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Title:
SEALING RING, COMPRISING A SEALING DIAPHRAGM AND PRODUCTION OF THE SAME
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2001/007330
Kind Code:
A1
Abstract:
The inventive method uses an uncoated metal sheet which is punched out in the shape of a ring and which is subsequently reshaped into a ring with a profiled cross-section. Either before or after the reshaping process, the sealing ring (4) produced is coated with a powder lacquer which can be sterilised and sealed, before the sealing diaphragm is applied (31). The invention also relates to a sealing ring consisting of crude metal, comprising a peripheral sealing surface for a sealable, peelable sealing diaphragm which is coated with a polyolefin-based lacquer.

Inventors:
Vetter, Daniel (Schöneggstrasse 14-a Rorschacherberg, CH-9404, CH)
Frey, Jürg (Haggenstrasse 80 St. Gallen, CH-9014, CH)
Application Number:
PCT/EP2000/007039
Publication Date:
February 01, 2001
Filing Date:
July 21, 2000
Export Citation:
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Assignee:
ALCAN RORSCHACH AG (Industriestrasse 35 Rorschach, CH-9400, CH)
Vetter, Daniel (Schöneggstrasse 14-a Rorschacherberg, CH-9404, CH)
Frey, Jürg (Haggenstrasse 80 St. Gallen, CH-9014, CH)
International Classes:
B21D51/38; B65D17/50; (IPC1-7): B65D17/50; B21D51/38
Foreign References:
US4270665A
CH674829A5
EP0408268A2
Attorney, Agent or Firm:
Hoffmann, Eitle (Arabellastrasse 4 München, 81925, DE)
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Claims:
Patentansprüche
1. Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes mit einer umlaufenden Siegelfläche (9) zum Aufsiegeln einer Verschlussmembran (31) und mit einem Bördelrand (25) zum Aufbringen des Verschlussringes auf den Rand eines Gebinderumpfes, dadurch gekennzeichnet, dass eine ringförmige Scheibe (4) aus einem unbeschichteten Metallblech ausgestanzt und nachfolgend durch Umformen ein umlaufender Bördelrand (25) und die eine zentrale Entnahmeöffnung umgebende Siegelfläche (9) tiefgezogen und mit einem sterilisierfesten und eine siegelfahige und schälbare Unterlage bildenden Lack vollflächig beschichtet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass am Verschlussring an der Peripherie der Entnahmeöffnung durch einen sehnenartig verlaufenden Abschnitt (X) eine Breitstelle an derSiegelfläche (9) ausgebildet wird.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung des Verschlussrings vor oder nach der Umformung der Scheibe (4) erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung der vollständigen Oberfläche mittels mindestens einer Schicht aus Pulverlack erfolgt.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Beschichtung mit Pulverlack auf der Basis von Polyolefinen hergestellt ist, welcher mit polaren funktionellen Gruppen modifiziert ist.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Polyolefine Polypropylen oder Polyethylen verwendet werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass als polare funktionelle Gruppen Säureoder Säureanhydridgruppen eingesetzt werden.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Pulverlack mit Antioxidantien stabilisiert wird.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass 0, 5 g eines geeigneten Antioxidans in 200 g Aceton gelöst und nach Zugabe von 200 g eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften PolyprpylenPulvers die entstehende Masse während fünf Minuten in einem Mörser zerrieben und anschliessend die Masse in einem Rotationsverdampfer bei 80°C getrocknet wird, bis das Pulver eine rieselfähige Konsistenz aufweist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 5 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass nur die zuoberst liegende, die siegelfähige Oberfläche bildende letzte Lackschicht mit Antioxidantien stabilisiert ist.
11. Verschlussring aus Rohmetall, mit einer umlaufenden Siegelfläche für eine aufsiegelund schälbare Verschlussmembran, die mit einem Lack auf der Basis von Polyolefinen beschichtet ist.
12. Verschlussring gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Polyolefin Polypropylen oder Polyethylen mit polaren funktionellen Gruppen ist.
13. Verschlussring gemäß Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass als polare funktionelle Gruppen Säure oder Säureanhydridgruppen modifiziert sind.
14. Verschlussring gemäß einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass Antioxidantien zur Stabilisierung des Lackes eingesetzt werden.
15. Verschlussring gemäß Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Stabilisierung an der Pulverkornoberfläche des Lackes erfolgt.
16. Verschlussring gemäß einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Lack erhältlich ist durch Lösen von 0,5 g eines geeigneten Antioxidans in 200 g Aceton und Zugabe von 200 g eines mit Maleinsäureanhydrid gepfropften Polypropylenpulvers, Zerreiben der entstehenden Masse während 5 Minuten in einem Mörser und anschließend Trocknen der Masse in einem Rotationsverdampfer bei 80 °C, bis das Pulver eine rieselfähige Konsistenz aufweist.
17. Verschlussvorrichtung gemäß Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass als Antioxidans IRGANOX B215 verwendet wird.
18. Verwendung eines Lackes auf der Basis von Polyolefinen zur Beschichtung eines Verschlussringes aus Rohmetall mit einer umlaufenden Siegelfläche für eine aufsiegel und schälbare Verschlussmembran.
Description:
MIT VERSCHLUSSMEMBRAN VERSEHENER VERSCHLUSSRING SOWIE DESSEN HERSTELLUNG Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verschlussringes mit einer umlaufenden Siegelfläche zum Aufsiegeln einer Verschlussmembran und einem Bördelrand zum Aufbringen des Verschlussringes auf den Rand des Gebindes gemäss Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie ein entsprechender Verschlussring.

Gebinde aus Stahlblech, Aluminium, Kunststoff oder Laminaten aus Papier und Kunststoff finden Verwendung far pulverförmige, pastöse 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.

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.

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 führt und eine vernünftige Kalkulation sowohl der Verschlussringe als auch der Rondellen verunmöglicht.

Eine Verwendung von unbeschichtetem Ausgangsmaterial fur die Verschlussringe, bei dem die Stanzgitter eingeschmolzen und wiederverarbeitet werden könnten, 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 Abfälle, 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 Verschluss- Systemen.

Der Lack für die Beschichtung der Bleche muss mehrere Bedingungen erfüllen. Nebst einer ausgezeichneten Haftung auf der Unterlage aus Rohmetall muss er den hohen Anforderungen bezüglich 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 löst, jedoch zum Öffnen des Gebindes von diesem leicht abschalbar ist.

Die Beschichtung mit Lack soll in einer oder in mehreren Schicht erfolgen können, wobei sich der verwendete Nass- oder Pulverlack als Beschichtungsmaterial von Schicht zu Schicht ändern kann.

Handelsübliche Lacke genügen diesen Ansprüchen nicht, da sie jeweils eines oder mehrere der geforderten Merkmale nicht besitzen.

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.

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.

Gelöst wird diese Aufgabe zum einen durch das Verfahren gemäß den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Überraschenderweise gelingt es, den erfindungsgemässen kreisringförmigen Rohling für den Verschlussring, der aus unbeschichtetem Blech ausgestanzt wurde, nachträglich mit einer auch die Schnittkanten umfassenden Beschichtung zu überziehen, welche die hohen Anforderungen bezüglich Korrosionsbeständigkeit gegenüber den Füllgütern 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.

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 abschälen lässt.

Die Erfindung wird anhand eines illustrierten Ausführungsbeispieles erläutert. Es zeigen : Figur 1 eine Aufsicht auf die aus band-oder tafelförmigem unbeschichtetem Material ausgestanzten flachen ringförmigen Scheiben, Figur 2 eine Aufsicht auf eine einzelne ringförmige Scheibe vor deren Umformung zu einem Verschlussring, Figur 3 einen vergrösserten Querschnitt durch den vorgeformten Verschlussring.

Aus einer Tafel oder aus bandförmigem unbeschichtetem Material 1, beispielsweise Reinaluminiumblech, werden kreisringförmige Scheiben 4 ausgestanzt.

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.

Selbstverständlich kann die geometrische Form des Bördelbereiches 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 Bördelbereiches 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.

Ein sehnenartig verlaufender Abschnitt X an der Zentrumsöffnungskante dient dazu, eine genügend grosse Siegelfläche 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 nötig, 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 Gebindedurchmesser wird die Zentrumsöffnung grösser.

Die als Korrosionsschutz dienende Beschichtung erfolgt am fertiggestellten Verschlussring vor dem Einbringen der Dichtmasse in den konkaven Teil des Bördels 25. Die Beschichtung erfolgt durch Pulverlack, der elektrostatisch appliziert und danach aufgeschmolzen wird.

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 funktionellen 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.

Der Pulverlack wird dann mittels herkömmlichen Pulverbeschichtungs-Systemen, z. B. elektrostatisch arbeitenden Pulverlackierpistolen, auf den Verschlussring appliziert.

In einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung wird nur die letzte Lackschicht mit einem Antioxidantien stabilisierten Pulverlack erstellt.

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 : 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. AnschlieSend 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.