tests durchgeführt.
Ein Grundblatt wurde durch Extrudierungslaminierung eines
Polyäthylenfilms mit einer Dicke von 20 µm auf eine Seite
einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von 50 µm hergestellt.
Auf drei Stücken dieser Polyäthylenschicht wurden
Dichtungsschichten gebildet, die jeweils (a)
ein Äthylen/Vinylacetatcopolymeres (EVA), enthaltend 30%
Vinylacetat, (b) ein 50%-Verseifungsprodukt des obigen EVA
und (c) ein Pfropfpolymeres, erhalten durch Pfropfpolymerisation
von 3 Gew.-% Maleinsäure auf das Produkt (b) zu einer
Dicke von 50 µm durch Extrudierungslaminierung, enthielten.
Die so erhaltenen drei Arten von Heißversiegelungs-
Blattmaterialien wurden zu Streifen mit einer Breite von jeweils
15 mm zerschnitten. Jeder Streifen wurde auf eine
glatte Glasplatte aufgelegt und mit der Glasplatte durch
Pressen einer Heizplatte mit 280°C gegen den Streifen mit
einem Druck von 1,96 bar verbunden.
Die Klebfestigkeiten (Abschälen bei einem Winkel von 90°C,
Abschälungsgeschwindigkeit: 300 mm/min) der drei so erhaltenen
Arten von Laminaten wurden gleich nach dem Verkleben
und nach zehntägigem Eintauchen in Wasser von Raumtemperatur
gemessen.
Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.
Die Ergebnisse der obigen Tabelle zeigen, daß das erfindungsgemäße
Heißsiegelungs-Blattmaterial nicht nur eine ausgezeichnete
Versiegelungsfestigkeit sondern auch eine ausgezeichnete
Wasserbeständigkeit hat. Die Versiegelungsfestigkeit
bleibt selbst nach zehntägigem Eintauchen in Wasser
fast gleich.
Claims (7)
1. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial, das ein Grundblatt
und eine Dichtungsschicht aus einem Dichtungsmittel aufweist,
die auf einer Seite des Grundblattes gebildet ist
und ein durch Verseifung eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren
(EVA) hergestelltes Polymer enthält, dadurch gekennzeichnet,
daß das Dichtungsmittel der
Dichtungsschicht (6) ein Pfropfcopolymeres ist, welches
ein Stammpolymeres eines 20- bis 60%-Verseifungsprodukts
eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren (EVA) mit einem Vinylacetatgehalt
von 15 bis 45 Gew.-% und ein Verzweigungspolymeres
von Maleinsäure in einer Verhältnismenge von
10 Gew.-% oder weniger des Pfropfcopolymeren enthält, wobei
der Gehalt der Maleinsäure in dem Dichtungsmittel
mindestens 0,1 Gew.-% beträgt.
2. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 1, dadurch
gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht
(6) eine Dicke von 10 bis 100 µm hat.
3. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht
(6) auf einem Polyäthylenfilm (5 a) des Grundblattes
(5, 5 a), das ein Laminat aus einer Aluminiumfolie (5) und
einem Polyäthylenfilm (5 a) umfaßt, gebildet ist.
4. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht
(6) auf einer Metallfolie (5), insbesondere einer
Aluminiumfolie, als Grundblatt gebildet ist.
5. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht
(6) auf einem Blatt aus Kunstharz als Grundblatt
(5) gebildet ist.
6. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 5, dadurch
gekennzeichnet, daß das Kunstharz orientiertes
Polyolefin, Polyester, orientiertes Nylon oder Polyvinylchlorid
ist.
7. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtungsschicht
(6) auf einem Papierblatt als Grundblatt (5) gebildet
ist.
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