DE1222425B

DE1222425B - Dichtung von Kunststoffbehaeltern

Info

Publication number: DE1222425B
Application number: DET15492A
Authority: DE
Inventors: Earl Silas Tupper
Original assignee: Rexall Drug and Chemical Co
Current assignee: Dart Industries Inc
Priority date: 1958-08-12
Filing date: 1958-08-12
Publication date: 1966-08-04

Description

Dichtung von Kunststoffbehältern Die Erfindung betrifft die Verwendung von im Spritzverfahren mit kontrollierter Abkühlung hergestellten starren Kunststoffen, wie lineares Polyäthylen oder lineares Olefin, die aus einem starren Formkern und einer verhältnismäßig weichen, verformbaren Oberflächenschicht bestehen, für eine neue, luftdichte und starre Eingriffsverbindung zwischen Behälter und Deckel, wobei durch die weiche, verformbare Ob erflächenschicht eine dichtschließende Dichtung geschaffen wird, und insbesondere der Behälter an seiner offenen Seite eine rundumlaufende Kante hat, die mit dem rundumlaufenden Deckelrand zusammenwirkt.
Im Spritzverfahren hergestellte Olefin-Kunststoffe, wie lineares Polyäthylen, mit kontrollierter Abkühlung zur Herstellung eines starren Formkerns und einer verhältnismäßig weichen, verformbaren Oberflächenschicht sind bekannt. Ein bekanntes lineares Polyäthylen, ein Niederdruck-Polyäthylen, weist auch bei erhöhter Temperatur bis 1000 C beachtliche Festigkeitsreste bei hoher innerer Zähigkeit auf. Dieser Zustand entspricht bei der Erfindung demjenigen des starren Formkörperkerns. Weiterhin ist bekannt, daß der die Festigkeit und die Zähigkeit bedingende kristalline Anteil von Niederdruck-Polyäthylen abhängig von der Abkühlungsgeschwindigkeit ist, d. h. daß bei schneller Abkühlung der Anteil geringer ist als bei langsamer Abkühlung. Wird also ein erartiger auf 124 bis 1270 C erhitzter Kunststoff, der in diesem Temperaturbereich seine kristalline Struktur verliert, schnell auf eine niedere Temperatur gebracht, so kann die Kristallisation der Kunststoffmoleküle nicht rechtzeitig einsetzen und ein derart behandelter Kunststoff behält zum überwiegenden Teil seinen amorphen Charakter bei. Die Temeratureinflüssen am meisten ausgesetzte Kunststoffoberfläche wird somit wesentlich weicher sein als der nur einer allmählichen Abkühlung unterworfene Kern.
Es ist auch bekannt, Behälter mit Deckel aus weichem, verformbarem Polyäthylen oder Polystyren m.edriger Dichte herzustellen. Um bei einem Stülpdeckel aus Hartfolie zum Aufsetzen auf Gläser einen schlechten Sitz und ein Beschädigen des Deckelrandes auf Grund der verschiedenen und unregelmäßigen Durchmesser der Gläser zu vermeiden, ist es beispielsweise bekannt, an der Innenseite des Deckelrandes einen Streifen aus Weichfolie aufzuschweißen oder auf andere Weise zu befestigen. Bei Deckeln mit Gewinderand soll ein Verstärkungsstreifen aus Hart- oder Weichfolie angebracht werden, der vorher oder nachher mit dem Gewinde versehen wird. Diese bekannte Art der Abdichtung oder Verbundbauweise aus Kunststoffen mit einer eingelagerten Zwischenschicht hat eine ungeschützte Anordnung und ist unterschiedlichen Arbeitsbedingungen unterworfen. Die Folge ist, daß sie sich mit der Zeit leicht von ihrer Unterlage löst, sich wirft und wandert, was zu einer ungleichmäßigen und mangelhaften Dichtung an den Dichtflächen führt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine wirksame und zuverlässige Dichtung für Kunststoffbehälter mit Deckel zu schaffen. Das wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß mindestens eines der zwei zusammenwirkenden Teile aus einem unterschiedlich abgekühlten Formkörper aus im Spritzverfahren mit kontrollierter Abkühlung hergestellten starren Kunststoffen besteht. Dadurch wird die Dichtwirkung zu einem Oberflächenproblem gemacht, während die Starrheit und Stärke der Dichtung durch den harten Formkern gewährleistet ist. Es wird eine wirksame und zuverlässige Dichtung geschaffen.
Einem Kennzeichen der Erfindung zufolge ist der starre Kunststoff ein lineares oder isotaktisches Propylen. Dadurch ergibt sich der Vorteil, daß die aus einem einzigen Formstück aus linearem oder isotaktischem Kunststoff bestehende Deckeldichtung von selbst zu einer Einbaudichtung an dem mit dem Behälterrand in Berührung tretenden Teil des Deckelrandes führt.
In der Zeichnung, die zweckmäßige Ausführungsbeispiele der Erfindung darstellt, zeigt F i g. 1 eine perspektivische Ansicht eines Ausführungsbeispiels gemäß der Erfindung in Form eines Behälters in irgendeiner gewünschten Ausbildung und einen Verschluß in Gestalt eines Schnappdeckels, der die obere Kante des Behälters umfaßt, wobei die Art des Lösens des Deckels in gestrichelten Linien angedeutet ist; F i g. 2 ist ein vergrößerter Teilschnitt in der Ebene 2-2 der Fig. 1; F i g. 3 ist eine Ansicht ähnlich der in F i g. 2 gezeigten, in der eine abgeänderte Ausführung des Dekkels und des Behälters dargestellt ist, wobei eine andere Art von Dichtverbindung zwischen den Teilen vorgesehen ist; Fig. 4 ist ein Teilschnitt in der Ebene 4-4 der F i g. 2, in dem die berührenden und nicht berührenden Flächen einer Dichtverbindung zwischen einem Deckel und einem Behälter dargestellt sind.
In der Zeichnung ist mit der Bezugsziffer 10 ein Behälter von irgendeiner Form und Ausführung bezeichnet, der zur Aufnahme eines Deckels geeignet ist.
Die Ausführung sieht in dem dargestellten Beispiel die Verwendung eines verhältnismäßig starren Schnappdeckels vor, der zum Zweck einer hermetischen Abdichtung die Wirkung einer Dichtung haben muß. Zu diesem Zweck ist der Deckel aus einem unter niedrigem Druck hergestellten Polyäthylen gefertigt, das die physikalischen Eigenschaften der Starrheit zwischen gegenüberliegenden Flächen desselben aufweist und ferner federnde, weiche und nachgiebige, einander gegenüberliegende Oberflächenschichten besitzt, die sich nicht ablösen. Tatsächlich besteht das -unter niedrigem Druck hergestellte plastische Material aus Polyäthylen gleichzeitig aus einem Kern von starrem und festem Material und einem Mantel oder Oberflächenschichten von weichem, verformbarem Material, wie es dem unter hohem Druck hergestellten Polyäthylen eigen ist.
Der allgemein mit der Bezugszahl 11 bezeichnete Deckel, wie er in F i g. 1, 2 und 4 dargestellt ist, besteht aus einem eingedrückten Mittelteil 12, der mit einem erhöhten, eine umgekehrte Mulde umschließenden Bord verbunden ist, der einen oberen Rand 13, und eine Seitenwand 14 besitzt, wobei der obere gang von dem oberen Rand 13 zum mittleren Teil 12 durch einen nach außen und oben geneigten, rundumlaufenden Wandteil 15 gebildet wird.
An der Innenfläche der Seitenwand 14 des die Mulde umschließenden Bordes sind oben und unten entgegengesetzt geneigte Flächen 16 und 17 vorgesehen, die eine Verdickung 18 begrenzen. Die Innenfläche 16, die an die Unterseite des Randes 13 angrenzt, ist zweckmäßigerweise abgerundet, wie an der Stelle 16 a in F i g. 2 angedeutet ist, um zum Zwecke einer hermetischen Abdichtung den aufgeweiteten Randteil 19 des Behälters und die abgerundete Kante 20 desselben aufzunehmen. Dabei ist der Innendurchmesser an der oberen Fläche 16 an der Innenseite der Seitenwand 14 etwas kleiner als der entsprechende Außendurchmesser am aufgeweiteten Rand 19 des Behälters.
Infolge der vorstehend beschriebenen Ausbildung kann man den Deckel 11 über den Rand des Behälters drücken und ihn in seine Lage schnappen lassen, wobei sich die Innenseite der Wand 14 fortlaufend weiter auf die Außenfläche des aufgeweiteten Randes 20 des Behälters aufschiebt. Das Abnehmen des Deckels 11 vom Behälter 10 wird durch den Zwischenraum 21 erleichtert, der zwischen der geneigten Innenfläche 17 und der Außenfläche der Seitenwand des Behälters 10 vorgesehen ist. Durch Einsetzen des Daumens in den Zwischenraum 21 und durch Ausübung eines nach außen und oben gerichteten Druckes kann der Deckel 11 leicht abgenommen werden. Das Abnehmen des Deckels wird weiterhin erleichtert durch den mit Be- zug auf die Wand 14 des die Mulde umschließenden Bordes gelenkartig wirkenden, abgerundeten Bordteil 16 a, und zwar bildet diese Ausbildungsform auch den Grund für die Leichtigkeit, mit der sich der Deckel 11 auf den Behälter 10 stülpen läßt.
Wie dargestellt, besteht ein wesentliches Merkmal in der Beschaffenheit der Oberflächenschichten 22 und 23 des Behälters 10, wenn dieser aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen geformt ist, sowie in der Beschaffenheit der gegenüberliegenden Oberflächenschichten 24 und 25 des Deckels 11, der aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen geformt ist. Es erweist sich, daß in geformten Erzeugnissen aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen, sei es durch Injektion, Blasen, Vakuum oder auf andere Art, eine Anordnung der Moleküle vor sich geht, durch die Eigenschaften an der Oberfläche hervorgerufen werden, die sich in bezug auf Nachgiebigkeit und Weichheit von dem Gefüge des Kerns unterscheidet, wie oben erwähnt. Jede derartige Oberflächenschicht dient, wenn sie zum Zweck einer Der metischen Abdichtung mit einer anderen Fläche in Berührung gebracht wird, wie bei der in F i g. 2 dargestellten Verbindung, in wirksamer Weise als Dichtung gegenüber den anliegenden, verhältnismäßig starren Teilen und ermöglicht dadurch eine gute hermetische Abdichtung und ein leichteres Zusammenbringen und Lösen der verbundenen Teile.
Falls für den Behälter 10 und den Deckel 11 verschiedene Werkstoffe gewählt werden sollen, ist es zweckmäßig, den Deckel 11 aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen zu formen. Es können jedoch auch beide Teile aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen geformt werden.
Außerdem ist es nicht erforderlich, daß die Teile in ihrer ganzen Stärke aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen bestehen. Es kann auch eine aufgepreßte oder warm aufgebrachte Oberflächenschicht aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen an ausgewählten Stellen der zu verbindenden Teile vorgesehen werden.
In F i g. 3 sind ein Behälter und ein Deckel dargestellt, die in üblicher Weise gehandhabt werden können und ähnliche Merkmale aufweisen wie die Ausführung gemäß F i g. 1 und 2.
Der Behälter 26 ist mit einem geraden Randteil 27 versehen und die Außen- bzw. Innenfläche des Behälters sind mit den Bezugszahlen 28 und 29 bezeichnet. Der Deckel ist allgemein mit der Bezugszahl 30 bezeichnet und besitzt einen mittleren Teil 31 und einen erhöhten, eine Mulde umschließenden Bord mit einer Innenwand 32, einer Außenwand 33 und einer oberen Verbindungswand 34, sowie einen nach außen vorstehenden Flansch 35, der sich an die Unterkante der äußeren Wand 33 anschließt. Die Außen- bzw.
Innenfläche des Deckels sind durch die Bezugszahlen 36 und 37 bezeichnet. Der Flansch 35 wird als Angrifisstelle für die Finger beim Aufsetzen und Abnehmen des Deckels 30 verwandt. Zum Abnehmen wird ein aufwärtsgerichteter Druck auf die Unterseite des Flansches ausgeübt, um die Wandung 33 durch Biegung nach außen von der Außenfläche des Randteils zu lösen und so das Abnehmen einzuleiten.
Wie in F i g. 3 dargestellt, wirken die Innenflächen der Muldenwandungen 32, 33 und 34 mit den gegenüberliegenden Flächen des Randteils 27 des Behälters 26 zusammen, um eine hermetische Abdichtung herbeizuführen. Wenn alle in Berührung tretenden Teile der Verbindung aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen bestehen, wird die Dichtfähigkeit verdoppelt. Dies trifft auch für die Ausführung zu, die in F i g. 1 und 2 dargestellt ist. Wenn nur eines der in Berührung tretenden Teile aus unter niedrigem Druck hergestelltem Polyäthylen besteht, ist die Wirkung die einer einfachen Dichtung.
Die Verwendung der im Spritzverfahren mit kontrollierter Abkühlung hergestellten starren Kunststoffe bezieht sich somit im wesentlichen auf eine lösbare, hermetisch abdichtende Verbindung zweier lösbar zusammenfügbarer Teile, z. B. eines Behälters und eines Deckels, bei der die in Berührung tretenden Flächen die Oberflächen von Körpern aus unter niedrigem Druck erzeugtem Polyäthylen bilden, wobei diese Körper entweder als Auflage auf den zusammenzufügenden Teilen ausgebildet sind oder durch diese Teile selbst gebildet werden. Ferner sind die entsprechend vorbehandelten Kunststoffe außer auf die Herstellung der Verbindung eines Behälters mit einem Deckel auch auf Rohrleitungen, Flaschen, Kupplungen und andere rohrförmige oder nichtrohrförmige Teile anwendbar, für die lösbare Kappen oder Teile benötigt werden, die durch Reibkräfte, durch Gewinde oder auf andere Art zusammengehalten werden. Es wird darauf hingewiesen, daß der Ausdruck »Abdichtung« in der Beschreibung und den Ansprüchen für jede Art von Verbindung gilt, bei der Teile zum Zwecke einer flüssigkeitsdichten Abdichtung lösbar miteinander verbunden werden, und auch die Gewinde-, Klemmen- und Schnappverbindungen einschließt.
Die zur Anwendung kommenden Kunststoffe schließen auch polymere Erzeugnisse aus Verbindungen der Olefine ein, die nicht zu den Äthylenen gehören, z. B. Propylen und Mischpolymerisate desselben, sofern derartige polymere Erzeugnisse die Eigen- schaften der Polymere oder Mischpolymerisate des Äthylens unter der allgemeinen Bezeichnung »Polyäthylen« aufweisen, wie es nach unter niedrigem Druck arbeitenden Verfahren hergestellt wird, wie im vorhergehenden erwähnt wurde.

Claims

Patentansprüche: 1. Verwendung von im Spritzverfahren mit kontrollierter Abkühlung hergestellten starren Kunststoffen, wie lineares Polyäthylen oder lineares Olefin, die aus einem starren Formkern und einer verhältnismäßig weichen, verformbaren Oberflächenschicht bestehen, für eine neue, luftdichte und starre Eingriffsverbindung zwischen Behälter und Deckel, wobei durch die weiche verformbare Oberflächenschicht eine dichtschließende Dichtung geschaffen wird, und insbesondere der Behälter an seiner offenen Seite eine rundumfaufende Kante hat, die mit dem rundumlaufenden Deckelrand zusammenwirkt, d a -durch gekennzeichnet, daß mindestens eines der zwei zusammenwirkenden Teile (10, 11) aus einem unterschiedlich abgekühlten Formkörper aus d;en obengenannten starren Kunststoffen besteht.
2. Dichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der starre Kunststoff ein lineares oder isotaktisches Propylen ist.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsches Gebrauchsmuster Nr. 1 678 680; französische Patentschriften Nr. 963 119, 1 107 745; USA.-Patentschriften Nr. 2 606 586, 2 614 727, 2 695 645, 2 740 444; Zeitschrift »Kunststoffe«, H. 10, Jg. 1955, S. 412: »Das neue Polyäthylen«.