DE69430850T2

DE69430850T2 - Dosenteil mit metall/kunststoff/metallstruktur

Info

Publication number: DE69430850T2
Application number: DE69430850T
Authority: DE
Inventors: J. Mchenry; Dominique Petit
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1993-12-01
Filing date: 1994-11-30
Publication date: 2003-01-16
Anticipated expiration: 2014-12-01
Also published as: EP0731752A1; FR2713137B1; EP0731752B1; WO1995015259A1; JPH09511698A; ES2178665T3; AU1397995A; FR2713137A1; DE69430850D1; EP0731752A4

Description

Hintergrund der Erfindung

Die vorliegende Erfindung fällt in das technische Gebiet der Herstellung von zum Verpacken von Lebensmittelprodukten bestimmten Komponenten, Dosenkörpern und -enden, die leicht zu öffnen sind oder nicht, durch Ziehen in einem Durchlauf oder in mehreren Durchläufen ausgehend von einem Metall-Kunststoff-Schicht-Aufbau.
Präziser ist der in der vorliegenden Erfindung verwendete Metall-Kunststoff-Aufbau vom Typ Metall-Polymer-Metall, dass heißt, in welchem eine Schicht aus Polymer zwischen zwei Metallbleche gebracht ist, an die es angehaftet ist.
In dem Text dieser Patentanmeldung werden wir für diesen Aufbau die Ausdrücke Metall- Kunststoff-Metall, Metall-Polymer-Metall oder, einfacher in einer abgekürzten Weise, MPM ohne Unterscheidung verwenden.
Es gibt zahlreiche Dokumente die Metall-Kunststoff-Schicht-Aufbauten bzw. -Konstruktionen beschreiben. Die Mehrzahl dieser betrifft Metall-Polymer oder Poly-Metall-Polymer-Aufbauten, wobei Metall-Polymer-Metall-Aufbauten seltener sind:
Von diesen Dokumenten, die MPM-Aufbauten beschreiben, lehrt keines, welcher Bereich der Materialien und Dicken geeignet ist, um gezogene und abstreckgezogene Dosen für Getränke oder Lebensmittel herzustellen.
Zur Erläuterung kann man die Internationale PCT Anmeldung zitieren, die am 25. Juni 1981 von Metal Box Limited eingreicht wurde und mit der Nummer WO 82/00020 am 7. Januar 1982 veröffentlicht wurde. Diese Anmeldung rief insbesondere das Europäische Patent EP 055 719 ins Leben.
Dieses Patent beschreibt einen Metall-Kunststoff-Aufbau in seiner einfachsten Ausführung mit einer Polyethylen- (PE-) Folie, die an einer Metallfolie oder an einer Metallplatte befestigt ist. Ein anderes Ausführungsverfahren besteht aus zwei Folien aus PE, die an entgegengesetzten Oberflächen einer Metallplatte befestigt sind, um einen PE-Metall-PE-Komplex zu bilden. Schließlich besteht ein drittes Ausführungsverfahren aus zwei Platten oder Folien aus Metallen, die an entgegengesetzten Oberflächen einer PE-Folie befestigt sind. Das verwendete PE, erhalten durch Niederdruck-Copolymerisation von Ethylen und von Buten-1, ist von einem Typ niederer Dichte mit linearer Struktur mit einer Dichte von zwischen 0,91 und 0,94 und es wurde festgestellt, dass dieser besondere Typ, dessen Eigenschaften in der Anmeldung beschrieben sind, die interessante Eigenschaft aufweist, direkt an dem Metall zu haften, ohne ein Haftmittel verwenden zu müssen. Es reicht, es an das Metall durch gleichzeitiges Aufbringen von Hitze und Druck anzukleben (Verschweißen).
Die metallischen Substrate können Stahl, Stahl mit einer Beschichtung aus Zinn oder Chrom oder Chrom/Oxid oder Zink, unbehandeltes oder mit Nickel, Kupfer oder Zink behandeltes Aluminium sein. Es kann einer chemischen Umwandlungsbehandlung unterworfen worden sein.
Trotzdem ist keine explizite Lehre vorhanden, was die gewünschten absoluten oder relativen Beispiele von einfachen Metall-Kunststoff-Aufbauten betrifft, in denen Folien von verschiedenen Polyethylen-Typen mit 100 um (Micron) Dicke mit den Platten von verschiedenen Metallen; Stahl, verzinnter Stahl, mit Chrom-Chromoxid beschichteter Stahl oder Aluminium mit einer Dicke von 210 um (Micron) verschweißt sind. Die erhaltenen Proben werden dann durch Falten, Stanzen, Ziehen und Wand-Abstreckziehen in hohle Gegenstände geformt. Die Haftung der Beschichtungen wird verglichen, und verdeutlicht die Überlegenheit von Polyethylen niedriger Dichte mit linearer Struktur.
Das französische Patent FR 2 665 887 (Pechiney Emballage Alimentire) beschreibt eine Kapsel, die dazu bestimmt ist über einen Korken zu passen, die durch Ziehen, Ziehen und Abstreckziehen oder Projizierstreckdrücken hergestellt wird, und die dadurch gekennzeichnet ist, dass sie zwei Schichten aus Aluminium umfasst, die durch eine Haftmittelschicht zusammengehalten werden, die eine Shore-Härte von weniger als 80 aufweist. Die Haftmittelschicht kann sich aus einer Ethylen-Acrylsäure oder aus Polyethylen oder aus Polypropylen, modifiziert mit Säurefunktionalität, zusammensetzen. Der Komplex weist eine Gesamtdicke zwischen 120 und 400 um (Micron) auf, mit der folgenden Prozentverteilung der Gesamtdicke:
Äußere Aluminiumschicht 20 bis 50%
Haftmittelschicht 3 bis 30%
Innere Aluminiumschicht 40 bis 60%
Die auf die Schweizerische Aluminium AG übertragene Europäische Patentanmeldung EP-A-0 046 444 beschreibt eine MPM-Verbundfolie, bei der die Kunststoffschicht so dick sein kann, wie die zwei Metallschichten zusammen. Eine angegebene Bedingung zum Erreichen von Ziehbarkeit ist, dass die Kunststoff-Kernschicht und die Metallschichten so gewählt werden, dass, wenn der Verbund gestreckt wird, das durch den Kunststoffkern getragene Last größer ist als die, welche durch jedes der Metallbänder getragen wird. Diese Bedingung wird durch Verwendung einer orientierten oder gereckten Kunststoffschicht erreicht. Es ist ebenfalls angegeben, dass das weiche oder halbharte, dünne Aluminiumband besonders gut geeignet ist. Es gibt keine Lehre vom Ziehen von starren Behältern wie Dosen.
Einen ähnlichen Ansatz für MPM-Konstruktionen ist in der Europäischen Patentanmeldung EP-A-0 034 781 beschrieben, die auf die BASF Aktiengesellschaft übertragen ist. Die Erfinder dieser Anmeldung rollen die Kunststoff- Folie, bevor sie mit der Metallfolie kombiniert wird, um dem Kunststoff duktile Eigenschaften zu geben, die mehr wie bestimmte ausgewählte Metalle sind.
Ein Metall-Kunststoff-Metall-Struktur-Laminat, das zu verschiedenen nützlichen Gegenständen geformt werden kann, wird in der Europäischen Anmeldung EP-A-0134958 beschrieben, die auf Dow Chemical Company übertragen ist. Diese Erfindung ist teilweise durch einen sehr weiten Bereich an Dicken der einzelnen Schichten, Gesamtdicken und Dickenverhältnissen gekennzeichnet. Es ist darüber hinaus hinsichtlich einer Fähigkeit des Laminates, zumindest einem gewissen Grad an Streckverformbarkeit, wie er in einem Standard-Laborversuch gemessen wird, zu widerstehen, der Fähigkeit bis zu einem bestimmten scharfen Radius ohne Metallbruch gebogen zu werden, und einem gewissen Grad an thermischer Stabilität gekennzeichnet.
Das Patent enthält weder irgendeinen Hinweis auf jegliche gezogene oder gezogene und abstreckgezogene Formen, noch auf die Fähigkeit dieser Laminat-Aufbauten durch sowohl ein Ziehverfahren, als auch durch ein Zieh- und Abstreckziehverfahren geformt zu werden. Der beschriebene Laborversuch ist eine Art biaxialer Strecktest, in dem das Material gleichmäßig gestreckt wird, während der Rand erhalten bleibt, so befestigt, um das Material dünner zu machen. Während solch ein Streckformverfahren herkömmlicherweise benutzt wird, um flache Teile, wie Fahrzeug-Armaturenbretter herzustellen, wird es nicht benutzt, um Lebensmittel- oder Getränkedosen herzustellen. Ein herkömmliches Ziehverfahren, wie es verwendet wird, um Lebensmitteldosen herzustellen, oder die ersten Schritte um Getränkedosen herzustellen, erlaubt es dem Material vom Rand her zu fließen und ergibt geringe oder keine Dickenverringerung.
Das an die Continental Can Company übertragenene U.S. Patent 3298559 beschreibt laminierte Metall-Kunststoff-Behälter, wie Kuchenformen, die in herkömmlichen Formwerkzeugen kalt gezogen werden. Von den beschriebenen Metall-Kunststoff-Behältern sind einige, die von dem MPM-Typ sind. Obwohl weite Bereiche der Dicken der Metall- und der Kunststoffschichten beansprucht werden, gibt es keine Lehre über die Wichtigkeit des Verhältnisses dieser Dicken. Jene Beispiele, die MPM-Aufbauten abdecken, weisen ein Verhältnis von Kunststoff zu Gesamtmetalldicke zwischen 5 und 9 auf. Die Metallschichten in den MPM-Beispielen werden als weich oder unvergütet beschrieben. Es gibt keinen Hinweis, dass derartige Behälter durch ein Zieh- und Abstreckziehverfahren geformt werden können oder, dass gezogene Behälter hergestellt werden können, die für Lebensmitteldosen geeignet sind.

Gestellte Aufgabe

Die den Erfindern gestellte Aufgabe war die Verbesserung von gezogenen Dosenkörpern, insbesondere Lebensmitteldosen, und ihren leicht zu öffnenden Enden zu vebessern.
Der Formungsprozess dieser Komponenten, Dosen und Enden ist der Zieh- oder Zieh-Nachzieh- Prozess, der sehr schnelle Produktionszyklen erlaubt.
Sehr schematisch umfasst der Prozess wenigstens einen Zieh-Durchgang. Einer beginnt mit einer runden oder nahezu runden ebenen Scheibe aus Stahl oder Aluminiumlegierung. Die Scheibe wird dann entweder in einem einzigen Durchgang zum Erzeugen eines Endes oder einer Dose oder in zwei oder mehreren Durchgängen gezogen, von denen der erste einen Zwischenkörper in der Form eines Napfes liefert, der dann nachgezogen wird, um seinen Durchmesser zu vermindern und seine Höhe zu erhöhen. Diese Technik ist dem Fachmann wohlbekannt.
Die Dosen oder leicht zu öffnenden Enden werden im Innern mit einem für Lebensmittel zugelassenem Lack und von Außen mit einer oder mehreren Dekorationsschichten beschichtet, die die Natur und die Marke des Inhalts anzeigen.
Unter den Kostenfaktoren der durch Ziehen hergestellten Dosen und Enden bilden die Kosten des Metalls, trotz ihres geringen Gewichts einen entscheidenden Teil. Daher ist unter den Forschern die Idee aufgetreten, einen Teil des Metalls durch ein weniger teueres Material zu ersetzen: Kunststoff. Die Kosten der üblichen Polymere, Polyolefine wie Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), Polyester (PET), Polyamide sind im Allgemeinen für eine gleiche Dicke geringer als die von Aluminiumlegierungen.
Das Elastizitätsmodul und die Elastizitätsgrenze der meisten Kunststoffmaterialien sind sehr viel geringer als die der Metalle, dem Ersatz von Kunststoff für Metall stehen verschiedene strukturelle Probleme gegenüber. Zusätzlich zu diesen strukturellen Problemen, gibt es Verfahrensprobleme, die zusätzlich an die Tatsache geknüpft sind, das Metalldosen im Allgemeinen unter Umständen hergestellt werden, die sich erheblich von denen unterscheiden, die zur Formung von Kunststoff verwendet werden. Beispielsweise werden Metallbehälter normalerweise mit hoher Geschwindigkeit und bei Umgebungstemperatur oder bei gemäßigten Temperaturen hergestellt, während das Verhalten von Kunststoff so ist, das Kunststoffbehälter normalerweise mit geringerer Geschwindigkeit und bei höheren Temperaturen hergestellt werden.
Frühere Forscher haben gezeigt, insbesondere wie in WO82/00020 beschrieben, dass dünne Kunststoffschichten, die gut an einer Metallfolie haften, in der Lage, sind durch einfache Veränderungen der herkömmlichen Metallformverfahren geformt zu werden. Dies kann durch die Tatsache erklärt werden, das das Verhalten des Metall-Kunststoff-Aufbaus während des Formens durch das stärkere und dickere Metall bestimmt wird und durch die Tatsache, dass die in der dünnen Kunststoffschicht oder -schichten erzeugten Belastungen als eine Folge ihrer guten Haftung leicht auf die Metallfolie übertragen werden.
Diese Beschränkung auf relativ dünne Kunststoffschichten war in der früheren Forschung kein Problem, da die Rolle des Kunststoffs allgemein war, das Metall gegen Korrosion zu schützen, und dass eine relativ dünne Schicht aus Kunststoff für diesen Schutz ausreicht.
Obwohl WO82/00020 angibt, dass, wenn gewünscht, die Laminate mit auf gegenüberliegenden Seiten der Polyethylenfolie geklebten Blech oder Folie hergestellt werden können, gibt es keinen Hinweis darauf, dass in solchen MPM-Strukturen dickere Kunststoffschichten gewünscht oder möglich wären. Wenn man MPM-Strukturen unter Verwendung der 100 um (Micron) Kunststoffolie und zwei Metallfolien von 210 um (Micron) aufgebauen würde, die in diesem Patent beschrieben sind, würde das Verhältnis der Kunststoffkerndicke zu Gesamtmetalldicke weniger als 0,24 betragen. Dieses geringe Verhältnis ist, wie gezeigt werden wird, geringer als das für die gewünschten Kosteneinsparungen benötigte.
Zusätzlich zu der Verwendung von Schichten aus Kunststoff, die dünn genug sind, um während des Formens durch das Metall dominiert zu werden, haben frühere Forscher zwei Ansätze verwendet. Der erste, der in dem Französischen Patent FR1414475 und im U.S. Patent 4390489 dargestellt ist, ist das Formen ausgehend von einem erhitzten Material durchzuführen, wie es in herkömmlichen Kunststoffverfahren wie Thermoformen, verwendet werden würde.
Der zweite Ansatz ist, mit Metall-Kunststoff-Aufbauten zu arbeiten, in denen die jeweiligen Materialien in solcher Weise gewählt sind, dass der Kunststoffkern das Formen dominiert, und die Deformation des Aluminiums der Deformation des Kunststoffs folgt. In der vorstehend beschriebenen EP-A-0 046 444, wird dieser Zustand in Form der durch den Kunststoffkern getragenen Last spezifiziert, die größer ist als die durch jede der Metallstreifen getragene. Dies wird erreicht durch die Verwendung von weichen oder halbharten Aluminiumstreifen und der Verwendung einer orientierten oder gereckten Kunststoffschicht.
In EP-A-0 034 781 walzen die Erfinder die Kunststoff-Folie kalt, um sie im Vergleich zu einer gegebenen Metallfolie noch dominanter zu machen. Dieses ermöglicht es ihnen eine etwas stärkere Metallfolie zu verwenden. Obwohl die Erfinder ihre Ergebnisse nicht in Form der Prozent der Last angeben, die durch das Metall getragen wird, kann diese Prozentzahl leicht für jede der geschichteten Aufbauten, die in dem Beispiel gezeigt werden, unter der Annahme berechnet werden, dass die höchste Metallbelastung gleich der, der Metallfolie ist, wenn sie allein getestet wird. Diese Rechnung zeigt, das das Metall nur 16,4% der Zugbelastung in dem Aufbau tragen würde, der die kaltgewalzte Folie verwendet, und 20,8% der Vergleichsprobe, die eine dickere Schicht des selben Kunststoffilms ohne Kaltwalzen verwendet.
Gemäß U.S. Patentschrift 3298559 walzen die Erfinder den Kunststoff weder kalt noch orientieren sie ihn auf eine andere Weise, aber in jedem der gegebenen MPM-Beispiele spezifizieren sie, dass die Aluminiumfolien totweich oder ungehärtet sind. Zusätzlich ist das Verhältnis der Kunststoffdicke zu der Gesamtmetalldicke in jedem MPM-Beispiel mindestens 5 zu 1. Obwohl die Erfinder weder den Prozentsatz der durch die Metalle getragenen Last noch die mechanischen Daten bereitstellen, aus denen sie berechnet werden kann, schreibt diese Kombination aus totweichem Aluminium und hohem Kunststoff zu Aluminium Dickenverhältnis vor, dass die Kunststoffschicht den Formungsprozess dominieren wird.
Wie nachstehend gezeigt wird, würde die Verwendung von weichen Metallegierungen oder einer im Vergleich zu der Gesamtdicke des Metalls dünnen Kunststoffschicht nicht die Aufgabe der gegenwärtigen Erfinder erfüllen, eine größere Reduzierung der Materialkosten für einen Behälters zu liefern, der zu manchem Zeitpunkt einem Innendruck oder anderen merklichen mechanischen Belastungen widerstehen muss.
Die gegenwärtigen Erfinder haben auch festgestellt, dass eine unorientierte Kunststoffkernschicht gegenüber einem orientierten Kunststoffkern hinsichtlich der Fähigkeit den tieferen Zügen zu widerstehen bevorzugt ist, die für gezogene Lebensmitteldosen benötigt werden.
Die Kunststoffschicht ist im Wesentlichen nicht anders orientiert, als durch zufällige Orientierung, die normalerweise während des Gießen oder Blasen einer Kunststoff-Folie erzeugt wird.
Um das Ziel der vorliegenden Erfindung zu erreichen, das darin besteht, die Dicke und folglich die Kosten des verwendeten Metalls zu verringern, fanden die Erfinder, dass die Kunststoffschicht, die zwischen zwei Metallschichten angeordnet werden sollte, dicker sein sollte, als diejenigen, die bisher in den aus Metall-Kunststoff-Aufbauten hergestellten Behältern erreicht wurden.
Es ist von anderen Arten von mechanischen Strukturen bekannt, ein billigeres Material oder ein Material geringerer Dichte als eine Zentralschicht zwischen zwei aus einem stärkeren und steiferen Material hergestellten Außenlagen zu verwenden. Solche "Sandwich"-Strukturen sind bekannt, um eine Biegesteifheit zu erreichen, die sich der, einer einzelnen Schicht des massiveren Materials mit der selben Dicke wie die Gesamtdicke des Sandwichs annähert.
Obwohl das weniger widerstandsfähige zentrale Material zu der Biegesteifheit der Struktur beiträgt, trägt es kaum der Zugfestigkeit des Sandwichs bei. Dies beschränkt die mögliche Verringerung der Gesamtdicke der beiden äußeren Metallschichten. Die Zugfestigkeit einer Struktur mit relativ dünnen Metallwänden, so wie ein Behälter, wird Membranfestigkeit genannt.
Die Erfinder fanden, dass der Druck, bei dem die Basis eines steifen Behälters, so wie eine Dose oder das Ende, beginnen kann von einer von außen gesehen konkaven Gestalt zu einer konvexen Gestalt überzugehen, von einer komplexen Funktion der Biegesteifheit und der Membranfestigkeit abhängt. Dieser Druck wird allgemein als Bodenbeuldruck bezeichnet. Die Form dieser Funktion der zwei Arten von Festigkeiten hängt von der exakten Gestalt der konkaven Kuppel und von der Gestalt des Teils der Basis ab, der die Kuppel mit dem Boden der Behälterwand verbindet.
Der Bodenbeuldruck (P) kann für eine einzelne Metallschicht als eine Funktion der Dicke durch die Formel ausgedrückt werden:
P = ken
wobei k = materialabhängige Proportionalitätskonstante, e = Dicke des Materials, n = zwischen 1 und 2 variierender, von der Geometrie der Basis abhängiger Exponent.
Wenn der Exponent nahe bei 1 liegt, zeigt dies an, dass der Beuldruck empfindlicher auf die Membranfestigkeit reagiert; wenn der Exponent nahe bei 2 liegt, zeigt dies an, dass der Bodenbeuldruck empfindlicher auf die Biegesteifheit reagiert. Für die meisten Getränkedosen- Basen liegt der Exponent zwischen 1, 2 und 1,9.
Je näher der Exponent bei 2 liegt, desto geringer ist die für eine gegebene Dicke der äußeren Metallschichten benötigte Kunststoffdicke.
Fig. 3 zeigt die für eine Gesamtdicke der zwei Metallschichten en benötigte Kunststoffdicke ep, um den gleichen Beuldruck wie mit einer Ganzmetallstruktur mit einer Dicke von 330 um (Micron) zu erhalten. Wie man an den verschiedenen Kurven beobachten kann, benötigt man eine sehr viel geringere Kunststoffdicke für einen Exponenten n = 1,7, für den die Biegesteifheit das Entscheidendste ist, als in dem Fall eines Exponenten n = 1, 2 für den die Membranfestigkeit das Entscheidendste ist.
Man kann in dieser Fig. 3 auch sehen, dass es für eine gegebene Gestaltung der Basis und folglich für einen gegebenen Wert von n, eine Reihe von Kunststoffdicken ep und entsprechende Gesamtdicken der zwei Metallschichten em gibt, die die benötigte Bodenbeulfestigkeit liefern werden. Für eine Gestaltung mit einem Exponent von beispielsweise 1,5 entsprechen alle akzeptablen Kombinationen der Abszisse und der Ordinate jedem Punkt der mit 1,5 bezeichneten Kurve.
Im Allgemeinen entsprechen die Punkte links auf jeder Kurve den ökomomischsten Strukturen, da sie weniger von dem kostspieligen Metall, und mehr von dem billigen Kunststoff einschließen.
Man sollte ebenfalls bemerken, das diese Punkte ein Verhältnis der Dicke des Kunststoffs zu der Gesamtdicke des Metalls aufweisen, das größer ist als das, das in dem Stand der Technik verwirklicht wurde.
Es wurde erwartet, dass die Herstellung von Behältern mit den herkömmlichen Metallformprozessen, so wie Ziehen, ausgehend von einer MPM-Struktur mit Strukturen, die weniger Metall und mehr Kunststoff aufweisen, relativ schwieriger sein würde. Ein Grund für diese Annahme war, dass ebenso sehr während des Ziehens wie des Abstreckziehens, die MPM- Struktur Zugbelastungen unterworfen wird, und man würde denken, dass gemäß der existierenden Technologie die Bruchdehnung der MPM-Struktur die selbe wäre wie die einer Gesamtmetallstruktur. Bei dieser Verlängerung würde das Kunststoffmaterial als eine Folge seines geringen Moduls einen kleineren Teil der Zugbelastungen tragen, die durch das Ziehen und Abstreckziehen verursacht werden. Um die allgemein anerkannte Annahme einer gleichen Bruchdehnung zu testen, haben die Erfinder uniaxiale Zugtests an verschiedenen Strukturen mit variierenden Kunststoffdicken und einer konstanten Dicke von 100 km (Micron) für jede Schicht der äußeren Aluminiumlegierung durchgeführt.
Sie waren überrascht zu beobachten, dass die Bruchdehnung, wie in Fig. 4 gezeigt, mit der Dicke des Kunststoffs anstieg, und in der Nähe von 300 um (Micron) Kunststoff ein Maximum erreichte, was ein Verhältnis P/(Mi + Me) von 1,5 ist.
Obwohl die Erklärung für diesen überraschenden Anstieg in der Bruchdehnung nicht vollständig klar ist, zeigt die Untersuchung der Proben nach dem Bruch, dass er mit der Fähigkeit des Kunststoffs zusammenhängt, die Konzentration von Belastungen zu verteilen, die aus dem Beginnen des Einschnürens einer der äußeren Metallschichten resultiert. Der Kunststoff verteilt die Belastungen über eine große Oberfläche der gegenüberliegenden äußeren Schicht und verhindert somit, dass das Einschnüren der ersten äußeren Schicht sich zum Bruch ausbreitet. Falls die Kunststoffschicht relativ dünn ist, wird diese Konzentration der Belastungen auf eine relativ kleine Oberfläche der gegenüberliegenden äußeren Schicht übertragen, was zu einem gleichzeitigen Einschnüren der zwei Schichten führt. Falls die Kunststoffschicht dicker als der Optimalwert ist, scheint es, dass der Kunststoff weniger in der Lage ist, die Belastungskonzentration auf die gegenüberliegende äußere Schicht zu übertragen, und das Einschnüren schreitet in einer sequentiellen Weise in den zwei Metallschichten fort.
Die Verbesserung der Zähigkeit der MPM-Aufbauten, die durch ihre Bruchdehnung gekennzeichnet ist, erlaubte erfolgreiches Ziehen und Abstreckziehen von MPM-Strukturen, mit relativen Dicken des Kunststoffs, die bedeutend größer sind als jemals erreicht wurde. Wie vorstehend angegeben, ist die ökonomische Bilanz für einen gegebenen Bodenbeuldruck bedeutend günstiger mit solch höheren Dicken des Kunststoffes.
Unter der Verwendung der Daten von den selben Zugproben, die zur Erzeugung von Fig. 4 verwendet wurden, in dem jede Metallfolie eine Dicke von 100 gm (Micron) aufwies, und aus Aluminiumlegierung 3003 mit einer Zugreißfestigkeit von 239 MPa bestand, berechneten die Erfinder den Bereich der Gesamtlast, die von der Metallfolie getragen wurde. Die Prozentsätze variierten von 99% mit einem 55 um (Micron) dicken Kern bis zu 82% mit einem 420 um (Micron) dicken Kern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung hat zur Aufgabe ein Verfahren zum Herstellen von zum Verpacken von Lebensmittelprodukten bestimmten Komponenten von Metalldosen durch Ziehen von Metall-Kunststoff-Schicht-Zusammensetzungen des MPM-Typs bereitzustellen, von denen die Natur ihrer Bestandteile, ihre Dicken selbst an die erforderlichen mechanischen Merkmale angepasst sind.
Die vorliegende Erfindung hat ebenfalls die Dosen-Komponenten, -Körper oder -Enden zur Aufgabe, die ausgehend von diesem Metall-Kunststoff-Aufbauten durch Ziehen hergestellt werden.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 stellt schematisch das Ziehen einer runden Scheibe gemäß des Standes der Technik zum Bilden eines Napfes dar;
Fig. 2 stellt schematisch das Ziehen einer runden Scheibe gemäß des Standes der Technik zum Formen eines Endes dar;
Fig. 3 stellt Isobaren für den Bodenbeuldruck P dar, die Gesamtdicke von dem Metall em ist die Abszisse und die Dicke der zwischenliegenden Polymerschicht ep ist die Ordinate;
Fig. 4 stellt die Veränderung der Bruchdehnung eines MPM-Aufbaus, in dem jede der äußeren Metallfolien eine Dicke von 100 um (Micron) aufweist, als eine Funktion der Dicke der Zentralschicht aus Polymer dar;
Fig. 5a und 5b stellen zwei bevorzugte Formen der Basis des Stempels gemäß der Erfindung dar; und
Fig. 6 stellt Formkomponenten für den zweiten Ziehdurchgang gemäß der Erfindung dar.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von insbesondere zum Verpacken von Lebensmittelprodukten bestimmten, gezogenen Dosenkörpern und -enden, das dadurch gekennzeichnet ist, dass es die folgenden Schritte umfasst:
a) Herstellen eines Streifens eines Metall-Kunststoff-Aufbaus, der nacheinander eine Metallschicht, vorzugsweise eine Polymer-Haftmittelschicht, eine thermoplastische Polymerschicht, vorzugsweise eine zweite Polymer-Haftmittelschicht, eine zweite Metallschicht umfasst,
b) Schneiden runder Scheiben aus dem Streifen.
c) Ziehen der Scheiben, um Dosenkörper oder -enden mit der Hilfe eines Stempels oder einer Stempelplatte zu ergeben.
Der Metall-Kunststoff-Schicht-Aufbau des Metall-Polymer-Metall-Typs, der während vorstehenden Schritt (a) hergestellt wird, ist dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer zentalen Schicht aus thermoplastischen Polymer mit einer Dicke P gebildet ist, die an jeder ihrer inneren und äußeren Seiten mit Metallfolien mit jeweiligen Dicken Mi und Me beschichtet ist, so dass das Verhältnis P/(Mi + Me) zwischen 0,7 und 2,0 und vorzugsweise zwischen 1 und 2 liegt. Die zentrale Polymer-Schicht weist vor dem Abstreckziehen eine Dicke zwischen 100 und 500 um (Micron) für die Dosenkörper und zwischen 80 und 300 um (Micron) für die Enden auf. Jede der Metallfolien weist eine Dicke zwischen 25 und 150 um (Micron) für die Dosenkörper und zwischen 25 und 100 um (Micron) für die Enden auf.
Die Kunststoffschicht ist im Wesentlichen nicht anders orientiert, als durch zufällige Orientierung, die normalerweise während des Gießen oder Blasen einer Kunststoffolie erzeugt wird.
Das Polymer, das die zentrale Schicht bildet, wird aus einem der nachstehenden Thermoplaste ausgewählt: Polypropylen, Nieder- und Hochdruckpolyethylene, Polyester und Polyamide. Es ist interessant anzumerken, dass das Polymer nicht mit dem Lebensmittelprodukt oder dem Getränk in dem Behälter in Kontakt steht und es daher möglich und zu empfehlen ist, wiederverwertete Polymere zu verwenden. Versuche mit wiederverwertetem Polyestern und Polypropylen wurden unternommen und ergeben vollständig zufriedenstellende Ergebnisse.
Das Metall ist entweder verzinnter oder unverzinnter, mit Chrom, Zink, Nickel oder Chrom- Chromoxid beschichteter Stahl oder Aluminium oder eine Legierung von Aluminium, wobei Aluminium und seine Legierungen bevorzugt sind. Es wird weiter bevorzugt, dass die Reißfestigkeit der Metallfolie, wenn alleine und unter Zug getestet, größer ist als 185 MPa.
Die spezifischen Materialien und die Dicken der Schichten werden vorzugsweise so ausgewählt, dass das Meiste der Last durch die kombinierten Metallschichten getragen wird, wenn die Anfangsfolie mit unidirekionaler Spannung gezogen wird. Bevorzugter sollte der Prozentsatz der durch die kombinierten Metallschichten getragen Last größer oder gleich 70% sein.
Die Metallfolien können verschiedene Dicken aufweisen oder durch verschiedene Metalle gebildet werden. Man kann aus nachstehend erklärten Gründen, eine Metallfolie verwenden, die der Außenseite der Dose entspricht, die dicker ist als die, die der Innenseite der Dose entspricht, oder für die Folie, die der Innenseite der Dose entspricht, eine Legierung wählen, die eine bessere Korrosionsbeständigkeit aufweist und für die Folie, die der Außenseite der Dose entspricht, eine Legierung wählen, die eine bessere mechanische Festigkeit aufweist.
Eine Schicht eines geeigneten Haftmittels mit einer Dicke zwischen 1 und 20 um (Micron) kann zwischen der Zentralschicht aus Polymer und der Folie oder den Folien aus Metall eingefügt werden, wobei die Dicke des Haftmittels in der Gesamtdicke des Polymers P enthalten ist.
Das zwischen dem Polymer und dem Metall eingefügte Haftmittel kann sowohl ein duroplastisches Polymer, beispielsweise ein Polyurethan oder ein Epoxidharz, oder ein thermoplastisches Polymer, wie Polyolefine, die in herkömmlicher Weise durch eine Ethylen- Säure (Hydroxybernsteinsäure, Crotonsäure, etc.) modifiziert sind, Ethylen-Acrylharze (EAA), Polyester oder Copolymere der Monomere sein, die den vorstehend angegebenen Polymeren entsprechen.
Die Haftung der metallischen Folien an die zentrale Polymerschicht ist offensichtlich ein wichtiges Kennzeichen der Metall-Kunststoff-Aufbauten und der aus diesen Aufbauten hergestellten Dosenkörper. Diese Haftung wird durch die Abziehfestigkeit gemessen, der Kraft, die notwendig ist, um einen Streifen Metallfolie einer bestimmten Breite von seinem Polymerträger abzulösen, und die folglich in Kraft pro Längeneinheit ausgedrückt wird. Die Aufbauten, die zur Herstellung von gezogenen und abstreckgezogenen Dosenkörpern bestimmt sind, sollten eine Abziehfestigkeit von mehr als 0,2 Newton pro Millimeter aufweisen.
Die Metall-Kunststoff-Aufbauten können ihrerseits wieder auf einer oder zwei Seiten mit einem Lack oder einem Polymerfilm beschichtet sein, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.
Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung betrifft die fertiggestellten Dosen, die von den Körpern oder Formen ausgehen, deren Charakteristiken vorstehend angegeben sind. Um eine Dose, ausgehend von einem Dosenkörper herzustellen, fährt man zuerst fort, indem man den Körper durch Abscheren der oberen Teile der Wand in der Höhe zurichtet, und dann diesen oberen Teil einschnürt. Die obere Kante sollte dann zu einem kleinen Biegeradius gerollt werden, um das Bördeln des Endes nach dem Füllen der Dose zu gestatten. Da man während dieses Vorgangs des Biegens des Metall-Kunststoff-Aufbaus gemäß dieses kleinen Radius beobachtet, dass die Metallfolie, die weiter von dem Mittelpunkt der Biegung entfernt, die in Streckung ist, an dem Punkt bricht, an dem der Radius am kleinsten ist, wobei die andere Metallfolie unversehrt bleibt. Dieses Phänomen tritt aus Gründen, deren Erklärung hier zu lange bräuchte, bei einem homogenen Metall der selben Dicke ohne eine Polymerschicht nicht auf.
Angesichts dieses Problems suchten die Erfinder zuerst nach einer Lösung, legten dann aber schnell die Theorie vor, dass dieser Riss der Metallfolie in der Streckung keinen Einfluss auf die mechanische Festigkeit der Dose hat, die gefüllt und gebördelt wurde. Was befürchtet werden kann, ist tatsächlich, dass eine Dose mit einem gerollten Flansch, in dem eine der zwei Metallfolien gerissen ist, nicht in der Lage sein würde, den durch den inneren Druck erzeugten Zugbelastungen zu widerstehen, die dazu neigen das Ende abzulösen. Jedoch sind die internen Belastungen in der Axialrichtung eines unter Druck stehenden Zylinders ungefähr halb so groß wie die in der Richtung senkrecht zu der Achse. Folglich, falls es genug Metall in dem ganzen Metall-Kunststoff-Aufbau mit seinen zwei Schichten aus Metall gibt, um den Belastungen in einer Ebene senkrecht zu der Achse zu widerstehen, gibt es genügend Metall in der verbleibenden intakten Schicht, um den axialen Belastungen zu widerstehen. Diese Theorie wurde durch Rechnungen bestätigt. Darüber hinaus ist die Gesamtdicke in dem Rand im Allgemeinen größer als der des dünnsten Teils der Wand, was eine zusätzliche Sicherheit ergibt. Es ist auch möglich zur Verstärkung der Dose für die äußere Folie eine größere Dicke oder eine stärkere Legierung als für die innere Schicht auszuwählen. Schließlich wird die äußere Erscheinung der Dose nicht beeinträchtigt werden, da der gebrochene Teil der Metallfolie durch die gefaltete Kante des Endes in solcher Weise abgedeckt wird, dass der Endbenutzer der Dose es nicht einmal bemerken wird.
Eine endgültige Dose aus Metall-Kunststoff Metall-Polymer-Metall, die einen oberen gerollten Rand besitzt, in dem die Metallfolie des größeren Abstands von dem Mittelpunkt der Krümmung, die sich folglich in Streckung befindet, an dem Ort an dem der Radius am kleinsten ist, gerissen ist, bildet einen zweiten Gegenstand der Erfindung.
Außer der Technik des Bördelns ist es ebenfalls möglich die Abdeckung an die Metall- Kunststoff Dose durch jede andere bekannte Technik; Heißsiegeln, Kleben, zu befestigen.
Die Gegenstände mit Metall-Kunststoff-Aufbau von Schritt der Erfindung werden durch verschiedene bekannte Verfahren hergestellt. Die am gewöhnlichsten verwendeten sind direkte Coextrusion, Heißsiegeln und Induktionskleben. Die letzten zwei Verfahren werden vorzugsweise auf einer Endlos-Fertigungsstraße durchgeführt, die mit Kunststoffolien und Metallstreifen gespeist wird.
Direkte Coextrusion besteht aus Extrudieren der zentralen Polymerschicht, und diesseits und jenseits dieser zentralen Schicht, zweier dünner Haftmittelschichten zwischen zwei Metallfolien, die kontinuierlich abgerollt werden und die äußeren Schichten bilden. Das so erhaltene Verbunderzeugnis geht dann zwischen den Walzen durch, um das Anhaften zwischen den verschiedenen Schichten zu erreichen. Diese Technik wird zweifellos nur in dem Fall von thermoplastischen Haftmitteln verwendet.
Heißkleben besteht im Ausgehen von einen Verbundstreifen aus Polymeren, umfassend eine zentrale Schicht aus Polymer, die auf jeder ihrer Seiten durch die Haftmittelschicht, hier ebenfalls Thermoplast, bedeckt ist, und Einführen dieses Streifens zwischen zwei Metallfolien. Das Heißkleben wird durch das Durchgehen des so erhaltenen Verbunderzeugnisses zwischen zwei Walzen sichergestellt, die auf eine Temperatur geheizt sind, die ausreichend ist, die Haftmittelschicht zu schmelzen oder zumindest ausreichend in einer Weise zu erweichen, um das Haften zwischen dem Polymerkern und den Metallfolien sicherzustellen.
Schließlich besteht das Induktionskleben aus Beschichten der inneren Seiten der zwei Metallfolien mit einem wärmehärtbaren Haftmittel durch ein bekanntes Verfahren, und Aufbringen dieser Folien diesseits und jenseits auf den zentralen Streifen des Polymers mit Hilfe der Walzen.
Das Formen der Aufbauten umfasst Ziehen in einem Durchgang oder in mehreren Durchgängen.
Für die Enden umfasst das Formen die Tätigkeiten Schneiden einer runden Scheibe, Ziehen, Kerben, Nachformen, Nietbildung und Positionieren des Rings. Der Ziehgrad ist schwach und das Ziehverfahren ist ähnlich zu dem, das auf Stahl oder Aluminiumfolien angewendet wird. Es ist schematisch im Querschnitt in Fig. 2 gezeigt. Die anfänglich flache Scheibe (31) wird in dem Ziehverfahren gezeigt. Sie wird zwischen einem Ziehformwerkzeug (32) und einer Druckplatte (33) gepresst. Die durch einen Kolben angetriebene Abwärtsbewegung von Stempel (34) erlaubt einem, das erforderte Endprofil zu erhalten.
Für die im Allgemeinen in zwei aufeinanderfolgenden Zieh-Durchgängen hergestellten Dosenkörper sollten die Betriebsbedingungen an den besonderen Fall von Metall-Kunststoff- Aufbauten des MPM-Typs angepasst werden. Diese Anpassungen betreffen die Gestalt der Stempelbasis während den zwei Durchgängen und die Gestalt der Stempelplatte während dem zweiten Durchgang.
Wie in dem Stand der Technik geht man von einem flachen runden Scheibenschnitt von einem Streifen des Metall-Kunststoff-Aufbaus aus. Diese Scheibe wird erst in einem ersten Zieh- Durchgang zum Formen eines Zwischenteils in der Form eines Napfes unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Vorrichtung gezogen. Die ursprünglich flache Scheibe (1) taucht während der Deformation auf. Sie wird zwischen einer Ziehstempelplatte (2) und einer Pressplatte (3) gepresst. Die durch einen Stab angetriebene Abwärtsbewegung eines Stempels (4) erlaubt die Bildung des Napfes, die keine Dickenverminderung involviert. Die Erfinder sind aber verleitet worden, eine besondere Gestalt der Stempelbasis zu wählen, um ein Ziehen des Komplexes ohne die Bildung von Rissen, Falten oder Delaminierungen zu sichern.
Der Stempel von der allgemeinen Gestalt eines Rotationszylinders stellt, gemäß einem der bevorzugten erfindungsgemäßen Verfahren, einen axialen Abschnitt dar, dessen Erzeugende an der Basis des Stempels durch einen Kreisbogen eines Radius zwischen 5 und 10 mm anschließt. Dieser Anschluss kann direkt auf der Basis des Stempels oder durch ein Zwischenstück ausgeführt werden, wie im Schnitt eines zweiten Kreisbogens, dessen Mittelpunkt auf der Rotationsachse des Stempels liegt zu sehen. Fig. 5a und 5b veranschaulichen die zwei vorstehend angegebenen Variationen.
Fig. 5a stellt die einfachste Gestalt der Ausführungsform dar. Der Stempel 9 wird im Schnitt durch die Achse betrachtet; er nimmt die Gestalt eines Rotationszylinders um die Achse 10 an. Die Erzeugende 11 schließt an der Basis durch einen Kreisbogen des Radius R1 an, der zwischen 5 und 10 mm (beispielsweise 8 mm für einen Stempel mit einem Durchmesse von 85 mm) fällt. Dieser Kreisbogen erzeugt durch Rotation einen Abschnitt eines Torus.
Fig. 5b stellt eine etwas komplizierter entwickelte Gestalt dar; die Erzeugende schließt an der Basis durch einen ersten Kreisbogen 14 des Radius R1 zwischen 5 und 10 mm an, der tangential an einen zweiten Kreisbogen mit einem großen Radius R2 (15) anschließt, der auf der Achse des Stempels zentriert ist. Der Kreisbogen (15) erzeugt einen sphärische Kuppel und der Kreisbogen (14) einen Abschnitt eines Torus. Beispielsweise kann R1 in der Größenordnung von 6 mm und R2 in der Größenordnung von 250 mm liegen.
Der zweite Zieh-Durchgang ist in Fig. 6 dargestellt. Das Ausgangsmaterial ist nicht länger eine Scheibe, sondern eine Gestalt, die bereits während dem Verlauf des ersten Durchgangs gezogen wurde. Der Napf (24) befindet sich in dem Ziehprozess, sein dem oberen Teil (25) entsprechender Anfangsdurchmesser wird in dem Prozess zu seinem, durch den Raum zwischen dem Stempel (27) und der Stempelplatte (28) bestimmten, Enddurchmesser (26) verringert. Entsprechend steigt die Höhe der Wände, ohne dass ein Abstreckziehen im herkömmlichen Sinn des Wortes stattfindet, was eine bedeutende Verringerung der Dicke ist. Eine innere Druckplatte (29) ist im Inneren des Ausgangsnapfes angeordnet.
Die Erfinder haben festgestellt, dass der Winkel für das Ziehen von Metall-Kunststoff-Aufbauten des Typs MPM entscheidend ist, den die Erzeugende des Eintrittskegels mit der horizontalen Ebene senkrecht zu der Achse des Stempels bildet. Dieser Winkel sollte zwischen 10 Grad und 70 Grad, und bevorzugt etwa 60 Grad betragen.
Die ausgehend von einem Metall-Kunststoff-Aufbau des MPM-Typs durch Ziehen hergestellten Dosen-Komponenten, -Körper oder -Enden sind gleichfalls Teil der Erfindung.
Sie sind dadurch gekennzeichnet, dass der Metall-Kunststoff-Aufbau eine nicht-orientierte Schicht aus thermoplastischem Polymer mit einer Dicke P aufweist, die an jeder ihrer inneren und äußeren Seiten mit Metallfolien mit jeweiligen Dicken Mi und Me beschichtet ist, so dass das Verhältnis P/(Mi + Me) zwischen 0,7 und 2,0 und vorzugsweise zwischen 1 und 2 liegt.
Vorteilhaft ist für die Dosenkörper die Dicke P des Polymers zwischen 100 und 500 um (Micron) und ist die Dicke Mi oder Me von jeder der Metallfolien zwischen 25 und 150 um (Micron); für die Enden ist die Dicke des Polymers zwischen 80 und 300 um (Mikron) und die Dicke Mi oder Me von jeder der Metallfolien zwischen 25 und 100 um (Mikron).

Beispiel 1

Ein Streifen aus Polypropylen mit einer Dicke von 300 um (Micron) wurde auf jeder seiner Seiten mit einer Schicht mit einer Dicke von 10 um (Micron) eines Haftmittels, bestehend aus einem Film aus mit Maleinsäure modifizierten Polypropylen beschichtet. Die beiden Filme aus Haftmittel wurden auf den Film durch den Durchgang zwischen zwei Walzen kalt aufgetragen. Der so erhaltene Verbundstreifen wurde dann zwischen zwei Folien aus 100 um (Micron) dicker Aluminiumlegierung 3003 kontinuierlich eingebracht, einer Manganlegierung gemäß den Standards der "Aluminium Association", wobei jede von einer Rolle abgewickelt und zum Vorheizen durch einen Ofens mit einer Temperatur von 200ºC in einer Weise durchgeführt wurde, um das Haftmittel zu schmelzen. Der erhaltene MPM-Aufbau wurde dann zwischen den Walzen durchgeführt, die einen Druck von etwa 4000 kPa ausübten und dann auf eine Rolle aufgewickelt. Ausgehend von diesem Aufbau wurden runde Scheiben mit einem Durchmesser von 140 mm ausgeschnitten. Diese Scheiben wurden dann in zwei aufeinander folgenden Durchgängen mit Hilfe eines Stempels, ähnlich dem in Fig. 5a mit einem Radius R1 = 8 mm und für den zweiten Ziehdurchgang mit der Hilfe einer Stempelplatte gezogen, für die der Winkel Alpha 60º betrug. Der erste Durchgang ergab Näpfe mit einem Außendurchmesser von 86 mm und einer Höhe von 35 mm, der zweite Durchgang ergab Dosenkörper mit einem Außendurchmesser von 67 mm und einer Höhe von 56 mm. Gründliche Untersuchung dieser Näpfe zeigten keine Anzeichen irgendwelcher Risse des Metalls oder des Kunststoffs. Es wurde keine Delaminierung zwischen dem Metall und dem Kunststoff beobachtet.

Beispiel 2

Ein MPM-Verbundstreifen wurde durch Coextrusion eines Kerns zwischen zwei Folien der gleichen Aluminiumlegierung 3003 wie in Beispiel 1, aber mit der Dicke von 80 um (Micron) hergestellt, der Polypropylen einer Dicke von 250 um (Micron) umfasst, und diesseits und jenseits dieses Kerns eine Haftmittelschicht, die mit Maleinsäure modifiziertes Polypropylen einer Dicke von 10 um (Micron) umfasst. Die Haftung wurde durch den Durchgang zwischen zwei auf 200ºC geheizte Rollen erreicht, während eines Drucks von 4000 kPa angewendet wurde. Dosenkörper wurden unter den selben Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Untersuchung dieser Dosen zeigten keine Risse des Metalls oder des Kunststoffs. Es wurde keine Delaminierung zwischen dem Metall und dem Kunststoff beobachtet.

Beispiel 3

Ein MPM-Verbundstreifen wurde durch Coextrusion unter den gleichen Bedingungen und mit den gleichen Komponenten wie in Beispiel 2 hergestellt, aber unter der Verwendung von Polypropylen für den Kern, das aus, mit diesem selben MPM-Aufbau hergestellten Dosen wiederverwertet wurde. Obwohl das Zurückgewinnen des Polypropylens von den gebrauchten Dosen nicht die Trennung des Haftmittels von dem Polymer erlaubte, waren die erhaltenen Aufbauten von exzellenter Qualität, und zeigten ebenfalls weder Risse noch Delaminierung. Ausgehend von diesem Komplex wurden runde Scheiben mit einem Durchmesser von 140 mm geschnitten. Diese Scheiben wurden dann in zwei aufeinanderfolgenden Durchgängen mit der Hilfe eines Stempels, analog zu dem in Fig. 5b dargestellten mit R1 = 6 mm und R2 = 250 mm und einer Stempelplatte gezogen, deren Winkel alpha 45º betrug. Der erste Durchgang ergab ein Zwischennapf mit einem Außendurchmesser von 86 mm und einer Höhe von 35 mm, der zweite Durchgang dieser Zwischennäpfe ergab Dosen mit einem Außendurchmesser von 67 mm und einer Höhe von 56 mm. Die Untersuchung dieser Näpfe zeigten nicht irgendwelche Risse des Metalls oder des Kunststoffs. Es wurde keine Delaminierung zwischen dem Metall und dem Kunststoff beobachtet.

Beispiel 4

Unter den gleichen Betriebsbedingungen, wie denen von Beispiel 2 wurde ein MPM-Aufbau hergestellt, der nacheinander umfasst: eine Folie aus 3003 Legierung mit einer Dicke von 80 um (Micron), eine Haftmittelschicht aus amorphen Polyethylen-terephthalat mit einer Dicke von 10 um (Micron), eine Schicht aus Polyethylen-terephthalat mit einer Dicke von 200 um (Micron), eine weitere Schicht aus amorphen Polyethylen-terephthalat mit einer Dicke von 10 um (Micron) und schließlich eine weitere Folie aus 3003 Legierung mit einer Dicke von 80 um (Micron). Einige Dosenformen wurden unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1 hergestellt. Die Untersuchung dieser Dosen zeigte nicht irgendwelche Risse des Metalls oder des Kunststoffs. Es wurde keine Delaminierung zwischen dem Metall und dem Kunststoff beobachtet.

Beispiel 5

Beispiel 5 betrifft die gleiche Herstellung von Näpfen wie in Beispiel 4, mit dem relativen Unterschied, dass das verwendete Polyethylen-terephthalat aus der Wiederverwertung von gebrauchten Kunststoffflaschen stammte. Diese Flaschen wurden nach dem Waschen und Trocknen gemahlen und in dem Zuführungstrichter eines Extruders eingeführt. Sowohl in dem Aufbau als auch auf den durch Ziehen und Abstreckziehen erhaltenen Näpfen wurde kein Qualitätsproblem beobachtet.

Claims

1. Schichtstoff mit der Struktur Mi-P-Me, bei dem P eine thermoplastische Kernpolymerschicht mit einer Dicke von 80 um bis unterhalb 500 um vor dem Abstreckziehen und Mi und Me alle Metallfolienschichten sind, wobei jede unabhängig eine Dicke von 25 um bis 150 um aufweist, jede Metallfolienschicht eine Bruchfestigkeit größer als 185 MPa aufweist, wobei das Verhältnis der Dicke der Kernpolymerschicht zu der zusammengefassten Dicke der Metallschichten P/(Mi + Me) von 0,7 bis 2,0 liegt, wobei die Kernpolymerschicht unorientiert ist.

2. Schichtstoff gemäß Anspruch 1, bei dem die Form des Laminats eine Flachfolie ist, die zu gezogenen oder abstrecktiefgezogenen Dosenkörpern oder gezogenen Dosenenden formbar ist.

3. Schichtstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Abziehwiderstand des Metall-Kunststoff-Aufbaus größer als 0,2 N/mm ist.

4. Schichtstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallfolien ausgewählt sind aus Folien aus Stahl, verzinnt oder nicht, beschichtet mit Chrom, Zink, Nickel, Chrom-Chromoxid, aus Aluminium oder einer Aluminiumlegierung.

5. Schichstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Polymer, das die zentrale Schicht aufbaut, ausgewählt ist aus den folgenden thermoplastischen Polymeren: Polypropylen, Polyethylen hoher und niedriger Dichte, Polyestern, Polyamiden.

6. Schichtstoff gemäß einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine Haftvermittler-Schicht mit einer Dicke zwischen 1 bis 20 um zwischen die zentrale Polymerschicht und die Folie oder Metallfolien zwischengelegt ist, wobei die Haftvermittler-Dicke in der Gesamtdicke des Polymers P eingeschlossen ist.

7. Verfahren zur Herstellung von gezogenen Dosenkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst,

a) Herstellen eines Streifens des Metall-Kunststoff-Aufbaus gemäß Anspruch 2,

b) Schneiden von Scheiben (31) aus dem Streifen,

c) Ziehen der Scheiben, um Dosenkörper in einem Durchgang oder mehreren aufeinanderfolgenden Durchgängen zu ergeben.

8. Verfahren zur Herstellung von gezogenen Dosenkörpern, dadurch gekennzeichnet, dass es die folgenden Schritte umfasst,

a) Herstellen eines Streifens des Metall-Kunststoff-Aufbaus gemäß Anspruch 2,

b) Schneiden von Scheiben aus dem Streifen,

c) Ziehen der Scheiben, um Endprofile in mindestens einem Durchgang zu ergeben.

9. Dosenkörper, hergestellt durch Ziehen eines Schichtstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.

10. Dosenende, hergestellt durch Ziehen eines Schichtstoffs gemäß einem der Ansprüche 1 bis 6.