DE69603474T2 - LOCKING DEVICE FOR CONTAINERS - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verschlußvorrichtung für Behälter.The invention relates to a closure device for containers.
Verschlußvorrichtungen für Behälter werden üblicherweise aus natürlichen Materialien wie beispielsweise Kork hergestellt. Diese werden für die vorübergehende Verschließung von Behältern eingesetzt, um Auslaufen zu verhindern und die Inhalte der Behälter zu schützen. Sie machen einen traditionellen Eindruck und sind effektiv. Sehr große Mengen werden bei der Weinabfüllung verwendet und sie werden ebenso für andere Nahrungsmittel und andere Substanzen wie beispielsweise Kosmetika verwendet. Allerdings besitzen sie den Nachteil, verhältnismäßig kostspielig zu sein, arbeitsintensiv herzustellen zu sein, Qualitätsschwankungen ausgesetzt zu sein und sie können Mikroorganismen und andere Unreinheiten in die eingefüllte Substanz einführen. Diese Nachteile wurden vor einiger Zeit erkannt und synthetische Ersatzmittel wurden entwickelt, die künstliche Gummis und Kunststoffe benutzen. Diese allerdings besitzen die Nachteile, kostspieliger zu sein als natürliche Materialien, nicht einfach wiederverwendbar zu sein, und nicht so auszusehen und sich anzufühlen wie natürliche Materialien und sich auch anders zu verhalten als diese natürlichen Materialien. Die Verbraucher bemerken diese Unterschiede und sind verstört, wodurch die Akzeptanz dieser Ersatzmittel im Markt reduziert ist. Es besteht daher ein Bedürfnis für einen synthetischen Verschluß, der so aussieht, sich anfühlt und ähnlich verhält wie natürliches Material, der aber die Vorteile von niedrigeren Kosten, gleichmäßiger Qualität und des Sterilseins besitzt.Container closures are usually made from natural materials such as cork. These are used for temporarily sealing containers to prevent leakage and to protect the contents of the containers. They have a traditional appearance and are effective. Very large quantities are used in wine bottling and they are also used for other foods and other substances such as cosmetics. However, they have the disadvantages of being relatively expensive, being labor-intensive to produce, being subject to quality variations and they can introduce microorganisms and other impurities into the substance being filled. These disadvantages were recognized some time ago and synthetic substitutes were developed using artificial rubbers and plastics. These, however, have the disadvantages of being more expensive than natural materials, not being easily reusable and not looking and feeling like natural materials and behaving differently than these natural materials. Consumers notice these differences and are confused, reducing the acceptance of these substitutes in the market. There is therefore a need for a synthetic closure that looks, feels and behaves similarly to natural material, but has the advantages of lower cost, consistent quality and sterile.
In der EP-A-0 496 194 wird ein Versiegelungsverschluß für Flüssigkeitsbehälter beschrieben und beansprucht, der sich dadurch auszeichnet, daß er ein im wesentlichen zylindrisches Kunststoffelement aufweist, das aus einem geschäumten Polystyrol besteht, in welchem ein ebenfalls im wesentlichen zylindrischer elastischer Einschub, der aus Kork bestehen kann, axial eingebettet ist. Allerdings dürfte ein solches Verschlußdesign potentiell mehrere ernste Nachteile hinsichtlich des Fehlens der Sterilität aufgrund der Anwesenheit von natürlichem Kork, hinsichtlich der strukturellen Integrität, und hinsichtlich eines des ungeeigneten elastischen Verhaltens haben. Obwohl in der Beschreibung der Patentunterlagen behauptet ist, daß die Herstellungskosten niedrig sind, läßt die komplexe Struktur des Produktes das Gegenteil vermuten.EP-A-0 496 194 describes and claims a sealing closure for liquid containers, which is characterized in that it comprises a substantially cylindrical plastic element consisting of a foamed polystyrene in which a likewise substantially cylindrical elastic insert, which may consist of cork, is axially embedded. However, such a closure design would potentially have several serious disadvantages in terms of the lack of sterility due to the presence of natural cork, in terms of structural integrity, and in terms of a unsuitable elastic behavior. Although the description of the patent documents claims that the manufacturing costs are low, the complex structure of the product suggests the opposite.
Es besteht daher unverändert ein Bedarf an einer befriedigenden Alternative für Korkverschlüsse für Behälter, und insbesondere für Flüssigkeitsbehälter wie beispielsweise Weinflaschen.There is therefore still a need for a satisfactory alternative to cork closures for containers, and in particular for liquid containers such as wine bottles.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Verschließvorrichtung für Behälter gemäß Anspruch 1 vorgeschlagen.According to the present invention, a container closure device is proposed according to claim 1.
Gemäß einem anderen Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Verschließvorrichtung für Behälter gemäß Anspruch 9 vorgeschlagen.According to another aspect of the present invention, a method for producing a closure device for containers according to claim 9 is proposed.
Es sollte bemerkt werden, daß die Verschließvorrichtung nach der Erfindung keinen Einschluß von irgendeinem anderen Material in ihrem Körper enthält.It should be noted that the closure device according to the invention does not contain any inclusion of any other material in its body.
Expandiertes Polystyrol ist gut bekannt für seine sehr niedrige Dichte und es wird vielfach eingesetzt, beispielsweise bei Verpackungsanwendungen, in denen das eingesetzte expandierte Polystyrol typischerweise eine Dichte von 0,016 g/cm³ besitzt. Es ist wichtig festzuhalten, daß ein wesentliches neues Merkmal der vorliegenden Erfindung darin besteht, daß das verwendete polymerische Material eine Dichte von wenigstens 0,03 g/cm³ besitzt, so daß es eher vergleichbar in seiner Dichte mit Kork ist, der typischerweise eine Dichte von ungefähr 0,1 g/cm³ besitzt, mit Schwankungen abhängig von seiner Herkunft. Ebenso führt die erhöhte Dichte des Materials zu einer größeren Impermeabilität gegenüber Gasen und Flüssigkeiten. Daher werden die eingesetzten Verfahrensbedingungen für die Herstellung von formexpandierten Polystyrolverschlußvorrichtungen nach der vorliegenden Erfindung gesteuert in bekannter konventioneller Weise, um eine letztendliche Dichte von zumindest 0,03 g/cm³ zu erzeugen.Expanded polystyrene is well known for its very low density and is widely used, for example in packaging applications, where the expanded polystyrene used typically has a density of 0.016 g/cm3. It is important to note that a significant novel feature of the present invention is that the polymeric material used has a density of at least 0.03 g/cm3, so that it is more comparable in density to cork, which typically has a density of about 0.1 g/cm3, with variations depending on its origin. Also, the increased density of the material results in greater impermeability to gases and liquids. Therefore, the process conditions used to manufacture mold-expanded polystyrene closure devices according to the present invention are controlled in known conventional manner to produce a final density of at least 0.03 g/cm3.
Obwohl die bevorzugte Form des Körpers der Verschlußvorrichtung in Übereinstimmung mit der Erfindung im wesentlichen zylindrisch ist, kann sie beispielsweise auch von anderen Formen mit einem kreisförmigen Querschnitt sein, beispielsweise kegelstumpfförmig. Außerdem kann die Verschlußvorrichtung ein vergrößertes Ende besitzen, das ist ein Ende, welches einen größeren Durchmesser als der Körper der Verschlußvorrichtung hat, beispielsweise zu jenen Korktypen, die zum Versiegeln von Weinen des Champagner-Typs dienen, in denen die verbreiterten Enden dazu dienen, eine Verankerung für einen Draht zu bilden, der um den Flaschenhals befestigt ist, um die Verschlußvorrichtung dagegen zu sichern, aus der Flaschenmündung durch den inneren Druck des Gases in der Flasche herausgepreßt zu werden.Although the preferred shape of the body of the closure device in accordance with the invention is substantially cylindrical, it may also be of other shapes having a circular cross-section, for example frusto-conical. In addition, the closure device may have an enlarged end, that is an end which has a larger diameter than the body of the closure device, for example those types of corks used for sealing champagne-type wines, in which the enlarged ends serve to form an anchor for a wire which is fastened around the bottle neck to secure the closure device against being forced out of the bottle mouth by the internal pressure of the gas in the bottle.
Die Verschlußvorrichtung nach der Erfindung wird in die Öffnung eines Behälters eingeführt, um das Material, das in dem Behälter gehalten wird, an dem Entweichen durch die Behälteröffnung zu hindern, solange die Verschlußvorrichtung im Platz ist. Es verhindert außerdem von außen Kontaminationen wie solche durch Gase, Feuchtigkeit, Bakterien oder Pilzen, die in den Behälter durch die Öffnung eintreten. Durch das Erreichen eines luftdichten Siegels wird das in den Behälter eingefüllte Material in bestmöglichem Zustand gehalten.The closure device according to the invention is inserted into the opening of a container to prevent the material held in the container from escaping through the container opening as long as the closure device is in place. It also prevents external contamination such as that caused by gases, moisture, bacteria or fungi from entering the container through the opening. By achieving an airtight seal, the material filled into the container is kept in the best possible condition.
Das polymerische Material des Verschlusses ist vorzugsweise gefärbt, um wie natürliches Material auszusehen, das es ersetzt und es besitzt ebenso vorzugsweise eine Oberflächentexturierung oder andere physikalische Oberflächenbehandlung mit demselben optischen Ergebnis. Es kann außerdem angemalt sein und/oder bedruckt sein mit Informationen auf seiner Oberfläche, falls erforderlich.The polymeric material of the closure is preferably colored to resemble the natural material it replaces and it also preferably has a surface texturing or other physical surface treatment with the same optical result. It may also be painted and/or printed with information on its surface if required.
Der Verschluß kann bei seiner Herstellung druckbehandelt werden, beispielsweise durch Walzen. Es wurde ursprünglich angenommen, daß diese Druckbehandlung sowohl die Elastizität als auch die Dichte nur der Oberflächenschicht des Materials erhöht. Es wird allerdings nunmehr vermutet, daß die Druckbehandlung die Elastizität und die Dichte des gesamten Körpers des Verschlusses erhöht, daß aber keine signifikanten sich ergebenden Unterschiede in der Gleichförmigkeit der Dichte entstehen. Diese Druckbehandlung erhöht die Fähigkeit des Verschlusses, gegen die Wände der Behälteröffnung zu drücken und diese dadurch zu versiegeln.The closure may be pressure treated during manufacture, for example by rolling. It was originally believed that this pressure treatment increases both the elasticity and the density of the surface layer of the material only. However, it is now believed that the pressure treatment increases the elasticity and the density of the entire body of the closure, but that no significant resulting differences in the uniformity of density. This pressure treatment increases the ability of the closure to press against the walls of the container opening and thereby seal it.
Der Verschluß kann auch beschichtet werden mit einer flexiblen undurchdringlichen Beschichtung wie beispielsweise Polyurethan, falls ein zusätzlicher Grad an Impermeabilität gewünscht wird. Dieser Verschluß kann außerdem gewachst werden. Zusätzlich kann eine beliebige Beschichtungszusammensetzung verwendet werden, die Farbe enthalten kann, um eine Verschlußvorrichtung von ähnlicher Farbe wie die von natürlichem Kork zu erhalten.The closure may also be coated with a flexible impermeable coating such as polyurethane if an additional degree of impermeability is desired. This closure may also be waxed. In addition, any coating composition may be used which may contain color to obtain a closure device of similar color to that of natural cork.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung wird nunmehr als Beispiel unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung beschrieben, in welcher:A preferred embodiment of the invention will now be described by way of example with reference to the accompanying drawings, in which:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer Verschlußvorrichtung zeigt, in diesem Falle als Ersatz für einen Korken in einer Weinflasche dienend,Fig. 1 shows a perspective view of a closure device, in this case serving as a replacement for a cork in a wine bottle,
Fig. 2 eine Verschlußvorrichtung eingesetzt in eine Weinflasche zeigt.Fig. 2 shows a closure device inserted into a wine bottle.
Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen weist die Verschlußvorrichtung einen Zylinder von expandiertem Polystyrol 1 von im wesentlichen gleichförmiger Dichte von mehr als 0,03 g/cm³ auf. Bei solchen höheren Dichten übt das expandierte Polystyrol eine erheblich reduzierte Permeabilität zu Gasen und Wasserdampf sowie anderen Flüssigkeiten aus. Expandiertes Polystyrol ist resistent gegen Alkohol und es ist ein geprüftes Material, um mit Nahrungsmitteln in Kontakt zu kommen. Es ist biologisch inert und wirkt als Barriere gegen den Zutritt von Bakterien und Schimmel. Wie bereits erwähnt, ist es bei höheren Dichten wie oberhalb von 0,03 g/cm³ erfreulich vergleichbar mit Kork in seiner Dichte und besitzt auch eine Mikrostruktur von ähnlicher Erscheinung wie der von Kork. Die Musterung seiner äußeren Oberfläche 2 ist bereits sehr korkähnlich und dies wird wünschenswerterweise verstärkt durch Färbung und/oder durch physikalische Behandlung der Oberfläche, beispielsweise durch Schaben, Sanden oder Texturieren. Die Reibungseigenschaften zwischen hochdichtem expandiertem Polystyrol und Glas sind erfreulich ähnlich zu denen zwischen Kork und Glas. Es sollte festgehalten werden, daß Kork zu einem gewissen Ausmaß die Absorbtion von Flüssigkeit aus den Inhalten der Behälter benötigt, um seine Effektivität der Versiegelung zu erreichen, während die Verschlußvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung keine Flüssigkeiten in einem signifikanten Ausmaß absorbiert.Referring to the drawings, the closure device comprises a cylinder of expanded polystyrene 1 of substantially uniform density of greater than 0.03 g/cm³. At such higher densities, the expanded polystyrene exhibits a significantly reduced permeability to gases and water vapour as well as other liquids. Expanded polystyrene is resistant to alcohol and is an approved material for contact with food. It is biologically inert and acts as a barrier against the entry of bacteria and mould. As already mentioned, at higher densities such as above 0.03 g/cm³, it is pleasingly comparable to cork in density and also has a microstructure of similar appearance to that of cork. The patterning of its outer surface 2 is already very cork-like and this is desirably enhanced by colouring and/or by physical treatment of the surface, for example by scraping, sanding or texturing. The frictional properties between high density expanded polystyrene and glass are pleasingly similar to those between cork and glass. It should be noted that cork requires some degree of absorption of liquid from the contents of the containers to achieve its sealing effectiveness, whereas the closure device of the present invention does not absorb liquids to any significant extent.
Wie es aus dem Stand der Technik gut bekannt ist, wird expandiertes Polystyrol üblicherweise produziert durch einen Bördelprozeß unter Verwendung von Sus pensationspolymerisationstechniken. Ein Schäumungsmittel wie beispielsweise ungefähr 6% einer niedrigverdampfenden Petroleumätherfraktion, beispielsweise n-Pentan, wird entweder vor der Polymerisation eingebracht oder nach der Polymerisation werden die Kügelchen unter Hitze und Druck imprägniert. Die Kügelchen werden dann durch ein Dampfstoßverfahren verarbeitet. Die Kügelchen werden zunächst vorgeschäumt durch Hitze in einem Dampfbad. Dies führt dazu, daß die Kügelchen expandieren und diese Expansion wird fortgesetzt, bis sie ein vorbestimmtes Niveau in der Form erreichen, das der gewünschten Dichte entspricht. Dies kann festgestellt werden durch eine geeignet positionierte Thermokopplung, welche so angeordnet ist, daß sie den Dampf ausschaltet, wenn dieser Punkt erreicht ist. Die expandierten Kügelchen werden danach für ungefähr 24 Stunden stehen gelassen, um sie auf Raumtemperatur abzukühlen und um Luft in die Zellen hineindiffundieren zu lassen, so daß ein Gleichgewichtszustand zwischen den Zellen und den äußeren Bedingungen entsteht.As is well known in the art, expanded polystyrene is usually produced by a flanging process using Sus A foaming agent such as about 6% of a low evaporating petroleum ether fraction, e.g. n-pentane, is either introduced prior to polymerization or after polymerization the beads are impregnated under heat and pressure. The beads are then processed by a steam burst process. The beads are first pre-expanded by heat in a steam bath. This causes the beads to expand and this expansion is continued until they reach a predetermined level in the mold corresponding to the desired density. This can be determined by a suitably positioned thermocouple arranged to turn off the steam when this point is reached. The expanded beads are then left for about 24 hours to cool to room temperature and to allow air to diffuse into the cells so that a state of equilibrium is established between the cells and the external conditions.
Danach wird ein Dampfformverfahren durchgeführt. Die Kügelchen werden in eine Form geladen, die mit perforierten Wänden versehen ist, um Dampf zuzulassen. Die Form wird vollständig mit den Kügelchen gefüllt. Dampf ist danach in die Form hineingegeben, um die Kügelchen zum weiteren Anschwellen zu bringen und miteinander zu verschweißen und dadurch die Kontur der Form anzunehmen.A steam forming process is then carried out. The beads are loaded into a mold that has perforated walls to allow steam to pass through. The mold is completely filled with the beads. Steam is then introduced into the mold to cause the beads to swell further and fuse together, thereby taking on the contour of the mold.
Wenn die Körper der Verschlußvorrichtungen im wesentlichen zylindrisch sind, wird die Form ihrerseits die Kontur von mehreren Zylindern aufweisen, die miteinander verbunden sind, wobei jeder Zylinder die mehrfache Länge der herzustellenden Verschlußvorrichtungen aufweist.If the bodies of the closure devices are substantially cylindrical, the mold will in turn have the contour of several cylinders connected to each other, each cylinder being several times the length of the closure devices to be produced.
Wenn das Spritzgießen vervollständigt ist, werden die Formteile aus den Formen genommen, zubereitet, auf Länge geschnitten, bedruckt, texturiert, beschichtet und mit Paraffinwachs gewachst, wie gewünscht.Once injection molding is complete, the molded parts are removed from the molds, prepared, cut to length, printed, textured, coated, and waxed with paraffin wax as desired.
Es sollte natürlich beachtet werden, daß die vorstehenden spezifischen Verfahrensschritte in vieler Hinsicht variiert werden können, ohne von dem Erfindungsgedanken sich zu entfernen, der anschließend beansprucht wird.It should, of course, be noted that the foregoing specific process steps may be varied in many respects without departing from the inventive spirit as subsequently claimed.
Die entstehenden Verschlußvorrichtungen können direkt in einen Behälter, wie beispielsweise eine Flasche, in diesem Zustand eingeführt werden, falls die Formteile von genügend kleinem Durchmesser sind. Für größere gezogene Stärken werden größere Durchmesserformteile verwendet, die durch Druck in ihrer Größe reduziert werden, beispielsweise durch Walzen, bevor sie in einen üblichen Korkeneinführer gegeben werden.The resulting closure devices can be inserted directly into a container, such as a bottle, in this state if the moldings are of sufficiently small diameter. For larger drawn thicknesses, larger diameter moldings are used which are reduced in size by pressure, for example by rolling, before being placed in a conventional cork inserter.
Es sollte erwähnt werden, daß weil das expandierte Polystyrol nicht die gleiche Elastizität wie Kork hat, es üblicherweise erforderlich wird, die konventionellen Korkeneinführer zu justieren von ihrem üblichen Durchmesser von 16 mm für einen konventionellen Korkverschluß zu einem Durchmesser auf z. B. 18 mm für eine Verschlußvorrichtung nach der vorliegenden Erfindung, um den Unterschied in Elastizität und entsprechender Expansion auszugleichen.It should be mentioned that because the expanded polystyrene does not have the same elasticity as cork, it will usually be necessary to adjust the conventional cork inserters from their usual diameter of 16 mm for a conventional cork closure to a diameter of, for example, 18 mm for a closure device according to the present invention in order to compensate for the difference in elasticity and corresponding expansion.
Wie vorstehend erwähnt, wird die Verschlußvorrichtung beispielweise durch Walzen druckbehandelt, um die Elastizität des Polystyrols zu verbessern. Die Verschlußvorrichtung wird zusammengedrückt, wenn sie in die Flasche 3 gestoßen wird und schafft eine Versiegelung gegenüber Glas. Beim Herausziehen erzeugt die Elastizität der Verschlußvorrichtung eine gute Simulation eines echten Korkens, der aus einer Flasche herausgezogen wird und erlaubt es der Verschlußvorrichtung, wieder eingeführt zu werden, falls das gewünscht wird. Die Verschlußvorrichtung behält ihre Steifheit und stellt so die mechanische Stärke zur Verfügung, um die Verschlußvorrichtung daran zu hindern, durch Biegen zerstört zu werden, wenn sie in eine Flasche 4 hineingestoßen wird und bietet Angriffsmöglichkeit für Korkenzieher. Das hochdichte expandierte Polystyrol ist praktisch undurchdringlich für Gase und Flüssigkeiten jener Natur, die wahrscheinlich in Wein enthalten sein können. Zusätzlicher Schutz kann durch Behandlung der Enden und/oder Seiten mit einer farblosen impermeablen Beschichtung, wie beispielsweise Polyurethan 5, gegeben werden.As mentioned above, the closure device is pressure treated, for example by rolling, to improve the elasticity of the polystyrene. The closure device is compressed when pushed into the bottle 3 and creates a seal against glass. When pulled out, the elasticity of the closure device creates a good simulation of a real cork being pulled out of a bottle and allows the closure device to be reinserted if desired. The closure device retains its rigidity and thus provides the mechanical strength to prevent the closure device from being destroyed by bending when pushed into a bottle 4 and provides attack by corkscrews. The high density expanded polystyrene is virtually impermeable to gases and liquids of the nature that are likely to be contained in wine. Additional protection can be provided by treating the ends and/or sides with a colorless impermeable coating such as Polyurethane 5.
Wie vorstehend erläutert, kann daher die Verschlußvorrichtung nach der Erfindung im wesentlichen lediglich aus expandiertem geschlossenzelligem Polymer, vorzugsweise expandiertem Polystyrol, bestehen, welches eine im wesentlichen konstante Dichte von durchgehend mehr als 0,03 g/cm³ hat, und welches teilweise oder ganz auf seiner Oberfläche beschichtet ist mit einem impermeablen Versiegelungsmaterial, z. B. mit Polyurethan und/oder einem Wachs, um Feuchtigkeit oder gasige Bewegung durch und um die Verschlußvorrichtung zu verhindern.As explained above, the closure device according to the invention may therefore consist essentially only of expanded closed cell polymer, preferably expanded polystyrene, which has a substantially constant density of more than 0.03 g/cm³ throughout, and which is coated partially or entirely on its surface with an impermeable sealing material, e.g. with polyurethane and/or a wax, to prevent moisture or gaseous movement through and around the closure device.
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