DE3607211A1 - Verpackungsbehaelter, insbesondere becher, napf oder dergleichen, aus kunststoffmaterial sowie verfahren zu seiner herstellung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsbehälter, insbe­ sondere Becher, Napf oder dergleichen, aus Kunststoffma­ terial, das mehrere miteinander verbundene, unterschiedliche Materialschichten aufweist.

Ferner befaßt sich die Erfindung mit einem Verfahren zur Herstellung solcher Verpackungsbehälter.

Derartige Verpackungsbehälter werden in sehr großen Stück­ zahlen benötigt und dienen dabei in den meisten Fällen zur Aufnahme von Waren, die molekularen Sauerstoff (O₂) und Wasser (H₂O) enthalten.

Da es jedoch bisher noch kein Kunststoffmaterial gibt, das hohe Sperreigenschaften gegen Sauerstoff und Wasser aufweist, werden gattungsgemäße Verpackungsbehälter aus coextrudierten Kunststoffolien im Thermoformverfahren durch Tiefziehen her­ gestellt.

Die coextrudierten Kunststoffolien sind sogenannte Mehr­ schicht-Verbundfolien, wobei deren Außenschichten jeweils aus Polypropylen (PP) bestehen, während die Zwischenschichten von Polyvinylidenchlorid (PVDC) und Haftvermittler bzw. Kleber gebildet sind.

Zur Tiefzieh-Formgebung der gattungsgemäßen Verpackungsbe­ hälter durch Thermoformen werden dabei als Ausgangsmaterial Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolien mit einer Ausgangsdicke von 0,8 bis 1,6 mm verwendet.

Derartige Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolien sind wegen des für ihre Herstellung notwendigen großen Anlagenaufwandes nicht nur wesentlich teurer als die üblichen Einschichtfo­ lien, sondern es besteht auch der wesentliche Nachteil, daß das bei der Thermoform-Herstellung der Verpackungsbehälter zwangsläufig anfallende Abfallmaterial nur mit wesentlich größerem Aufwand regeneriert werden kann, als das Abfallma­ terial von Einschichtfolien.

Ziel der Erfindung ist es, Verpackungsbehälter der eingangs spezifizierten Gattung kostengünstiger verfügbar zu machen sowie auch die Probleme bei der Regeneration der Ausgangsma­ terialien zu vermindern. Deshalb liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Verpackungsbehälter anzugeben, der zwar einen Schichtenaufbau hat, welcher genügende Sperreigen­ schaften gegen molekularen Sauerstoff und Wasser entfaltet, der jedoch trotzdem eine kostengünstige Herstellung ermög­ licht.

Ein erfindungsgemäßer Verpackungsbehälter, der diese For­ derungen erfüllt, ist nach Anspruch 1 gekennzeichnet durch ein relativ dickwandig als einschichtiges Spritzguß- oder Thermo­ form-Teil gefertigtes Grund- und/oder Außengefäß, durch in dessen Wandungen in Umfangrichtung verteilt und mindestens in verschiedenen Höhenbereichen vorgesehene Luftdurchlaßlöcher sowie durch eine relativ dünne Kunststoff-Mehrschicht-Ver­ bundfolie, die als Innenschicht flächig gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes angelegt und mit dieser verbunden ist, wobei sie die Lufdurchlaßlöcher verschließt bzw. überdeckt.

In weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist nach Anspruch 2 die Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie in einem Thermoform­ werkzeug unter Evakuierung bzw. Entlüftung des Zwischenraums gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes ange­ legt und dabei mit dieser in Halteverbindung gebracht.

Gemäß Anspruch 3 ist die Halteverbindung der Kunststoff-Mehr­ schicht-Verbundfolie mit dem Grund- und/oder Außengefäß durch einen Haftvermittler bzw. Kleber und/oder Verschweißung ge­ bildet.

Während der Haftvermittler bzw. Kleber zur Herstellung der Halteverbindung dienen kann, wenn das Kunststoffmaterial des Grund- und/oder Außengefäßes und die daran zur Anlage ge­ brachte Außenschicht der Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie aus verschiedenen Kunststoffen bestehen, empfiehlt sich die Verschweißung dann, wenn es sich in beiden Fällen um gleiches Kunststoffmaterial handelt.

Als besonders vorteilhaft hat es sich nach der Erfindung erwiesen, daß gemäß Anspruch 4 die Ausgangsdicke der Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie nur etwa einem Drittel der Wanddicke des Grund- und/oder Außengefäßes entsprechen kann und somit nur einem sehr geringen Gewichtsanteil des fertigen Verpackungsbehälters entspricht.

Wird also das Grund- und/oder Außengefäß mit einer Wanddicke von etwa 0,9 mm gefertigt, dann kann die nachträglich aufzu­ bringende Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie mit einer Aus­ gangsdicke von etwa 0,3 mm zum Einsatz gelangen.

Ein weiteres erfindungsgemäßes Ausgestaltungsmerkmal besteht nach Anspruch 5 darin, daß die Luftdurchlaßlöcher in den Wandungen des Grund- und/oder Außengefäßes einen Durchmesser zwischen 0,2 und 0,5 mm aufweisen. Es hat sich nämlich ge­ zeigt, daß diese Abmessungen völlig ausreichend sind, um die Evakuierung bzw. Entlüftung des Zwischenraumes zwischen dem Grund- und/oder Außengefäß und der durch Thermoformung gegen dessen Innenseite zur Anlage gebrachten Kunststoff-Mehr­ schicht-Verbundfolie zu gewährleisten.

Als empfehlenswert hat es sich herausgestellt, wenn bei er­ findungsgemäßen Verpackungsbehältern nach Anspruch 6 das Grund- und/oder Außengefäß aus Polypropylen besteht. Anderer­ seits kann die Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie nach Anspruch 7 jeweils zwei Außenschichten aus Polypropylen und eine Mittelschicht aus Polyvinylidenchlorid aufweisen, die miteinander durch Haftvermittler bzw. Kleber verbunden sind.

Besonders bewährt hat es sich bei einem erfindungsgemäßem Verpackungsbehälter, wenn nach Anspruch 8 die Luftdurchlaß­ löcher jeweils mindestens im Bereich von Querschnittsstufen und/oder entlang von Umfangskanten des Grund- und/oder Außen­ gefäßes vorgesehen sind, die gemäß Anspruch 9 in den Wand­ ungen des Grund- und/oder Außengefäßes durch Stanzen oder Stechen gebildet sind. Verfahrenstechnisch liegt das Wesen der Erfindung nach Anspruch 10 hauptsächlich darin, daß zu­ nächst ein relativ dickwandiges Grund- und/oder Außengefäß durch Spritzgießen oder einen Thermoformvorgang aus einem einzigen Kunststoffmaterial gebildet wird, daß dann in die Wandungen dieses Grund- und/oder Außengefäßes an vorbestimm­ ten Stellen über den Umfang verteilt eine Vielzahl von klei­ nen Löchern eingestanzt oder eingestochen werden, daß darauf­ hin die Öffnungsseite des Grund- und/oder Außengefäßes durch eine relativ dünne Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie über­ deckt sowie diese randseitig gestützt wird, und daß diese Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie schließlich durch einen Thermoformvorgang gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes bewegt wird, während gleichzeitig die im Hohl­ raum zwischen Grund- und/oder Außengefäß sowie Kunststoff- Mehrschicht-Verbundfolie eingeschlossene Luft über die Löcher abgezogen bzw. abgeführt wird.

Anhand der Zeichnung wird nachfolgend das Wesen der Erfindung ausführlich erläutert. Hierbei zeigt

Fig. 1 etwa in natürlicher Größe, jedoch beträchtlich übertrieben an Materialdicke die wesentlichen Be­ standteile eines Verpackungsbehälters,

Fig. 2 den in Fig. 1 mit II. gekennzeichneten Ausschnitt in stark vergrößerter Darstellung,

Fig. 3 einen Vertikalschnitt durch ein Thermoformwerkzeug mit darin sitzendem fertiggestelltem Verpackungsbe­ hälter.

Aus Fig. 3 der Zeichnung ist u.a. ein becher- bzw. napf­ förmiger Verpackungsbehälter 1 aus Kunststoffmaterial er­ sichtlich, dessen Wandungen insgesamt einen mehrschichtigen Aufbau haben, damit der Verpackungsbehälter 1 Sperreigen­ schaften gegen die gleichzeitige Einwirkung von molekularem Sauerstoff (O₂) und Wasser (H₂O) entfaltet.

Der Verpackungsbehälter 1 besteht dabei aus einem relativ dickwandig und einschichtig durch Spritzgießen unter Thermo­ formen gefertigten Grund- und/oder Außengefäß 2 und einer flächig gegen die Innenseite desselben geformten, relativ dünnen, Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie 3.

In Fig. 1 der Zeichnung sind einerseits das vorgefertigte Grund- und/oder Außengefäß 2 und andererseits die Kunst­ stoff-Mehrschicht-Verbundfolie 3 in noch voneinander ge­ trenntem Zustand zu sehen.

In Fig. 2 ist dabei in stark vergrößertem Maßstab der Schichtenaufbau der dünnen Kunststoff-Mehrschicht-Verbund­ folie 3 zu sehen. Danach hat diese Kunststoff-Mehrschicht- Verbundfolie beispielsweise eine Ausgangsdicke 4 von etwa 0,3 mm. Sie besteht aus coextrudierten Kunststoffolien mit zwei Außenschichten 5 und 6 und einer Mittelschicht 7, wobei zwischen der Außenschicht 5 und der Mittelschicht 7 eine Haftvermittler- bzw. Kleberschicht 8 und zwischen der Außen­ schicht 6 und der Mittelschicht 7 eine entsprechende Haft­ vermittler- bzw. Kleberschicht 9 vorhanden ist.

Während die beiden Außenschichten 5 und 6 aus Polypropylen-Kunststoff (PP) bestehen können, wird die Mittelschicht 7 von Polyvinylidenchlorid-Kunststoff (PVDC) gebildet.

Die beiden Haftvermittler- bzw. Kleberschichten 8 und 9 be­ stehen aus einem Kunststoff-Material, welches sowohl mit dem Polypropylen (PP) als auch mit dem Polyvinylidenchlorid (PVDC) eine sichere Halteverbindung eingehen kann.

Das Grund- und/oder Außengefäß 2 wird, wie in Fig. 1 ange­ deutet ist, zunächst für sich allein in der endgültigen Raum­ form gefertigt, und zwar entweder durch Spritzgießen in einer entsprechend ausgelegten Spritzform, oder aber aus einer einschichtigen, dicken Folie durch Tiefziehen mittels eines Thermoformvorgangs.

Beim Spritzgießen des Grund- und/oder Außengefäßes 2 können in dessen Wandungen an vorbestimmten Stellen, beispielsweise im Bereich einer Querschnittsstufe 11 des Mantels 12 oder auch im Boden 13 Löcher 14 ausgeformt werden, die einen rela­ tiv geringen Durchmesser, beispielsweise zwischen 0,2 und 0,5 mm aufweisen und eine gleichmäßige Verteilung in Umfangsrich­ tung haben.

Bei den durch Tiefziehvorgänge gefertigten Grund- und/oder Außengefäßen 2 werden die Löcher 14 hingegen durch einen nachfolgenden Arbeitsgang ausgestanzt oder eingestochen.

Auch bei den als Spritzgieß-Teilen gefertigten Grund- und/oder Außengefäßen 2 ist natürlich die Möglichkeit gegeben, die Löcher 14 nach Beendigung des Spritzvorganges durch einen zusätzlichen Arbeitsgang zu fertigen.

Die solchermaßen vorbereiteten Grund- und/oder Außengefäße 2 werden dann in ein Thermoformwerkzeug 16 eingebracht, das aus einer unteren Werkzeughälfte 17 mit dem eingeformten Hohlraum 18 sowie einer oberen Werkzeughälfte 19 besteht. Über das im Hohlraum 18 aufgenommene Grund- und/oder Außengefäß 2 wird sodann die relativ dünne Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie 3 hinweggeführt sowie anschließend durch die obere Werkzeug­ hälfte 19 gegen die äußere Endfläche des Randflansches 2 a angepreßt. Sodann wird die Mehrschichtfolie einerseits durch Luftzuführungen 20 in der oberen Werkzeughälfte 19 mit heißer Formluft beaufschlagt. Gleichzeitig wird der Innenraum des Grund- und/oder Außengefäßes 2 durch die Löcher 14 über Kanäle 21 in der unteren Werkzeughälfte 17 entlüftet bzw. evakuiert. Hierdurch wird erreicht, daß sich die dünne Kunststoff-Mehr­ schicht-Verbundfolie 3 unter weiterer Verminderung ihrer Dicke gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes 2 anlegt und dabei die in diesem befindlichen Löcher 14 ver­ schließt bzw. überdeckt.

Wenn die mit der Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes 2 in Kontakt kommende Außenschicht 5 bzw. 6 der Kunststoff- Mehrschicht-Verbundfolie 3 aus dem gleichen Kunststoffma­ terial besteht wie das Grund- und/oder Außengefäß selbst, dann kann unmittelbar eine Verschweißung zwischen diesen Materialien stattfinden. Es ist aber natürlich auch möglich, auf eine der äußeren Schichten 5 bzw. 6 der Kunststoff-Mehr­ schicht-Verbundfolie 3 zuvor zusätzlich einen Haftvermittler bzw. Kleber 10 aufzubringen, der dann die festeVerbindung mit der Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes 2 bewirkt.

Auf die vorstehend beschriebene Art und Weise können Ver­ packungsbehälter 1, insbesondere Becher, Näpfe oder derglei­ chen aus Kunststoffmaterial gefertigt werden, die beispiels­ weise bei einer maximalen Wandstärke von einem Millimeter nicht nur eine hohe Formstabilität aufweisen, sondern darüber hinaus auch noch gute Sperreigenschaften gegen die gleich­ zeitige Einwirkung von Sauerstoff und Wasser haben.

Claims (10)

1. Verpackungsbehälter, insbesondere Becher, Napf oder der­ gleichen, aus Kunststoffmaterial, das mehrere miteinander verbundene, unterschiedliche Materialschichten aufweist, gekennzeichnet durch
eine relativ dickwandige als einschichtiges Spritzguß- oder Thermoform-Teil gefertigtes Grund- und/oder Außengefäß (2),
durch in dessen Wandungen in Umfangsrichtung verteilt und mindestens in verschiedenen Höhenbereichen vorgesehene Luftdurchlaßlöcher (14),
sowie durch eine relativ dünne Kunststoff-Mehrschicht- Verbundfolie (3) bzw. (5 bis 10), die als Innenschicht (3) flächig gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außenge­ fäßes (2) angelegt und mit dieser verbunden ist (10), wobei sie die Luftdurchlaßlöcher (14) verschließt bzw. überdeckt (Fig. 3).

2. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie (3) in einem Thermoformwerkzeug (16) unter Evakuierung bzw. Entlüftung (14, 21) des Zwischenraumes gegen die Innenseite des Grund- und/oder Außengefäßes (2) angelegt und dabei mit dieser in Halteverbindung (10) gebracht ist.

3. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Halteverbindung der Kunststoff-Mehrschicht-Verbund­ folie (3) mit dem Grund- und/oder Außengefäße (2) durch einen Haftvermittler bzw. Kleber (10) und/oder durch Ver­ schweißung gebildet ist.

4. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausgangsdicke der Kunststoff-Mehrschicht-Verbund­ folie (3) etwa einem Drittel der Wanddicke des Grund­ und/oder Außengefäßes (2) entspricht.

5. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlaßlöcher (14) in den Wandungen des Grund- und/oder Außengefäßes einen Durchmesser zwischen 0,2 und 0,5 mm aufweisen.

6. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Grund- und/oder Außengefäß (2) aus Polypropylen- Kunststoff besteht.

7. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie (3) jeweils zwei Außenschichten (5 und 6) aus Polypropylen (PP) und eine Mittelschicht (7) aus Polyvinylidenchlorid (PVDC) aufweist, die miteinander durch Haftvermittler bzw. Kleber (8 bzw. 9) verbunden sind (Fig. 2).

8. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchlaßlöcher (14) jeweils mindestens im Bereich von Querschnittsstufen (11) und/oder entlang von Umfangskanten (Boden 13) Grund- und/oder Außengefäße (2) vorgesehen sind (Fig. 1).

9. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftdurchgangslöcher (14) in den Wandungen des Grund- und/oder Außengefäßes (2) durch Stanzen oder Stechen gebildet sind.

10.Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters aus Kunststoffmaterial nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet,
daß zunächst ein relativ dickwandiges Grund- und/oder Außengefäß (2) durch Spritzgießen oder einen Thermoform­ vorgang aus einem einzigen Kunststoffmaterial, beispiels­ weise Polypropylen (PP) gebildet wird,
daß in die Wandungen dieses Grund- und/oder Außengefäßes (2) an vorbestimmten Stellen über den Umfang verteilt eine Vielzahl von kleinen Löchern (14) eingeformt, eingestanzt oder eingestochen werden,
daß daraufhin die Öffnungsseite des Grund- und/oder Außen­ gefäßes (2) durch eine relativ dünne Kunststoff-Mehr­ schicht-Verbundfolie (3) lose überdeckt sowie diese rand­ seitig gestützt wird,
und daß diese Kunststoff-Mehrschicht-Verbundfolie (3) schließlich durch einen Thermoformvorgang gegen die Innen­ flächen des Grund- und/oder Außengefäßes (2) gelegt wird, während gleichzeitig die im Hohlraum zwischen Grund- und /oder Außengefäß (2) sowie Kunststoff-Mehrschicht-Verbund­ folie (3) eingeschlossene Luft über die Löcher (14) abge­ zogen bzw. abgeführt wird (21); (Fig. 3).