DE1786574A1

DE1786574A1 - Zusammendrueckbarer behaelter aus einem mehrschichtmaterial

Info

Publication number: DE1786574A1
Application number: DE19631786574
Authority: DE
Inventors: Roger Brandt
Original assignee: American Can Co
Current assignee: Primerica Inc
Priority date: 1962-11-13
Filing date: 1963-11-13
Publication date: 1974-05-30
Also published as: CH408766A; DE1786574B2; DK116816B; GB1074683A; NL144218B; DE1486175A1; DE1486175C3; DK126621B; SE312522B; DE1486175B2

Description

Zusammendrückbarer Behälter aus einem Mehrschichtmaterial Die Erfindung bezieht sich auf einen zusammendrückbaren Behälter mit weitgehend gasundurchlässiger Wandung mit einem rohrförmigen Behälterkörper, der wenigstens eine undurchlässige Sperrschicht besitzt, die wenigstens an ihrer dem Behälterinnern zugekehrten Oberfläche mit wenigstens einer Schicht aus Kunststoff belegt ist und einem mit dem Behälterkörper an einem seiner Enden verbundenen Kopfstück für die Entnahme des Füllgutes, sowie auf ein Verfahren zur Herstellung desselben.
Zusammendrückbare Behälter der vorstehend beschriebenen Art werden zum Verpacken von FUllgut verwendet, das beispielsweise flüchtige ble enthält, um zu vermeiden, daß diese flüchtigen Bestandteile durch die Behälterwandung hindurch entweichen. Eine solche für die Qualität des Füllgutes recht abträgliche Verflüchtigung wäre in der Tat möglich, wenn ein handelsüblicher Behälter aus Kunststoff ohne besondere Sperrschicht verwendet würde.
Weiter soll durch die Behälter der hier betrachteten Art auch das Eindringen von Gasen, wie Luftsauerstoff od. dgl. durch die Behälterwandung vermieden werden, um das Füllgut 35-9071P-Ausscheidung-NöE vor einer nachteiligen Veränderung unter dem Einfluß solcher Gase zu schützen. Bei den erwähnten Kunststoffbehältern ohne Sperrschicht ist bekanntermaßen möglich, daß ein solches Durchdringen der Behälterwandung auftritt, wobei das FUllgut ebenfalls eine unerwünschte Veränderung, wie Oxydation, erleiden kann.
Der anfangs erwähnte Behälter mit einer Sperrschicht aus undurchlässigem Folienmaterial in der Behälterwandung gewährt dagegen einen wirksamen Schutz des FUllgutes gegen die unerwünschten Auswirkungen des Durchtritts von Gasen oder flüchtigen Substanzen durch diese Wandung; Jedoch ist bei den Behältern dieser Schutz lediglich im Bereich des rohrförmigen Behälterkörpers gewährleistet. D.h., während diese Behälter unter Aufrechterhaltung der erwünschten Vorüge der Kunststoffbehälter (im Gegensatz z.B. zu Metall-oder Papierbehältern) das Füllgut außerdem gegen den Durchtritt von Gasen od.dgl. durch die Wandung des eigentlichen Behälterkörpers schützen, weisen sie dennoch den Nachteil auf, daß sie üblicherweise mit einem nur aus Kunststoff bestehenden Kopfstück versehen sind, so daß die genannten Gase oder flüchtigen Substanzen dennoch, wenn auch in beschränktem Maße, durch einen Teil der Behälterwandung, nämlich durch die Kopfstückwandung, hindurchtreten können. Folglich schützt der genannte Behälter das Füllgut noch nicht in ausreichendem Maße.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher insbesondere, einen möglichst einfach herstellbaren Behälter der beschriebenen Art derart auszugestalten, daß er das Füllgut praktisch gegen Jegliches Hindurchtreten von Gasen oder flüchtigen Substanzen durch die Behälterwandung schützt.
Zu diesem Zweck ist der erfindungsgemäße Behälter derart ausgebildet, daß das Kopfstück ebenfalls wenigstens eine undurchlässige Sperrschicht aufweist, die zumindest an ihrer nach dem Behälterinneren zu gekehrten Innenfläche von einer Kunststoffschicht bedeckt ist.
Dank dieser Merkmale wird beim erfindungsgemäßen Behälter Jegliches Durchtreten von Gasen oder dgl. durch ganz gleich welchen Teil der Behälterwandung praktisch völlig unterbunden. Ferner wird durch die erfindungsgemäße Ausbildung des Behälters verhütet, daß die Sperrschicht des Kopfstückes, welche beispielsweise aus einem Metallfolienmaterial bestehen kann, mit dem Füllgut in Berührung kommt, da die Innenfläche dieser Kopfstücksperrschi cht erfindungsgemäß mit einer Kunststoffschicht belegt ist. Eine direkte Berührung zwischen Füllgut und insbesondere metallischer Sperrschicht ist unerwünscht, da viele das Füllgut bildende Substanzen mit dem Metall der Sperrschicht reagieren und somit in mehr oder weniger hohem Maße verderben könnten.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung des oben beschriebenen Behälters, bei dem ein wenigstens eine wenigstens an ihrer Innenseite mit einer Kunststoffschicht verbundene Sperrschicht aufweisender rohrförmiger Behälterkörper gebildet und an einem Ende mit einem Kopfstück versehen wird, besteht insbesondere darin, daß das mit Kopfstück versehene Ende des Rohrkörpers in eine Kopfstckgießrorm eingeführt wird und in die Form thermoplastisches Material sowie ein eine Sperrschicht bildendes Teil eingebracht werden, das mindestens an seiner dem Behälterinnern zugewandten Fläche mit dem thermoplastischen Material bedeckt bzw. verbunden wird.
Die dichte Verbindung von Kopf und Rohrkörper setzt voraus, daß zumindest die Innenschicht des Rohrkörpers mit dem Kopfstückmaterial verschweißbar ist. Beispielsweise kann Polyäthylen für die Ft. nung des Kopfstücks verwendet werden und für die Innensclicht ein Mischpolymeres aus Äthylen und einer äthylenisen ungesättigten Monocarbonsäure wie Acryl- oder Alkacrylsäure mit einem auf das Gewicht des Mischpolymeren bezogenen Carbonsäuregehalt von 0,5 bis 20 % und einem Schmelzindex von 1 bis 50. Bevorzugt wird ein Mischpolymeres mit ca. 3 « Acrylsäure und einem Schmelzindex von ca. 8. Derartige Innenschichten sind mit Polyäthylen und mit sich selbst-gut verschweißbar, haften ohne Kleber gut an metallischen Sperrschichten und sind chemisch ausreichend inert.
Nachfolgend wird die Erfindung mehr im einzelnen an Hand von Ausführungsbeispielen beschrieben, aus denen weitere Ausgestaltungen der Erfindung zu entnehmen sind. Dabei wird Bezug genommen auf die angefügten Zeichnungen; es zeigen: Fig. 1 eine Seitenansicht eines zusammendrückbaren Behälters gemäß der Erfindung, wobei zur Erläuterung der Schichtkörperstruktur Teile der Körperwände weggebrochen sind; Fig. 2 einen Schnitt durch das Kopfstück des Behälters (Detaildarstellung; stark vergrößerter Ma#stab) ; Fig. 3 eine Aufsicht auf den in Fig. 1 gezeigten Behälter, von welchem ein Teilstück zur Erläuterung der Verbindung zwischen der Schichtanordnung im Kopfstück und dem Rohrkörper weggebrochen ist; Fig.'4 eine räumliche Darstellung einer Schichtkörperscheibe zur Verwendung im Kopfstück nach Fig. 2 und Fig. 5 und 6 Schnitte durch die Gießform, welche die beiden Verfahrensschritte zur Bildung des Kopfstücks zeigen.
In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäß ausgebildeter Behälter allgemein mit dem Bezugszeichen C bezeichnet und umfaßt einen zusammendrückbaren rohrförmigen Körper 10, der an einem Ende durch Heißabdichtung oder ein anderes technisches Verrahren bei 11 abgeschlossen ist. Der rohrförmige Körper trägt an seinem gegenüberliegenden Ende ein Kunststoffkopfstück 12 mit Halsteil 13 und Brustabschnitt 14, welch letzterer mit dem Rohrkörper verschmolzen ist.
Der rohrförmige Körper 10 nach dem gewählten Ausführungsbeispiel umfaßt drei Schichten, die miteinander verwalzt oder auf andere Weise verbunden sind, wenn auch besondere Anwendungen eine Verminderung der Schichtzahlen auf zwei zulassen können, während andere Anwendungsfälle es notwendig machen können, vier oder mehr Schichten in dem Schichtkörper zu verwenden. Bei der gezeigten Ausrührungsform umfaßt der zusammendrückbare Körper eine Außenschicht 15, die möglichst durch ein thermoplastisches Material, wie Polyolefin gebildet sein soll, wenn auch Papier in bestimmten Fällen zur Anwendung kommen kann. In diesem Fall werden natürlich das Walzen bzw. die Schichtbildung und das Rohrformverfahren in einer später zu beschreibenden Weise geeignet abgewandelt. Vorzugsweise ist Jedoch das äußere Schutzmedium ein Polyolefin, beispielsweise Polyäthylen.
Zu erwähnen ist Jedoch, daß die äußere Schicht 15 die gleiche Zusammensetzung wie die Innenschicht 17 haben kann, die auf die gegenüberlieger<e Fläche der Zwischenschicht 16 aufgewalzt ist.
Die Zwischenschicht 16, die die Schutzhülle gegen Sauerstoffabsorption aus der Atmosphäre und den Durchtritt ätherischen bls nach auswärts durch den Rohrkörper hindurch bildet, ist vorzugsweise eine Metallfolie mit einer für die erforderlichen Schutzhülleneigenschaften ausreichenden Dicke und wird im Interesse der Biegsamkeit und der Herstellungskosten des Behälters relativ dünh gehalten. Aluminiumfolien haben sich als geeignet erwiesen, und die Zwischenschicht 16 kann einen Aufdruck oder Verzierungszeichen tragen, die auf ihre Oberfläche aufgebracht sind. Die Außenschicht 15 ist dann transparent, um die Zeichen sichtbar zu halten. Die Schicht 15 schützt somit diese Zeichen, und durch die Aufzeichnung oder den Aufdruck auf der Zwischenschicht wird eine Behandlung der Außenschicht zur Bildung einer Aufnahmefähigkeit für Tinte bzw. Farbe eingespart.
Die Innenschicht 17 besteht ganz allgemein aus einem Mischpolymeren eines Olefins, insbesondere von Xthylen, mit beliebiger Struktur und hat einen Carbonensäuregehalt von 0,5 bis 20 Gew. bezogen auf das Mischpolymergewicht. Der Schmelzindex des Mischpolymers liegt zwischen 1 und 50.
Zweckmäßigerweise ist die Säure eine äthylenisch ungesättigte Monocarbonsäure, wie Acrylsäure oder Alkacrylsäure, wovon die erstere in vielen Fällen bevorzugt wird.
Besonders vorteilhafte Ergebnisse werden erzielt, wenn die Innenschicht 17 des Schichtkörperteils 10 ein thermoplastisches Kunstharz ist, das ein Mischpolymeres aus Xthylen und Acrylsäure mit zufälliger Struktur (random type) ist, das hergestellt nach dem bekannten Hochdruckverfahren zur Herstellung von Polyäthylen mit geringer Dichte erhalten worden ist. Dieses spezielle Mischpolymere hat einen mischpolymerisierten Acrylsäuregehalt in der Größenordnung von 3 + 0,5 Gew.teilen, bezogen auf das Mischpolymergewicht, und einen Schmelzindex von 8 + 1. Innenschichten aus A.thylen-Acrylsäure-Copolymeren zeigen keine sichtbaren Anzeichen einer Schichtablösung von der (aufgewalzten) metallischen Sperrschicht 16 bei Einwirkung handelsüblicher Fluorid enthaltender Zahnputzmittel.
Ein rohrförmiger Behälter C gemäß Fig. 1 mit einer Außenschicht 15 aus Polyäthylen oder demselben Mischpolymeren, wie die Innenschicht 17 ergibt eine hochgradige Hartabbindung mit dem thermoplastischen Material des in die Form nach Fig. 5 und 6 gegossenen Kopfstückes 12.
Das Kopfstück 12 kann im Spritzgußverfahren in einem einzigen Arbeitsgang gegossen und mit dem Rohrkörper 10 verschmolzen werden, wobei insbesondere für eine Uberlappung zwischen dem unteren Ende des Kopfstückes und dem oberen Ende des Rohrkörpers gesorgt wird. Ähnliche Ergebnisse können Jedoch auch durch Druckgießverfahren erzielt werden oder durch Ausstanzen eines Körpers aus thermoplastischem Material mit metallischer Zwischenlage vom erforderlichen Durchmesser und der entsprechenden Dicke, der dann mit Stempel und Matrize in die gewünschte Kopfform gebracht wird, wobei zweckmäßigerweise gleichzeitig die Schulter-Uberlappungsverbindung geformt wird. Auch kann der Rohrkörper mit einem mit Sperrschicht versehenen, vorgefertigten Kopfstück verschweißt werden, das vorzugsweise eine Ausnehmung zur Aufnahme der Stoßkante des Rohrkörpers besitzt.
Fig. 2 zeigt den Aufbau des Kopfstücks 14 gemäß Fig. 1.
Dieses Kopfstück ist in den Fig. 2 bis 6 mit 212 bezeichnet.
In den Brustteil 214 ist nun ein Schutzschildbauteil 230 eingebettet, der sich vom unteren Ende des Halsteiles 213 (Fig. 3) bis zu einem Punkt in geringem Abstand von dem Randkantenteil 224 des Schichtkörpers 210 erstreckt. Der Schutzschildbauteil 230 wird vorzugsweise gebildet durch eine metallische Folie, beispielsweise Aluminium, und kann in dem thermoplastischen Werkstoff des Brustteiles 214 während des Gießvorganges eingebettet werden, wenn auch in Ubereinstimmung mit dem Rohrkörper eine Schichtkörperscheibe 229 bevorzugt wird, die eine metallische Folienzwischenschicht 230 und thermoplastische Deckschichten 231 und 232 aufweist.
Wie Fig. 4 zeigt, Icann die Schichtkörperscheibe 229. bei 233 mit einer Mittenöffnung für einen Zweck, der Jetzt klargestellt wird, versehen sein, sie kann einen kurzen nach oben ragenden Kragenteil 234 aufweisen, von welchem sich nach außen und abwärts ein Randteil 235 erstreckt. Der Scheibenbauteil 229 ist vorgefertigt, und vor dem Zusammenfügen und der Schichtkörperbildung aus der metallischen Zwischenschicht 230 und den thermoplastischen Außenschichten 231 und 232 kann die den Schutzschild bildende metallische Zwischenschicht 230, wie bei 230a gezeigt, entlang von am Umfang mit Abstand vorgesehenen Linien zur Aufnahme des überschüssigen Materials in diesem Bereich umgebördelt bzw. gefaltet oder auf andere Weise verformt werden. Natürlich kann beim Anbringen der Bördelungen oder Falten 250a die Folienscheibe 230 an geeigneten am Umfang mit Abstand voneinander vorgesehenen Stellen geschlitzt werden. Das vorbeschriebene Kopfstück wird vorzugsweise in der in den Fig. 5 und 6 dargestellten Weise geformt und am Rohrkörper befestigt.
Der ringförmige Scheibenbauteil 229 oder nur dessen Folienteil 230 wird auf die Schulter eines Dornes 260 einer Spritzgießvorrichtung aufgesetzt, wobei der Scheibenbauteil den Halsteil 260b des Dornes ringsherum umgibt. Der Rohrkörper 210 wird dann auf den Dorn aufgesetzt, wobei das Ende 222 des Rohrkörpers bis zum Anschlag an eine nach einwärts gebogene Fläche 261 der Innenfläche einer hohlen Gießform 262 vorragt. Die gewölbte Fläche 261 der Gießform formt und biegt das Ende 222 des Rohrkörpers 210, wie dargestellt, nach innen.
Hierbei muß vor allem darauf geachtet werden, daß die Randkante des Scheibenrandteiles 255 von der Randkante 224 des Rohrkörpers mit Abstand gehalten ist, wenn der Schichtkörper 210 und die Scheibe 229 auf dem Dorn 216 sitzen. Dies ergibt eine Gießbahn für das erwärmte thermoplastische Material während des Spritzvorganges, wodurch sichergestellt wird, daß man eine feste Verschmelzung zwischen dem Kopfstückmaterial und dem oberen Ende der inneren thermoplastischen Schicht 217 des Rohrkörpers erhält, was bei der fertiggestellten Tube eine mit 218 bezeichnete krärtige Schichtkörperverbindung ergibt, die den Abstand zwischen gegenüberliegenden Randkanten der Schichtkörper 210 und 229 überbrückt. Wenn die Teile in der in Fig. 5 gezeigten Weise angeordnet sind, wird das erwärmte thermoplastische Material in den zwischen dem Dorn 260 und der Gießform 262 gebildeten Hohlraum eingebracht, was bei dem angewandten Druck dazu führt, daß der Scheibenbauteil 229 von der Schulter des Dornes abgehoben wird, so daß während der Bildung des Kopfstückes 212 und dessen Verschmelzung mit den thermoplastischen Schichten 215 und 217 des Rohrkörpers der Schefbenbauteil im wesentlichen in dqe Mitte der Lagendicke des den Brustteil 214 bildenden thormoplastischen Materials gehalten wird. Dieses Verfahren ergibt nicht nur eine gegen Bruch sehr widerstandsfähige Verbindung 223 zwischen dem Kopfmaterial und der thermoplastischen Schicht 217 des Rohrkörpers, sondern auch einen einen Schutzschild enthaltenden Brustteil 214, der das Schichtkörperrohr 210 vervollständigt, da er dem Durchdringen des Produktes nach außen und der Sauerstoffabsorption entgegenwirkt. Die äußere Kante 224 des nach diesem Beispiel am Ende 1 cht umgebogenen Rohrkörpers 210 wird sauber in den gegossenen Kopfteil eingebettet, was zusätzliche Vorteile für das Verhalten bzw. die Lebensdauer des fertigen Behälters bringen kann.
Das Kopfstück 212 kann durch gleichwertige Verfahren geformt und am Rohrkörper 210 dichtend befestigt werden, beispielsweise durch Druckguß, gleichzeitig mit dem Anfügen an den Rohrkörper oder dadurch, daß das Kopfstück in einem besonderen Arbeitsgang geformt und danach durch eine Wärmeabdichtung oder Heißsiegelung mit dem Rohrkörper vereinigt wird. Zur Zeit wird Jedoch die in Fig. 2 gezeigte Verbindung bevorzugt. Die Schmelzverbindung weist einen großen Widerstand gegen Bruch oder Abtrennen durch entweder axiale, radiale oder Torsionskräfte auf, und in diesem Zusammenhang sei darauf hingewiesen, daß das Kunstharz-Mischpolymer, das die Innenschicht 217 des Rohrkörpers 20 bildet, sich gut mit einem weiten Bereich von Polyolefinen abbindet und zusätzlich einen hohen Widerstand gegen Schichtablösung und Knickbeanspruchung aufweist.
Wie durch die vorstehende Beschreibung klargestellt ist, werden bei einem erfindungsgemäßen zusammendrückbaren Behälter die Probleme vermieden, die mit den bekannten Tuben nicht gelöst werden konnten.
Die Erfindung umfaßt ebenfalls solche Ausführungen, bei welchen das zum Gießen oder Formen des Kopfteiles verwendete thermoplastische Material dieselbe Zusammensetzung wie das für die Innenschicht des Rohrkörpers verwendete Material hat, und das gleiche Material kann für die Schichten 231 und 232 des Schichtscheibeneinsatzes 229 dann vorgesehen werden, wenn ein Kopfteil 212 nach Fig. 2 verwendet wird.

Claims

Patentansprüche 1. Zusammendrückbarer Behälter mit weitgehend gasundurchlässiger Wandung mit einem rohrförmigen Behälterkörper, der wenigstens eine undurchlässige Sperrschicht besitzt, die wenigstens an ihrer dem Behälterinnern zugekehrten Oberfläche mit wenigstens einer Schicht aus Kunststoff belegt ist und einem mit dem Behälterkörper an einem seiner Enden verbundenen Kopfstück für die Entnahme des Füllgutes, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß das Kopfstück (12 bzw. 212) ebenfalls wenigstens eine undurchlässige Sperrschicht (230) aufweist, die zumindest an ihrer nach dem Behälterinneren zugekehrten Innenfläche von einer Kunststoffschicht bedeckt ist.
2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der zum Rohrkörper hinweisende Rand der Sperrschicht (230) des Kopfstückes (12 bzw. 212) in einem geringen Abstand von dem ihm benachbarten Rand der Sperrschicht (16 bzw. 216) des Rohrkörpers (10 bzw. 210) angeordnet und das Kopfstück mit dem Rohrkörper vermittels des jeweils enthaltenen Kunststoffes verschweißt ist.
3. Behälter nach wenigstens einem der Ansprüche 1 und 2, bei dem das Kopfstück einen mittig angeordneten und sich nach außen erstreckenden Hals bzw. Spundansatz aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht des Kopfstückes ein ringförmiges, in thermoplastischen Kunststoff eingebettetes Teil (229) ist.
4. Verfahren zur Herstellung des Behälters nach einem der Ansprüche 1 - 3, bei dem ein wenigstens eine wenigstens an ihrer Innenseite mit einer Kunststoffschicht verbundene Sperrschicht aufweisender rohrförmiger Behälterkörper gebildet und an einem Ende mit einem Kopfstück versehen wird, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Kopfstück versehene Ende des Rohrkörpers in eine Kopfstückgießform eingeführt wird und in die Form thermoplastisches Material sowie ein eine Sperrschicht bildendes Teil eingebracht werden, das mindestens an seiner dem Behälterinnern zugewandten Fläche mit dem thermoplastischen Material bedeckt bzw. verbunden wird.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dab der Rohrkörper auf einen Formkörper aufgeschoben wird, der an einem Ende eine die Innenfläche des Kopfstückes definierende konvexe Endfläche besitzt; daß dann auf die konvexe Formkörperendfläche ein ringförmiges, die Sperrschicht bildendes Teil aus Folienmaterial aufgelegt wird, das derart bemessen ist, daß sich sein zum Rohrkörper hinweisender Rand in einem geringen radialen Abstand vom benachbarten Stirnende des Rohrkörpers befindet; worauf der die konvexe Fläche aufweisende Endabschnitt des Formkörpers in eine die Außenfläche des Koy -stückes definierende Gießform eingeführt und in den somit geschaffenen Formraum der das Kopfstück bildende Kunststoff. in geschmolzenem Zustand eingebracht wird.