DE60118944T2

DE60118944T2 - Umformverfahren zur Herstellung eines Verschlusses für Weinflaschen

Info

Publication number: DE60118944T2
Application number: DE60118944T
Authority: DE
Inventors: Guala Dispensing S.p.A. Felice Fragola
Original assignee: Guala Dispensing SpA
Current assignee: Guala Dispensing SpA
Priority date: 2000-02-07
Filing date: 2001-01-22
Publication date: 2007-04-12
Anticipated expiration: 2021-01-23
Also published as: EP1169234A1; CN1362929A; ATE239645T1; ATE323578T1; DE60100250D1; DE60100250T2; AU3542901A; EP1169234B1; WO2001058772A1; IT1319887B1; RU2261204C2; ITTO20000112A1; CN1178823C; ZA200107807B; AU767844B2; BR0104423A; US20020153342A1; ES2262942T3; EP1321271A2; ES2194829T3

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf einen Verschluss für Behälter und insbesondere auf einen Stopfen für Flaschen, vorzugsweise daran angepasst, zum Verstöpseln von Weinflaschen verwendet zu werden.
Aufgrund der bevorzugten Anwendung, wie zur Zeit vorgesehen, orientiert sich die folgende Beschreibung an dem Fall, bei dem der Verschluss der Erfindung auf dem Gebiet von Flaschen für Nahrungsmittel, insbesondere von Weinflaschen, angewendet wird, so dass der Verschluss die Aufmachung eines Flaschenstopfens annehmen wird. Es ist jedoch klar, dass die Lehren der vorliegenden Erfindung gleichermaßen auf Behälter für jegliche Art von Substanz (Nahrungsmittel oder anderes) anwendbar sind, die einen abgedichteten Verschluss erfordert, der einerseits zum Verhindern des Auslaufens der enthaltenen Substanz und andererseits zum Verhindern des Eindringens von Gasen und/oder fremden Substanzen (beispielsweise einschließlich des Materials, aus dem der Verschluss besteht) in das Innere des Behälters dient.
Auf dem Gebiet der Stopfen für Weinflaschen ist das üblichste Material aus dem sie gemacht sind, Kork: Ein solches Material ist teuer, die Beschaffung wachsend schwieriger, da er von bestimmten Pflanzen herrührt und daher in der Natur in relativ begrenzten Mengen verfügbar ist.
Darüber hinaus haben aus Kork hergestellte Stopfen vom Standpunkt der Funktionalität viele Probleme: Feldstudien haben gezeigt, dass in hohen Prozentsätzen solche Stopfen den in den Flaschen enthaltenen Wein schädigen und ihm einen Geschmack geben, der nicht mehr der ursprüngliche ist und der für den Gaumen stets unerfreulich ist. Wenn der in diesen Flaschen enthaltene Wein wertvoll ist, ist das Vorhandensein eines fehlerhaften Stopfens Verschwendung und impliziert große Kosten.
Selbst wenn aus Kork hergestellte Stopfen keine Defekte zeigen, ist es ratsam, sie periodisch zu ersetzen (10–15 Jahre), um ein Auslaufen der Flascheninhalte zu vermeiden.
Kork führt auch hinsichtlich seiner Anbringung und Entfernung von Flaschen zu Problemen: Tatsächlich sind automatische Verkorkungsmaschinen Staub und Korkstückchen, die sich ablösen, ausgesetzt, was die Umgebung verschmutzt und die Prozessqualität beeinträchtigt; darüber hinaus ist Kork ein nicht gleichförmiges Material, so dass sein Verhalten von einer Liefercharge zur nächsten schwankt; schließlich kann es, wenn der Stopfen aus der Flasche gezogen wird, beispielsweise unter Verwendung eines üblichen Korkenziehers, passieren, dass kleine Korkteilchen ins Innere der Flasche selbst fallen und seinen Inhalt verschmutzen.
Es sind Studien durchgeführt worden, um aus Plastikmaterial hergestellte Stopfen für Flaschen herzustellen, die eine äquivalente Leistung zu jenen von aus Kork gefertigten Stopfen, ohne die oben erwähnten Probleme, erreichen, jedoch sind die praktischen Ergebnisse soweit in verschiedener Hinsicht unzufriedenstellend gewesen, so dass es noch nicht möglich gewesen ist, einen Verschluss herzustellen, der den Ersatz von Kork als Material gestattet (selbst mit allen dadurch erzeugten Problemen wie oben erwähnt) während dieselben positiven Eigenschaften bereitgestellt würden.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, die oben erwähnten Probleme des Standes der Technik zu lösen, indem ein aus Plastikmaterial gefertigter Verschluss für Behälter bereitgestellt wird, der optimale Dichteigenschaften aufweist, was verhindert, dass Gase und/oder Fremdsubstanzen in die Behälter gelangen und die in den Behältern selbst enthaltene Substanz am Auslaufen hindert.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, einen Verschluss vom Weinflaschenstopfentyp bereitzustellen, der auf die Flaschenhalsgrößen angewendet werden kann, die derzeit als Standard für Flaschen dieses Typs angesehen werden, der ohne Modifikationen der automatischen Vorrichtungen zum Verkorken von Flaschen selbst angepasst werden kann, und der von Flaschen unter Verwendung üblicher Entfernermittel des Korkenziehertyps entfernt werden kann. Darüber hinaus gestattet der Stopfen der Erfindung, dass die organoleptischen Eigenschaften des enthaltenen Weins erhalten bleiben und damit findet er bevorzugte Anwendung bei der Lagerung von Weinen des stillen und leicht mosierenden Typs, und beim Lagern wertvoller Weine.
Die obigen und andere Aufgaben und Vorteile der Erfindung, wie sie in der nachfolgenden Beschreibung erscheinen, werden durch einen Verschluss für Behälter, wie in Anspruch 1 beansprucht, erhalten. Bevorzugte Ausführungsformen und nicht offensichtliche Variationen der vorliegenden Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beansprucht.
Die als WO 00/23259 (Dokument D6) veröffentlichte internationale Anmeldung offenbart ein Verfahren zum Formen von synthetischen Verschlüssen, die für Weinflaschen anstelle von natürlichem Kork verwendet werden können, wobei dieses Verfahren ein superkritisches Fluid als Blähmittel verwendet. Jedoch ist das superkritische Fluid Kohlendioxid. In D6 wird keine Offenbarung von superkritischem Stickstoff gemacht.
Die europäische Patentanmeldung EP-A-0 985 511 (Dokument D7) bezieht sich nicht auf die Herstellung von Verschlüssen für Weinflaschen. Dieses Dokument des Stands der Technik beschreibt umgekehrt nur ein Verfahren, bei dem ein Kunststoffmaterial mit einem superkritischen Fluid saturiert und dann aufgeschäumt wird. Das superkritische Fluid der Wahl ist wieder Kohlendioxid. Acht andere superkritische Fluide sind in 2 von D7 offenbart, von denen Stickstoff genannt ist. Jedoch wird kein Hinweis gegeben, Stickstoff aus den aufgeführten Fluiden auszuwählen.
Die Patentveröffentlichung WO 89/00918 offenbart allgemein ein Verfahren zur Herstellung von mikrozellulärem Schaum aus semi-kristallinen Polymermaterialien, das den Schritt des Sättigens des Materials mit einem Gas beinhaltet, dass anscheinend in seinem superkritischen Zustand ist, und dann Vermindern des Drucks, um eine Blasennukleation zu verursachen.
Die Patentveröffentlichung US 5 496 862 offenbart Verschlüsse für Weinflaschen, die durch Formen eines Blockcopolymer-Elastomers in Anwesenheit eines Blähmittels hergestellt werden, dass typischerweise ein Blähmittel wie etwa Natriumbicarbonat und Zitronensäure ist.
Der Stöpsel ist aus elastomerem Material hergestellt, insbesondere aus thermoplastischen Schaummaterial oder aus hitzehärtendem Schaummaterial.
Da das eingesetzte Material ein Schaumelastomer ist, muss das Herstellverfahren Heißformen in Anwesenheit eines Treibmittels beinhalten, das ein Fluid im superkritischen Zustand ist. Wie bekannt ist, ist ein Fluid im superkritischen Zustand ein Fluid, das auf einem Druck und einer Temperatur oberhalb von kritischem Druck und Temperatur des Materials gehalten wird und sich daher so verhält, wie es sowohl für eine Flüssigkeit als auch für ein Gas typisch ist. Beispielsweise wird diese Flüssigkeit eine Lösekraft ähnlich der einer Flüssigkeit aufweisen, aber eine Oberflächenspannung, die wesentlich schwächer ist als die einer Flüssigkeit und solcherart, dass seine Diffusion durch den gelösten Stoff vergrößert ist.
Das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung beinhaltet die folgenden Schritte:

(a) Bereitstellen einer Quelle superkritischen Fluids bei einer Temperatur und einem Druck größer als kritische Temperatur und der Druck dieses superkritischen Fluids;
(b) Vorwärmen des Polymermaterials auf eine Temperatur über der kritischen Temperatur des superkritischen Fluids, vorzugsweise über der Erweichungs- oder Schmelztemperatur dieses Polymermaterials;
(c) Sättigen des in Schritt (b) vorgewärmten Polymermaterials mit dem superkritischen Fluid durch Halten des Inneren der Sättigungskammer auf einer Temperatur und einem Druck höher als kritische Temperatur und kritischer Druck des superkritischen Fluids, wobei das vorgewärmte Polymermaterial und das superkritische Fluidmaterial vorzugsweise in der Sättigungskammer gemischt werden, um den Sättigungsprozess zu ermöglichen;
(d) Einspritzen des vorgewärmten Polymermaterials, das mit dem superkritischen Fluid gesättigt ist, in eine Verschlussform, wobei der Druck unter den kritischen Druck des superkritischen Fluids vermindert wird;
(e) und Halten des Polymermaterials in der Form, bis die Ausbildung des Verschlusses vollständig ist.

Das superkritische Fluid für den oben skizzierten Prozess ist Stickstoff im superkritischen Zustand, für den die kritische Temperatur bzw. der kritische Druck T = ca. –147°C und P = ca. 3,389 × 10⁶ N/m² sind.
Der oben skizzierte Prozess ist besonders vorteilhaft, da wir beobachtet haben, dass er ein Material mit einer extrem homogenen Struktur aus kleinen Mikrozellen (10⁹ bis 10¹² Zellen pro cm³, wobei die mittlere Größe der Zellen kleiner als 2 Mikron ist) erzeugt. Daher erhält der Verschluss bemerkenswerte Dichteigenschaften und Undurchlässigkeitseigenschaften für Gase.
Der Verschluss der Erfindung in seiner Form als Stopfen ist daher daran angepasst, in einer Flasche platziert zu werden, um sie unter Verwendung einer üblichen Verkorkungsmaschine zu schließen und ist dafür ausgelegt, beim Öffnen unter Verwendung eines üblichen Korkenziehers (nicht dargestellt) aus einer Flasche entfernt zu werden. Das Material, aus dem der Stopfen besteht, garantiert Sperreigenschaften und Eigenschaften, die ein Fehlen von Materialauslecken über eine Periode sicherstellen, die nicht kürzer ist als die, die mit einem aus Kork hergestellten Stopfen unter optimalen Bedingungen erreicht werden kann.
Um die oben erwähnte Sperrfunktion durchzuführen, wird der Verschluss der Erfindung weiter mit Sperrmitteln ausgerüstet, beispielsweise in Form zumindest einer kreisförmigen dünnen Schicht, die auf der Seite des Verschlusses platziert ist, welche zum Behälterinneren hinweist; diese dünne Schicht ist aus einem zum Ausbilden einer solchen Sperre geeigneten Material gefertigt, beispielsweise sogar aus Gold. Andere Arten von Sperrmitteln könnten zumindest eine Scheibe oder zumindest ein Dichtring sein, die beispielsweise zur besseren Lagerung des Produktes im Inneren des Behälters aus Glas gefertigt sind.
Die Verschlüsse der Erfindung können weiter verstärkt werden, indem ihre Beschichtung mit einem sie ganz umgebenden Schutzfilm versehen wird, wobei der Schutzfilm insbesondere ein Silikonfilm sein könnte.
Beim Herstellen von Etiketten, Zeichnungen oder Beschriftungen auf der Oberfläche des Verschlusses 1 gemäß der Erfindung gestattet die Erfindung die Verwendung laserbasierter Verfahren zusätzlich zu normalen Technologien des Tintendrucks. Die Art des Lasers und die für diesen Markungsprozess benötigte Menge an Energie hängt vom markierten Plastikmaterial ab. Für das bei den Verschlüssen der vorliegenden Erfindung verwendete Material wird üblicherweise bevorzugt, einen Nd:YAG-Laser mit einer Leistung von 30 bis 200 Watt und einer Wellenlänge von 1064 nm (sekundäre Wellen 532–355–266 nm) zu verwenden. Das Plastikmaterial, aus dem der Stopfen besteht, muss mit einem farbverändernden Master behandelt werden, der die Färbung ändert, wenn er von dem Laserstrahl getroffen wird. Ein bevorzugter Master ist SARMATENE^® von der Firma Clariant. Der farbverändernde Master wird in Mengen von 1% bis 4%, vorzugsweise ungefähr 2%, zugesetzt. Die Wahl eines Lasermarkierungsverfahrens, der die Verwendung eines farbverändernden Masters mit sich bringt, an Stelle von Laserverfahren, wo die Markierung durch Oberflächenkarbonisierung erzeugt wird, ist wichtig, weil im Falle eines Verschlusses für Behälter, bei dem die Leckdichtigkeit des Behälter essentiell ist, eine Markierung durch Oberflächenkarbonisierung in nicht wieder gut zu machender Weise zu unakzeptablen Oberflächenirregularitäten führt. Diese Oberflächenirregularitäten würden dann eine Passung mit der Innenoberfläche des Halses des Behälters verhindern, wie für einen lichtdichten Verschluss notwendig.
Die Ausrüstung zum Ausführen des Markierungsprozesses ist von bekannter Art und kommerziell erhältlich und wird daher nicht detaillierter beschrieben.

Claims

Verfahren zum Heissformen eines Verschlusses für Weinflaschen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte involviert: (a) Bereitstellen einer Quelle superkritischen Fluids bei einer Temperatur und einem Druck, die größer sind als kritische Temperatur und Druck des superkritischen Fluids; (b) Vorwärmen des Polymermaterials auf eine Temperatur über der kritischen Temperatur des superkritischen Fluids; (c) Sättigen des in Schritt (b) vorgewärmten Polymermaterials mit dem superkritischen Fluid durch Halten des Inneren der Sättigungskammer auf einer Temperatur und einem Druck höher als kritische Temperatur und Druck des superkritischen Fluids; (d) Einspritzen des mit superkritischen Fluid gesättigten vorgewärmten Polymermaterials in eine Verschlussform, Mindern des Drucks bis unter den kritischen Druck des superkritischen Fluids; (e) Bewahren des Polymermaterials in der Form, bis die Bildung des Verschlusses abgeschlossen ist; wobei das superkritische Fluid Stickstoff im superkritischen Zustand ist.
Verfahren gemäß Anspruch 1, wobei im Schritt (b) das Polymermaterial über seine Erweichungs- oder Schmelztemperatur erwärmt wird.
Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt (c) das vorgewärmte Polymermaterial und das superkritische Fluid in der Sättigungskammer gemischt werden, um den Sättigungsprozess zu erleichtern.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, weiterhin umfassend einen Schritt des Versehens des Verschlusses mit einer Beschichtung aus einem Schutzfilm.
Verfahren gemäß Anspruch 4, wobei der Schutzfilm ein Silikonfilm ist.
Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, weiterhin umfassend einen Schritt des Markierens der Oberfläche des Verschlusses.
Verfahren gemäß Anspruch 6, wobei der Schritt des Markierens mittels eines laserbasierten Verfahrens durchgeführt wird, und der Laser ein Nd:Yag-Laser mit einer Leistung von 30 bis 200 W und einer Wellenlänge von 1064 nm und Sekundarwellen 532–355–266 nm ist.
Verfahren gemäß Anspruch 7, wobei das Plastikmaterial des Verschlusses mit einer Menge von 1% bis 4% eines farbverändernden Masters behandelt wird, der seine Farbigkeit ändert, wenn er vom Laserstrahl getroffen wird.