ERSCHLUSSMEMBRAN VERSEHENER VERSCHLUSSRING SOWIE DESSEN HERSTELLUNG OPERATING MEMBRANE PROVIDED LOCKING RING AND ITS PRODUCTION
Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes mit einer umlaufenden Siegelfläche zum Aufsiegeln einer Verschlussmembran und einem Bόrdelrand zum Aufbringen des Verschlussringes auf den Rand des Gebindes gemass Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechender Verschlussring.The invention relates to a method for producing a closure ring with a circumferential sealing surface for sealing a closure membrane and a border for applying the closure ring to the edge of the container, as well as a corresponding closure ring.
Gebinde aus Stahlblech, Aluminium, Kunststoff oder Laminaten aus Papier und Kunststoff finden Verwendung für pulverförmige, pastose oder flüssige Füllgüter. Um einen luftdichten und/oder flüssigkeits- bzw. wasserdampfdichten Verschluss zu gewährleisten, müssen diese auch deckelseitig für die Lagerung und den Transport entsprechend dicht verschlossen sein, und für den Verbrauch dennoch leicht und werkzeugfrei geöffnet werden können .Containers made of sheet steel, aluminum, plastic or laminates made of paper and plastic are used for powdery, pasty or liquid contents. In order to ensure an airtight and / or liquid- or water vapor-tight seal, these must also be tightly sealed on the cover side for storage and transport, and yet be opened easily and without tools for consumption.
Es ist unter anderem bekannt, auf den Gebinderand, d.h. auf den Rand des das Gebinde bildenden Rumpfes einen
Verschluss-Ring aufzusetzen und diesen mit dem Gebinderumpf durch mechanische Verformung zu verbinden, wie dies beim Aufbringen von Böden, die nicht geöffnet werden, der Fall ist. Die Entnahmeöffnung wird durch eine Membran, welche mit dem Ring versiegelt ist, verschlossen. Diese Membran, meist aus Aluminium oder einem Laminat aus siegelbarem Kunststoff und Aluminium hergestellt, kann vom Ring abgeschält oder entlang einer Ritzung abgetrennt werden .It is known, among other things, on the edge of the container, ie on the edge of the body forming the container Put the locking ring on and connect it to the container body by mechanical deformation, as is the case when applying floors that are not opened. The removal opening is closed by a membrane which is sealed with the ring. This membrane, usually made of aluminum or a laminate of sealable plastic and aluminum, can be peeled off from the ring or separated along a score.
Die Herstellung solcher Ringe ist seit langem bekannt und erfolgt durch Stanz- und Biegeoperationen aus band- oder tafelförmigem, mit Lack überzogenem Material. Beim Ausstanzen der Ringe, diese können nicht nur kreisrund sein, sondern jede beliebige andere Form aufweisen, die dem Querschnitt des später damit zu verschliessenden Gebinderumpfes entspricht, entsteht sehr viel gitterartig zurückbleibender Abfall, da sowohl ein Teil ausserhalb des Ringes als auch die zukünftige Entnahmeöffnung in den meisten Fällen nicht weiter verwendet werden kann. Im Durchschnitt entstehen bei ausgestanzten Ringen zwischen 60% und 70% Abfall. In einigen Fällen können die zentralen Rondellen, welche beim Ausstanzen der Entnahmeöffnung entstehen, für andere Zwecke noch weiter verwendet werden. Im allgemeinen stimmt aber die Nachfrage nach solchen Rondellen nicht mit den jeweils bei der Verschlussring- Produktion anfallenden überein, so dass entweder zuviele Rondellen vorhanden sind, oder bei zeitweilig grösserer Nachfrage nach Rondellen müssen solche aus dem Vollen hergestellt werden, was zu höheren Materialkosten für das
Nebenprodukt fuhrt und eine vernunftige Kalkulation sowohl der Verschlussringe als auch der Rondellen verun oglicht .The production of such rings has been known for a long time and is carried out by punching and bending operations from band-shaped or tabular material coated with lacquer. When the rings are punched out, they can not only be circular, but can also have any other shape that corresponds to the cross section of the container body to be subsequently sealed, a great deal of lattice-like waste arises, since both a part outside the ring and the future removal opening in can not be used in most cases. On average, punched out rings produce between 60% and 70% waste. In some cases, the central rondelles, which are created when the removal opening is punched out, can still be used for other purposes. In general, however, the demand for such rondelles does not coincide with that in each case in the production of the lock ring, so that either there are too many rondelles, or if there is a temporarily larger demand for rondelles, they have to be made from the full, which leads to higher material costs for the By-product leads and a sensible calculation of both the lock rings and the rondelles is impossible.
Eine Verwendung von unbeschichtetem Ausgangs aterial für die Verschlussringe, bei dem die Stanzgitter eingeschmolzen und wiederverarbeitet werden konnten, ist bisher nicht in Betracht gezogen worden. Dies weil die Verschlussringe ohne entsprechenden Korrosionsschutz nicht verwendbar sind. Werden nun aber, wie dies heute der Fall ist, bereits beschichtete Metallbleche verwendet, so können die Abfalle, d.h. die Stanzgitter, wohl dem Recycling zugeführt werden, jedoch ist der im Markt erzielbare Erlös wegen erheblich höheren Aufbereitungskosten wesentlich geringer als bei unbeschichteten Materialien. Dadurch ergeben sich Kosten für den fertigen Verschluss, welche oft nicht mehr konkurrenzfähig sind im Vergleich zu anderen Verschlusssystemen .The use of uncoated starting material for the locking rings, in which the lead frames could be melted and reprocessed, has not previously been considered. This is because the locking rings cannot be used without appropriate corrosion protection. However, if, as is the case today, coated metal sheets are used, the waste, i.e. the leadframes are probably recycled, but the revenue that can be achieved on the market is considerably lower than with uncoated materials due to the significantly higher processing costs. This results in costs for the finished closure, which are often no longer competitive in comparison to other closure systems.
Der Lack für die Beschichtung der Bleche muss mehrere Bedingungen erfüllen. Nebst einer ausgezeichneten Haftung auf der Unterlage aus Rohmetall uss er den hohen Anforderungen bezuglich Korrosionsbeständigkeit und Lebensmitteltauglichkeit sowie Sterilisierbarkeit genügen. Im weiteren, und dies ist für die hohen Ansprüche des Konsumenten wesentlich, muss er das Aufsiegeln einer Verschlussmembran erlauben, ohne dass diese sich beim Sterilisieren lost, jedoch zum Offnen des Gebindes von diesem leicht abschalbar ist.
Die Beschichtung mit Lack soll in einer oder in mehreren Schicht erfolgen können, wobei sich der verwendete Nassoder Pulverlack als Beschichtungsmaterial von Schicht zu Schicht andern kann.The varnish for the coating of the sheets must meet several conditions. In addition to excellent adhesion to the base made of raw metal, it meets the high requirements with regard to corrosion resistance and food suitability as well as sterilizability. Furthermore, and this is essential for the high demands of the consumer, he must allow the sealing membrane to be sealed on without it loosening during sterilization, but being easily removable from it to open the container. Coating with lacquer should be possible in one or more layers, the wet or powder lacquer used as coating material being able to change from layer to layer.
Handels bliche Lacke genügen diesen Ansprüchen nicht, da sie jeweils eines oder mehrere der geforderten Merkmale nicht besitzen.Commercial lacquers do not meet these requirements since they do not have one or more of the required characteristics.
Verschlüsse der eingangs genannten Art sind beispielsweise aus dem Katalog "Alcan Verpackungsmaterial" der ALCAN RORSCHACH AG, datiert 5.96, bekannt und gezeigt. Diese bekannten Verschlüsse werden unter anderem auch nach dem Schweizer Patent CH 674 829 hergestellt.Closures of the type mentioned at the outset are known and shown, for example, from the "Alcan packaging material" catalog from ALCAN RORSCHACH AG, dated 5.96. These known closures are also manufactured, among other things, according to Swiss patent CH 674 829.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht nun darin, ein Verfahren zur Herstellung eines solchen Verschluss- Ringes zu schaffen, bei dem die Stanzgitter und Rondellen mit geringem Wertverlust wiederaufbereitet werden können sowie einen entsprechenden Verschlussring bereitzustellen.The object of the present invention is now to provide a method for producing such a locking ring, in which the lead frames and roundels can be reprocessed with little loss of value, and to provide a corresponding locking ring.
Gelöst wird diese Aufgabe zum einen durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.This object is achieved on the one hand by the method according to the features of patent claim 1.
überraschenderweise gelingt es, den erfindungsgemassen kreisringformigen Rohling für den Verschlussring, der aus unbeschichtetem Blech ausgestanzt wurde, nachträglich mit einer auch die Schnittkanten umfassenden Beschichtung zu überziehen, welche die hohen Anforderungen bezuglich Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Füllgutern erfüllt
und gleichzeitig das Aufsiegeln der zentralen Verschlussmembran ermöglicht und die Sterilisation schadlos übersteht. Die beim Ausstanzen anfallenden Rondellen und Stanzgitter aus rohem Metall lassen sich durch Einschmelzen ohne weiteres wieder zu neuem Material verarbeiten. Deren Wert ist infolge ihrer Reinheit nur geringfügig kleiner als der Wert des für die Herstellung verwendeten Blechs.Surprisingly, it is possible to subsequently coat the ring-shaped blank according to the invention for the locking ring, which has been punched out of uncoated sheet metal, with a coating which also includes the cut edges and which fulfills the high requirements with regard to corrosion resistance with respect to the contents and at the same time enables the central sealing membrane to be sealed and the sterilization survives without damage. The rondelles and leadframes made of raw metal that are produced when punching out can be easily melted into new material. Due to their purity, their value is only slightly less than the value of the sheet used for production.
Der notwendige Korrosionsschutz wird nach der Fertigstellung des Verschlussringes durch Beschichten mit Pulverlack aufgebracht, der die Eigenschaft aufweist, auch die Schnittkanten einwandfrei zu schützen. Der Pulverlack besitzt zudem die Eigenschaft, dass die aufgesiegelte Verschlussmembran sich vom Verschlussring abschalen lasst.The necessary corrosion protection is applied after completion of the locking ring by coating with powder coating, which has the property of also protecting the cut edges properly. The powder coating also has the property that the sealed sealing membrane can be peeled off the sealing ring.
Die Erfindung wird anhand eines illustrierten Ausfuhrungsbeispieles erläutert. Es zeigen:The invention is explained on the basis of an illustrated exemplary embodiment. Show it:
Figur 1 eine Aufsicht auf die aus band- oder tafelförmigem unbeschichtetem Material ausgestanzten flachen ringförmigen Scheiben,FIG. 1 shows a top view of the flat annular disks punched out from strip-like or sheet-like uncoated material,
Figur 2 eine Aufsicht auf eine einzelne ringförmige Scheibe vor deren Umformung zu einem Verschlussring,FIG. 2 shows a top view of an individual annular disk before it is formed into a locking ring,
Figur 3 einen vergrosserten Querschnitt durch den vorgeformten Verschlussring.
Aus einer Tafel oder aus bandförmigem unbeschichtetem Material 1, beispielsweise Reinaluminiumblech, werden kreisringformige Scheiben 4 ausgestanzt.3 shows an enlarged cross section through the preformed locking ring. Annular disks 4 are punched out of a sheet or of strip-shaped, uncoated material 1, for example pure aluminum sheet.
Im folgenden Arbeitsgang wird die Ringscheibe 4 in einem Tiefziehvorgang verformt. Das in seiner kostengünstigsten Form zum Einsatz gelangende Material ist sehr leicht zu verarbeiten.In the following operation, the washer 4 is deformed in a deep-drawing process. The material used in its most cost-effective form is very easy to process.
Selbstverständlich kann die geometrische Form des Bordelbereiches 25 je nach Anforderung auch anders gestaltet werden als dies schematisch in Figur 3 dargestellt ist. Für eine optimale Stapelung der fertiggestellten Verschlussringe kann die periphere Kante 27 geringfügig angestaucht werden. In herkömmlicher Weise wird zudem auf der konkaven Seite des Bordelbereiches 25 für die Abdichtung mit dem Gebinderumpf das notwendige Dichtungsmaterial 29 eingespritzt. Das Aufsiegeln einer Verschlussmembran 31, welche die Zentrumsöffnung 15 überspannt, erfolgt - wie dies bisher bei herkömmlich hergestellten Verschlussringen üblich war - vor dem Aufbringen der Verschlussringe auf ein Gebinde.Of course, depending on the requirements, the geometric shape of the border area 25 can also be designed differently than is shown schematically in FIG. 3. For an optimal stacking of the completed locking rings, the peripheral edge 27 can be slightly compressed. In a conventional manner, the necessary sealing material 29 is also injected on the concave side of the flange area 25 for sealing with the container body. The sealing of a closure membrane 31, which spans the center opening 15, takes place - as was previously the case with conventionally produced closure rings - before the closure rings are applied to a container.
Ein sehnenartig verlaufender Abschnitt X an der Zentrumsoffnungskante dient dazu, eine genügend grosse Siegelflache für die Membran 31, welche auf den Siegelbereich 9 aufgesiegelt wird, auch an der Faltkante einer Lasche 32 auszubilden. Die Lasche 32 ist Teil der Membran 31 und wird gegen das Zentrum der letzteren umgelegt. Im Faltbereich entsteht dadurch ein gerader
Abschnitt, der parallel zum Abschnitt X verläuft, womit die Versiegelung auch bei runden Gebinden einwandfrei möglich ist. Dasselbe ist auch bei Ringen/Dosen mit nicht rundem Querschnitt möglich, weil auch dort die Plazierung der umgelegten Aufreisslasche 32 immer in einem Bereich mit kleinem Dosenradius zu liegen kommt. Durch die Ausbildung des örtlich verbreiterten Bereiches X der Siegelfläche 9 kann eine Siegelbreite von beispielsweise nur 2 mm am ganzen Umfang des Siegelbereiches aufrechterhalten werden. Es ist daher nicht mehr notig, den gesamten Siegelbereich, d.h. den Bereich 9, derart breit auszubilden, dass auch an der Stelle, wo die Lasche 32 zu liegen kommt, ein genügend breiter Siegel- oder Kontaktbereich 9 vorhanden ist. Mit dieser Massnahme kann bei einem viel schmaleren Siegelbereich 9 eine genügend grosse Siegelfläche, die einen dichten Verschluss des Gebindes ermöglicht, erreicht werden. Es wird nicht nur Material gespart, sondern gleichzeitig bei unverändertem Gebindedurch esser wird die Zentrumsöffnung grösser.A tendon-like section X on the center opening edge serves to form a sufficiently large sealing surface for the membrane 31, which is sealed onto the sealing area 9, also on the folded edge of a flap 32. The tab 32 is part of the membrane 31 and is folded against the center of the latter. This creates a straight line in the fold area Section that runs parallel to section X, so that sealing is perfectly possible even with round containers. The same is also possible for rings / cans with a non-round cross-section, because the placement of the torn-open tab 32 always comes to lie in an area with a small can radius. By forming the locally widened area X of the sealing surface 9, a sealing width of, for example, only 2 mm can be maintained over the entire circumference of the sealing area. It is therefore no longer necessary to design the entire sealing area, ie the area 9, so wide that a sufficiently wide sealing or contact area 9 is also present at the point where the tab 32 comes to rest. With a much narrower sealing area 9, this measure allows a sufficiently large sealing area, which enables the container to be sealed, to be achieved. Not only is material saved, but at the same time the container opening remains unchanged, the center opening becomes larger.
Die als Korrosionsschutz dienende Beschichtung erfolgt am fertiggestellten Verschlussring vor dem Einbringen der Dichtmasse in den konkaven Teil des Bördeis 25. Die Beschichtung erfolgt durch Pulverlack, der elektrostatisch appliziert und danach aufgeschmolzen wird.The coating serving as corrosion protection is applied to the finished locking ring before the sealing compound is introduced into the concave part of the Bördeis 25. The coating is carried out by powder coating, which is applied electrostatically and then melted.
Um die komplexen Bedingungen zu erfüllen wird vorzugweise ein Pulverlack, wie nachfolgend beschrieben, verwendet.
Der Pulverlack basiert vorzugsweise auf der Basis von Polyolefinen, insbesondere Polypropylen oder Polyethylen mit polaren funktioneilen Gruppen. Der Einsatz solcher Lacke erlaubt es, siegelbare Beschichtungen mit der geforderten hohen Haftung auf der metallischen Oberfläche zu erzeugen. Als polare funktionelle Gruppen sind Säure- oder Säureanhydridgruppen modifiziert. Die Stabilisierung des Lacks mit Antioxidantien verhindert eine Versprödung der Lackschicht durch Oxidationsvorgänge, wie sie bei der Hitzesterilisation und durch lange Lagerung hervorgerufen wird. Durch die oberflächenspezifische Stabilisierung des Pulvers mit Antioxidantien wird eine besonders hohe Antioxidantien-Konzentration an der Stelle des Lacks erreicht, welche besonders oxidationsempfindlich ist. Dies ermöglicht eine besonders effektive Stabilisierung.To meet the complex conditions, a powder coating, as described below, is preferably used. The powder coating is preferably based on polyolefins, in particular polypropylene or polyethylene with polar functional groups. The use of such lacquers enables sealable coatings to be produced with the required high adhesion to the metallic surface. Acid or acid anhydride groups are modified as polar functional groups. Stabilizing the paint with antioxidants prevents embrittlement of the paint layer due to oxidation processes, such as those caused by heat sterilization and long storage. Due to the surface-specific stabilization of the powder with antioxidants, a particularly high antioxidant concentration is achieved at the location of the lacquer, which is particularly sensitive to oxidation. This enables particularly effective stabilization.
Der Pulverlack wird dann mittels herkömmlichen Pulverbeschichtungs-Systemen, z.B. elektrostatisch arbeitenden Pulverlackierpistolen, auf den Verschlussring appliziert .The powder coating is then applied using conventional powder coating systems, e.g. electrostatic powder spray guns, applied to the locking ring.
In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nur die letzte Lackschicht mit einem Antioxidantien stabilisierten Pulverlack erstellt.In a preferred embodiment of the invention, only the last lacquer layer is created with a powder lacquer stabilized with antioxidants.
Erfindungsgemäß wird auch ein Verschlussring aus Rohmetall mit einer umlaufenden Siegelfläche für eine aufsiegel- und schälbare Verschlussmembran bereitgestellt, die mit einem solchen Lack auf der Basis von Polyolefinen beschichtet ist. Weiterhin stellt die Erfindung die Verwendung eines solchen Lackes zur Beschichtung eines entsprechenden Verschlussringes bereit .
Beispiel :According to the invention, a closure ring made of raw metal with a circumferential sealing surface for a sealable and peelable closure membrane is also provided, which is coated with such a lacquer based on polyolefins. Furthermore, the invention provides the use of such a lacquer for coating a corresponding locking ring. For example:
0,5 g eines geeigneten Antioxidans, z.B. IRGANOX B215 von Ciba Speciality Chemicals Inc., Basel, wird in 200 g Aceton gelöst. Nach Zugabe von 200 g eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Polypropylen-Pulvers wird die entstehende Masse während fünf Minuten in einem Mörser zerrieben. Anschließend wird diese Masse in einem Rotationsverdampfer bei 80 °C getrocknet, bis das Pulver eine rieselfähige und weiterverarbeitbare Konsistenz aufweist. Das Pulver ist dann bereit für die Applikation mittels herkömmlichen Pulverbeschichtungssystemen, z.B. elektrostatisch arbeitenden Pulverlackierpistolen .
0.5 g of a suitable antioxidant, e.g. IRGANOX B215 from Ciba Specialty Chemicals Inc., Basel, is dissolved in 200 g acetone. After adding 200 g of a polypropylene powder grafted with maleic anhydride, the resulting mass is ground in a mortar for five minutes. This mass is then dried in a rotary evaporator at 80 ° C. until the powder has a free-flowing and processable consistency. The powder is then ready for application using conventional powder coating systems, e.g. electrostatic powder spray guns.