DE19603906A1

DE19603906A1 - Flaschenartiger Behälter aus Kunststoff und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE19603906A1
Application number: DE19603906A
Authority: DE
Inventors: Udo Kohn; Franz Steigerwald
Original assignee: Wella GmbH
Current assignee: Procter and Gamble Deutschland GmbH
Priority date: 1996-02-03
Filing date: 1996-02-03
Publication date: 1997-08-07
Also published as: US6082563A; RU2136554C1; AU1191797A; ID16254A; AU710519B2; BR9604970A; AR005628A1; EP0815016A1; MX9706589A; JPH11503990A; WO1997028050A1

Description

Die Erfindung betrifft einen flaschenartigen Behälter aus Kunststoff nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 15.

Derartige Behälter sind bekannt für Produkte, die vom Ver braucher durch Knautschen des Behälters entnehmbar sind. Diese bestehen aus kompakten Kunststoff, vorzugsweise aus Polyolefinen mit einer Dichte um 0,9 bis 0,97 g/cm³. Im Zuge des Bestrebens zur Reduzierung des Materialaufwandes bei Verpackungen wurde versucht, die Wandstärken zu redu zieren. Die Reduzierung des Materialaufwandes für eine Verpackung ist heute eine ökologische Zielvorgabe. Gerin gerer Materialeinsatz trägt zu einer günstigeren Ökobilanz der Verpackung und des Produktes bei.

Verpackungen müssen wiederverwertet werden. Die Kosten der Wiederverwertung werden nach dem Einsatzgewicht der Verpackung errechnet. Die Kosten für die Wiederverwertung von Kunststoffverpackungen sind besonders hoch. In Deutschland sind diese Kosten zum Beispiel höher als der eigentliche Materialpreis. Dem Bestreben nach Verringerung des Mate rialeinsatzes im Falle der Behälter nach dem Stand der Technik sind aber bisher Grenzen gesetzt gewesen. Beispielsweise konnte eine 250 ml-Flasche durch Optimie rungsarbeiten auf ein unteres Grenzgewicht von 20 g Poly propylen entwickelt werden. Die Wandstärke an der Mantel fläche dieser Flasche weist dann eine Dicke von ca. 0,7 mm auf. Es wurde versucht, das Einsatzgewicht noch weiter, auf 15 g Polypropylen, zu reduzieren. Hierdurch ergab sich eine Wandstärke an der Mantelfläche von ca. 0,5 mm. Bei dieser Dimensionierung und bei weiteren vergleichbaren Beispielen der Wandstärkenreduzierung wurde festgestellt, daß bei der Benutzung der Flaschen beim Ausbringen des Produktes durch Knautschen ein Knickeffekt an der instabilen Mantelfläche entsteht, der das Ausbring- und Rückstellvermögen der Flasche nachteilig durch ein träges Pumpverhalten verändert und nach kurzer Zeit zu einem unästhetischen Aussehen der Flasche führt, welches sich auch in der qualitativen An mutung des Produktes sehr nachteilig auswirkt.

Außerdem sind Schaumhohlkörper bekannt, die im Extrusions blasverfahren und in anderen weiteren Verfahren hergestellt werden. Nur im Extrusionsblasverfahren ist es möglich, Hohlkörper - und damit auch Schaumhohlkörper - in praktisch beliebiger Gestaltung in einem Arbeitsgang in einer Schmelzwärme direkt vom Extruder herzustellen, so wie es für Behälter für Flüssigkeiten wie zum Beispiel Körper pflegemittel notwendig ist. Andere Verfahren, die in der Regel von einem runden oder flächigen geschäumten Halbzeug ausgehen, beschränken sich auf wenige Formen wie zum Bei spiel runde oder sonstige einfache geometrische Grundfor men. Diese Körper bzw. Behälter sind zum Beispiel zum Zwecke der Wärmeisolierung, der besseren Dimensionsstabi lität oder zum Beispiel der Behälterauskleidung bestimmt. Sie sind auch zum Teil als Gebrauchsgüter wie zum Beispiel Töpfe beschrieben. Ihre Konstruktion weist ein Volumen größer als 1 Liter auf, und die Wandstärken betragen mehr als 1,2 mm. Man ist bestrebt, eine möglichst niedrige Schaumdichte zu erreichen.

Insbesondere in der DE-A 15 04 359 wird beschrieben, daß bei dem Versuch zur Erreichung zufriedenstellender nied riger Schaumdichten eine unkontrollierbare Expansion bei der Schlauchextrusion auftritt und eine Regulierung der Wandstärke unmöglich ist. Deshalb wird dort ein integrier tes Verfahren zur Bildung einer festen Außen- und Innenhaut vorgeschlagen, das aber im wesentlichen verfahrenstechnisch bedingt ist und primär nicht der Verbesserung von Hohlkör pereigenschaften wie zum Beispiel der Oberfläche oder der Diffusionsdichte dient. Hierdurch bedingt sind sehr lange Blaszeiten beim Extrusionsblasen, die über das normal üb liche Maß der Herstellung eines Verpackungshohlkörpers hinausgehen (DE-A 15 04 359 : Blasdauer = 60 Sekunden).

Es sind auch geschäumte Behälter als Verpackungsbehälter beschrieben. Diese haben jedoch größere Ausgießöffnungen, so daß die Behälterwandung keine besondere Entnahmefunktion wie das Verformen und Rückstellen in den Ausgangszustand (Knautschen) zum Dosieren auszuführen hat. Des weiteren haben die geschäumten Behälter den Nachteil, daß ihre äußere Oberfläche uneben ist. Diese Unebenheit führt zu einer verringerten Akzeptanz beim Verbraucher.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen gattungsgleichen Behälter und ein Herstellverfahren zu schaffen, bei dem trotz eines relativ geringen Eigengewichts die vorgenannten Nachteile nicht vorhanden sind und bei dem insbesondere eine glatte Außenfläche am Behälter erreicht ist.

Gelöst wird diese Aufgabe nach dem kennzeichnenden Teil des Anspruchs 1 bzw. des Anspruchs 16. Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen/Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Ansprüchen 2 bis 15 und 17 bis 21 hervor.

Nach der Erfindung sind nunmehr flaschenartige Behälter für Produkte, die der Verbraucher durch Knautschen entnimmt, realisierbar, die im Vergleich zu herkömmlichen Flaschen 10 bis 30% weniger Materialeinsatz erfordern, aber gleiche Qualitätsanmutung und Gebrauchseignung aufzeigen wie Flaschen aus kompaktem Kunststoffmaterial höheren Einsatz gewichtes. Der im Materialeinsatz reduzierte flaschenartige Verpackungsbehälter ist mit einer verschließbaren Mündung versehen, wobei die Behälterwandung für das Ausbringen des Inhaltes durch die Mündungsöffnung mit der Hand zum Knaut schen verformbar ist. Die Mündungsöffnung ist kleiner als der Behältermantel/-körper. Die Behälterwandung besteht vollständig oder größtenteils aus aufgeschäumtem Kunst stoff, vorzugsweise aus aufgeschäumten Polyolefinen wie PP, PE oder deren Copolymerisate, wobei die Dichte des ge schäumten Materials 10 bis 30% geringer ist als die Dichte des gleichen ungeschäumten Materials. Die Wandstärke des Behälters beträgt - wie bei gattungsgleichen Verpackungs flaschen üblich - im Mantelbereich weniger als 1,5 mm, vorzugsweise 0,5 bis 1 mm. Der Behälter ist in einem Arbeitsgang im Extrusionsblasverfahren aus der Schmelze direkt herstellbar. Die Erzeugung des Schaumes erfolgt durch Zugabe eines chemischen Treibmittels wie zum Beispiel Polycarbonsäure und Carbonatverbindungen, die unter Anwen dung von Extruderschnecken mit hoher Misch- und Homogeni sierwirkung fein verteilte Gasbläschen in der Kunststoff schmelze bilden. Im erfindungsgemäßen Falle ist dieser Zustand im Gegensatz zu herkömmlichem Kunststoffschaum eher als ausgedünnte Flaschenwand im Wandungsinnern durch gleichmäßig verteilte Hohlräume zu bezeichnen.

Die Ummantelung des Behälters mittels einer Behälterdeko rierung hat den Vorteil, daß eine glatte Außenfläche am Behälter erreicht ist. Die Behälterdekorierung führt zu einem für einen Verbraucher gewohnten Erscheinungsbild des Behälters und einem gleichartigen manuellen Greifverhalten. Zudem kann die Behälterdekorierung für eine Verbraucherin formation genutzt werden.

Die Behälterdekorierung kann auch aus einem kompakten Mate rial bestehen, welches maximal 20% der Gesamtwandstärke ausmacht, wobei die Behälterdekorierung eine andere Mate rialtype sein kann als das geschäumte Material. Die Behäl terdekorierung kann eine Folie aus Kunststoff, Papier oder Kunststoff/Papierverbund sein. Die Folie kann mittels Schrumpfen, Kleben, Strech-Spannung oder Kombinationen dieser Arten auf dem Behälter fixiert werden. Die Gestal tung des Behälters wird dabei so ausgeführt, daß eine weitestgehend vollflächige Umschließung des Behälters durch die Dekorierungsfolie möglich wird. Weiterhin ist es mög lich, zwischen die Behälterdekorierung und die geschäumte Wand eine dünne Schicht eines Sperrmaterials, wie zum Bei spiel PA oder EVOH zu legen, um eine vorgesehene Barriere für bestimmte Gase oder Flüssigkeiten zu erzielen. Eine zusätzliche Aufbringung eines Sperrmaterials auf den Behäl ter wird vermieden, wenn die Behälterdekorierung eine Sperrschicht aufweist. Mit der Aufbringung der Behälter dekorierung wird somit gleichzeitig die Sperrschicht aufge bracht.

Behälter aus geschäumtem Kunststoff sind in Form von Bechern, Schalen usw. bekannt. Diese Gegenstände werden zumeist aus Halbzeugen wie Folien durch Verformen und Tief ziehen - zumeist aus geschäumten Polystyrol - hergestellt und sollen formsteif sein. Diese Behälter weisen zumeist Wandstärken größer als 2 mm auf. Die Dichte des geschäumten Materials liegt unter 50%, häufig unter 10% der Dichte des Ausgangsmaterials. Es sind auch geschäumte Folien mit kleineren Wandstärken bekannt. Diese Folien werden zu Beuteln verarbeitet.

Nach der Erfindung ist es nunmehr möglich, gebrauchstüch tige, glatte Verpackungsbehälter mit bis zu 30% weniger Materialeinsatz für den geschäumten Behälter herzustellen. Zum Beispiel ist es möglich, eine 250 ml-Flasche aus PP mit 15 g Einsatzgewicht zu realisieren. Dabei mißt die Wandung im Mantelbereich der geschäumten Flasche ca. 0,7 mm, wobei das Material aus Polypropylenschaum eine Dichte von ca. 0,72 g/cm³ aufweist. Die durch den Schaum rauhe Ober flächenstruktur ("Orangenhaut") der Flasche kann in ein facher Weise mit einer kompakten, glatten Behälterdekorie rung gleichen oder ungleichen Materials überzogen werden, um den ästhetischen Eindruck einer glatten Oberfläche wie der herzustellen.

Nur durch den beschriebenen Dichtebereich und die genannte Behälterdekorierung wird die Einhaltung der erwünschten Funktionen, wie den Knickeffekt zu vermeiden und einen gewissen ästhetischen Eindruck zu erzeugen, erreicht. Wesentliche Abweichungen führen zu einer Verschlechterung der Anwendungseigenschaften oder zu einer subjektiv schlechteren Produktqualität.

Die Erfindung wird anhand von zwei Ausführungsbeispielen näher beschrieben. Es zeigt:

Fig. 1 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikal schnitt einen flaschenartigen Behälter aus ge schäumten Kunststoff mit einer den Behälter umge benden, aufgeklebten Behälterdekorierung, sowie

Fig. 2 in einer Seitenansicht mit teilweisem Vertikal schnitt einen geschäumten Behälter mit einem Ver schluß, wobei die Mantelwandung des Behälters in einer Ausschnittsvergrößerung separat dargestellt ist, und die Mantelwandung von einer Schrumpffolie als Behälterdekorierung umgeben ist.

In der Fig. 1 ist in einem ersten und zweiten Ausführungs beispiel ein flaschenartiger Behälter 1 aus Kunststoff mit einer knautschbaren Mantelwandung 2 dargestellt, der im wesentlichen aus geschäumtem Kunststoff 3 besteht und von einer Behälterdekorierung 4 umgeben ist. Vorzugsweise ist als geschäumter Kunststoff 3 ein Polyolefin wie Polypro pylen oder Polyethylen oder ein Copolymerisat davon vorge sehen. Der Kunststoff 3 weist eine um mindestens 10% und max. 30% geringere Dichte auf als die Dichte eines gleichen ungeschäumten Kunststoffs. Als Mantelwandung 2 ist eine Wandstärke von weniger als 2 mm bzw. von 0,5 bis 1 mm vorgesehen. Zum Dosieren eines flüssigen Produkts ist ein Dosier- bzw. Spritzeinsatz 6 mit einer Dosieröffnung 7 vorgesehen. Es kann aber auch auf einen separaten Einsatz 6 verzichtet werden, indem man eine entsprechend kleinere Flaschenhalsöffnung vorsieht. Die Behälterdekorierung 4 besteht aus einem Kunststoff/Papierverbund 5 und ist auf den Behälter 1 mittels eines Klebstoffs 10 aufgeklebt.

Auf den in Fig. 2 dargestellten Behälter 1 ist als Behäl terdekorierung 4 eine Schrumpffolie 8 aufgeschrumpft. Der Behälter 1 ist mittels eines Verschlusses 9 verschlossen. Die Folie endet oben unterhalb des Verschlusses 9, so daß die gesamte sichtbare Mantelwandung der Flasche abgedeckt ist.

Die beiden dargestellten Behälter 1 sind zwecks guter Knautschfähigkeit mit einer im wesentlichen kreis-, recht eck- oder ovalförmigen Behältergrundfläche bzw. Behälter querschnittfläche mindestens im Knautschbereich versehen.

Bezugszeichenliste

1 Behälter
2 Mantelwandung
3 geschäumter Kunststoff
4 Behälterdekorierung
5 Kunststoff/Papierverbund
6 Dosier- bzw. Spritzeinsatz
7 Dosieröffnung
8 Schrumpffolie
9 Verschluß
10 Klebstoff

Claims

1. Flaschenartiger, materialeinsatzminimierter Behälter aus Kunststoff mit einer knautschbaren Mantelwandung, durch die durch Drücken und Rückstellen in Verbindung mit einer Dosieröffnung eine Dosierfunktion eines flüssigen Produkts für eine Einhandentnahme vorgesehen ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter (1) im wesentlichen aus geschäumtem Kunststoff (3) besteht, und daß er zumindest teilweise von einer glatten Behälterdekorierung (4) ummantelt ist.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß als geschäumter Kunst stoff (3) Polyolefin wie Polypropylen oder Polyethylen oder deren Copolymerisate vorgesehen ist.

3. Behälter nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine um mindestens 10 bis 30% geringere Dichte des geschäumten Kunststoffs (3) vorgesehen ist als die Dichte des gleichen unge schäumten Kunststoffs.

4. Behälter nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelwandung (2) eine Stärke von gleich oder weniger als 1,2 mm aufweist bei einem Behältervolumen von bis zu 300 ml.

5. Behälter nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Mantelwandung (2) eine Stärke von gleich oder weniger als 1,5 mm aufweist bei einem Behältervolumen von bis zu 1000 ml.

6. Behälter nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterdeko rierung (4) ungeschäumt ist.

7. Behälter nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Behälterdekorierung (4) aus einem gleichen oder anderen Kunststoff besteht als der geschäumte Kunststoff (3).

8. Behälter nach mindestens Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Behäl terdekorierung und der geschäumten Mantelwandung eine Sperrschicht - insbesondere gegen Gas- oder Flüssig keitsdiffusion - vorgesehen ist.

9. Behälter nach mindestens Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Behälterdekorie rung eine Sperrschicht aufweist.

10. Behälter nach mindestens Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Sperrschicht aus PA oder EVOH besteht.

11. Behälter nach mindestens Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine im wesentlichen kreis-, rechteck- oder ovalförmige Behältergrundfläche bzw. Behälterquerschnittfläche mindestens im Knautsch bereich vorgesehen ist.

12. Behälter nach Anspruch 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die Behälterdekorierung (4) ein Papier oder ein Kunststoff/Papierverbund (5) ist.

13. Behälter nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, da durch gekennzeichnet, daß die Behälterdekorierung eine Schrumpffolie (8) ist.

14. Behälter nach Anspruch 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die Behälterdekorierung eine Strech-Folie ist.

15. Behälter nach Anspruch 12, dadurch ge kennzeichnet, daß zwischen der Behälter dekorierung (4) und der Mantelwandung (2) ein Klebstoff (10) vorgesehen ist.

16. Verfahren zur Herstellung eines Behälters aus Kunst stoff gemäß Anspruch 1, dadurch ge kennzeichnet, daß dem Kunststoff (3) ein chemisches Treibmittel zugeführt wird, daß dann der Behälter (1) mittels Extrusionstechnik geformt wird, und daß der Behälter (1) schließlich zumindest teil weise mittels einer glatten Behälterdekorierung (4) ummantelt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß als Treibmittel Polycar bonsäure oder eine Carbonatverbindung vorgesehen ist.

18. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch ge kennzeichnet, daß das Treibmittel von min destens einer Extruderschnecke mit dem Kunststoff (3) vermischt wird.

19. Verfahren nach Anspruch 16, Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß auf dem geformten Behälter (1) eine Behälterdekorierung (4) mittels Klebung aufgebracht wird.

20. Verfahren nach Anspruch 16, Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Schrumpffolie (8) als Behälterdekorierung (4) auf den Behälter (1) aufgeschrumpft wird.

21. Verfahren nach Anspruch 16, Anspruch 17 oder Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß eine Strech-Folie als Behälterdekorierung um den Behäl ter gegeben wird.