DE60022794T2

DE60022794T2 - Wiederverschliessbare gasundurchlässige dichtung

Info

Publication number: DE60022794T2
Application number: DE60022794T
Authority: DE
Inventors: Henning Woking VON SPRECKELSEN; Peter Micheal Mc Geough
Original assignee: Bapco Closures Research Ltd
Current assignee: Bapco Closures Research Ltd
Priority date: 2000-11-02
Filing date: 2000-11-02
Publication date: 2006-07-20
Anticipated expiration: 2020-11-03
Also published as: EP1334041A1; AU2001211579B2; DE60022794D1; DK1334041T3; MXPA03003851A; US20040200837A1; AU1157901A; ATE304977T1; EP1334041B1; WO2002036455A1; US6877630B2; ES2248140T3; NZ525258A

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine gasundurchlässige Verschlussanordnung für einen Behälter von unter Druck stehender Flüssigkeit. Die Erfindung ist insbesondere für gasundurchlässige Behälter wie zum Beispiel PET- oder Glasflaschen anwendbar.
Technisches Problem
Um eine signifikante Haltbarkeitsdauer zu erzielen, muss ein Behälter von unter Druck stehender Flüssigkeit in solch einer Art und Weise verschlossen werden, dass das Gas nicht entweichen kann. Für größere Behälter von zum Beispiel kohlensäurehaltigen Getränken, möchte der Verbraucher nicht den gesamten Inhalt auf einmal verwenden. Deshalb gibt es einen Bedarf für einen wiederverschließbaren Verschluss.
Lösungen des Stands der Technik
Ein Metallkronenkorken ist eine konventionelle gasundurchlässige Verschlussanordnung. Er ist jedoch nicht wiederverschließbar und ist nicht für eine PET-Flasche geeignet.
Üblicherweise weisen PET- oder Glasflaschen eine spritzgeformte Polyethylenkappe auf, die auf einen vorgeformten Hals, der Teil der PET- oder Glasflasche ist, geschraubt wird. Ein Bündel aus Hochdruck-Polyethylenverschlussmaterial, das an dem offenen Hals eingreift, wird in dem Aufsatz der Kappe zur Verfügung gestellt. Wahlweise kann die Kappe ein herabhängendes Ventil aufweisen, das im Inneren des Halses sitzt.
Wenn PET-Behälter bei einem Druck von 3 bis 5 bar befüllt werden, ist die CO₂ Durchlässigkeit der Behälterkappenanordnung aus dem Stand der Technik nicht so gut wie die bei einer Glasflasche mit einer Metallkappe zur Verfügung gestellte. Die Haltbarkeitsdauer wird auch durch die Durchdringung von Sauerstoff in den Behälter hinein und durch Wanderung von Aldehyden von dem PET-Behälter in das Produkt bestimmt. Glas stellt eine ideale Sauer stoffbarriere zur Verfügung. PET weist, abhängig von der Behandlung, eine Sauerstoffdurchlässigkeit auf, die von 0,0049 cm³ pro Tag bis 0,0012 cm³ pro Tag variiert. Es werden weiter technische Fortschritte gemacht, die den Grad an Sauerstoff- und Kohlendioxiddurchlässigkeit von PET-Behältern auf Niveaus verringern, die mit denen von Glas und Blechdosen vergleichbar sind. Die Kappe des Behälters ist deshalb nun zur Aufrechterhaltung der Gesamtleistung des Behälters als eine Sauerstoff- und Kohlendioxidbarierre von grundlegender Bedeutung.
Es ist vorgeschlagen worden, ein Sauerstoff-Adsorberharz in der Auskleidung der Kappe anzuordnen. Ascorbate wie zum Beispiel NaSO₂, das zu NaSO₃ oxidiert, sind für diesen Zweck eingesetzt worden. Diese Ascorbate sind relativ teuer und erhöhen die Gesamtkosten des Behälters, die kommerziell entscheidend sein können.
Aluminiumverschlüsse sind vorgeschlagen worden, aber einmal entfernt, gibt es kein Verfahren zum Wiederverschließen solch eines Verschlusses und zum Aufrechterhalten des Druckes im Inneren des Behälters.
Es gibt deshalb ein technisches Problem, eine Kappe zur Verfügung zu stellen, die als eine Sauerstoff- und Kohlendioxidbarierre fungiert, so dass der Gesamtbehälter in seinem Ab-Werk-Verschlusszustand weniger als 10% vom Kohlendioxid über eine sechsmonatige Lagerdauer verliert. Derzeit verliert eine unbehandelte Standard-PET-Flasche nach sechs Monaten 36% des Kohlendioxids. Dies kann durch die Verwendung von sogenannten „mehrfach-beschichteten" PET-Flaschen oder Flaschen, die mit einer amorphen Kohlenstoffbehandlung auf ihrer inneren Oberfläche behandelt worden sind, wie zum Beispie die von der französischen Firma Sidel (RTM) unter der Marke ACTIS angebotenen, vermindert werden.
Lösung der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Behälter mit einem offenen Hals und einer wiederverschließbaren Verschlussanordnung, die einen Ab-Werk-Verschlusszustand sowie einen wiederverschlossenen Zustand für den Behälter zur Verfügung stellt, zur Verfügung gestellt; wobei die Anordnung eine Folie, die über dem Hals eine erste Dichtung in dem Ab-Werk-Verschlusszustand bildet; eine rohrförmige Tülle, die den Hals umgibt und an diesen angepasst ist; eine Überkappe mit Mitteln zum entfernbaren Eingriff mit einer äußeren Wandung der Tülle; einen Stopfen, der mit der Überkappe verbunden ist und eine Platte aufweist, die in dem Ab-Werk-Verschlusszustand mit der Folie versiegelt ist und diese trägt, und daran angepasst ist, im wiederverschlossenen Zustand in dem Hals einzugreifen, umfasst.
Vorteile der Erfindung
Obwohl eine Folie gasundurchlässig ist, würde eine dünne Folie durch den Gasdruck zerreißen, wenn sie nicht unterstützt wird. Die vorliegende Anordnung stellt die erforderliche Unterstützung zur Verfügung, um die Verwendung einer dünnen und deshalb relativ leichten und kostengünstigen Folie zu ermöglichen.
Das Vorhandensein der rohrförmigen Tülle ermöglicht es, dass die Anordnung der Tülle, der Überkappe und der Folie einzeln hergestellt und am Hals des Behälters nach dem Befüllen angepasst wird. Dies trägt zu einem effizienten Betrieb in der Befüllanlage bei und ermöglicht eine weitere Einfüllöffnung in der Flasche (ermöglicht schnelleres Befüllen) und eine Hals- und Kappenanordnung zum Ausgießen mit einem Durchmesser nach Wahl.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Damit die Erfindung gut verstanden werden kann, wird hiervon nun eine Ausführungsform, jedoch nur als Beispiel, mit Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, in denen:
1 eine Explosionsdarstellung der Überkappe, der Tülle und der Folie der wiederverschließbaren Verschlussanordnung über einem Flaschenhals zeigt;
2 eine wiederverschließbare Verschlussanordnung in ihrem Ab-Werk-Verschlusszustand zeigt; und
3 eine wiederverschließbare Verschlussanordnung in ihrem wiederverschlossenem Zustand zeigt.
Ausführliche Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
Die wiederverschließbare Verschlussanordnung 2 umfasst eine Überkappe 4, eine rohrförmige Tülle 6 und eine Folie 8. In der vorliegenden Ausführungsform ist die wiederverschließbare Verschlussanordnung als ein Kappenverschluss für einen Flaschenhals 10 beschrieben. Die Flasche kann eine PET- oder PVC-Flasche sein, die aus einem spritzgeformten Vorformling gebildet ist, der auf die erforderliche Form blasgeformt wird, oder ein Glasgefäß oder eine Flasche.
Der Hals 10 der Flasche ist offen und ist mit einem hervorstehenden Flansch 12, um eine abwärtsgerichtete Bewegung der wiederverschließbaren Verschlussanordnung während des Anpassens zu begrenzen, und einer Rippe 14, die von einer äußeren Wand des Halses hervorsteht, um mit einer nach innen hervorstehenden Rippe 16 der Tülle 6 ineinander zu greifen, versehen.
Die Folie 8 kann eine Polymerfolie oder eine Polymerfolie, die auf einer Aluminiumfolie beschichtet ist, oder Aluminium sein. Die Folie ist so ausgewählt, dass sie geeignet ist, um beiderseits verbunden und mit minimaler Verwenderkraft zerrissen zu werden. Jede Polymerschicht muss außerdem ausreichend dünn sein, damit die Zerreißbarkeit der Folie nicht gehemmt wird. Eine Folie aus Aluminium von einer Stärke zwischen 12 und 25 Mikrometern mit beiderseitigen Polymerschichten von zwischen 15 und 30 Mikrometern wird bei Verwendung leicht zerreißen, während der erforderliche gasdichte Verschluss aufrecht erhalten bleibt, wenn sie durch die Überkappe getragen wird. Dünnere Polymerschichten sind auch möglich. Die Folie 8 ist vorzugsweise, bereits mit der wiederverschließbaren Verschlussanordnung verbunden, bereitgestellt.
Die Tülle 6 ist vorzugsweise eine spritzgeformte Polyethylen- oder PET-Komponente. Sie umgibt den Hals 10 der Flasche und ist an diesen angepasst. Die Tülle umfasst eine Einfassung 20, die den Hals umgibt und in einer nach innen herausragenden Rippe 16 endet. Ein Absatz 22 ist in der Tülle gebildet, wo er oben auf der offenen Öffnung des Halses 10 sitzt und die Folie 8 zwischen einer Oberfläche 24 der Tülle und einer oberen Deckschichtebene der offenen Öffnung des Halses einklemmt. Beide dieser zusammenwirkenden Oberflächen können, wie in 1 gezeigt, abgestuft sein, um einen genauen Eingriff während des Fügevorganges zu ermöglichen.
Die Tülle 6 hat eine rohrförmige äußere Wand 26, die sich aufwärts von dem Absatz 22 erstreckt. In einer äußeren Oberfläche der Wand 26 sind ein Gewinde oder eine Mehrzahl herausragender Rippen 30 gebildet, um mit entsprechenden Ausbildungen 32 auf einer inneren Oberfläche einer äußeren Wand 34 der Überkappe 4 zusammenzuwirken.
Die Überkappe 4 weist einen Stopfen 36 auf, der von einem oberen Ende der Kappe innerhalb der äußeren Wand 34 herabhängt. Eine Basis des Stopfens 36 ist von einer ringförmigen Platte 40 gebildet. In dieser Ausführungsform ist die Platte 40 eine separate Komponente, die an einer Wand des Stopfens mittels eines ringförmigen arretierenden Rings 42 angebracht ist, der einen nach außen zeigenden Rezess 44 bestimmt, in den eine ringförmige nach innen hervorstehende Kante 46 der Wand des Stopfens passt. Diese Anordnung ermöglicht der Platte 40, sich relativ zu dem Rest der Überkappe zu drehen.
In einer anderen Ausführungsform (nicht gezeigt) ist die Platte 40 integral mit der herabhängenden Wand des Stopfens geformt.
Ein offenes Ende des Stopfens 36 ist mittels einer Hohlkappe 50 geschlossen, der in dem oberen Ende druckangepasst ist, um einen sauberen Abschluss zu ergeben.
Verwendungsverfahren
Der Ab-Werk-Verschlusszustand der wiederverschließbaren Verschlussanordnung ist in 2 gezeigt. Die Überkappe 4 ist auf die Tülle geschraubt, sodass die Platte 40 die Verschlussfolie 8 trägt, die in der offenen Ebene der Öffnung des Halses 10 liegt. Die Folie 8 ist auf die Basis der Platte 40 und die Oberfläche 24 der Tülle und die obere Oberfläche des Halses geschweißt. Die Überkappe 4, Tülle 6 und Folie 8 werden vormontiert zur Verfügung gestellt, sodass nur der Schritt des Anpassens der Einfassung 20 der Tülle auf den Hals und Heißsiegeln der Anordnung aneinander fertig gestellt werden muss. Das Verschließen der Folie 8 über die offene Öffnung des Halses 10 liefert die erste Dichtung in diesem Ab-Werk-Verschlusszustand.
In diesem Ab-Werk-Verschlusszustand gibt es zwischen der Basis der Wand 34 und dem Absatz 22 einen freiliegenden ringförmigen Spalt 52. Das Vorhandensein dieses Spalts 52 dient als Nachweis dafür, dass die wiederverschließbare Verschlussanordnung nicht manipuliert worden ist, während sich das Produkt im Regal befand. Wahlweise (nicht gezeigt) kann ein manipulationsnachweisendes Abreißband an der Basis der Wand 34 der Kappe verwendet werden, um den Spalt 52 zu verdecken.
Wenn die Anordnung geöffnet werden soll, dreht der Verwender die Überkappe 4 relativ zu der Tülle 6. Dies verursacht eine Scherkraft an der Folie 8, die die Folie in dem ringförmigen Bereich, der den Stopfen 36 umgibt, zerreißt. Die Drehanbringung der Platte 40 relativ zu der Überkappe ermöglicht, dass die Überkappe beginnt sich zu drehen, bevor die Folie zu reißen beginnt. Dies ermöglicht, dass die Kappe mit einem geringeren Anzugsmoment geöffnet werden kann. Sobald die Kappe gelockert ist, verringert die Aufwärtsbewegung des Stopfens die Abstützung für die Folie 8, und der Druck in dem Behälter unterstützt das Zerreißen der Folie 8.
3 zeigt den wiederverschlossenen Zustand der wiederverschließbaren Verschlussanordnung. In diesem Zustand ist die Folie 8 nicht länger intakt. Wenn die Überkappe 4 vollständig auf die Tülle 6 aufgeschraubt ist, ruht die Kante der Wand 34 auf dem Absatz 22. Dies begrenzt eine weitere Abwärtsbewegung der Kappe. In dieser Position hat die Platte 40 die Öffnung des Halses 10 erfasst, und ein sekundärer Verschluss ist durch den Eingriff der Kante der Platte 40 mit einer inneren Kante der Öffnung des Halses, wie in dem mit A beschrifteten Bereich gezeigt, gebildet. Vorzugsweise weist die Platte 40 eine abgeschrägte Kante auf, um einfache Aufnahme in die Öffnung des Halses hinein zu ermöglichen und zu gewährleisten, dass ein sekundärer Verschluss selbst dann gebildet wird, wenn die Abmessungen der Hälse der Flaschen variieren.
Es ist verständlich, dass die Haltbarkeitsdauer des Produktes, das in einem Behälter aufbewahrt wird, der mit solch einer wiederverschließbaren Verschlussanordnung verschlossen ist, wesentlich verlängert ist, weil der primäre Verschluss, der durch die Folie zur Verfügung gestellt wird, einen hohen Grad an Gasundurchlässigkeit aufweist.
Die Verwendung einer separaten Tülle 6 führt zu einer Ersparnis in der Halsmaterialmenge, die im Vorformling der Flasche verwendet wird.

Claims

Ein Behälter mit einem offenen Hals und einer wiederverschließbaren Verschlussanordnung (2), die einen Ab-Werk-Verschlusszustand sowie einen wiederverschlossenen Zustand für den Behälter zur Verfügung stellt; wobei die Anordnung eine Folie (8), die über dem Hals (10) eine erste Dichtung in dem Ab-Werk-Verschlusszustand bildet; eine rohrförmige Tülle (6), die den Hals umgibt und an diesen angepasst ist; eine Überkappe (4) mit Mitteln zum entfernbaren Eingriff mit einer äußeren Wandung der Tülle umfasst; gekennzeichnet durch einen Stopfen (36), der mit der Überkappe verbunden ist und eine Platte (40) aufweist, die in dem Ab-Werk-Verschlusszustand mit der Folie versiegelt ist und diese trägt, wobei die Platte daran angepasst ist, im wiederverschlossenen Zustand in dem Hals einzugreifen.
Ein Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Platte (40) so an dem Stopfen (36) angebracht ist, dass sie sich relativ zu dem Stopfen drehen kann.
Ein Behälter nach Anspruch 1, bei dem die Platte integral mit dem Stopfen ausgebildet ist.
Eine wiederverschließbare Verschlussanordnung (2) aus Tülle (6), Überkappe (4) und Folie (8) zum Einfügen in einen Behälter, wie in einem der vorstehenden Ansprüche beansprucht.