EP1789341B1

EP1789341B1 - Verschluss

Info

Publication number: EP1789341B1
Application number: EP05758424A
Authority: EP
Inventors: Heinz Oster; Harry Briese
Original assignee: Schoeller Caps Technologies SA
Current assignee: Schoeller Holding GmbH
Priority date: 2004-07-29
Filing date: 2005-07-08
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2025-07-08
Also published as: WO2006012973A1; EP1789341A1; DE102004036815A1; ES2360409T3; ATE496844T1; DE502005010913D1

Description

Die Erfindung betrifft einen Drehverschluss mit einem Garantieband, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Lebensmittel werden in immer größerem Ausmaß in Kunststoffbehältern gelagert und vertrieben. Dies gilt insbesondere für Getränke, beispielsweise für Fruchtsäfte und Bier, die in Flaschen aus Polyethylenterephthalat (PET), aufbewahrt werden.
Die Verschlüsse für diese Flaschen enthalten in der Regel ebenfalls aus Kunststoff, insbesondere aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP). Bei verderblichen Lebensmitteln ergibt sich jedoch im Zusammenhang mit der Lagerung in Kunststoffbehältern mit Kunststoffverschlusskappen das Problem, dass sich der beim Befüllen im Behälter eingeschlossene, oder der später in den Behälter eindringende Sauerstoff negativ auf die Haltbarkeit des Produkts auswirkt.
Eine Möglichkeit, die Haltbarkeit zu steigern, besteht darin, der Flasche beim Verschließen den sich im Flaschenhals befindlichen Sauerstoff zu entziehen bzw. die dort vorhandene Luft durch ein chemisch wenig reaktives Gas zu ersetzen. Diese Methode ist jedoch sehr aufwendig, und reicht unter Umständen alleine nicht aus, um beabsichtigte Lagerzeiten zu erreichen, da die genannten Kunststoffe, aus denen die Verschlusskappen hergestellt sind (PE, PP, PET) in hohem Maße durchlässig für Sauerstoff sind.
Andere Materialien zur Produktion von Verschlusskappen, die wirtschaftlich und herstellungstechnisch ähnlich günstig, und dabei weniger sauerstoffdurchlässig sind, sind bisher nicht bekannt.
Alternativ dazu kann eine Steigerung der Haltbarkeit der Lebensmittel durch den Abbau des in der verschlossenen Flasche eingeschlossenen Sauerstoffs erreicht werden. Aus den Druckschriften US 5,064,698 und WO 03/076294 A ist beispielsweise bekannt, Teile der Verpackung, bei Verschlüssen z.B. Dichtscheiben oder Liner, mit einem Sauerstofffänger (sog. "oxygen scavenger"), d. h. mit einem Material mit sauerstoffabfangenden bzw. sauerstoffentziehenden Eigenschaften, auszustatten. Beim Kontakt mit hoher Luftfeuchtigkeit im Inneren des oberen, luftgefüllten Bereichs des Flaschenhalses werden die Materialien, nachdem sie vor dem Einsatz trocken gelagert wurden, aktiviert und entziehen ihrer Umgebung Sauerstoff. Außerdem ist ein Durchdringen des Sauerstofffängers von außen her unwahrscheinlich.
Das Sauerstofffänger-Material ist jedoch wesentlich teuerer als die zur Herstellung des Verschlusses verwendeten Kunststoffe. Eine Herstellung einer einteiligen Verschlusskappe aus Kunststoff mit einem ausreichend hohen Anteil an Sauerstofffänger-Material wäre demnach unwirtschaftlich. Bei der Herstellung einer Verschlusskappe mit einem Einsatzteil, beispielsweise einem Liner mit Sauerstofffänger-Material, fallen zumindest zwei weitere Verfahrensschritte bei der Herstellung, nämlich die separate Herstellung des Liners, und das Zusammenfügen des Liners mit der Verschlusskappe, an. Außerdem besteht auch hier die Gefahr, dass eine zu geringe Menge an Sauerstofffänger im Einsatzteil oder Liner zu schnell aufgebraucht wird. Eine Erhöhung der Konzentration an Sauerstofffänger-Material im Einsatzteil erhöht dagegen wiederum die Materialkosten.
Aus der Druckschrift US 5,542,557 ist bekannt, einen Drehverschluß mit einer Einlage herzustellen, die ein Sauerstofffänger-Material aufweist. Die Einlage wird über einen Stempeldruck mit einer rauen Oberfläche versehen, um die Sauerstoffabsorptionsfähigkeit zu erhöhen.
Ausgehend davon ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Drehverschluss, insbesondere für eine Kunststoffflasche, bereitzustellen, der die Ansammlung einer zu hohen Sauerstoffmenge im Flascheninnern effektiv verhindert, und zudem einfach und kostengünstig gefertigt werden kann.
Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Drehverschluss mit den Merkmalen des Anspruchs 1.
Vorteilhafte Weiterbildungen und Ausgestaltungen der Erfindung sind durch die Merkmale der Unteransprüche gekennzeichnet.
Die aktive Oberfläche wird durch die Ausbildung einer Art "Höhenprofil" vergrößert, das regelmäßig ausgebildet, also nicht durch Materialfehler, Herstellungstoleranzen oder als statistische Oberflächenrauhigkeit auftritt. Vielmehr ist das Profil ausgewählt und im Wesentlichen reproduzierbar. Als Vergleichsoberfläche wird eine entsprechende, d.h. eine Oberfläche mit gleichem Umriss und gleicher Anordnung bezüglich der ersten Komponente, aber mit unterschiedlichem Höhenprofil, herangezogen. Diese (fiktive) Vergleichsfläche soll dabei im Wesentlichen eben, also ohne wesentliche Höhenunterschiede, ausgebildet sein. Bei dem Flächenvergleich sollten die Begriffe "Profil" und "eben" so aufgefasst werden, dass "Profil" eine Anzahl von Höhenänderungen in einer zur Hauptausdehnungsrichtung der Oberfläche (die eventuell auch lokal in einem bestimmten Umgebungsbereich des betrachteten Bereichs bestimmt werden kann) senkrechten Richtung bedeutet, der Begriff "eben" sich dagegen auf eine im Wesentlichen gleich bleibende Höhe bezüglich der (eventuell lokal bestimmten) Hauptausdehnungsrichtung der Oberfläche bezieht. Man könnte die Vergleichsfläche auch als die Projektion des Grundrisses der (realen) aktiven Oberfläche auf eine Ebene oder als Projektion auf die Oberfläche der unter der aktiven Oberfläche liegenden ersten Komponente darstellen.
Die aktive Oberfläche wird so angeordnet sein, dass sie bei verschlossener Flasche mit dem Inneren des Behälters in Kontakt steht. Dadurch entsteht eine größere Reaktionsoberfläche, die mit dem in der Flasche, insbesondere im Bereich oberhalb des Füllstands, eingeschlossenen Sauerstoff reagieren kann. Die Aktivität und insbesondere die Kapazität des Sauerstoffentzugs durch den Sauerstofffänger wird auf diese Weise gesteigert. Damit sinken gleichzeitig die Materialkosten für das relativ teure Sauerstofffänger-Material, da durch die Profilierung der aktiven Oberfläche eine größere Wirkung erreicht wird, ohne die Dicke der zweiten Komponente oder die Konzentration an Sauerstofffänger in der zweiten Komponente erhöhen zu müssen. Auf Grund der vergrößerten aktiven Oberfläche kann dem Innern der Flasche so viel Sauerstoff entzogen werden, dass die geforderten Haltbarkeitsanforderungen erfüllt werden können. Art und Konzentration des Sauerstofffänger-Materials sowie die Auswahl des Profils der aktiven Oberfläche können so aufeinander abgestimmt werden, dass ausreichend Sauerstoff entzogen wird.
Als Besonderheit können Vertiefungen, Nischen, Aussparungen u. ä., die Teil des Profils sind, so ausgebildet werden, dass aufgrund der Oberflächenspannung der abgefüllten Flüssigkeit keine Flüssigkeit in die Vertiefungen eindringen und mit der in den Vertiefungen liegenden aktiven Oberfläche in Kontakt treten kann. Somit kann nur der in der eingeschlossenen Luft vorhandene Sauerstoff mit diesen in den Vertiefungen liegenden Bereichen der aktiven Oberfläche wechselwirken.
Als Sauerstofffänger ("oxygen scavenger") sind eine Vielzahl von Materialien bekannt, von denen hinsichtlich Wirksamkeit, Aufnahmekapazität, Kosten und Fertigungseigenschaften ein geeignetes Material ausgewählt wird. Der Sauerstoffentzug kann z. B. auf Absorption, Adsorption oder anderen chemischen Reaktionen beruhen.
Der Kunststoff, aus dem die erste Komponente hergestellt ist, kann insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), aber auch Polyethylenterephthalat (PET) umfassen. Die Kunststoffflaschen, für die der Verschluss vorgesehen ist, bestehen bevorzugt aus PET-Material. Allerdings soll das Kunststoffmaterial für die Verschlüsse und die Flaschen nicht auf diese Stoffe beschränkt sein.
Die aktive Oberfläche weist bevorzugt Stege auf. Die Ausbildung von Stegen auf einer Fläche erhöht bekanntermaßen die Oberfläche gegenüber einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche. Den Stegen sollen hier Vorsprünge gleichzusetzen sein, sowie Stufen, die durch die Bildung von Aussparungen, Nischen, oder Vertiefungen entstehen. Alle Höhenveränderungen in der Oberfläche bewirken, bei gleicher Grundfläche, eine erhöhte aktive Oberfläche. Die Art sowie die Feinheit der Profilierung bestimmt die Größe der mit dem Flascheninnern in Kontakt stehenden aktiven Oberfläche und damit die Auffangkapazität des Sauerstofffänger-Materials mit.
In einer besonderen Ausführungsform können die Stege ringförmig angeordnet sein. Zusätzlich zur Anzahl dieser ringförmigen Stege kann, beispielsweise über deren Höhe, die gewünschte aktive Oberfläche eingestellt werden.
In einer anderen Ausführungsform können die Stege gitterartig angeordnet sein. Damit ergibt sich eine Gitterstruktur, wie bei einem Fachwerk, mit dazwischen liegenden Vertiefungen. Die Struktur der Anordnung der Stege sowie deren gegenseitige Ausrichtung kann im Rahmen dieser Erfindung beliebig gewählt werden.
Die aktive Oberfläche weist insbesondere eine wellen- oder rippenartige Struktur auf.
Die aktive Oberfläche kann alternativ auch eine Lamellenstruktur aufweisen. Bei der Lamellenstruktur kann durch die Auswahl der Feinheit, der Anzahl sowie des Abstands der Lamellen zueinander, die Vergrößerung der aktiven Oberfläche in einem weiten Bereich vorgegeben werden. Die Lamellen weisen in der Regel senkrecht von der (gedachten) unprofilierten Oberfläche weg.
Bevorzugt ist die aktive Oberfläche gegenüber einer im Wesentlichen ebenen aktiven Oberfläche um das 5-fache, vorzugsweise um das 10-fache, vergrößert.
Bevorzugt ist die zweite Komponente an einer Oberfläche der ersten Komponente angeordnet, die von einer ringförmigen Innendichtung begrenzt wird, wobei die ringförmige Innendichtung einen Teil der ersten Komponente bildet. In dieser besonderen Ausführung besitzt die Verschlusskappe eine ringförmige Innendichtung, die sich beim Verschließen der Flasche an die Innenseite des Flaschenhalses anlegt und so nach außen hin abdichtet. Die zweite Komponente mit dem Sauerstofffänger-Material befindet sich praktisch an der Decke des Inneren der Verschlusskappe innerhalb dieser kreisförmigen Innendichtung. Dort steht die größte Fläche zur Verfügung, die bei verschlossener Flasche mit dem Inneren der Flasche in Kontakt steht. Erfindungsgemäß kann die aktive Fläche durch die Ausbildung des Profils in fast beliebigem Maß erhöht werden, sofern die zur Verfügung stehende "ebene" Fläche nicht groß genug ist, um eine ausreichende Sauerstoffabfang-Kapazität bereitzustellen.
Die zweite Komponente ist von der Innendichtung beabstandet an der Oberfläche der ersten Komponente angeordnet. Ein, wenn auch geringer, Abstand zwischen der Innendichtung und der zweiten Komponente sorgt dafür, dass die Innendichtung von der Sauerstofffänger-Struktur nicht behindert wird, sondern nach wie vor flexibel mit dem Deckenteil der Verschlusskappe verbunden ist. Sie kann somit die Dichtungsfunktion ohne Beeinträchtigung gewährleisten.
Die erste und die zweite Komponente werden in der Regel aneinander haften. Es kann jedoch auch eine Art mechanischer Verbindung zwischen den Komponenten hergestellt werden. So kann beispielsweise die zweite Komponente einen oder mehrere mechanische Durchbrüche aufweisen, in die mit der Oberfläche der ersten Komponente verbundene Befestigungsmittel, beispielsweise Nieten oder Stifte, eingreifen können. Auf diese Weise entsteht eine Art Nietverbindung zwischen den Komponenten. Die Nieten bzw. Stifte an der ersten Komponente können beispielsweise durch Einspritzen von Material (i.d.R. PE) in die Durchbrüche hergestellt werden.
Die zweite Komponente ist bevorzugt an die erste Komponente angeschmolzen. Es ist jedoch auch eine rein mechanische Anbindung, etwa wie oben beschrieben, ein Verkleben, oder ähnliches denkbar. Im Übergangsbereich zwischen den beiden Komponenten können zusätzlich mechanische Haltemittel, beispielsweise Nuten oder Vertiefungen, vorgesehen sein, die den Halt der beiden Komponenten durch Erhöhung der Reibung und/oder ihrer Kontaktflächefläche verbessern.
Die erste Komponente des erfindungsgemäßen Verschlusses, bestehend aus Kunststoff, kann wenigstens teilweise eine Beschichtung aufweisen, die ein Material umfasst, dessen Durchlässigkeit für Sauerstoff geringer ist als die des Kunststoffs. Diese Beschichtung aus einem geeigneten, d. h. physiologisch unbedenklichen, geschmacksneutralen und für Sauerstoff möglichst undurchlässigen Material, wird dabei bei der oben beschriebenen zweikomponentigen Verschlusskappe in erster Linie im Innenbereich der Kappe an den Seitenwänden der Verschlusskappe vorgesehen sein. Alleine durch diese Maßnahme kann das Eindringen von Sauerstoff durch den Verschluss in das Flascheninnere wirksam herabgesetzt werden. Im Prinzip stellt diese Ausführungsform eine Kombination von Maßnahmen dar, die beide zur Lösung der gleichen Aufgabe beitragen, nämlich den Sauerstoffgehalt im Flascheninnern möglichst niedrig zu halten. Es kann sich jedoch auch herausstellen, dass bereits eine der Maßnahmen genügt, um einen wirksamen Schutz vor Sauerstoff und damit vor dem Verfall des Lebensmittels zu gewährleisten.
Es kann bei geeigneter Auswahl des Materials bereits mit einer im Vergleich zur Stärke der Kappenwand sehr dünnen Schicht die Durchlässigkeit für Sauerstoff wesentlich verringert werden. Geeignete Beschichtungsmaterialien sind also durch eine geringe Sauerstoffdurchlässigkeit gekennzeichnet. Gleichzeitig werden Kriterien wie physiologische Unbedenklichkeit, Geschmacksneutralität, Materialkosten und fertigungstechnische Eigenschaften bei der Auswahl eine entscheidende Rolle spielen.
Das Beschichtungsmaterial umfasst insbesondere Polyamid. Polyamid weist alle oben genannten günstigen bzw. erforderlichen Eigenschaften auf, um als Beschichtungsmaterial zu dienen. So ist die Durchlässigkeit für Sauerstoff, selbst bei dünnen Schichten von üblicherweise 10 µm, sehr gering. Damit ergibt sich durch die Beschichtung mit Polyamid ein wirksamer Schutz vor Eindringen von Sauerstoff in das Innere der verschlossenen Flasche.
Die Beschichtung kann wenigstens teilweise im Innenbereich des Verschlusses angeordnet sein. Bei der oben beschriebenen Zwei-Komponenten-Lösung mit Sauerstofffänger-Material wird die Beschichtung hauptsächlich im Bereich der Seitenwand der Verschlusskappe, also im Gewindebereich, angeordnet sein.
Der Verschluss weist bevorzugt ein Innengewinde auf, und die Beschichtung ist wenigstens teilweise im Bereich des Innengewindes angeordnet.
Die Beschichtung ist bevorzugt geeignet, um als Trockenschmierfilm zwischen dem Gewinde einer Kunststoffflasche und dem Innengewinde des Verschlusses zu wirken.
Ein geeignetes Material, wie es z. B. Polyamid ist, kann, abgesehen von seinen sauerstoffabhaltenden Eigenschaften, auch hervorragend als Gleitstoff eingesetzt werden. Das Material kann, in einer dünnen Schicht aufgetragen, als Trockenschmierfilm dienen. Während bei den für die Flaschen und die Verschlusskappen verwendeten Kunststoffmaterialien die Haftreibung in der Regel größer als die Gleitreibung ist, sind die Reibungszahlen für Polyamid im Wesentlichen gleich groß. Durch die Bildung eines dünnen Gleitfilms im Bereich des Innengewindes kann das Drehmoment, das beim Öffnen, insbesondere in der Anfangsphase des Drehens eines Schraubverschlusses, notwendig ist, wesentlich verringert werden. Auf diese Weise werden Probleme beim erstmaligen Öffnen einer verschlossenen Flasche vermieden und der Komfort beim Betätigen des Verschlusses erhöht.
Bevorzugt kann als Beschichtungsmaterial Polyamid verwendet werden.
Vorzugsweise wird die Beschichtung wenigstens teilweise im Innenbereich des Verschlusses aufgebracht. Das Aufbringen des Materials kann dabei beispielsweise durch einen Pinsel, einen Schwamm, ein Stempelkissen oder ein sonstiges Auftragen erfolgen. Insgesamt entsteht eine Schicht mit geeigneter Dicke, um die an sie gestellten Anforderungen zu erfüllen. Eine dünnen Schicht, etwa von 10 µm Dicke, kann unter Umständen bereits ausreichend sein, um das Durchdringen von Sauerstoff durch die Verschlusskappe wirkungsvoll herabzusetzen bzw. zu verhindern. Außerdem muss beim Einsatz dünner Schichten eine vorhandene Verschlusskappe konzeptionell in keiner Weise verändert werden, da sich die Schichtdicke im Bereich der Fertigungstoleranzen bestehender Verschlusskappen befindet. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass insbesondere im Deckenbereich und im Bereich der Dichtung, die Schichtdicke grundsätzlich beliebig gewählt werden kann.
Die Beschichtung wird insbesondere wenigstens teilweise im Bereich eines Innengewindes des Verschlusses aufgebracht. Bei dieser Ausführungsform kommen die bereits beschriebenen Eigenschaften des Polyamids als Gleitstoff zum Tragen. Insbesondere beim ersten Öffnen des Verschlusses bildet die Schicht im Bereich des Innengewindes einen Trockengleitfilm, der ein Festhaften des Schraubverschlusses an der Flasche verhindert.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele anhand der Figuren. Es zeigen:

Fig. 1: eine Schnittansicht einer herkömmlichen Verschlusskappe;
Fig. 2: eine Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe;
Fig. 3a-3c: eine Draufsicht auf Ausführungen des Profils der zweiten Komponente der Verschlusskappe;
Fig. 4: eine Schnittansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5: eine Schnittansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine herkömmliche einteilige Verschlusskappe 1, ausgebildet als Schraubverschluss, für eine Kunststoff-Flasche gezeigt.
Sie besteht im Wesentlichen aus einem Seitenteil 2 und einem Deckenteil 3. An der Innenseite des Seitenteils 2 befindet sich ein Innengewinde 4. Im oberen Bereich des Seitenteils 2 bzw. im Außenbereich des Deckenteils 3 sind ringförmige Dichtungslippen 5, 6 angeordnet, die sich beim Verschließen der Flaschen vorzugsweise an die Außenseite bzw. an den oberen Rand des Flaschenhalses anlegen.
Außerdem ist eine ringförmige Innendichtung 7 vorgesehen, die einen Vorsprung 7a aufweist, der sich beim Verschließen der Flasche an die Innenseite des Flaschenhalses anlegt.
Am unteren freien Ende des Seitenteils 2 schließt sich ein Garantieband 8 an, welches einen am Flaschenhals der zu verschließenden Flasche vorgesehenen Wulst untergreift, und eine Sicherheits- und Garantiefunktion erfüllt.
Nach dem Befüllen der Flasche, beim erstmaligen Verschließen mit der Verschlusskappe 1, ist in der Regel Luft im Bereich oberhalb des Füllstands der befüllten Flasche eingeschlossen. Zudem weisen die bevorzugt für die Verschlusskappe 1 verwendeten Materialien, z.B. Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), keine sehr guten Barnereeigenschaften gegenüber Sauerstoff auf, so dass ein Eindringen von Sauerstoff durch das Deckenteil 3 und/oder durch das Seitenteil 2 in den oberen Bereich des Flascheninneren auch bei verschlossener Flasche wahrscheinlich ist. Insbesondere beim Befüllen der Flasche mit verderblichen Lebensmitteln, beispielsweise mit Bier, ergibt sich damit das Problem, dass der eingeschlossene oder eindringende Sauerstoff die Haltbarkeit des Lebensmittels stark beeinträchtigt.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe 1. Diese weist, zusätzlich zu den im Zusammenhang mit der herkömmlichen einteiligen Verschlusskappe 1 gemäß Figur 1 beschriebenen Teilen 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 (die zusammen die erste Komponente bezeichnet werden sollen), eine weitere Komponente 9 auf. Es handelt sich bei der in Figur 2 dargestellten Verschlusskappe 1 um eine zweiteilige Verschlusskappe.
Die zusätzliche Komponente 9 umfasst wenigstens einen Sauerstofffänger ("oxygen scavenger"), welcher durch die feuchte Luft im oberen Bereich des Flascheninneren aktiviert wird, und den dort befindlichen Sauerstoff abfängt, beispielsweise durch Adsorption, Absorption oder durch andere geeignete chemische Reaktionen. Außerdem bildet die zweite Komponente 9 eine Barriere gegen ein Eindringen weiteren Sauerstoffs in das Flascheninnere.
Die Komponente 9 ist in dem Ausführungsbeispiel an der inneren Oberfläche des Deckenteils 3 der Verschlusskappe 1 angeordnet. Insbesondere ist sie innerhalb eines von der ringförmigen Innendichtung 7 begrenzten Bereichs an der Oberfläche des Deckenteils 3 angeordnet. Wie aus Fig. 2 deutlich wird, ist zwischen der Innenseite 7b und dem äußeren Rand 9c der Komponente 9 ein Zwischenraum 10 vorhanden, d.h. die Innendichtung 7 und die Komponente 9 stehen nicht miteinander in Kontakt, um die Beweglichkeit der Innendichtung 7, die sich beim Verschließen der Flasche gegen die Innenseite des Flaschenhalses anpresst, nicht zu beeinträchtigen.
Dadurch, dass die zweite Komponente 9 einen großen Bereich des Deckenteils 3 bedeckt, verhindert sie auch im hohen Maße ein Eindringen von Sauerstoff durch das Deckenteil 3, da der Sauerstofffänger in der Komponente 9 auch gute Barriereeigenschaften gegen das Durchdringen von Sauerstoffbesitzt.
Wie ebenfalls aus Fig. 2 deutlich wird, ist die freie Oberfläche der Komponente 9 nicht glatt bzw. eben ausgebildet, sondern profiliert. In der Schnittansicht weist die Oberfläche Vorsprünge 9a und Vertiefungen 9b auf. Durch die Profilierung wird die Oberfläche gegenüber einer ebenen oder glatten Oberfläche vergrößert, was zu einer größeren Reaktionsfläche für den Sauerstoff führt. Damit wird die Absorptions-/ Adsorptions-/ Reaktionswahrscheinlichkeit und -kapazität ohne Erhöhung (unter Umständen sogar bei einer Absenkung) der Konzentration des relativ teuren "oxygen scavengers" in der Komponente 9 gesteigert. Die vergrößerte Oberfläche verleiht der Komponente 9 also eine effektivere Wirkung.
Die Figuren 3a bis 3c zeigen unterschiedliche Ausführungen der Profilierung der freien Oberfläche der Komponente 9 gemäß Fig. 2.
In Fig. 3a ist ein Profil mit ringförmigen Stegen 9a und dazwischen liegenden Vertiefungen (oder Rillen) 9b gezeigt. Die Höhe der Stege 9a kann dabei so eingestellt werden, dass sich eine gewünschte aktive Oberfläche ergibt. Vergrößerungen der Oberfläche sind um praktisch beliebige, teilweise große Faktoren, denkbar. So kann die freie Oberfläche der zweiten Komponente 9 beispielsweise gegenüber einer ebenen, glatten Oberfläche durch entsprechende Profilierung um das 3-, 5- oder 10-fache, aber auch darüber hinaus, vergrößert werden.
Fig. 3b zeigt eine freie Oberfläche der Komponente 9 mit einer Lamellenstruktur. Die Komponente 9 weist aus einer Grundfläche herausragende Lamellen 9c auf, die der freien Oberfläche ein bürstenartiges Aussehen verleihen. Auch hier kann der Querschnitt der Lamellen, ihr Abstand zueinander und ihre Länge entsprechend den Anforderungen an die Sauerstoffabfangenden Eigenschaften der Komponente 9 eingestellt werden.
Ein weiteres Beispiel für eine erfindungsgemäße Profilstruktur der Komponente 9 zeigt Fig. 3c. Hier ist eine "Fachwerkstruktur" mit einer Vielzahl parallel und senkrecht zueinander verlaufender Stege 9d dargestellt, die eine Anzahl von Vertiefungen 9e begrenzen. Die Vertiefungen 9e gemäß der Struktur der Fig. 3c können bevorzugt so klein gewählt werden, dass Flüssigkeiten aufgrund der Oberflächenspannung nicht in die Vertiefungen der Komponente 9 eindringen können. Da die Vertiefungen also lediglich für Gase bzw. die eingeschlossene Luft erreichbar sind, kann eine Schädigung der aktiven sauerstoffabfangenden Bereiche durch die Flüssigkeit und eine damit verbundene Deaktivierung der freien Oberfläche der Komponente 9 weitestgehend ausgeschlossen werden. Von diesem Vorteil soll im Rahmen der Erfindung auch durch die entsprechende Gestaltung anderer Oberflächenstrukturen Gebrauch gemacht werden können.
Bevorzugt wird die in Fig. 2 gezeigte Verschlusskappe durch ein Zwei-Komponenten-Spritzgussverfahren hergestellt. Vorteilhafterweise kann auf diese Art der Grundkörper 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 der Verschlusskappe 1 mit der zweiten Komponente 9 beispielsweise durch Anschmelzen der jeweiligen Oberfläche einer Komponente an die andere, beispielsweise im Übergangsbereich der Komponente 9 zum Deckenteil 3, verbunden werden. Eine gute Haftung zwischen dem Grundkörper 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und der Komponente 9 kann durch geeignete Auswahl des Matrixmaterials der Komponente 9, in das der Sauerstofffänger eingebracht ist, erreicht werden. Wird beispielsweise ein "oxygen scavenger" gewählt, der mit Polyethylen gut mischbar ist, und ist der Grundkörper 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 aus Polyethylen hergestellt, ergeben sich besonders gute Bedingungen für ein Spritzgussverfahren und eine gute Verschweißbarkeit an der Grenzschicht zwischen dem Grundkörper 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 und der zweiten Komponente 9. Die Materialauswahl soll jedoch im Rahmen dieser Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt sein, sondern alle dem Fachmann geläufigen Möglichkeiten umfassen.
Die Verbindung zwischen den Komponenten kann jedoch auch rein mechanisch sein oder durch Verkleben bewerkstelligt werden. Bei einer mechanischen Verbindung können Stege bzw. Vertiefungen entweder im Deckenteil 3 oder in der zweiten Komponente 9 im Übergangsbereich der beiden Teile vorgesehen sein, um die Reibung und damit die Haftung der Komponenten aneinander zu erhöhen.
Die profilierte, beispielsweise laminierte freie Oberfläche der Komponente 9 kann bereits beim Spritzgussvorgang hergestellt werden, also durch die Spritzgussform vorgegeben sein. Da zudem eine Komponente an die andere angespritzt wird, genügen zwei prinzipielle Arbeitsschritte zur Herstellung der Verschlusskappe 1. Auf jegliche Nachbehandlung der gespritzten Oberfläche kann verzichtet werden.
In Fig. 4 ist ein zweites Ausführungsbeispiel einer erfindungsgemäßen Verschlusskappe 1 dargestellt.
Die Verschlusskappe 1, die im Wesentlichen aus einem Seitenteil 2, einem Deckenteil 3, einem Innengewinde 4, einer Außendichtung 5, 6, einer Innendichtung 7 und einem Garantieband 8, wie im Zusammenhang mit Figur 1 beschrieben, besteht, ist hier einstückig ausgebildet. Die Erfindung soll jedoch auch auf zusammengesetzte mehrstückige Verschlusskappen anwendbar sein.
Die Verschlusskappe 1 ist aus einem geeigneten Kunststoff, beispielsweise Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP), hergestellt. Diese Kunststoffe weisen, wie bereits erläutert, keine sehr guten Barriereeigenschaften gegenüber Sauerstoff auf, so dass Sauerstoff durch das Deckenteil 3 und/oder durch das Seitenteil 2 in das Flascheninnere eindringt und die Haltbarkeit des Lebensmittels beeinträchtigt.
Zum Schutz gegen das Eindringen von Sauerstoff von außen wurde daher ein Teil der Innenseite der Verschlusskappe 1 mit Polyamid beschichtet. Die Polyamidschicht 11a, 11b befindet sich insbesondere am Seitenteil 2 und am Deckenteil 3, wobei die Innendichtung 7 in diesem Beispiel nicht beschichtet wurde. Allerdings sei bemerkt, dass auch eine Beschichtung der Innendichtung 7 durchaus möglich wäre, ohne die Funktion der Verschlusskappe, insbesondere hinsichtlich Ihrer Dichtungseigenschaften, merklich zu beeinträchtigen, da die Polyamidbeschichtung, die als Sauerstoffbarriere dient, mit einer Schichtdicke von lediglich ca. 10 µm aufgebracht werden kann, die geringer ist als die Fertigungstoleranzen bei der Herstellung der Verschlusskappe 1.
Polyamid eignet sich aus mehreren Gründen besonders gut für den erfindungsgemäßen Zweck. Zum einen ist Polyamid physiologisch unbedenklich, geschmacksneutral und wirkt zudem noch antibakteriell. Zum anderen sind die Barriereeigenschaften für Sauerstoff auch bei einer dünnen Polyamidschicht günstig.
Die Polyamidschicht 11a, 11b lässt sich einfach aufbringen, beispielsweise durch Auftragen des in einem Lösungsmittel gelösten Polyamids an der Innenseite der Verschlusskappe 1. Beim Auftragen auf diese Weise kann genau bestimmt werden, welche Bereich der Innenseite der Verschlusskappe 1 beschichtet werden sollen.
In Fig. 5 wurde beispielsweise lediglich das Seitenteil 2 im Bereich des Innengewindes 4 mit einer Polyamidschicht 11a beschichtet. Die Polyamidschicht 11a verhindert somit ein Eindringen von Sauerstoff durch den Beschichtungsbereich 11a am Seitenteil 2.
Wird, wie in Figur 2 gezeigt, das Deckenteil 3 mit einem Sauerstofffänger in Form einer zweiten Komponente 9 ausgestattet, so ist eine zusätzliche Beschichtung des Deckenteils mit Polyamid nicht notwendig. Die Bildung einer Barriere 11a am Seitenteil 2 kann allerdings in Kombination mit dem Sauerstofffänger dazu beitragen, den Sauerstoffgehalt im Inneren der Flasche besonders wirkungsvoll auf ausreichend niedrigem Niveau zu halten.
Je nach den Anforderungen, beispielsweise an die Haltbarkeit oder aber durch das Lebensmittel selbst bedingt, können in der vorliegenden Erfindung die Maßnahmen, wie in Fig. 2, 3, 4 oder 5 gezeigt, für sich ausreichen, um Bedingungen herzustellen, in denen das in die Flasche gefüllte Lebensmittel haltbar bleibt, da jede der Maßnahmen für sich geeignet ist, den Einfluss von Sauerstoff auf das aufbewahrte Lebensmittel zu verringern. Die Erfindung soll also jede der beschriebenen Haltbarkeitsmaßnahmen für sich sowie alle Kombination der gezeigten Maßnahmen umfassen.
Die Beschichtung im Bereich des Innengewindes 4 der Verschlusskappe 1 ist zudem noch in einer weiteren Hinsicht vorteilhaft. Bei herkömmlichen Kunststoffflaschen in Verbindung mit den dazugehörigen Kunststoff-Verschlusskappen besteht häufig das Problem, dass beim erstmaligen Öffnen der Flasche ein großes Drehmoment aufgewendet werden muss, um überhaupt ein Öffnen der Flasche zu ermöglichen. Dies ist nicht nur benutzerunfreundlich, sondern kann im Extremfall dazu führen, dass ein Benutzer die Flasche überhaupt nicht öffnen kann. Dies ist in erster Linie auf ungünstige Reibungskoeffizienten der verwendeten Kunststoffmaterialien zurückzuführen (die Haftreibung zwischen diesen Materialien ist in der Regel größer als die Gleitreibung).
Polyamid dagegen eignet sich hervorragend als Gleitstoff. So kann durch eine PolyamidBeschichtung 11a im Gewindebereich 4 ein Trockengleitfilm gebildet werden, der eine bessere Handhabung des Verschlusses erlaubt, insbesondere das erforderliche Drehmoment bzw. die erforderliche Kraft beim erstmaligen Öffnen der Flasche deutlich herabgesetzt. Da die Materialeigenschaften von Polyamid also auch in dieser Hinsicht vorteilhaft sind, kann auch eine Beschichtung lediglich des Gewindebereichs in manchen Fällen durchaus sinnvoll sein.
Die Beschichtung 11a, 11b mit Polyamid kann beispielsweise durch Auftragen einer Polyamidlösung erfolgen. Dadurch entsteht, sobald das Lösungsmittel verdunstet ist, eine sehr dünne Polyamidschicht, etwa mit einer Schichtdicke von ca. 10 µm. das Verdunsten des Lösungsmittels kann durch Erhitzen, beispielsweise mit Temperaturen zwischen 80 und 120 °C, beschleunigt werden . Zusätzlich kann die Haftung der Schicht an der Verschlusskappe 1 verbessert werden, indem bei der Herstellung der Verschlusskappe 1 vor der Beschichtung die Oberfläche, auf die das Polyamid aufgetragen werden soll, durch Abflammen aktiviert wird.
Mit der vorliegenden Erfindung gelingt es, den Sauerstoffgehalt im Innenbereich einer verschlossenen Flasche so zu reduzieren bzw. so zu kontrollieren, dass die Haltbarkeit eines verderblichen Lebensmittels deutlich gesteigert werden kann.

Claims

. Drehverschluss (1) mit einem Garantieband, insbesondere zum Verschließen von Kunststoffflaschen, umfassend wenigstens zwei Komponenten, wobei die erste Komponente (2, 3, 4, 5, 6, 7, 8) aus Kunststoff besteht, die zweite Komponente (9) einen Sauerstofffänger enthält, und wobei die erste und zweite Komponente so miteinander verbunden sind, dass die zweite Komponente eine freie Oberfläche als Reaktionsfläche für Sauerstoff aufweist und eine Oberfläche, die an der ersten Komponente angeordnet ist, wobei an der ersten Komponente eine ringförmige Innendichtung (7) ausgebildet ist, die beim Verschließen einer Kunststoffflasche an der Innenseite des Flaschenhalses anliegt, wobei die von der zweiten Komponente gebildete freie Oberfläche eine aktive Oberfläche umfasst, die ein Profil mit Vorsprüngen (9a) und Vertiefungen (9b) aufweist, derart, dass die aktive Oberfläche gegenüber einer entsprechenden aktiven Oberfläche ohne Profil, also einer im Wesentlichen ebenen Oberfläche, zumindest um das Dreifache vergrößert ist.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche Stege (9a, 9d) aufweist.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (9a) ringförmig angeordnet sind.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Stege (9d) gitterartig angeordnet sind.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche eine wellen- oder rippenartige Struktur aufweist.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche eine Lamellenstruktur aufweist.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die aktive Oberfläche gegenüber einer im Wesentlichen ebenen aktiven Oberfläche um das 5-fache, vorzugsweise um das 10-fache, vergrößert ist.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (9) an einer Oberfläche der ersten Komponente angeordnet ist, die von der ringförmigen Innendichtung (7) begrenzt wird.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (9) von der Innendichtung (7) beabstandet an der Oberfläche der ersten Komponente angeordnet ist.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Komponente (9) aneinander haften.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Komponente (9) an die erste Komponente angeschmolzen ist.
. Drehverschluss (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Komponente aus Kunststoff wenigstens teilweise eine Beschichtung (11a, 11b) aufweist, die ein Material umfasst, dessen Durchlässigkeit für Sauerstoff geringer ist als die des Kunststoffs.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Beschichtungsmaterial Polyamid umfasst.
. Drehverschluss (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung wenigstens teilweise im Innenbereich des Drehverschlusses angeordnet ist.
. Drehverschluss (1) nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass der Drehverschluss (1) ein Innengewinde (4) aufweist, und die Beschichtung (11a,
11b) wenigstens teilweise im Bereich des Innengewindes (4) angeordnet ist.
. Drehverschluss (1) nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung (11a, 11b) geeignet ist, um als Trockenschmierfilm zwischen einem Gewinde einer Kunststoffflasche und dem Innengewinde (4) des Drehverschlusses zu wirken.