WO1997027120A1

WO1997027120A1 - Verpackungsbehälter

Info

Publication number: WO1997027120A1
Application number: PCT/CH1997/000022
Authority: WO
Inventors: Fredy Scheifele
Original assignee: Kmk Lizence Ltd.
Priority date: 1996-01-26
Filing date: 1997-01-24
Publication date: 1997-07-31
Also published as: US6391401B1; JPH11509503A; CH691467A5; EP0812285A1; CA2214502A1

Abstract

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyäthylenterephtalat für die Herstellung von mit einer Längsnaht versehenen Verpackungsbehältern, insbesondere Tuben, und eine aus diesem Material bestehende Tube. Bekannt waren aus genanntem Material hergestellte durch Abstrecken und Tiefziehen Behälter, deren Transparenz beeinträchtigt war. Mit der Erfindung sind nunmehr Behälter unbeeinträchtigter Transparenz dazu in höherer Fertigungsgeschwindigkeit herstellbar.

Description

Verpackungsbehälter

Die Erfindung betrifft die Verwendung von Polyäthylenterephtalat für die Herstellung durch¬ sichtiger, vermittels einer geschweissten Längs¬ naht gebildeter Verpackungsbehälter, insbesondere Verpackungstuben und eine aus diesem Kunststoff gebildete Tube.

Bekannt sind Verpackungsbehälter insbesondere durchsichtige Flaschen aus Polyäthylenterephtalat (Kurzbezeichnung PET), die aufgrund der guten Sperrwirkung des PET eine bedeutende Verbreitung erfahren haben. Hergestellt werden Verpackungs¬ behälter aus dem genannten Werkstoff, indem zunächst als ein Halbzeug ein Materialrohling gespritzt wird. Dieser Rohling wird bei Verarbeitung aufgeheizt und in eine der Behälterform entsprechende Form eingebracht, in der der Rohling bis zur vollständigen Abbildung der Behälterform aufgeblasen wird. So beispiels¬ weise aus dem Rohling hergestellte Flaschen - auch spritzgeblasene Flaschen genannt - sind glasklar durchsichtig (kurz transparent) und weisen keine Fliessnähte oder ähnliche formbe¬ dingte Oberflächenbeeinträchtigungen auf. Neben durchsichtigen PET-Flaschen sind auch durch¬ sichtige tubenförmige Verpackungsbehälter aus PET bekannt. Zu deren Herstellung wird gleichermassen wie bei Flaschen zunächst ein Rohling gespritzt, der bei Weiterverarbeitung aufgeheizt, im Gegen¬ satz zur Flaschenherstellung nicht in eine Blasform sondern in ein Tiefzieh- respektive Abstreckwerkzeug eingebracht wird, indem der Rohling zu einer einends befüllbaren Tube, beste¬ hend aus Tubenrohr mit angeformtem Tubenkopf, umgeformt wird. So hergestellte durchsichtige Tuben weisen allerdings im Gegensatz zu Flaschen den Nachteil einer beeinträchtigten Transparenz auf, die nicht mehr nach dem Qualitätsmerkmal glasklar durchsichtig eingestuft werden kann. Dies liegt in Änderungen des kristallinen Gefüges zufolge des Tiefzieh- und Abstreckvorganges begründet. Der gravierendste Nachteil ist jedoch, dass durch Tiefziehen und Abstrecken gefertigte Tuben nur mit hohem drucktechnischem Aufwand dekorierbar sind. Zwangsläufig müssen so her¬ gestellte Verpackungsbehälter unter Aufnahme auf einen Dorn rotierend dekoriert bzw. bedruckt werden, dies im Gegensatz zur Bedruckung eines flachliegenden Folienstreifens, der anschliessend zu einem Tubenrohr umgeformt wird. Demgegenüber weisen durch Tiefziehen und Abstrecken gefertigte Verpackungsbehälter insbesondere Tuben den Vor¬ teil der sogenannten "Handling Neutralität" auf. Unter "Handling Neutralität" wird ein benutzer- seits unbeeinträchtigter Betasteindruck des Behälters verstanden. Keine "Handling Neutrali- tät" eines Behälters liegt beispielsweise vor, wenn Tast- oder Griffbereiche eines Behälters fühlbare Oberflächendeformationen oder -beein- trächtigungen, z.B. Schweissnähte, abgebildete Fugen von Formen etc. aufweisen. Für den Ver¬ packungsbehälter insbesondere Verpackungstuben verwendenden Abpacker ist die "Handling Neutrali¬ tät" neben den mechanischen-technologischen Eigenschaften eines Verpackungsbehälters ein ganz wesentliches aus Sicht des Verpackers kunden¬ orientiertes Qualitätsmerkmal.

Bekannt sind Tuben aus Kunststoffen, deren Tubenrohre ausgehend von Konststoff-Folien- streifen durch Längsumformung des Streifens zu einem Rohr und Verschweissung übereinanderlie- gender Randabschnitte des Folienstreifens gebil¬ det sind. Tuben dieser Art werden längsnaht- geschweisste Tuben genannt. Diese Tuben sind mit vergleichsweise geringem drucktechnischem Aufwand dekorierbar, indem die Folienstreifen vor Rohrbildung flachliegend bedruckbar sind. Dem stehen als Nachteile gegenüber, dass längsnaht- geschweisste Tuben naturgemäss das Qualitäts¬ merkmal der Handling Neutralität nicht ganz erreichen können und die Schweissnaht als solche für den Kunststofftechniker und Fachmann auf dem Gebiet der Kunststoffverschweissung je nach Art der Kunststoffe ein mit gewissen Vorbehalten behafteter Bereich bleibt. Diese Vorbehalte resultieren aus möglichen Materialveränderungen der Naht im Vergleich zu dem der übrigen Tubenwandung, Neigung des zu verschweissenden Materials zu Ausquetschungen während des SchweissVorganges, d.h. zu sogenannten, das Packgut kontaminierenden flockenartigen Extru- sionen, Rissfreiheit zwischen Naht und angren¬ zender Tubenrohrwandung, ungleiche Diffusions¬ sperrwirkung der Naht und des übrigen Rohr¬ wandungsmateriales, ferner aus einem schwer zu bestimmenden, meist fertigungsgeschwindigkeit- bestimmten Schrumpfungsverhalten der Naht nach zu deren Herstellung erfolgtem Aufschmelzen, Ver¬ pressen und Abkühlen des Kunststoffes der Folien- randabschnitte. Diese Vorbehalte sind für einzel¬ ne Kunststoffe als solche und in ihren indivi¬ duellen Auswirkungen empirisch erfasst, meist aber nicht in ihren kombinatorischen Auswirkun¬ gen, d.h. wenn zwei oder mehrere der genannten technischen Einschränkungen gleichzeitig auftre¬ ten, was dazu führt, dass der mit der Entwicklung und Herstellung längsnaht-geschweisster Kunst¬ stofftuben befasste Durchschnittsfachmann nicht ohne Überwindung grosser technischer Vorurteile den Ersatz oder Austausch eines bewährten gegen einen neuen in seinem Verhalten unbekannten Kunststoffes vornimmt, dies umso mehr als sich die Auswirkungen der Vorbehalte teilweise erst zeitlich verzögert und manchmal erst nach Füllung der Tube mit Packgut einstellen.

Ausgehen von durchsichtigen Verpackungsbehältern insbesondere aus PET hergestellt durch Tiefziehen und Abstrecken, hat die Erfindung die Herstellung eines gleichen Verpackungsbehälters, nämlich einer Verpackungstube vermittels Längsnaht- schweissen und die Bestimmung eines dafür verwendbaren Kunststoffes zum Ziel, d.h. zur Aufgabe, die vermittels der Merkmale des Patentanspruches 1 gelöst wird.

Bekannt ist aus der europäischen Patentschrift 0 496 704 eine längsnahtgeschweisste Verpackungs¬ tube, deren Rohr aus Dreischicht-Kunststoff- Laminat gebildet ist. Das Laminat umfasst eine Mittelschicht aus PET beidseits beplankt mit einer Schicht aus einem Polyäthylen, wobei die Mittelschicht aus PET die Funktion einer Sperrschicht erfüllt und die Polyäthylen- Schichten die Schweissnaht bilden, da Polyäthylen eine deutlich bessere Schweissbarkeit als PET aufweist. Die EP 496 704 lehrt dem Fachmann auf dem Gebiet der Kunststoff-Tuben-Herstellung, dass PET als Komponente eines Mehrschicht-Laminates verwendbar ist, identifiziert diese Lehre jedoch im Vergleich zu anderen Kunststoffen mit nicht ohne weiteres vollziehbarer Schweissbarkeit, so dass der Fachmann zur Lösung der erfin¬ dungsgemässen Aufgabe unter Berücksichtigung die für ihn massgebenden Vorbehalte nicht ohne weiteres zur Verwendung des beanpsruchten Tubenwerkstoffes greift.

Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Werkstoffes zur Herstellung von Verpackungstuben vermittels Längsnahtschweissung werden Tuben herstellbar gleicher Transparenz wie spritz¬ geblasene Flaschen, die mit vergleichbar geringem drucktechnischen Aufwand (Flachdruck vor Rohr¬ formung) farblich dekorierbar und auch prägbar sind. Handling Neutralität wird nicht ganz aber annähernd erreicht, indem die Naht eine Oberflächenstruktur erreicht, die bei dem Tuben¬ benutzer den Tasteindruck einer technisch beding¬ ten Oberflächenbeeinträchtigung verwischt. Überraschenderweise resultierte die an sich technisch anspruchsvolle Verschweissung nicht in untolerierbaren Materialveränderungen und Ausque¬ tschungen, d.h. Extrusionen; ferner stellten sich keine Probleme bezüglich Rissfreiheit und unter¬ schiedliche Diffusionssperrwirkungen. Ferner trat wider Erwarten eine Nachtschrumpfung in so geringem Masse auf, dass ein Verzug des verschweissten Tubenrohres zu einer "bananenähn¬ lichen" wie bei Kunststoffen häufig anzutreffen vernachlässigbar ist. Auch ist mit der Verschweissung pro Zeiteinheit eine höhere Ausbringung an Tuben als durch Tiefziehen und Abstrecken erreichbar.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungs¬ beispieles einer erfindungsgemäss ausgebildeten Tube und der Zeichnungen, es zeigen

Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Tuben¬ endes in Axialschnitt mit Tubenkopf und Tubenrohr aus einer Kunststoff-Mono- folie,

Fig. 2 eine zweite Ausführungsform gemäss Fig. 1 mit einem Tubenrohr aus einem Kunststoff-Laminat.

In den Fig. 1 und 2 (gleiche Teile sind in Fig. 1 und 2 mit gleichen Bezugszeichen versehen) sind mit 10 nur in ihrem kopfseitigen Endbereich dargestellte Tubenrohre bezeichnet, die zusammen mit den mit 11 bezeichneten Köpfen jeweils Teil einer Verpackungstube bilden. Der Kopf 11, auch Kopfteil 11 genannt, ist aus einem Schulterteil 15 und einem Ausguss 16 mit Ausgussöffnung 17 gebildet, wobei der Ausguss 16 auf seiner äusseren Oberfläche Eingriffsmittel für einen Tubenverschluss, beispielsweise ein Gewinde trägt. Der Kopf 11 ist bei Verwendung des gleichen Werkstoffes wie das Rohr 10 (z.B. PET-G) durch Verpressen eines plastifizierten Rohlings durch Pressformen gebildet. Die Verbindung des Tubenrohres 10 und die Bildung des Kopfes 11 erfolgt bevorzugt in einem Arbeitsschritt, indem beide Pressformen Tubenrohre 10 einends in Pressformen eingebracht, durch Strahlungswärme, Kontaktwärme oder Fremdheizung aufgeschmolzen und in dem Zustand mit den sich in der Pressform bildenden Köpfen vereinigt werden.

Sofern Tubenrohr 10 und Kopf 11 deutlich unterschiedliche Durchlässigkeitswerte für Aroma- und Duftstoffe, Sauerstoff und Kohlendioxid aufweisen sollten, wobei beim Kopf 11 von höheren Werten als beim Rohr 10 ausgegangen wird, dann kann der Kopf 11 gemäss Fig. 1 und 2 mit diffusionssperrenden Einrichtungen 26 in Form von tellerförmigen Scheiben 18 ausgestattet werden. Diese liegen auf der dem Inneren der Tube 11 zugewandten Seite des Schulterteiles 15 an und erstrecken sich im Falle der Ausführungsform nach Fig. 1 einends vom Rohrende 19 bis zur Eintritts¬ öffnung des Ausgusses 16. Bei der Ausführungsform nach Fig. 2 übergreift die tellerförmige Scheibe 18 das in den Schulterteil 15 eingebrachte Rohrende 19, womit eine verstärkte Dichtigkeit des Kopfes 22 erreicht wird.

Gemäss Fig. 1 besteht das Tubenrohr 10 aus einem unter Verwendung von PET gebildeten Folien¬ streifen, der um einen Dorn zu einem Rohrkörper umgebogen wurde und dessen Längskanten und Erwärmung Verpressung und anschliessender Kühlung bei Bildung einer Längsschweissnaht verbunden wurden. Für das Tubenrohr 10 kommt bevorzugt ein Folienstreifen aus PET-G (Polyäthylenterephtalat der Typenbezeichnung G) zur Verwendung, das sich von allen PET's am besten für genannten Zweck verschweissen und in Pressformen zur Bildung des Kopfes 11 mit gleichzeitiger Tubenrohrverbindung verpressen lässt. Gute glasklar durchsichtige Tuben mit ausreichenden Sperrwirkungen wurden unter Verwendung der erfindungsgemässen Materia¬ lien hergestellt, sofern die Foliendicke zwischen 150 mü m und 400 mü m lag. Optisch und ertastbar am wenigsten auffällige Schweissnähte ergaben sich, wenn die Überlappung der längslaufenden Folienränder zwischen 0,5 und 1,0 mm betrug, die Schweisstemperatur zwischen 180 °C und 250 °C betrug und der Pressdruck bei dieser Temperatur so eingestellt war, dass das Material der aufgeschmolzenen Folienränder im Überlappungs¬ bereich sichtbar ineinander flössen. Für Packstoffe mit flüchtigen Komponenten und gewisser Empfindlichkeit gegen äussere Einflüsse wie Sauerstoffzutritt etc. aber normalerweise kurzem Shelf life (kurzer Lager- und Ausstellungsdauer vor Verkauf an Endverbraucher) bietet das erfindungsgemäss verwendete Material ausreichend diffusionshemmende Wirkung. Für Packstoffe, die ihrer Zusammensetzung und damit ihres Preises ein längeres shelf life verzeich¬ nen, kann es angezeigt sein, die Diffusions¬ hemmung der erfindungsgemässen Folie auszubauen. Beispiele eines Tubenrohres aus einer Folie mit ausgebauter Diffusionshemmung zeigt Fig. 2. Die Folie des Tubenrohres 10 ist zur Erfüllung des erstrebten Zweckes als ein Dreischicht- Kunststoff-Laminat, bestehend aus einer Schicht 14, Zwischenschicht 12 und Schicht 13 ausgebildet. Die Schicht 14 aus PET-G bildet nach Rohrformung und Verschweissung die Innere Ober¬ fläche des Tubenrohres 10, während die Schicht 13 aus PET-G die äussere Schicht des Tubenrohres 10 bildet. Gleiche Materialien für die Schichten 13, 14 sind erfindungsgemäss für eine gute Verschweissbarkeit der Randabschnitte der Folie bevorzugt. Zwischen den Schichten 13 und 14 befindet sich eine Zwischenschicht 12, deren Aufgabe es ist, die Diffusionsfähigkeit der Schichten 13 und 14 weiter herab- oder ganz zu unterdrücken. Die Erfindung in dieser Zielrich- tung weiterbildend hat sich als Werkstoff für die Zwischenschicht 12 das sogenanntes A-PET (amor¬ phes (A) Polyäthylenterephtalat) als sehr vor¬ teilhaft erwiesen. Anstelle einer Zwischenschicht aus A-PET kann auch eine Schicht aus Glaskermaik (SIOX) als Zwischenschicht 12 mit sehr guter Sperrwirkung zur Anwendung kommen, wobei die Glaskeramikschicht vorzugsweise eine Dicke von 800 Angström bis 1000 Angström aufweist. Diese Zwischenschichten 12 beeinträchtigen die "glas¬ klar durchsichtige" Erscheinungsform des erfin¬ dungsgemäss ausgebildeten Tubenrohres bei Opti¬ mierung der Sperrwirkung des Tubenrohres nicht.

Claims

Patentansprüche

Verwendung von Polyäthylenterephtalat zur Herstellung eines durchsichtigen geschweiss¬ ten Verpackungsbehälters insbesondere einer Verpackungstube.

Durchsichtige Verpackungsbehälter insbeson¬ dere Verpackungstube mit einer geschweissten Längsnaht, dadurch gekennzeichnet, dass der Verpackungsbehälter aus Polyäthylenterephta¬ lat gebildet ist.