DK143791B - Let aabnelig beholder med afriveligt plastlukkeorgan - Google Patents

Description

(19) DANMARK

|j| (12) FREMUEGGELSESSKRIFT (11) 143791 B

DIREKTORATET FOR PATENT- OG VAREMÆRKEVÆSENET

(21) Ansøgning nr. 272/74 (51) int.CI.* B 65 D 17/34 (22) Indleveringsdag 18. jan. 1974 B 32 B 3/24 (24) Løbedag 7· s ep. 1970 (41) Aim. tilgængelig 18. jan. 1974 (44) Fremlagt 12. okt. 1981 (86) International ansøgning nr.

(86) International indleveringsdag - (85) Videreførelsesdag - (62) Stamansøgning nr. 4586/70

(30) Prioritet 8. sep. 1969, 855878, US

(71) Ansøger CONTINENTAL CAN COMPANY INC., New York, US.

(72) Opfinder Alfred William Kehe, US.

(74) Fuldmægtig Internationalt Patent-Bureau.

(54) Let åbnelig beholder med afriveligt plastlukkeorgan.

Opfindelsen angår en let åbnelig beholder omfattende en beholderflade overtrukket med et lag af indbrændt lak og med en forud fremstillet åbning, som har et afriveligt plastlukkeorgan, der er varmeforseglet til den åbningen omgivende overflade af nævnte beholderflade gennem et på laget af indbrændt lak påført bindingsfremmende lag af et plast.

Let åbnelige beholdere af ovennævnte art er velkendte. Disse beholdere ϊ-" er almindeligvis dannet af metal og er forsynet med en hældeåbning, der almin- T) v. deligvis kun optager en del af beholderens endeflade. Hidtil er hældeåbningen 7D almindeligvis blevet dannet ved prægning til afgrænsning af en rivestrimmel. En

—J

r— trækstrop er fastgjort til rivestrimlen, og ved udøvelse af en kraft virker træk- ^ stroppen til adskillelse af rivestrimlen fra endefladen langs svækningslinien.

2 1437 91

Selv om sådanne let åbnelige beholdere er blevet beredvilligt accepteret af forbrugerne, er der stadig ulemper ved denne type beholdere. En af disse ulemper er, at den fjernelige rivestrimmel, som rives af dåseenden ved åbning af dåsen, har skarpe kanter og, når den kastes på jorden eller på anden måde anbringes uheldigt, bliver liggende som en generende ting, man let kan skære sig på.

Det har været foreslået at erstatte metalrivestrimlen med et plastlukkeor-gan, som vil fjerne faren for at skære sig, idet den fjernede del ikke har skarpe kanter, hvorpå man kan skære sig. Plastlukkeorganet fremstillet af en termoplastisk harpiks, såsom polypropylen, er aftageligt og forsegleligt fastgjort til den ydre periferi af hældeåbningen i endefladen ved binding med et egnet klæbemiddel. Endefladen i beholdere til drikkevarer og lignende er blevet overtrukket med et varmeaktiverbart klæbemiddellag til tilvejebringelse af en overflade til binding af et plastlukkeorgan til beholderendefladen til tæt lukning af hældeåbningen. På denne måde varraeforsegles plastlukkeorganet til og fastgøres omkring åbningens periferi, indtil der udøves en trækkraft på det.

Selv om tæt tillukning af en beholders hældeåbning med et plastlukke af denne type har vist sig mulig, kræver fødevareindustriens strenge bestemmelser, at forseglingsbindingen mellem plastlukket og endefladen er stærkere, end man almindeligvis har kunnet opnå.

En løsning på dette problem er beskrevet i USA-patentskrift nr. 3.312.368, der omhandler en let åbnelig beholderendedel til en beholder af den i nærværende beskrivelses første afsnit angivne art.

En enklere løsning på nævnte problem opnås imidlertid med den let åbnelige beholder ifølge opfindelsen, der er ejendommelig ved, at lukkeorganet består af en propylenpolymer, og at det bindingsfremmende lag er dannet af en blanding af en umodificeret polypropylenharpiks og en ved påpodning af en umættet dicarbo-xylsyre eller et umættet dicarboxylsyreanhydrid, hvor mængden af de påpodede forbindelser ligger i området fra ca. 0,05 til ca. 10 vægt-% beregnet på totalvægten af podecopolymeren, carboxylmodificeret polypropylenharpiks, der begge har en partikelstørrelse på mindre end 5 mikron, i vægtforholdet 85:15 til 99:1, hvorhos den samlede genstand umiddelbart efter varmeforseglingen er blevet afkølet til omgivelsernes temperatur.

Ved den i USA-patentskrift nr. 3.312.368 beskrevne beholder skal kontaktfladen på både beholderendedelen og plastlukkeorganet som bindingsfremmende lag overtrækkes først med en primer af en tværbundet polymer, såsom en epoxyharpiks, og dernæst med et overtræk af en varmesmeltelig polymer, såsom en vinylharpiks.

I forhold hertil er beholderen ifølge opfindelsen enklere derved, at man undgår at skulle overtrække det afrivelige lukkeorgan to gange.

143791 3

Opfindelsen belyses nedenfor nærmere under henvisning til tegningen, hvor-pa fig. 1 viser en beholder, set fra oven, med en let åbne lig lukkeindretning forsynet med et lukkeorgan af propylenpolymer, og fig. 2 et tværsnit i større målestok efter linien 2-2 i fig. 1, hvilket tværsnit viser propylenpolymerlukkeorganet fastgjort til endefeltets overflade i overensstemmelse med opfindelsen.

Overtrækket af indbrændt lak kan være dannet ud fra en vilkårlig af de sædvanligvis til overtrækningsformål anvendte termohærdende harpikser eller blandinger af termohærdende harpikser.

Af typiske termohærdende harpikser, der kan anvendes som lakovertræk, kan der nævnes epoxyharpikser af den type, som er polymerisationsreaktionsprodukter af polyfunktionelle halogenhydriner med polyvalente phenoler og har strukturformlen: y0 ___ ^3 _ OH _ ch2-);h-ch2--o—-<^===^1—och2-ch-ch2-0_^>_ CH3

Jx CH- n I 3 /° -c -0CH2-CH-CH2 ch3 hvori x betegner antallet af kondenserede molekyler. Typiske polyfunktionelle halogenhydriner er epichlorhydrin, glyceroldichlorhydrln og lignende. Typiske polyvalente phenoler er resorcinol og en 2,2-bis(4-hydroxyphenyl)-alkan, hvoraf den sidste opnås ved kondensation af phenoler med aldehyder og ketoner, f.eks. formaldehyd, acetaldehyd, propionaldehyd, acetone, methylethylketon og lignende, hvorved der opnås sådanne forbindelser som 2,2-bis-(4-hydroxyphenyl)-propan og lignende forbindelser. Disse epoxyharpikser indeholder sædvanligvis epoxy-endegrupper, men kan indeholde epoxy-endegrupper og hydroxy-endegrupper.

I stedet for eller i blanding med epoxyharpikserne kan der som termohærdende lakovertræksmaterialer anvendes en vilkårlig af de velkendte varmehærde lige phenolharpikser, der fremstilles ved kondensering af en phenolisk forbindelse med en aldehydisk forbindelse.

Som eksempler på phenoler, der er egnet til fremstilling af phenolformalde-hydharpikser, kan der nævnes phenol selv, ortho-, para- og meta-cresol, xylenoler- 4 143791 ne, dihydroxybenzenerne, såsom resorcinol, og phenoler med flere ringe, såsom naphtholeme, samt de forskellige alkylerede, aralkylerede, carboxylerede, alky-lolerede osv. derivater af disse typer, såsom o-ethylphenol, carvacrol, salicylsyre og lignende.

Formaldehyd er den foretrukne aldehydiske forbindelse til kondensation med den phenoliske forbindelse, men i almindelighed kan der anvendes et vilkårligt methylenholdigt middel, såsom formaldehyd, paraformaldehyd, hexamethylentetramin, acetaldehyd og lignende.

Til fremstilling af termohærdende lakovertræk kan der også anvendes amin-aldehydharpikser, enten for sig eller i kombination med epoxy- og/eller phenol-harpikser.

Udtrykket "amin-aldehyd-harpikser" indbefatter aldehyd-kondensationsprodukter af melamin, urinstof, aceto-guanamin eller en lignende forbindelse. Det anvendte aldehyd er almindeligvis formaldehyd, men der kan også fremstilles nyttige produkter ud fra andre aldehyder, såsom acetaldehyd, crotonaldehyd, acrolein, benzaldehyd, furfural og andre. Kondensationsprodukter af melamin eller urinstof er de almindeligvis benyttede amin-aldehyd-harpikser.

Med henblik på påføringen på metaloverflader opløses de ovenfor beskrevne harpikser eller blandinger af disse harpikser i passende opløsningsmiddelsyste-mer, såsom organiske ketoner, f.eks. methylethylketon, methylisobutylketon, iso-phoron eller cyclohexanon, eller aromatiske carbonhydrider, f.eks. xylen eller toluen, eller blandinger heraf, til tilvejebringelse af en overtræksopløsning med den nødvendige viskositet til påføring på metaloverfladerne.

De termohærdende lakovertræksmidler påføres som en flydende opløsning på metaloverfladen ved en vilkårlig af de i overtræksindustrien anvendte konventionelle fremgangsmåder. Ved overtrækning af metalplader, som benyttes ved fremstilling af beholdere, er overtrækning ved hjælp af en rulle en foretrukket fremgangsmåde, da den afsatte vægtmængde overtræksmiddel let og bekvemt påføres i en enkelt overtræksrulning. Til overtræksformål i almindelighed er sprøjtning, dypning og overtrækning ved overhældning nyttige påføringsmetoder.

Efter at opløsningsmidlet er praktisk talt fuldstændigt fordampet, hærdes det påførte overtræk til en hård film ved opvarmning af det overtrukne underlag til en temperatur på mellem ca. 150° og 250°C i ca. 1 til 10 minutter. Den foretrukne vægtmængde overtræksmiddel til anvendelse som indbrændingslak til beholde- 2 re ligger i området fra ca. 0,15 til ca. 0,8 mg tørt overtræk pr. cm af underlagets overflade.

Metalpladematerialet, der er overtrukket med et lag af indbrændt lak som beskrevet ovenfor, overtrækkes derefter med et bindingsfremmende lag indeholdende carboxylmodificeret polypropylenharpiks.

143791 5

Af umættede dicarboxylsyrer eller dicarboxylsyreanhydrider, der kan an-vesdes til fremstilling af den anvendte carboxylmodificerede polypropylenharpiks, kan der nævnes maleinsyre, tetrahydrophthalsyre, fumarsyre, itaconsyre, nadin-syre, methylnadinsyre og anhydrider heraf.

Den mængde umættet dicarboxylsyre eller dicarboxylsyreanhydrid, der er podet på polypropylenet, ligger som nævnt i området fra ca. 0,05 til ca. 10 vægt-%, beregnet på totalvægten af podepolymeren. Det har vist sig, at der kun kræves små mængder af syren eller af anhydridet for at bibringe polymeren bindingsfremmende egenskaber, og mængden af den påpodede dicarboxylsyre eller dicarboxylsyreanhydrid ligger almindeligvis i området fra ca. 0,5 til ca. 5,0%.

De modificerede polymere kan fremstilles ved omsætning af den umættede dicarboxylsyre eller dicarboxylsyreanhydrid, såsom maleinsyreanhydrid, med et polypropylen, der indeholder aktive steder, som er i stand til at forankre dicar-boxylsyren eller dicarboxylsyreanhydridet derpå. Aktive centre, ved hvilke der vil ske forankring, kan let indføres i polypropylenet på kendt måde, som f.eks. ved at underkaste polypropylenet indvirkningen af ioniserende stråler af høj energi eller ved at bringe polymeren, enten som et fast stof eller i opløsning i et opløsningsmiddel, i kontakt med et fri radikal-producerende materiale, såsom dibenzoylperoxid, dilauroylperoxid, dicumylperoxid, t-butylperbenzoat og lignende. Den carboxylmodificerede polypropylenharpiks fremstilles fortrinsvis ved omsætning af maleinsyreanhydrid med en opløsning af polypropylenet i et organisk opløsningsmiddel indeholdende et frit radikal-producerende materiale, og en sådan fremgangsmåde er beskrevet i belgisk patentskrift nr. 607.269.

Den polypropylenharpiks, der anvendes som udgangsmateriale til fremstillingen af de carboxylmodificerede polymere, kan enten være den amorfe polymer, der også betegnes som ataktisk polypropylen, eller en krystallinsk polymer, der også betegnes som et syndiotaktisk eller isotaktisk polypropylen. I tilfælde af male-insyreanhydrid-modificeret polypropylen foretrækkes almindeligvis amorft polypropylen som udgangsmateriale, da det carboxylmodificerede produkt er opløseligt ved almindelige temperaturer i flere forskellige almindelige organiske opløsningsmidler, og anvendelsen af den modificerede polymer ved sædvanlige opløsningsme-toder således er mulig. Maleinsyreanhydrid-modificeret krystallinsk polypropylen er ikke opløseligt i almindelige organiske opløsningsmidler, uid tagen ved forholdsvis høje temperaturer, og anvendes derfor almindeligvis som en dispersion, hvorefter overtrækket ovnopvarmes til fremkaldelse af sammensmeltning.

Det er et kritisk og væsentligt træk ved opfindelsen, at partikelstørrelsen af det bindingsfremmende lag af polypropylenharpiksblandingen, der er påført den lakovertrukne metaloverflade, er mindre end 5 mikron, og den ligger fortrins 143791 6 vis i området fra 0,1 til 4 mikron. Når partikelstørreIsen af polypropylenharpiks-blandingen ligger væsentligt over 5 mikron, reduceres bindingsstyrken i væsentlig grad mellem en propylenpolymer bundet til en med nævnte polypropylenharpiks-blanding overtrukket overflade, som det vil blive belyst i det fpigende.

Den bindingsfremmende polypropylenharpiksblanding påfpres almindeligvis på metalgenstandens med lak overtrukne overflade som en dispersion i et hpjtko-gende flygtigt organisk oplpsningsmiddel, såsom petroleum, til opnåelse af tilfredsstillende sammensmeltning af harpikspartiklerne. Når der anvendes en blanding af en umodificeret polypropylenharpiks og en carboxylmodificeret harpiks, skyldes det fprst og fremmest, at den umodificerede polypropylenharpiks forbedrer de til kommercielle overtræksfremgangsmåder krævede flydnings- og viskosi-tetsegenskaber af dispersionen.

Dispersionen, der indeholder polypropylenharpiksblandingen, kan påfpres på tilfredsstillende måde med et faststofindhold i området fra ca. 15 til 25 vægt-%, beregnet på totalvægten af dispersionen. Almindeligvis foretrækkes et faststofindhold på fra 18 til ca. 23 vægt-%.

Dispersionen, der indeholder den bindingsfremmende polypropylenharpiks-blanding,kan påfpres på tilfredsstillende måde ved hjælp af en vilkårlig af de i overtrækningsindustrien anvendte konventionelle fremgangsmåder. Til overtrækning af ved beholderfremstilling anvendt lakovertrukket plademetal er foretrukne fremgangsmåder imidlertid gravure eller direkte overtrækning ved hjælp af en rulle, da den pnskede vægtmængde overtræk let og bekvemt påfpres i en enkelt overtrækning. Sprpjtning, dypning og overtrækning ved overhældning er også nyttige fremgangsmåder til påfpring af overtræksdispersionen.

Efter påfpring af dispersionen afdampes oplpsningsmidlet ved opvarmning af det overtrukne underlag. Underlaget opvarmes almindeligvis til en temperatur på ca. 175° til ca. 200°G i ca. 2 til ca. 6 minutter til afdampning af oplpsningsmidlet.

Til tilvejebringelse af med lak overtrukne metalpladeunderlag med et tilstrækkeligt bindingsfremmende overtræk indeholdende blandingen af umodificeret polypropylenharpiks og carboxylmodificeret polypropylenharpiks bpr tprfilmvægten af det bird ingsfremmende lag ligge i området fra ca. 0,23 til ca. 0,55 mg tprt 2 overtræk pr. cm af med lak overtrukket overflade.

Propylenpolymere, som bindes til den med polypropylenharpiksblandingen overtrukne metaloverflade til dannelse af et lukkeorgan på beholderen ifpige opfindelsen, indbefatter polypropylen og propylen-ethylen-copolymere indeholdende ca.

1 til 10% ethylen.

Propylenpolymerlukkeorganet bindes til den med polypropylenharpiksblandingen overtrukne metaloverflade ved varmeforsegling ved en temperatur på ca.

7 U3791 175° til ca. 225°C, og fortrinsvis ved en temperatur på 180° til 200°G. Varme-forseglingen kan udføres ved hjælp af vilkårlige på området kendte midler, såsom opvarmede stænger eller tråde, induktions og RF-opvarmning.

Efter at propylenpolymeren er varmeforseglet og bundet til den med poly-propylenharpiksblandingen overtrukne metaloverflade, afkøles den samlede genstand straks og hurtigt til omgivelsernes temperatur, som f.eks. stuetemperatur, på vilkårlig passende måde, såsom ved luftkøling, overskylning med vand, neddypning i et vandbad eller ved enhver anden passende metode,som ikke forstyrrer den påførte propylenpolymer.

Under henvisning til tegningen, og navnlig til fig. 1, er der vist de samlede dele 10 af en beholders øverste ende. De samlede endedele 10 er fremstillet af metal, såsom fortinnet metalplade, tinfrit stål eller aluminium. De samlede endedele 10 omfatter et centralt felt 12 med en i nærheden af den ydre periferi dannet kantdel, hvorfra der udgår en nedadrettet perifer flange 13.

Den perifere flange 13 er på sædvanlig måde bukket om og fastgjort med dobbelt søm til en udadgående klapflange ved den øvre ende af et beholderlegeme.

Feltet 12 på den viste udførelsesform har en hældeåbning 14, gennem hvilken beholderens indhold hældes.

Åbningen 14 kan være dannet ved stansning eller lignende. Det skal bemærkes, at åbningen 14 kan have en vilkårlig form og ikke er begrænset til den viste konventionelle tåredråbeform.

De samlede endedele 10's topflade er overtrukket med et første lag af et termohærdende lakovertræk, såsom en epoxy-urinstof-formaldehydharpiks 15.

På det termohærdende lakovertræk er der påført et andet lag af et bindingsfremmende lag 16 indeholdende en carboxylmodificeret polypropylenharpiks, såsom en polypropylen-maleinsyreanhydrid-podecopolymer.

Et propylenpolymer-lukkeorgan 17 er ved forsegling fastgjort afriveligt til periferien af åbningen 14. Propylenpolymer-lukkeorganet 17 har en forseglingsklap 18 til lukning af åbningen 14. Udgående fra og ud i et med forseglingsklappen 18 er der en trækringdel 19. Lukkeorganet 17's forseglingsklap 18 varmeforsegles til åbningen 14's overtrukne periferi ved en temperatur på 180° til 200°C.

Den binding, der dannes, gør det muligt at fjerne lukkeorganet eller klappen ved udøvelse af en trækkraft på ringdelen 19. Trækringdelen 19 er fortrinsvis dannet med en åbning af en størrelse, der kan optage brugerens finger. Varmen til opnåelse af binding tilføres fortrinsvis ved RF-opvarmning af metaloverfladen. RF-opvarmning anvendes for at lokalisere varmen i åbningen 14's perifere kantdel, hvorved man formindsker foldningen af det forholdsvis tynde metal, 143791 s hvoraf endedelen 10 er fremstillet. På denne måde hæftes det forseglede lukkeorgan 17 fast omkring åbningen 14's perifere del og forbliver fastklæbet dertil.

Efter at lukkeorganet 17 er varmeforseglet til åbningens perifere del, afkøles de samlede endedele 10 hurtigt til stuetemperatur.

Fremstillingen af beholderen ifølge opfindelsen belyses nærmere ved hjælp af det efterfølgende eksempel.

Eksempe1

En opløsning af en blanding bestående af 85 vægt-7<> af en epoxyharpiks EPON 1009, der forhandles af Shell Chemical Company, og 15 vægt-% af en urinstof-formaldehyd-harpiks BEETLE 216-18, der forhandles af American Cyanamid Company, , i et flygtigt opløsningsmiddel påførtes på overfladen af en forkromet stålplade ved hjælp af en rulle til afsætning af et lakovertræk med en overtræksvægt på ca. 0,55 mg/cm ståloverflade. Overtrækket opvarmedes i 8 minutter til 213°C til fjernelse af opløsningsmidlet og til hærdning af blandingen af epoxyharpiks og urinstof-formaldehyd-harpiks til en hård lakfilm.

Et bindingsfremmende overtræksmiddel fremstilledes ved anvendelse af en carboxylmodificeret polypropylenharpiks blandet med en findelt umodificeret po-lypropylenharpiks i et vægtforhold på 5:95. Den carboxylmodificerede polypro-pylenharpiks var HERCOPRIME PA-672, der forhandles af Hercules, Inc., og som er et med maleinsyreanhydrid modificeret polypropylen med et logaritmisk viskositetstal på ca. 1,7, et carboxylindhold på 0,6 til 1¾ og en partikelstørrelse i området fra 0,1 til 3 mikron. Polypropylenharpiksen var HERC0TUF PB-681, der forhandles af Hercules Inc., og som har et smelteindeks på 6 og en partikelstørrelse i området fra 0,1 til 2 mikron. En med hensyn til faststofindhold 20%'s dispersion af blandingen af carboxylmodificeret polypropylenharpiks og umodificeret polypropylenharpiks i petroleum påførtes på den med lak overtrukne stål-overflade.

Efter påføringen af dispersionen af carboxylmodificeret polypropylen og umodificeret polypropylen opvarmedes den overtrukne plade i en ovn til 180°C til afdampning af opløsningsmidlet og til smeltning og forening af de disperge-rede partikler til en sammenhængende film. En strimmel på 2,5 cm x 2,5 cm x 0,13 cm formet af SHELL V521, en propylen-ethylen-copolymer med et ethylenindhold på 4,07o, et smelteindeks (D1238) på 0,55 og en vægtfylde på 0,895 til 0,905 (D1505), blev lagt ind mellem de med carboxylmodificeret polypropylen overtrukne sider af to strimler på 2,5 cm x 2,5 cm x 0,015 cm udskåret af den overtrukne metalplade. De samlede strimler lamineredes derpå ved varmeforsegling ved en temperatur på 204°C ved en opholdstid på 3,5 sekunder ved 1,4 kg/cm2.

143791 9

Umiddelbart efter varraeforseglingen afskrækkedes de laminerede samlede strimler med vand til afkøling til stuetemperatur.

Den ovennævnte fremgangsmåde blev gentaget under anvendelse af laminerede strimler, hvor det midterste lag var fremstillet af DIAMOND 8620, en polypropy-lenharpiks med et smelteindeks på 4,0 og en vægtfylde på 0,905, og som forhandles af Diamond Shamrock Chemical Company.

Oprivningsstyrken af de afkølede samlede strimler blev derefter bestemt.

De samlede strimlers oprivningsstyrke, dvs. et mål for den belastning, der kræves for at rive de laminerede samlede strimler fra hinanden, bestemtes ved at trække de ydre stållag af de laminerede strimler fra hinanden under en vinkel på 180° i forhold til bindingen i et Instronapparat med en hastighed på 1,27 cm pr. minut.

Til sammenligning blev den ovennævnte fremgangsmåde gentaget med den forskel, at man i særskilte forsøg ikke afkølede de varmeforseglede samlede strimler eller anvendte et carboxylmodificeret polypropylen med en partikelstørrelse større end 5 mikron.

Oprivningsstyrkerne for samlingerne af strimler er anført i nedenstående tabel.

Tabel

Forsøg Sammensætning af Partikelstør- Behandling Oprivnings- nr. laminatets mel- relse af car- af lamine- styrke lemlag boxyImodificeret rede samle- kg/lineær cm polypropylenhar- de strieler piks påført på lakovertrukket ståloverflade som b ind ing s f remmende lag (mikron) 1 propylen-ethylen- 2 afkøling +) 5,39 copolymer 2 propylen-ethylen- 2 ingen afkøling 4,80 copolymer 3 propylen-ethylen- 10 afkøling 4,07 copolymer 4 polypropylen 2 afkøling 2,79 5 polypropylen 2 ingen afkøling 2,07 6 polypropylen 10 afkøling 1,55 +) "afkøling angiver, at de laminerede samlede strimler afkøledes til stuetemperatur umiddelbart efter varmeforsegling.