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Die
vorliegende Erfindung betrifft ein Mittel zum Verschließen und
Abdichten einer Flasche, die Flüssigkeit
enthält,
wobei der Behälter
einen Hals, einen Rand des Halses und einen Deckel aufweist.
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Verschlussmittel
für Flaschen
sind gemäß dem Stand
der Technik bekannt. Glasflaschen sind im Allgemeinen mit einem
Korken, einer Kunststoffkappe oder einem Schraubdeckel verschlossen. Glasflaschen,
die Bier oder andere mit Kohlensäure angereicherte
Getränke
enthalten, sind im Allgemeinen mit einem Metallverschluss abgedichtet,
der um eine Nut herum eingeklemmt ist, die ein Merkmal des Außenhalses
der Flasche ist. Die alltägliche
Form dieser Verschlussvorrichtung ist der Kronkorken, der als eine
gepresste Stahlscheibe mit einem Rand mit 21 Zacken ausgebildet
ist.
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Auch
Plastikflaschen, die im Allgemeinen aus Polypropylen, Polyethylenterephthalat
(PET) oder Polyethylennaphtalat (PEN) hergestellt werden, können mit
Kohlensäure
angereicherte Getränke
enthalten. Die Verschlussvorrichtungen dieser Kunststoffflaschen
sind normalerweise Schraubdeckel, die auf einen Gewindehals der
Flasche geschraubt werden.
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Die
herkömmlichen
Verschlussvorrichtungen haben den Nachteil, dass besondere Werkzeuge,
wie z. B. Flaschenöffner,
erforderlich sind, um eine Flasche zu öffnen, die mittels eines Kronkorkens
verschlossen worden ist. Es gibt einige Modelle von Kronkorken,
die auf eine Schraub[verschluss]-Flasche gedrückt werden und wie ein Schraubdeckel
abgenommen werden können,
aber diese Kronkorken sind hauptsächlich auf die französischen
und nordamerikanischen Märkte
beschränkt.
Ein weiterer Nachteil bei den herkömmlichen Verschlussvorrichtungen
besteht darin, dass sie dicht anliegend sein müssen, um einen Verlust an Koh lensäure bei
verlängerter
Lagerung in Umgebungstemperatur und auch während der Pasteurisierung zu
verhindern. Während
der Pasteurisierung wird die Temperatur der Flasche einschließlich des
Getränkes
ansteigen, so dass ein Druckaufbau innerhalb der Flasche stattfindet,
der von dem Verschluss aufgenommen werden muss. Es ist eine Anforderung
an die bekannten Verschlussvorrichtungen, dass sie für Sauerstoff
undurchlässig
sein sollten, der in das Getränk
diffundiert, was zu einer Geschmacksverminderung des Getränkes während einer
verlängerten
Lagerung der Flasche führt.
Es wird hierzu auf das Dokument US-A-5,779,073 Bezug genommen.
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Ein
Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist es, eine einfache Verschlussvorrichtung
zu schaffen, die eine Sauerstoffdiffusion in das Getränk hemmt,
einen Verlust von Kohlensäure
bei verlängerter
Lagerung und Pasteurisierung verhindert und die ohne den Einsatz
eines besonderen Werkzeuges leicht geöffnet werden kann.
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Zu
diesem Zweck umfasst der Glasbehälter gemäß der vorliegenden
Erfindung einen Hals, eine Öffnung
und ein Verschlusselement zum Verschließen der Öffnung, dadurch gekennzeichnet,
dass das Verschlusselement eine Kontaktfläche aufweist, die aus einem
festen Material besteht, das an dem Hals klebend befestigt ist.
Das feste Material, wie z. B. Keramik, Kunststoff oder Metall des
Verschlusselementes ist mit dem Glas des Behälters kompatibel und kann den
gleichen Temperatur- und Druckbedingungen, zum Beispiel während der
Pasteurisierung, ohne nachteilige Auswirkungen ausgesetzt werden. Die
Kombination des Festmaterial-Verschlusses zusammen mit dem angebrachten
Kleber stellte sich als eine sehr gut zu formende Barriere heraus,
insbesondere gegen Kohlensäurediffusion
aus dem Behälter, das
ein kohlensäurehaltiges
Getränk,
insbesondere Bier, enthält.
Aufgrund der geringen Ausdehnungskoeffizienten-Differenz zwischen
beiden Oberflächen und
dem Kleber werden thermische Beanspruchungen keine negative Auswirkung
auf die Schließbedingungen
des Behälters
haben. Das Material des Verschlusselementes ist vorzugsweise Glas.
Da sowohl das Material der Flasche als auch das Material des Verschlusselementes
gleich sind, ergibt sich kein Unterschied bezüglich Ausdehnungskoeffizient.
Das feste Verschlusselement ist mit einem Klebematerial kompatibel,
das den Bereich zwischen dem Verschlusselement und dem Hals abdichtet,
und verhindert, dass Sauerstoff in die Flasche diffundiert und Flüssigkeit
und/oder gasförmige
Inhalte, wie z. B. Kohlensäure,
aus dem Behälter
entweichen. Die Zugfestigkeit zwischen dem Verschlusselement und dem
Hals vergrößert sich
mit der Bindungsfläche, aber
die Scherkraft bleibt zum größten Teil
unbeeinflusst, so dass das Verschlusselement leicht abgleiten kann.
Auf diese Weise wird ein leichtes Öffnen des festen Verschlusselementes
durch seitwärtige Kraft
mit einer großen
Schließkraft
senkrecht zu der Kontaktfläche
des Halses kombiniert.
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Vorzugsweise
kann der Kleber eine Scherkraft im Wesentlichen parallel zu der
Kontaktfläche aufnehmen,
die geringer ist als die zu der Kontaktfläche senkrechte Kraft, die von
dem Kleber aufgenommen werden kann. Die senkrechte Kraft ist 2 bis
10 Mal größer als
die Scherkraft, wobei die senkrechte Kraft zwischen 1 und 10 kg/cm2, vorzugsweise zwischen 5 und 10kg/m2 liegt. Dies ist insbesondere für mit Kohlensäure angereicherte
Getränke,
wie z. B. Bier, geeignet. In dem Luftraum einer Flasche beträgt der Druck
bei normaler Serviertemperatur von 6 bis 8°C ungefähr 1 bis 1,2 Atmosphären, während bei
einer Temperatur von ungefähr
60°C während der
Pasteurisierung der Druck ungefähr
6 – 7
Atmosphären beträgt. Der
bei der vorliegenden Erfindung verwendete Kleber hat eine starke
Haltekraft während
der Lagerung und Pasteurisierung, und trotzdem ist die Flasche von
dem Verbraucher leicht zu öffnen,
indem er eine seitliche Scherkraft aufbringt.
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Die
Glasflasche hat vorzugsweise ein Verschlusselement, das als seine
Abdichtungsseite eine im Wesentlichen flache, scheibenförmige Oberfläche hat,
die im Wesentlichen mit dem Hals fluchtet. Die Abdichtungsseite
gemäß der vorliegenden
Erfindung passt auf den Flaschenhals von standardisierten Flaschen.
Es ist von dem Verbraucher aufgrund der geringen Scherkraft leicht
zu entfernen, die aufzuwenden ist, um die Glasscheibe zu bewegen.
Die Scheibe ragt nicht über
den Umfang des Halses heraus, um zu verhindern, dass die Scheibe
versehentlich entfernt wird.
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Vorzugsweise
umfasst das Verschlusselement ein Hebelelement, das seitlich über die
Kontaktfläche
des Halses herausragt. Es stellt für die Zugkraft eine Hebelwirkung
bereit, die benötigt
wird, um das Verschlusselement von der Flasche zu entfernen. Durch
den Einsatz des Hebelelementes wird der durch die angewandte Kraft
erzeugte Impuls verstärkt,
so dass die Zugkraft in der Kontaktfläche leicht überwunden werden kann.
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Vorzugsweise
ist die Bindungskraft des Klebers bei einer Temperatur von über 50°C höher als bei
oder unterhalb einer Raumtemperatur. Bei Raumtemperatur ist die
Bindungskraft geringer, weil der Druck in der Flasche geringer als
während
des Pasteurisierungsprozesses ist.
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Vorzugsweise
hat der Kleber eine Umwandlungstemperatur, die über der normalen Serviertemperatur
des mit Kohlensäure
angereicherten Getränkes
liegt. Vorzugsweise liegt die Umwandlungstemperatur des Klebers
zwischen der normalen Serviertemperatur des Getränkes und der normalen Pasteurisierungstemperatur,
wie z. B. zwischen 5 ° C
und 100 ° C,
vorzugsweise zwischen 5 ° C
und 60 ° C. Wann
immer die Umwandlungstemperatur innerhalb dieses Bereiches liegt,
ist die Verschlussvorrichtung bei Serviertemperatur leicht zu öffnen und
während des
Pasteurisierungsprozesses schwer zu öffnen. Aufgrund des Temperaturanstiegs
während
des Pasteurisierungsprozesses und des damit in Verbindung stehenden
Druckanstiegs in der geschlossenen Flasche variiert die Kraft des
Klebers zwischen einer geringen Bindungsstärke, wie z. B. 3 kg/cm2 oder niedriger, bei Serviertemperatur und
einer hohen Bindungsstärke,
wie z. B. 80 kg/cm2 oder höher, bei
höheren
Temperaturen, z. B. bei der Pasteurisierungstemperatur, die normalerweise
bei 60 ° C
bis 65 ° C stattfindet.
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Vorzugsweise
ist das Verschlusselement einer Oberflächenbehandlung unterzogen worden,
wie z. B. mit einem chemischen Klebeaktivator, um die Bindungskraft
des Klebers mit dem Verschlusselement zu steigern. Sobald ein Getränkebehälter geöffnet wird,
ist es hygienischer, wenn das Klebematerial an dem Verschlusselement
klebt statt an dem Rand der Flasche. Dadurch wird verhindert, dass
Stücke des
Klebematerials von dem Verbraucher des Getränkes geschluckt werden.
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Die
Glaskontaktfläche
des Verschlusselementes kann rauher als die Glaskontaktfläche des Halses
sein. Das kann zum Beispiel durch Ätzen, Schleifen oder Aufbringen
von Chemikalien auf eine oder beide Kontaktflächen erreicht werden.
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Vorzugsweise
weist die Glasflasche einen Schmelzkleber oder einen UV-ausgehärteten Kleber an
dem Verschlusselement auf, wobei dieser Kleber zu einem höheren Grad
als der Kleber auf dem Flaschenhals ausgehärtet wird. Nach dem Öffnen der Flasche
wird der Kleber an dem Verschlusselement anstatt an dem Hals der
Flasche kleben. Ein Schmelzkleber, der verwendet werden kann, ist
zum Beispiel ein ataktischer Polypropylen-Schmelzkleber, der von
der Firma Norcross Adhesives Limited, Longton Road, Trentham, Stoke-on-Trent
ST4 8JB, England erworben werden kann. UV-ausgehärtete Kleber, wie z. B. Loctite
358, können
von Loctite UK Limited, Watchmead, Welwyn Garden City, AL7 1JB, England
erworben werden.
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Die
gleiche Wirkung kann durch den Einsatz von zwei verschiedenen Klebern
erzielt werden, von denen ein erster Typ die Kontaktfläche des
Verschlusselementes abdeckt und ein zweiter Typ den Hals abdeckt.
Die Bindungskraft des ersten Klebers ist größer als die Bindungskraft des
zweiten Klebers, so dass der Kleber nach dem Öffnen der Flasche an dem Verschlusselement
kleben wird. Die verwendeten Kleber können ein Schmelzkleber, ein
UV-gehärteter
Kleber, oder eine Kombination beider Typen sein.
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Es
werden Ausführungsformen
der Vorrichtung gemäß der vorliegenden
Erfindung detaillierter mit Bezug auf die anliegenden Zeichnungen
erklärt, wobei
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1 – eine perspektivische
Ansicht der Verschlussvorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt;
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2 – eine Unterseite
der abgenommenen Glasscheibe zeigt, die verbleibendes Klebematerial aufweist;
und
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3 – die Unterseite
einer zweiten Ausführungsform
der Glasscheibe gemäß der vorliegenden Erfindung
zeigt.
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Die 1 zeigt
eine perspektivische Ansicht der Verschlussvorrichtung 1 gemäß der vorliegenden Erfindung.
Sie zeigt eine Flasche 2, die einen Hals der Flasche 3 und
einen Rand 4 um die Öffnung
des Halses aufweist. Die Verschlussvorrichtung 1 hat die Form
einer Glasscheibe 1. Während
der Lagerung der Flasche ist die Seite 6 der Glasscheibe 1 mit
dem Rand 4 durch den Einsatz eines Klebers (5,
in 2 und 3 gezeigt) verbunden. Die Glasscheibe kann
von dem Hals der Flasche durch Aufbringen einer Kraft an der Seite 8 der
Glasscheibe 1 entfernt werden. Der Kleber zwischen dem
Rand 4 des Halses und der Seite 6 der Glasscheibe 1 wird
aufgrund der angewandten Scherkraft versagen.
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Die 2 zeigt
eine Unterseite der abgenommenen Glasscheibe 1, die das
verbleibende Klebematerial 5 nach Entfernen der Glasscheibe 1 von der
Flasche 3 enthält.
Das Klebematerial 5 bleibt an der Glasscheibe 1 hängen.
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Die 3 zeigt
die Unterseite einer zweiten Ausführungsform der Glasscheibe
gemäß der vorliegenden
Erfindung. Die Glasscheibe 1 beinhaltet ein Hebelelement 10,
das an der Seite 8 der Glasscheibe 1 angebracht
ist, um das Öffnen
der Flasche 3 zu erleichtern. Die Glasscheibe 1 zeigt
einen hervorstehenden Teil 9, der über die Unterseite der Seite 6 der Glasscheibe 1 hervorsteht
und in die Öffnung 11 (1)
der Flasche passt. Dieser herausragende Teil verhindert, dass die
Glasscheibe in der Ebene des Klebematerials 5 frei bewegbar
ist.