DE4240373A1 - Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln sowie nach diesem Verfahren hergestellte Aufreißdeckel - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln aus einem Metallblech mit einer ein- oder beidseitig aufgetragenen Ober­ flächenschutzschicht und einer Griffflasche, wobei zunächst auf einer Metallblechtafel oder auf einem Metallblechband Prägelinien für eine Vielzahl von Deckeln erzeugt werden, danach auf die vorgeprägte Metallblechtafel bzw. auf das vorgeprägte Metallblech­ band eine Oberflächenschutzschicht aufgebracht wird und anschließend die Aufreißdeckel ausgestanzt werden. Die Erfindung betrifft weiterhin die nach diesem Verfahren hergestellten Aufreißdeckel.

Aufreißdeckel aus einem Metallblech finden zum leichten öffnen von Verpackungen, wie z. B. von Konserven- oder Getränkedosen Verwendung. Um diese Deckel aufreißen zu können, werden in das zur Herstellung der Aufreißdeckel verwendete Metallblech Prägelinien eingeritzt. Außerdem weisen die Aufreißdeckel eine Griffflasche auf, mit deren Hilfe das Blech längs der Prägelinien aufgerissen wird.

Es ist bekannt, Metallblechtafeln bzw. Metallblechbän­ der, die zur Herstellung von Aufreißdeckeln verwendet werden sollen, zunächst zu lackieren, wobei erst nach dem Lackiervorgang die Prägelinien durch Anritzen er­ zeugt werden. Dabei können die Prägelinien während des Deckelstanzens in einer Stufe eines mehrstufigen Stanz­ werkzeuges an der gewünschten Stelle des Aufreißdeckels erzeugt werden. Es ist weiterhin bekannt, die Präge­ linien erst nach dem Stanzen der Aufreißdeckel zu er­ zeugen. Die Nachteile dieser Herstellungsverfahren be­ stehen darin, daß die einzelnen Deckel der Prägestation zugeführt werden müssen, wobei eine genaue Zentrierung notwendig ist. Bei schnellaufenden Pressen bedingt dies einen hohen Aufwand bezüglich des Werkzeuges. Außerdem kommt es durch den Präge- bzw. Anritzvorgang zu einer Beschädigung der Oberflächenschutzschicht, welche aus einer Verzinnung oder einer Lackschicht bestehen kann. Diese Beschädigungen führen zu unerwünschten Korro­ sionserscheinungen. Infolgedessen ist es notwendig, die beschädigten Stellen erneut zu lackieren, was mit einem erheblichen zusätzlichen Aufwand verbunden ist.

Aus der DE-AS 20 10 631 ist ein Verfahren zur Herstel­ lung von Aufreißdeckeln aus einem Blech bekannt, bei dem die Deckel aus einer mit einer Schutzschicht verse­ henen Platine ausgestanzt und mit Prägelinien und einer Griffflasche versehen werden. Bei dem dort beschriebe­ nen Verfahren wird zunächst eine Prägung der Prägeli­ nien für eine Vielzahl von Deckeln auf einem gemeinsa­ men Blechband oder auf einer gemeinsamen Blechtafel vorgenommen, anschließend wird ein- oder beidseitig eine Oberflächenschutzschicht aufgebracht, vorzugsweise durch Walzenlackierung, erst danach erfolgt das Aus­ stanzen der Deckel. Das aus der DE-AS 20 10 631 be­ kannte Verfahren weist den Vorteil auf, daß die zum besseren Korrosionsschutz aufgebrachte Oberflächen­ schutzschicht nicht getrennt für jeden Einzeldeckel, sondern gemeinsam für eine Vielzahl von Aufreißdeckeln aufgebracht werden kann, indem das gesamte Blechband bzw. die gesamte Blechtafel einer Lackierung, vorzugs­ weise einer Walzenlackierung, unterworfen wird. Beson­ ders vorteilhaft ist, daß die aus den Blechbändern bzw. Blechtafeln ausgestanzten Aufreißdeckel keiner weiteren Nachbehandlung mehr bedürfen. Zum Ausstanzen der Auf­ reißdeckel aus den vorher lackierten Metallbändern bzw. Metalltafeln werden nur verhältnismäßig schwache Pres­ sen benötigt, während die zum Herstellen der Präge­ linien erforderlichen starken Pressen zentral einge­ setzt werden, wo sich ihr Einsatz wegen der anfallenden höheren Stückzahlen lohnt. Die Nachteile des aus der DE-AS 20 10 631 bekannten Verfahrens bestehen jedoch darin, daß die zur Herstellung der Oberflächenschutz­ schicht eingesetzten Lacke einen hohen Anteil an orga­ nischen Lösemitteln aufweisen. Dies ist aus Umwelt­ schutzgründen als ein gravierender Nachteil anzusehen. Außerdem erfordern die aufgebrachten Lackierungen auf­ wendige Trocknungsvorgänge, da die Lacke ausgehärtet werden und die darin enthaltenden Lösemittel verdampft werden müssen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe bestand darin, ein rationelles und umweltfreundliches Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln, die eine Griffflasche enthalten, zur Verfügung zu stellen. Dabei sollte es sich um ein weitgehend lösungsmittelfreies Herstellungsverfahren handeln, d. h. die Erzeugung einer Lackschicht auf dem Metallblech sollte lösungsmittel­ frei erfolgen. Außerdem sollten die aufwendigen Trockenzeiten, die bei lösungsmittelhaltigen Lacken an­ fallen, vermieden werden. Die Herstellung der Präge­ linien sollte für eine Vielzahl von Aufreißdeckeln auf einem gemeinsamen Blechband oder auf einer gemeinsamen Blechtafel erfolgen.

Die der vorliegenden Erfindung zugrundeliegende Aufgabe wird überraschenderweise gelöst durch ein Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln aus einem Metallblech mit einer ein- oder beidseitig aufgetragenen Oberflä­ chenschutzschicht und einer Griffflasche, wobei zu­ nächst auf einer Metallblechtafel oder auf einem Me­ tallblechband Prägelinien für eine Vielzahl von Deckeln auf einem gemeinsamen Metallblech erzeugt werden, da­ nach auf die vorgeprägte Metallblechtafel bzw. auf das vorgeprägte Metallblechband eine Oberflächenschutz­ schicht aufgebracht wird und anschließend die Aufreiß­ deckel ausgestanzt werden. Das erfindungsgemäße Verfah­ ren ist dadurch gekennzeichnet, daß als Oberflächen­ schutzschicht eine thermoplastische Kunststoffolie auf die Metallblechtafel bzw. auf das Metallblechband lami­ niert wird.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist durch folgende Ver­ fahrensschritte gekennzeichnet:

1. Erzeugung von Prägelinien für eine Vielzahl von Aufreißdeckeln auf einem gemeinsamen Blechband oder auf einer gemeinsamen Blechtafel durch Anritzen 2. Ein- oder beidseitiges Auflaminieren einer thermo­ plastischen Kunststoffolie bei erhöhten Temperatu­ ren auf die Metallblechtafel bzw. auf das Metall­ blechband 3. Danach Ausstanzen der Deckel.

Die verwendeten Metallbleche weisen eine Stärke von 0,04 bis 1 mm auf, und sie bestehen aus Schwarzblech, Weißblech, Aluminium und verschiedenen Eisenlegierun­ gen, die gegebenenfalls mit einer Passivierungsschicht auf Basis von Nickel-, Chrom- und Zinkverbindungen ver­ sehen sind. Vorzugsweise liegt die Stärke der Metall­ bleche im Bereich von 0,20 bis 0,50 mm.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren werden auf diesen Metallblechen zunächst Prägelinien für eine Vielzahl von Deckeln durch Anritzen erzeugt. Anschließend werden die Metallblechbänder bzw. die Metallblechtafeln mit einer thermoplastischen Kunststoffolie beschichtet. Dabei kann es sich auch um eine zusammengesetzte Kunst­ stoffolie handeln, die erhalten wird durch gemeinsames Extrudieren verschiedener Kunststoffe. Die thermo­ plastischen Kunststoffolien werden nach bekannten Ver­ fahren (Blasverfahren, Chill-Roll-Verfahren etc.) aus Granulaten der Kunststoffe gefertigt. Die Folienbe­ schichtung von Metallblechen ist ein allgemein bekann­ tes Verfahren, sie ist beispielsweise beschrieben in der DE-A-31 28 641. So werden ein Metallblech und eine thermoplastische Kunststoffolie üblicherweise mittels eines Haftvermittlers oder eines Klebstoffes unter An­ wendung von Druck und Temperatur verpreßt, wodurch der Metall-Kunststoffolie-Verbund hergestellt wird. Um die Haftung zwischen dem Metallblech und der Kunststoffolie herzustellen, wird üblicherweise entweder ein lösemit­ telhaltiger oder wäßriger Klebstoff verwendet, oder es wird ein haftungsvermittelnder Kunststoff (Haftvermitt­ ler) zusammen mit dem Kunststoff, der für die Kunst­ stoffolie verwendet werden soll, coextrudiert. Das Ver­ kleben einer Kunststoffolie auf ein Metallblech mittels eines Klebstoffes ist beispielsweise aus der EP-A-199 228 bekannt. Verbunde von Metallfolien mit thermoplastischen Kunststoffolien, wobei zur Haftung zwischen der Metallfolie und der Kunststoffolie eine Haftvermittlerschicht angeordnet ist, sind in einer Vielzahl bekannt. Als Haftvermittler werden beispiels­ weise säuremodifizierte Polypropylene eingesetzt. Der­ artige Verbunde sind z. B. beschrieben in der EP-A-101 250 und der EP-A-312 306.

Gemäß der vorliegenden Erfindung können zur Herstellung der thermoplastischen Kunststoffolie vorteilhafterweise folgende Kunststoffe verwendet werden: Polyolefine, Polyester, Polyamide und Polyurethane. Aus diesen Kunststoffen hergestellte Folien und Filme sind bekannt und in einer Vielzahl auf dem Markt erhältlich. Zur Herstellung der Kunststoffolien geeignet sind Polyethy­ len niedriger Dichte (PE-LD), mittlerer Dichte (PE-MD) hoher Dichte (PE-HD), linear low und linear very low density Polyethylen (PE-LLD, PE-VLD), Polypropylene, deren Copolymere mit Ethylen und weiteren Monomeren so­ wie die Copolymeren des Ethylens und des Propylens mit einem oder mehreren Comonomeren aus der Gruppe der Vinylester, Vinylalkylether, ungesättigten Mono- und Dicarbonsäuren, deren Salzen, Anhydriden und Estern. Diese Polyolefine sind beispielsweise unter den folgen­ den Markennamen im Handel erhältlich: Escorene, Lupo­ len, Lotader, Laqtene, Orevac, Dowlex, Primacor, Sur­ lyn, Admer, Sclair, Stamylan.

Beispiele für geeignete Polyamid-Kunststoffe sind Poly­ amid 6 (Polyamid, hergestellt aus ε-Aminocapronsäure), Polyamid 6,6 (Polyamid, hergestellt aus Hexamethylen­ diamin und Sebacinsäure), Polyamid 66,6 (Mischpolyamid, das aus Polyamid 6 und Polyamid 6,6 besteht), Polyamid 11 (Polyamid, hergestellt aus ω-Aminodecansäure) und Polyamid 12 (Polyamid, hergestellt aus ω-Aminolaurin­ säure oder aus Lauryllactam). Beispiele für geeignete Handelsprodukte sind Grilon, Sniamid und Ultramid.

Beispiele für Polyesterkunststoffe sind Polyethylen­ terephthalat und Polybutylenterephthalat sowie andere Polyester auf Basis von Terephthalsäure, Isophthalsäure und Phthalsäure und verschiedener Polyole, wie z. B. Polyethylenglykol und Polytetramethylenglykole unter­ schiedlichen Polymerisationsgrades. Beispiele für ge­ eignete Handelsprodukte sind Hostaphan®, Melinex®, Hostadur® und Ultradur®.

Besonders bevorzugt wird die thermoplastische Kunst­ stoffolie mittels eines coextrudierten Haftvermittlers bei erhöhten Temperaturen auf die Metallblechtafel bzw. auf das Metallblechband laminiert. Die Verwendung eines coextrudierten Haftvermittlers ist besonders bevorzugt, da in diesem Fall keine organischen Lösemittel einge­ setzt werden.

Gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zur Herstel­ lung der Oberflächenschutzschicht besonders bevorzugt eine thermoplastische Kunststoffolie aus Propylenhomo­ polymerisat und/oder Propylencopolymerisat verwendet, wobei als Haftvermittler vorzugsweise ein säuremodifi­ ziertes Polypropylen eingesetzt wird. Bei den Polypro­ pylenen zur Herstellung der Kunststoffolie handelt es sich um handelsübliche Propylen-Homopolymerisate, Pro­ pylen-Random-Copolymerisate und Propylen-Blockcopolyme­ risate, welche beispielsweise im Handel erhältlich sind unter der Bezeichnung Novolen® (BASF AG). Derartige Polypropylene sind beispielsweise beschrieben in DE-A-37 30 022.

Die als Haftvermittler bzw. Klebstoffe zur Herstellung der Metallblech-Kunststoffolie-Verbunde verwendeten Polymere können sowohl Copolymere, Terpolymere, Propf­ copolymere und Ionomere sein mit der Maßgabe, daß sie Carboxyl- oder Anhydridgruppen oder Gruppen, die zu Carboxyl-Gruppen hydrolisierbar sind, aufweisen. Ge­ eignete Co- bzw. Terpolymere sind herstellbar durch Copolymerisation, beispielsweise von Ethylen oder Pro­ pylen mit α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, wie z. B. Acrylsäure, Methacrylsäure, Itaconsäure, Cro­ tonsäure, Isocrotonsäure, Maleinsäure und Fumarsäure, den entsprechenden Anhydriden oder den entsprechenden Estern oder Halbestern mit 1 bis 8 Kohlenstoffatomen im Alkoholrest. Ebenfalls einsetzbar sind auch die ent­ sprechenden Salze der aufgeführten Carbonsäuren. Beson­ ders bevorzugt werden die Carbonsäuren oder ihre Anhy­ dride eingesetzt. Die Mengen der eingesetzten Monomeren werden dabei so gewählt, daß das resultierende Polymer einen Carboxylgruppen-Gehalt von 0,1 bis 30 Gew.-% auf­ weist. Zur Herstellung der Haftvermittlerschicht oder der Klebstoffschicht geeignete Polymere sind weiterhin Pfropfcopolymere, welche herstellbar sind durch Pfropfung von mindestens einem Polymeren aus der Gruppe der Polyolefine mit bis zu 10 Gew.-%, bezogen auf das Gesamtgewicht der Monomeren, mindestens eines Monomeren aus der Gruppe der α,β-ethylenisch ungesättigten Carbonsäuren, deren Anhydriden, deren Estern oder Sal­ zen in Gegenwart oder Abwesenheit von Peroxiden.

Sowohl die Haftvermittlerschicht als auch die thermo­ plastische Kunststoffschicht können noch übliche Addi­ tive wie z. B. innere und äußere Gleitmittel, Anti­ blockmittel, Stabilisatoren, Antioxidantien, Pigmente, Kristallisationshilfsmittel und dergleichen enthalten. Diese Additive werden in den für die Herstellung, Ver­ arbeitung, Konfektionierung und Anwendung notwendigen Mengen in Form von Pulver, Puder, Perlen oder einem direkt in dem entsprechenden Polymer eingearbeiteten Konzentrat eingesetzt. Nähere Angaben zu den üblicher­ weise eingesetzten Mengen und Beispiele für geeignete Additive sind beispielsweise dem Gächter-Müller, Kunst­ stoffadditive, Carl-Hanser Verlag zu entnehmen.

Gemäß dem vorliegenden Verfahren kann die thermoplasti­ sche Kunststoffolie ein- oder beidseitig auf das vorge­ prägte Metallband bzw. auf die vorgeprägte Metalltafel aufgebracht werden. Die Schichtdicke der thermoplasti­ schen Kunststoffolie (ohne Klebeschicht bzw. Haftver­ mittlerschicht) beträgt vorteilhafterweise 10 bis 200 µm, besonders bevorzugt 40 bis 100 µm. Da die Schicht­ dicke der Folie gemäß dem vorliegenden Verfahren leicht und unproblematisch variiert werden kann und damit auch höhere Schichtdicken der Oberflächenschutzschicht er­ zielt werden können, kann eine sonst üblicherweise ver­ wendete Dichtungsmasse in den Aufreißdeckeln gegebenen­ falls eingespart werden. Außerdem können relativ dünne Metallblechtafeln bzw. relativ dünne Metallblechbänder zur Herstellung der Aufreißdeckel verwendet werden, wenn eine entsprechend dickere Kunststoffolie zur Her­ stellung der Oberflächenschutzschicht eingesetzt wird.

Aus den vorgeprägten und mit der auflaminierten Kunst­ stoffolie versehenen Blechen bzw. Tafeln werden in einem anschließenden Verfahrensschritt die Aufreiß­ deckel ausgestanzt. Die für das Aufreißen nötige Griffflasche wird nach dem Stanzen, z. B. durch Punkt­ schweißen oder ggf. durch Löten am Deckel befestigt. Das Punktschweißen erfolgt auf der Ober- bzw. Außen­ seite des Deckels mit einer Doppelelektrode, wie sie beim Punktschweißen beschichteter Flächen verwendet wird.

Die thermoplastische Kunststoffolie wird zumindest auf der dem Füllgut zugewandten Deckeloberseite aufge­ bracht.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln mit einer Griffflasche handelt es sich um ein weitgehend lösemittelfreies und damit umwelt­ freundliches Herstellungsverfahren. Die Aufreißdeckel können ökonomisch hergestellt werden, da die sonst bei Lacken üblichen Trockenzeiten wegfallen. Durch die Ver­ wendung der thermoplastischen Kunststoffolien zur Her­ stellung der Oberflächenschutzschicht ist es möglich, die Prägelinien stärker auszuprägen, d. h. tiefere Ritzen herzustellen, da die thermoplastischen Kunst­ stoffolien im allgemeinen elastischer sind als übliche Lacksysteme. Durch die stärker ausgebildeten Prägeli­ nien ergeben sich bessere Öffnungswerte der Aufreiß­ deckel. Bei der Verwendung der Aufreißdeckel zum Ver­ schließen von Dosen kann auf die sonst übliche Verwen­ dung von Dichtungsmassen auf der Innenseite der Deckel verzichtet werden, ohne daß Dichtigkeitsverluste auf­ treten. Außerdem ermöglicht das erfindungsgemäße Ver­ fahren, zur Herstellung der Aufreißdeckel bereits vor­ bedruckte Kunststoffolien zu verwenden, wobei das Be­ drucken der Folien, welches z. B. im Flexodruckverfah­ ren erfolgen kann, bereits beim Folienhersteller durch­ geführt werden kann. Dahingegen kann bei dem aus der DE-AS 20 10 631 bekannten Verfahren ein Bedrucken der Lackoberfläche selbstverständlich erst nach dem Her­ stellen der Aufreißdeckel in einem zusätzlichen separa­ ten Verfahrensschritt erfolgen. Das erfindungsgemäße Verfahren ist daher hinsichtlich der Herstellung be­ druckter Aufreißdeckel aus verfahrensökonomischen Grün­ den besonders vorteilhaft.

Die vorliegende Erfindung betrifft auch Aufreißdeckel, die nach dem zuvor beschriebenen Herstellungsverfahren erhalten werden.

Die Figur 1 demonstriert schematisch den Aufbau eines beschichteten Metallblechs zur Herstellung von Aufreiß­ deckeln gemäß der vorliegenden Erfindung. Auf das vor­ geprägte Metallblech ist beidseitig eine thermoplasti­ sche Coextrusionsfolie auflaminiert. Die thermoplasti­ sche Coextrusionsfolie besteht aus einer Haftvermitt­ lerschicht aus mit Maleinsäureanhydrid gepfropftem Polypropylen und aus einer Schicht aus Polypropylen- Kunststoff (Handelsbezeichnung Novolen® 3225 MCX der Firma BASF AG).

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Ausfüh­ rungsbeispiels näher erläutert.

Beispiel

Auf einer Aluminiumtafel (Stärke 0,26 mm bis 0,35 mm; Handelsbezeichnung Alcan WGA 565 der Aluminiumwerke GmbH) werden Prägelinien erzeugt. Es wird eine coextru­ dierte Kunststoffolie hergestellt aus dem Polypropylen Novolen® 3225 MCX (BASF AG; Schichtdicke 30 µm) und Polypropylen, welches mit Maleinsäureanhydrid gepfropft ist (Haftvermittler; Schichtdicke 10 µm). Die coextru­ dierte Kunststoffolie wird beidseitig auf die vorge­ prägte Aluminiumtafel bei einer Temperatur von 190°C laminiert. Anschließend wird der Metall-Kunststoffolie- Verbund in einem Wasserbad (Temperatur 10°C) abgekühlt. Aus der beschichteten Aluminiumtafel werden Aufreiß­ deckel gestanzt. Die Aufreißdeckel weisen sehr gute Korrosionsschutzeigenschaften auf. Außerdem werden die Deckel hinsichtlich ihres Aufreißverhaltens geprüft. Auch hier sind sehr gute Eigenschaften festzustellen.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Aufreißdeckeln aus einem Metallblech mit einer ein- oder beidseitig aufgetragenen Oberflächenschutzschicht und einer Griffflasche, wobei zunächst auf einer Metallblech­ tafel oder auf einem Metallblechband Prägelinien für eine Vielzahl von Deckeln auf einem gemeinsamen Metallblech erzeugt werden, danach auf die vorge­ prägte Metallblechtafel bzw. auf das vorgeprägte Metallblechband eine Oberflächenschutzschicht auf­ gebracht wird und anschließend die Aufreißdeckel ausgestanzt werden, dadurch gekennzeichnet, daß als Oberflächenschutzschicht eine thermoplastische Kunststoffolie auf die Metallblechtafel bzw. auf das Metallblechband laminiert wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die thermoplastische Kunststoffolie mittels eines coextrudierten Haftvermittlers bei erhöhten Temperaturen auf die Metallblechtafel bzw. auf das Metallblechband laminiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die thermoplastische Kunststoffolie aus Propylenhomopolymerisat und/oder Propylencopo­ lymerisat besteht und als Haftvermittler ein säure­ modifiziertes Polypropylen verwendet wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die thermoplastische Kunststoffolie eine Schichtdicke von 10 bis 200 µm, vorzugsweise von 40 bis 100 µm aufweist.

5. Aufreißdeckel, hergestellt nach einem oder nach mehreren der Verfahren gemäß Anspruch 1 bis 4.