DE3200035A1

DE3200035A1 - Verfahren zum befestigen von deckeln auf glasbehaeltern

Info

Publication number: DE3200035A1
Application number: DE19823200035
Authority: DE
Inventors: Masao Sakura Koike; Susumu Wako Niwa
Original assignee: Hosokawa Yoko KK
Current assignee: Hosokawa Yoko KK
Priority date: 1981-04-18
Filing date: 1982-01-04
Publication date: 1982-11-04
Also published as: DE3200035C2; GB2099809B; GB2136709A; GB2099809A; GB8409821D0; GB2136709B

Description

BESCHREIBUNG

Die- Erfindung betrifft allgemein das Abdichten bzw. Verschließen von Öffnungen von Gefäßen und Behältern und ins-

^D besondere ein Verfahren zum Befestigen von Deckel- bzw. Käppenmaterialien im abgedichteten Zustand auf den Öffnungsfändern bzw. Öffnungskrempen von Glasbehältern. Die Erfindung betrifft weiterhin ein hierfür geeignetes Dichtungs- bzw. Deckelmaterial.

Es ist üblich, ein pulverförmiges Material, wie zum Beispiel Kaffee oder ein Trockenmilchprodukt, in einen Glasbehälter, beispielsweise ein Glas, einzugeben und auf dessen Oberfläche auf dem Rand bzw. der Krempe der Behälteröffnung ein Deckmaterial zu befestigen, welches ein Stück einer Metallfolie und eine auf ihrer Oberfläche ausgebildete Harzschicht enthält. Hierdurch wird das pulverförmige Material in dem Behälter abgeschlossen.

Zum Befestigen des Deckelmaterials bzw. Abdeckmaterials im abgedichteten Zustand auf dem Öffnungsrand bzw. der öffnungskrempe des Glasbehälters ist bislang in weitem Ausmaß das induktionsabdichtungsverfahren verwendet worden.

Bei diesem Induktionsabdichtungsverfahren geht man so vor, daß man eine Vielzahl von Glasbehältern, auf deren Öffnungsräridöberfläche ein Deckelmaterial bzw. Abdeckmaterial (nachstehend als "Deckel" bezeichnet) aufgebracht worden ist, düircfr einen Bereich hindurchlaufen läßt, wo die Glasbehälter elektromagnetischen Hochfrequenzwellen ausgesetzt werden. Hierdurch wird durch die Selbstinduktionshitze die Harzschicht erhitzt, und die Harzschicht wird aufgeschmolzen und härtend an die Oberfläche des Öffnungsrandes bzw. der Öffnungskrempe befestigt. Eine Abkapselungsmaschine, die ein ^j5 derartiges Induktionsabdichtungsverfahren durchführt, ist

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für einen Hochgeschwindigkeitsbetrieb mit einer Abdichtungsbzw. Verschlußleistung von ungefähr 500 Behältern pro Minute geeignet. Eine derartige Maschine wird daher zum Abdichten bzw. Abschließen von Produkten, wie pulverförmigen oder festen Nahrungsmittelprodukten, jedoch nicht für Nahrungsini tte Ip roduk te in flüssiger Form verwendet.

Bislang ist es nämlich unmöglich gewesen, ein zufriedenstellendes Abdichten bzw. dichtendes Verschließen von flüssigen Produkten nach diesem Induktionsabdichtungsverfahren durchzuführen. Weil das flüssige Produkt durch Erhitzen sterilisiert und in die Glasbehälter mit hoher Temperatur eingefüllt wird und weil der Dampfdruck des Nahrungsmittelprodukts oder dergleichen in dem Glasbehälter einen Innendruck des Behälters zum Zeitpunkt des Verschließens bewirkt und eine Kraft ausübt, die dazu neigt zu bewirken, daß sich der hitzeabgedichtete Teil des Deckels von der Oberfläche des Behälterrands unmittelbar nach dem Abdichten ablöst, ergibt sich eine Instabilität der Haftungs- oder Bindefestigkeit der abgedichteten Teile.

Ein weiteres Verfahren zum Befestigen eines Deckels ist der Heißsiegelprozeß, bei dem ein Deckel mittels einer Heizplatte erhitzt und hierdurch durch die Hitzehaftung an der Oberfläche des Öffnungsrands eines Glasbehälters befestigt wird.

Im allgemeinen ist jedoch die Wärmekapazität eines Glasbehälters groß, und es ist nicht möglich, den Deckel positiv an der Oberfläche des Öffnungsrands zu befestigen, indem man lediglich auf den Deckel Hitze von einer Heizplatte mit Einschluß der Hitze, die dem Glasbehälter zugeführt wird, aufbringt. Insbesondere wird im Falle der meisten Glasbehälter jeder Behälter zu einer integralen Struktur verformt, indem man seine zwei Hälften vereinigt. In vielen Fällen liegen Vorsprünge in der Größenordnung von 0,2 bis 0,3 mm auf der Oberfläche des Öffnungsrands bzw. der Öffnungskrempe in der

Nachbarschaft der Verbindungsstelle zwischen den Behälterhälften vor. Die Anwesenheit von solchen Vorsprüngen verschlechtert die Haftung, die durch das Erhitzen und die Anwendung des Druckes erhalten wird. 5

Im Falle eines Deckels, beispielsweise eines Zwischenprodukts oder eines Innendeckels eines Behälters, mit einer dünnen Metallfolie mit einer Dicke in der Größenordnung von 100,um oder weniger und einer Dichtungsschicht, gleichfalls mit einer Dicke in der Größenordnung von 100 ,um oder weniger, die auf die Folie auflaminiert ist, können Vorsprünge dieser Art auf der Oberfläche des Öffnungsrands des Behälters nicht durch den Deckel absorbiert werden, wodurch Teile erzeugt, wo die angelegte Kraft nicht lokal übertragen wird. Dieser Fehlzustand kann dadurch korrigiert werden, daß man eine Federungs- bzw. Dämpfungsschicht aus einem Material, wie Kautschuk mit einer Dicke in der Größenordnung von 2 bis 5 mm, auf der Berührungsoberfläche der Heizplatte vorsieht, doch behindert die Anwesenheit einer derartigen Federungs- bzw. Dämpfungsschicht die Übertragung der Wärme von der Heizplatte zu dem Deckel. Der Heißsiegelungsprozeß ist daher hinsichtlich der erzielbaren Haftfestigkeit und der Betriebsleistung nicht zufriedenstellend, und er ist in der Praxis noch nicht erfolgreich angewendet worden.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, ein Verfahren zum Heißversiegeln von Glasbehältern zur Verfügung zu stellen, das eine erheblich verbesserte Dichtungsfestigkeit und Betriebsleistung aufweist.

Insbesondere soll durch die Erfindung ein Verfahren zum Befestigen von Deckeln auf Glasbehältern zur Verfügung gestellt werden, durch das ein Deckel in positiv abgedichtetem Zustand auf jedem Glasbehälter selbst dann befestigt werden kann, wenn der Behälter mit einem flüssigen Produkt gefüllt ist, wobei der Deckel durch einen Heißsiegelprozeß abgedichtet werden kann.

Durch die Erfindung soll weiterhin ein Abdichtungs- oder Abdeckungs- bzw. Deckelmaterial in Blattform zur Verfügung gestellt werden, das dazu imstande ist, nach dem Heißsiegeln eine Siegel- bzw. Abdichtungsstruktur mit ausgezeichneter Klebfestigkeit selbst im Kontakt mit Wasser zu ergeben, und das für den oben beschriebenen Siegelungsprozeß geeignet ist.

Entsprechende Untersuchungen haben gezeigt, daß bei einem Versiegelungsprozeß unter Verwendung einer Heizplatte mit dem erwünschten Merkmal, daß das Versiegeln unter Anwendung von Druck zum Versiegeln eines Behälters mit einem flüssigen Produkt durchgeführt werden kann, positive Abdichtungen bzw. Versiegelungen mit hoher Betriebsleistung durch eine wirksame Kombination von Erhitzen, Wärmeentfernung und Druckanwendung erhalten werden kann. Darauf baut sich das erfindungsgemäße Verfahren auf.

Gegenstand der Erfindung ist ein Verfahren zum Befestigen von Deckeln auf Glasbehältern, das durch folgende Stufen gekennzeichnet ist: (a) man sieht einen Glasbehälter mit einem öffnungsende vor; (b) man sieht einen Deckel bzw. eine Kappe vor, die ein Grundblatt mit geeigneter Gestalt zum Bedecken des genannten Öffnungsendes und eine Dichtungsschicht eines thermoplastischen Harzes, welche laminiert an einer Oberfläche des Grundblatts befestigt ist, aufweist; (c) man erhitzt das Öffnungsende vor; (d) man bringt den Deckel so auf das Öffnungsende auf, daß die Dichtungsschicht das Öffnungsende kontaktiert; (e) man preßt den Deckel im erhitzten Zustand gegen das Öffnungsende mittels einer Heizplatte, wodurch der Deckel an das Öffnungsende angeheftet wird; und (f) man preßt den Deckel gegen das öffnungsende mittels einer Preßplatte bei einer niedrigeren Temperatur als derjenigen der Heizplatte in der Stufe (e), wodurch eine positive Abdichtung des Öffnungsendes durch den Deckel gewährleistet wird.

Da bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das öffnungsende des Behälters im voraus erhitzt wird, die Heißversiegelungsoberflache des Deckels das öffnungsende des Behälters berühren soll und das Erhitzen der Heißsiege-5^r' lungsoberflache als notwendig angesehen wird, wird vorzugsweise zum Zeitpunkt des Aufpressens des Deckels mittels eine^ Heizplatte erhitzt, und die Heizstufe als Ganzes wird schnell. Da weiterhin die Wärmezufuhr durch die Heizplatte und. "der nachfolgende Preßvorgang durch die Druckplatte von-

1Ö einander getrennt sind, wird der Erhitzungs- und Abkühlungsvorgang bei dem Siegelprozeß beschleunigt, da fast der ganze Prozeß durchgeführt wird, während Druck angelegt wird. Hierdurch wird rasch eine positive Abdichtung bzw. Versiegelung erhalten.

Im Falle, daß, wie oben erwähnt, Vorsprünge auf der Oberfläche des Öffnungsrands des Behälters vorhanden sind, können derartige Vorsprünge leicht absorbiert werden, indem man Feöerungs- bzw. Dämpfungsschichten auf der Heizplatte und

20' der Preßplatte vorsieht. Da nur die Wärme zuführung im Falle der Hfeizplatte berücksichtigt zu werden braucht, ist es nidht notwendig, die thermische Trägheit der Heizplatte sehr klein zu machen (d.h. die thermische Antwort der Heizplatte sehr gut zu machen), wie es der Fall ist, wenn ein positives Versiegeln durch Abkühlen der Heizplatte erhalten wird, während¹ Druck durch die Heizplatte angelegt wird. Das Vorsehen einer Federungs- bzw. Dämpfungsschicht mit einer Dicke mit erirsain bestimmten Ausmaß auf der Heizplatte übt daher keinen sehr großen nachteiligen Effekt aus. Erforderlichenfalls ist

3Θ) e<s rauch möglich, die Federungs- bzw. Dämpfungsschicht wegzulassen, indem man das Objekt der Hitzezuführungsquelle annähert.

eii. ·'■■ :
Aaüererseits kann im Falle der Preßplatte eine Dämpfungssticht mit erheblicher Dicke verwendet werden, da keine

hinsichtlich der Wärmezuführung bestehen. Durch das

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erfindungsgemäße Verfahren kann daher eine hohe Betriebsleistung des Gesamtprozesses und eine hohe Stabilität der Siegelungs- bzw. Abdichtungsfestigkeit erhalten werden.

Durch die Erfindung wird weiterhin ein Hitzeabdichtungsbzw. Hitzeversiegelungs-Blattmaterial zur Verfügung gestellt, das zur Verwendung bei dem oben beschriebenen Verfahren zum Abdichten von Glasbehältern geeignet ist. Das erfindungsgemäße Hitzeabdichtungs- bzw. Hitzeversiegelungs-Blattmaterial enthält ein Grundblatt und eine Abdichtungsbzw. Versiegelungsschicht, die auf einer Seite des Grundblatts ausgebildet ist. Das Abdichtungs- bzw. Versiegelungsmittel ist ein Pfropfcopolymeres aus einem Stammpolymeren eines 20- bis 60%-Verseifungsprodukts eines Äthylen/ Vinylacetatcopolymeren (EVA) mit einem Vinylacetatgehalt von 15 bis 45 Gew.-% und einem Verzweigungspolymeren einer ungesättigten Carbonsäure im Verhältnis von 10 Gew.-% oder weniger, bezogen auf das Pfropfcopolymere. Bei Verwendung eines Pfropfcopolymeren mit der oben genannten speziellen Zusammensetzung übertrifft das erfindungsgemäße Hitzeabdichtungs- bzw. Hitzeversiegelungs-Blattmaterial nicht nur die Klebfähigkeit bezüglich von Glasbehältern, sondern es behält die starke Klebfestigkeit selbst beim Kontakt mit Wasser bei. Schließlich hat es eine niedrige Toxizität»

Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen und der Beispiele näher erläutert. Es zeigen:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht eines Beispiels eines Glasbehälters, der durch das erfindungsgemäße Verfahren abgedichtet bzw. verschlossen werden soll;

Figuren 2 und 3 Querschnitte, die entlang Ebenen in Dikkerichtung aufgenommen wurden und die Beispiele für erfindungsgemäß verwendete Deckel darstellen; und

Figuren 4 (a) bis 4 (e) Aufrisse im vertikalen Querschnitt, die den Bereich um die öffnung eines Glasbehälters herum zur Erläuterung der Stufen des erfindungsgemäßen Verfahrens darstellen.
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Ein Beispiel eines Glasbehälters, der für das erfindungsgemäße Verfahren geeignet ist, ist eine Breithalsflasche oder ein Breithalsglas gemäß Figur 1. Dieser Behälter 1 hat eine öffnung 2, die von einer Rand- bzw. Krempenoberflache 3 umgeben ist. Insbesondere dann, wenn dieser Behälter durch Vereinigen von zwei Hälften der Flasche gebildet worden ist, liegen perlenartige Vorsprünge mit einer Höhe von ungefähr 0,2 bis 0,3 mm auf dieser Randoberfläche 3 in der Nachbarschaft des Verbindungssaums 4 vor, wo die Flaschenhälften verbunden worden sind.

Die Öffnungsrandoberfläche 3 dieses Glasbehälters 1 wird erfindungsgemäß durch ein Abdichtungsblatt oder Deckmaterial 7 gemäß Figur 2 abgedichtet bzw. verschlossen. Dieses Material enthält eine Abdichtungsschicht 6 aus einem thermoplastischen Harz, das auf einer Oberfläche des Grundblatts ausgebildet worden ist.

Für das Grundblatt 5 können Papierblätter oder Blätter aus Kunstharzen, zum Beispiel aus orientierten Polyolefinen, Polyestern, orientiertem Nylon und Polyvinylchlorid, verwendet werden, doch werden Metallfolien, zum Beispiel aus Aluminium, mit ausgezeichneten Gasschrankeneigenschaften bevorzugt. Die Dicke des Grundblatts 5 ist nicht besonders begrenzt, doch sollte bei Verwendung als Innenabdeckung für Glasbehälter für Nahrungsmittelprodukte das Grundblatt vorzugsweise eine Dicke von etwa 20 bis 100,um haben. Ein für diesen Zweck mehr bevorzugtes Material ist beispielsweise ein Hitzeversiegelungs- bzw. Hitzeabdeckungs-Blattmaterial gemäß Figur 3, das ein Laminat als Grundblatt aus einer Aluminiumfolie 5 mit einer Dicke von 50 ,um und einem Polyäthy-

lenfilin mit einer Dicke von 5 bis 20 ,tun, der auf eine Seite der Aluminiumfolie 5 auf laminiert ist, und eine Abdichtungsschicht 6, die auf dem Polyäthylenfilm 5 gebildet ist/ enthält. Das Vorhandensein dieses Polyäthylenfilms 5 ist deswegen zweckmäßig, weil dieser die Klebfestigkeit zwischen der Aluminiumfolie 5 und der Dichtungsschicht 6 und hierdurch die Gesamtdichtungsfestigkeit erhöht. Der Polyäthylenfilm kann auf der Aluminiumfolie beispielsweise durch Extrusionslaminierung gebildet werden. Zu diesem Zeitpunkt ist die vorherige Aufbringung eines Verankerungsüberzugs, zum Beispiel vom Isocyanattyp, auf der Aluminiumfolie dazu wirksam, um eine höhere Klebfestigkeit zu erhalten. Als thermoplastische Harze zur Ausbildung der Dichtungsschicht 6 bei dem erfindungsgemäßen Verfahren sind alle Harze, die als sogenannte Heißschmelzklebstoffe bekannt sind, wie zum Beispiel Polyäthylen, Äthylen/Vinylacetatcopolymere (EVA) oder teilweise verseiftes EVA, geeignet. Um eine Abdichtungsbzw. Versiegelungsstruktur mit hoher Klebfestigkeit, die dem unter Erhitzen erfolgenden Füllen des Behälters mit einem wasserhaltigen Inhalt widerstehen kann, wird es jedoch besonders bevorzugt, ein Pfropfcopolymeres zu verwenden, das ein teilweise verseiftes Produkt eines Ä'thylen/Vinylacetatcopolymeren (EVA) als Stammpolymeres und ein Polymeres einer ungesättigten Carbonsäure als Verzweigungspolymeres, das auf das Stammpolymere aufgepfropft ist, enthält.

Der GeheIt an Vinylacetat in dem Äthylen/Vinylacetatcopolymeren alü Ausgangsmaterial des Stammpolymeren ist vorzugsweise 15 bis 45 Gew.-% und insbesondere etwa 30 Gew.-%. Bei einem Vinylacetatgehalt von weniger als 15 Gew.-% kann eine zufriedenstellende Klebfestigkeit nicht erhalten werden, weil ein Mangel an polaren Gruppen vorliegt. Wenn dieser andererseits höher als 45 Gew.-% ist, dann wird die Abdichtungsschicht zu klebring, was zu einer unerwünschten Blockierungs- neigung und zur schlechten Hitzebeständigkeit des Films führt.

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Das Stammpolymere enthält ein teilweise verseiftes Produkt dös? Oben definierten A'thylen/Vinylacetatcopolymeren. Der Veiröeifungsgrad des Polymeren beträgt vorzugsweise 20 bis 60% iirid insbesondere-etwa 50%. Wenn der Verseifungsgrad we-'nig^ir als 20% ist, dann wird die Anzahl der eingeführten Hyxjrbxylgruppen ungenügend, was zu einer nicht ausreichenden ^rKleb festigkeit führt. Wenn er andererseits oberhalb von 6O¹* liegt, dann nimmt die Klebfestigkeit im Kontakt mit Wasser oder Wasserdampf und die Bruchdehnung des resultierenden - Dichtungsmittel ab.

Date erfindungsgemäß verwendete Versiegelungs- bzw. Dichtungsmittel kann durch Pfropfpolymerisation einer ungesättigten Carbonsäure in einer Menge von 1O.Gew.-% oder weniger, bezo-15^! geki auf das Stammpolymere, auf das oben beschriebene Stammpolymere erhalten werden. Als ungesättigte Carbonsäuren sind zum Beispiel Acrylsäure, Methacrylsäure, Crotonsäure, Malelrisäure, Fumarsäure und andere geeignet.

Von diesen Säuren wird Maleinsäure am meisten bevorzugt. Die' Pfropfpolymerisation wird durch Pfropfpolymerisieren einer speziellen Menge der ungesättigten Carbonsäure in Gegenwart eines Peroxidkatalysators auf das oben genannte Stammpolymere nach herkömmlichen Methoden durchgeführt. Die

25' ^Polymerisation kann in Emulsion oder Lösung durchgeführt wenden.

Dan■ "eiflndungsgemaB verwendete Abdichtungs- bzw. Siegelungsmi€teT kann auch dadurch erhalten werden, daß man zuerst ⁽eine¹ungesättigte Carbonsäure auf ein Äthylen/Vinylacetatcopolymeres pfiöpfpolymerisiert und hierauf den Vinylacetatteil des so erhaltenen Pfropfcopolymeren verseift.

Duröh 'die obige Pfropfpolymerisation einer ungesättigen Car-3ifcor*säure auf ein Stammpolymeres wird die Heißsiegelfestigkei^L:i3 ^f9fe's erhaltenen Abdichtungs- bzw. Versiegelungsmittels

erhöht, und die Versiegelungs- bzw. Abdichtungsfestigkeit wird selbst im Kontakt mit Wasser aufrechterhalten. Der Effekt des Aufpfropfens der ungesättigten Carbonsäure wird erhalten, wenn der Gehalt der Säure in dem Siegelungs- bzw. Abdichtungsmittel mindestens 0,1 Gew.-% beträgt. Bei Mengen von mehr als 10 Gew„-% können Nebenreaktionen, zum Beispiel eine Vernetzungsreaktion des Grundharzes, stattfinden, was zu einer verminderten Prozeßfähigkeit und zu verschlechterten physikalischen Eigenschaften, beispielsweise des Schmelzindexes, führt.

Um eine verbesserte Klebfestigkeit selbst dann, wenn das Dichtungsmittel sich im Kontakt mit Wasser befindet, zu erhalten, ist es besonders zu bevorzugen, daß der Gehalt an ungesättigter Carbonsäure im Bereich von 2 bis 4 Gew.-% liegt.

Es wird bevorzugt, daß die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 auf dem Grundblatt im allgemeinen mit einer Dicke von etwa 10 bis 1OO ,um gebildet wird. Wenn die Dicke weniger als 10/um ist, dann wird die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsfestigkeit ungenügend, während bei Dicken von mehr als 100 ,um eine größere Wärmemenge zum Heißversiegeln erforderlich ist und die Versiegelungsfähigkeit verschlechtert wird, so daß keine stabile Verklebung erhalten werden kann. Für das so erhaltene Heißsiegelungsmaterial bzw. Hitzeabdichtungsmaterial ist eine geeignete Heißsiegelungs- bzw. Heißabdichtungstemperatur etwa 2 30 bis 35O°C.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird die Öffnungsrandoberfläche 3, die die Haftoberfläche auf der Seite des Glasbehälters 1 wird, auf eine Temperatur von 40 bis 90⁰C, vorzugsweise 70⁰C + 5 C, beispielsweise mittels einer Flamme 8, eines erhitzten Luftstroms (nicht gezeigt) oder einer Heizplatte (nicht gezeigt) vorerhitzt, wie es in Figur 4(a) gezeigt wird. Dieses Vorerhitzen ist besonders dann wirksam,

wenn ein erhitztes flüssiges Material in den Behälter eingebracht worden ist, da hierdurch ein Niederschlagen des Dampfes als Tau eliminiert wird, wodurch die Verklebung mit dem Deckel verstärkt wird. Wenn eine Heizplatte für dieses Vorerhitzen verwendet wird, dann wird es bevorzugt, eine zusätzliche Heizplatte zu verwenden, die von derjenigen, die zum Heißsiegeln verwendet wird, gesondert ist, um den gesamten Prozeßzyklus zu verkürzen.

Wie in Figur 4 (b) gezeigt, wird dann ein Deckel 7, wie hierin beschrieben, auf die öffnung des Glasbehälters aufgebracht, so daß die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 die Öffnungsrandoberfläche 3 kontaktiert.

Hierauf wird, wie in Figur 4(c) gezeigt, der Deckel 7 gegen die Randoberfläche 3 mittels einer Heizplatte 9 aufgepreßt. Zur gleichen Zeit wird der Deckel 7 auf die optimale Temperatur für die Hitzeverklebung entsprechend den Materialeigenschaften der Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 erhitzt und unter Erhitzen an die Randoberfläche 3 angeheftet. Auf diese Weise wird die Hitzeversiegelung durchgeführt. Eine Heizplatte mit einer Temperatur von beispielsweise 230 bis 350 C wird verwendet. Bei der Durchführung der Erfindung liegt die Hauptfunktion der Heizplatte 9 darin, der Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 Wärme zuzuführen. Die Vervollständigung des Versiegelungsprozesses wird in der nachfolgenden Stufe durchgeführt. Demgemäß braucht die obere Temperaturgrenze der Heizplatte 9 nicht sehr genau eingestellt zu werden, und es ist möglich, eine Temperatur anzuwenden, die über den optimalen Temperaturbereich hinausgeht.

Da die Öffnungsrandoberfläche 3 des Glasbehälters 1 bei dem erfindungsgemäßen Hitzeversxegelungsprozeß vorerhitzt worden ist, besteht keine Gefahr, daß durch die Heizplatte 9 nicht richtig erhitzt wird, und es kann eine gute Haftung des Dek-

— Ιοί kels 7 an der Randoberfläche 3 erzielt werden. Da weiterhin das Abdichten bzw. Versiegeln beim Pressen des Deckels 7 gegen die Randoberfläche 3 bewerkstelligt wird, kann selbst dann, wenn der Inhalt des Glasbehälters 1 eine flüssige Substanz unter hohem Druck nach der Hochtemperatursterilisation ist, die Hitzeverklebung bewerkstelligt werden, da ein Aufdrehen der Umfangslippe des Deckels 7 unterdrückt wird, wodurch eine gute Abdichtung erhalten werden kann.

Indem man weiterhin eine dünne elastische Schicht 10 aus einem Material, wie Kautschuk mit einer Dicke in der Größenordnung von 2 bis 10 mm, unterhalb der unteren Oberfläche der Heizplatte 9 gemäß Figur 4(d) vorsieht und den Deckel 7 über dieser elastischen Schicht 10 dazwischengelegt preßt und erhitzt, werden die vorgenannten Vorsprünge mit einer Höhe in der Größenordnung von 0,3 mm auf der Öffnungsrandoberfläche 3 des Glasbehälters absorbiert, wodurch der Dekkel 7 innig und fest an die Randoberfläche 3 angeheftet werden kann und eine ungleich höhere positive Heißversiegelung erhalten werden kann. Da das Material, das diese elastische Schicht 10 bildet, im allgemeinen schlechte Wärmeleitfähigkeitseigenschaften hat, wird es zweckmäßigerweise so dünn wie möglich ausgebildet.

Schließlich wird, wie in Figur 4(e) gezeigt ist, der Deckel 7 im heißversiegelten Zustand gegen die Öffnungsrandoberfläche 3 mittels einer Preßplatte 11 gepreßt, um die Haftung zwischen der Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 und der Randobei-flache 3 zu gewährleisten. Diese Preßplatte 11 hat die Funktion, daß die Abdichtungs- bzw. Versiegelungsschicht 6 gehalten wird, bis sie eine erhebliche Klebfestigkeit erhält, wenn sie durch die Preßplatte 11 abgekühlt wird. Die Preßplatte 11 wird vorzugsweise vollständig aus einem kautschukartigen Material hergestellt oder mindestens mit einer Oberflächenschicht aus einer kautschukartigen Dämpfungsschicht mit einer Dicke von mindestens 0,5 mm versehen,

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die genügend groß ist, daß die oben genannten Vorsprünge auf der Randoberfläche 3 des Glasbehälters 1 absorbiert ^!teerden.

bDas Pressen des Deckels 7 mit dieser Preßplatte 11 kann

wirksam mit einer Preßkraft von 1,0 bis 5,0 kg/cm , mit einer Oberflächentemperatur der Preßplatte 11 von Raumtempe-Pratür bis 9O°C, die 140⁰C oder mehr niedriger ist als diejenige der Heizplatte 9, und mit einer Preßzeit von 0,5 bis ΦΟ A4jT0 Sekunden durchgeführt werden.

■ Durch diese Preßstufe wird der Deckel 7 mit gleichförmiger Klebfestigkeit an die Öffnungsrandoberfläche 3 angeheftet, ^wodurch die Klebfestigkeit nach dem Heißversiegeln über $5 lange Zeit bei einem hohen Wert gehalten werden kann. Selbst wenn die vorhergegangene Heißversiegelungsstufe nicht ausreichend war und sich ein Teil des Deckels 7 von der Rand- ! oberfläche 3 abgetrennt hat, kann die Versiegelung bzw. Abdichtung des Deckels 7 positiv durch diese Preßstufe erzielt 2-20 awerden.

Erfindung wird in den Beispielen erläutert.

r-b?,::.h;■;; Beispiel 1

uBfim Glasbehälter wurde nach dem Verfahren verschlossen bzw. (versiegelt, das anhand der Figuren 4(a) bis 4(b) beschrieben wurde. Als Deckel 7 wurde ein laminiertes Blattmaterial mit i'tter Struktur gemäß Figur 3 verwendet. Es bestand aus einer

söfoesrön Aluminiumfolie 5a mit einer Dicke von 50,um, einer unterer Dichtungsmittelschicht 6 mit einer Dicke von 70 ,um aus einem Abdichtungsharz, hergestellt durch Pfropfpolymerisation von Maleinsäure auf 50%-verseiftem EVA (Vinylacetatgehalt: 30 Gew.-%), wobei die Menge der Maleinsäure 3 Gew.-% des teilweise verseiften P]VA betrug, und einer Polyäthylen-

_ 1 ο *™

schicht 5b mit einer Dicke von 15 ,um, die zwischen die Folie 5a und die Schicht 5b gelegt war.

Ein Glasbehälter (Glas) 1 wurde sodann mit einem Nahrungsmittelprodukt (zum Beispiel Marmelade) von 9O°C gefüllt, und die Öffnungsrandoberfläche 3 wurde mittels einer Metallvorerhitzungsplatte auf eine Temperatur von 60 C erhitzt.

Sodann wurde der Deckel 7 auf die Öffnungsrandoberfläche 3 aufgelegt und bei einer Preßzeit von 3 Sekunden und einem Druck von 2,0 kg/cm mittels einer Heizplatte mit einer Temperatur von 2 8O°C auf die Randoberfläche 3 durch Heißversiegeln aufgebracht.

Der Deckel 7 wurde danach gegen die Randoberfläche 3 mittels einer Preßplatte 11 aus Siliconkautschuk mit einer Dicke von 2,0 mm und einer Kautschukhärte von 40 Rockwell (Shore A) bei einem Druck von 2,0 kg/cm , einer Preßzeit von 3 Sekunden und einer Oberflächentemperatur der Preßplatte von 60 C gepreßt.

Es zeigte sich, daß der Glasbehälter, der auf die obige Weise heißversiegelt worden war, eine stabile Verklebung mit einem Innenvakuum von 40 cmHg aufwies. Er hatte eine Druck-

beständigkeit von 0,3 kg/cm . Der heißversiegelt Glasbehälter wurde bei einer Temperatur von 7°C unter Kühlen gelagert. Es wurden Messungen durchgeführt, wobei keine Verminderung der Klebfestigkeit im Verhältnis zu dem Anfangswert beobachtet wurde.

Bei einem ähnlichen Versuch wurde der oben beschriebene Heißsiegelungsprozeß unter Verwendung eines festen Gefäßinhalts anstelle eines flüssigen Inhalts durchgeführt. Als Ergebnis wurde festgestellt, daß der Glasbehälter sehr gut verschlossen werden konnte.

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Beisp±el2

Um die Heifiversiegelungseigenschaften des erfindungsgemäßen .Heißversiegelungs- bzw. Hitzeabdichtungs-Blattmaterials zu bewerten, wurden die folgenden Test durchgeführt.

Ein Grundblatt wurde durch Extrudierungslaminierung eines Polyäthylenfilms mit einer Dicke von 20 ,um auf eine Seite einer Aluminiumfolie mit einer Dicke von 50,um hergestellt. Auf drei Stücken dieser Polyäthylenschicht wurden Versiegelungs- bzw. Dichtungsschichten gebildet, die jeweils (a) ein Äthylen/Vinylacetatcopolymeres (EVA), enthaltend 30% Vinylacetat, (b) ein 50%-Verseifungsprodukt des obigen EVA und (c) ein Pfropfpolymeres, erhalten durch Pfropfpolymerisation von 3 Gew.-% Maleinsäure auf das Produkt (b) zu einer Dicke von 50 ,um durch Extrudierungslaminierung, enthielten. Die so erhaltenen drei Arten von Heißversiegelungs-Blattmaterialien wurden zu Streifen mit einer Breite von jeweils 15 mm zerschnitten. Jeder Streifen wurde auf eine glatte Glasplatte aufgelegt und mit der Glasplatte durch Pressen einer Heizplatte mit 28O°C gegen den Streifen mit

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einem Druck von 2 kg/cm verbunden.

Die Klebfestigkeiten (Abschälen bei einem Winkel von 90 , Abschälungsgeschwindigkeit: 300 mm/min) der drei so erhaltenen Arten von Laminaten wurden gleich nach dem Verkleben und nach zehntägigem Eintauchen in Wasser von Raiimtemperatur gemessen.

Die erhaltenen Ergebnisse sind in der folgenden Tabelle zusammengestellt.

Tabelle: Heißsiege!festigkeit

(g/15 mm)	Versiegelungs- bzw. Dichtungsmittel	gleich nach dem Heißver siegeln	nach lOtägigem Eintauchen in Wasser
(a) EVA	800	0
(b) Teilweise ver seiftes Produkt von EVA	1750	O
(c) Produkt, erhalten durch Pfropfpoly merisation von 3% Maleinsäure auf das Produkt (b)	2000	1950

Die Ergebnisse der obigen Tabelle zeigen, daß das erfindungsgemäße Heißsiegelungs-Blattmaterial nicht nur eine ausgezeichnete Versiegelungsfestigkeit sondern auch eine ausgezeichnete Wasserbeständigkeit hat. Die Versiegelungsfestigkeit bleibt selbst nach zehntägigem Eintauchen in Wasser fast gleich.

Claims

PATE NTANWÄLTE UND ZUGELASSENE VERTRETER VOR DEM EUROPÄISCHEN PATENTAMT DR. WALTER KRAUS DIPLOMCHEMIKER · D R.-l NS. ANN EKÄTE WEISERT D1PL.-IN6. FACHRICHTUNG CHEMIE IRMGARDSTRASSE 15 · D-BOOO MÜNCHEN 71 ■ TELEFON OH9/79 7O77-79 7O78 · TELEX O5-212156 kpatd TELEGRAMM KRAUSPATENT 3169 WK/an KABUSHIKI KAISHA HOSOKAWA YOKO Tokyo, Japan Verfahren zum Befestigen von Deckeln auf Glasbehältern PATENTANSPRÜCHE

1. Verfahren zum Befestigen von Deckeln auf Glasbehältern, gekenn zei chnet durch folgende Stufen:

(a) man sieht einen Glasbehälter mit einem öffnungsende vor; 5

(b) man sieht einen Deckel bzw. eine Kappe vor, die ein Grundblatt mit geeigneter Gestalt zum Bedecken des genannten Öffnungsendes und eine Dichtungsschicht eines thermoplastischen Harzes, welche laminiert an einer Oberfläche des Grundblatts befestigt ist, aufweist;

(c) man erhitzt das Öffnungsende vor;

(d) man bringt den Deckel so auf das öffnungsende auf, daß die Dichtungsschicht das öffnungsende kontaktiert;

(e) man preßt den Deckel im erhitzten Zustand gegen das Öffnungsende mittels einer Heizplatte, wodurch der Deckel an das Öffnungsende angeheftet wird; und

(f) man preßt den Deckel gegen das Öffnungsende mittels einer Preßplatte bei einer niedrigeren Temperatur als derjenigen der Heizplatte in der Stufe (e), wodurch eine positive Abdichtung des Öffnungsendes durch den Dekkel gewährleistet wird.
10

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Grundblatt eine Metallfolie umfaßt.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß man das Öffnungsende des Behälters auf 40 bis 9O°C vorerhitzt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch

gekennzeichnet , daß die Oberflächentemperatur der Heizplatte 230 bis 35O°C beträgt.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Federungs- bzw. Dämpfungsschicht mit einer Dicke von 2 bis TO mm auf dem Teil der Heizplatte vorsieht, der den Deckel kontaktiert.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die Oberflächenschicht der Preßplatte, die den Deckel kontaktiert, Federungs- bzw. Dämpfungseigenschaften hat.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberflächentemperatur der Preßplatte in Stufe (f) im Bereich von Raumtemperatur bis 90°C liegt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch

gekennzeichnet , daß der auf die Preßplatte ausgeübte Druck 1,0 ]
4,0 s angelegt wird.

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ausgeübte Druck 1,0 bis 5,0 kg/cm beträgt und über 0,5 bis

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch

gekennzeichnet , daß der Glasbehälter ein Nahrungsmittelprodukt enthält.

10· Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Glasbehälter ein erhitztes Nahrungsmittelprodukt im flüssigen Zustand enthält.

11. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial, dadurch gekennzeichnet, daß es ein Grundblatt und eine Dichtungsschicht, die auf einer Seite des Grundblatts gebildet ist, enthält, wobei das Dichtungsmittel ein Pfropfcopolymeres ist, welches ein Stammpolymeres eines 20- bis 60%-Verseifungsprodukts eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymeren (EVA) mit einem Vinylacetatgehalt von 15 bis 45% Gew,-% und ein Verzweigungspolymeres einer ungesättigten Carbonsäure in einer Verhältnismenge von 10 Gew.-% oder weniger des Pfropfcopolymeren enthält.

12. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 11, dadurch gekennzei chnet , daß das Grundblatt eine Metallfolie umfaßt.

13. Hitzeabdichtungs-Blattmaterial nach Anspruch 11, da-

durch gekennzeichnet , daß das Grundblatt ein Laminat aus einer Aluminiumfolie und einem Polyäthylenfilm umfaßt, wobei die Dichtungsschicht auf dem Polyäthylenfilm gebildet ist.

14. Hitzeabdichtxings-Blattmaterial nach Anspruch 11,

oder 13, dadurch gekennzeichnet , daß das Grundblatt eine Dicke von 20 bis 100,um hat.

15. Hitzeabdichtüngs-Blattmaterial nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet , daß die Dichtungsschicht eine Dicke von 10 bis 100 ,um hat.

16. Hitzeabdichtüngs-Blattmaterial nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die ungesättigte Carbonsäure Maleinsäure ist.

17. Abgedichteter Glasbehälter, gekennzeichnet durch einen Glasbehälter, welcher ein Produkt enthält, und einen Öffnungsrand bzw. eine Öffnungskrempe sowie ein Hitzeabdichtüngs-Blattmaterial nach einem der Ansprüche 11 bis 16 umfaßt, wobei das Hitzeabdichtungsmaterial auf dem Öffnungsrand bzw. der Öffnungskrempe des Behälters mit der Dichtungsschicht in hitzegedichtetem Kontakt mit dem Öffnungsrand bzw. der Öffnungskrempe befestigt ist.

18. Abgedichteter Glasbehälter nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet , daß das Produkt ein Wasser enthaltendes Nahrungsmittelprodukt ist.