AT382816B

AT382816B - Verfahren zur herstellung eines verpackungsbeh|lters und nach diesem verfahren hergestellter verpackungsbehaelter

Info

Publication number: AT382816B
Application number: AT543379A
Authority: AT
Original assignee: Tetra Pak Dev
Priority date: 1978-08-11
Filing date: 1979-08-09
Publication date: 1987-04-10
Also published as: ATA543379A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters aus Kunst- stoff und einen nach diesem Verfahren hergestellten Verpackungsbehälter.

Es ist ein alter Wunsch, Glasbehälter durch leichtere und billigere Behälter aus Kunststoff zu ersetzen, und dieser Wunsch wurde auch in weitem Masse bereits erfüllt. Besonders bei Behältern für unter Druck befindliche Flüssigkeiten, wie z. B. Bier u. a. Erfrischungsgetränke, besteht die
Aufgabe, gasdichtes Material zu verwenden, damit die in der Flüssigkeit, z. B. Bier, gelöste Kohlen- säure nicht durch die Behälterwände entweichen kann, bzw. damit der in der Aussenluft enthaltene
Sauerstoff nicht eindringen kann, denn dieser wirkt im allgemeinen oxydierend und würde daher die Güte von Getränken schmälern.

Ein weiteres Erfordernis bei Verpackungsbehältern für unter
Druck befindliche Flüssigkeiten ist die Widerstandsfähigkeit gegenüber dem vom Behälterinhalt aus- geübten Druck und zugleich eine geringe Wandstärke, damit der Verpackungsbehälter leicht und billig bleibt.

Diese Aufgabe wurde bisher durch Kunststoffbehälter mit einer zylindrischen Ummantelung und zwei konischen Böden aus dünnem plastischen Material gelöst, wobei die zylindrische Ummante- lung durch ein verhältnismässig steifes, den Druck abfangendes Gehäuse, z. B. aus Papier, umgeben wurde, welches sich einerends über den Boden hinaus erstreckte, wohingegen es am andern Ende eine Entleerungsöffnung aufwies. Diese Verpackungsbehälter waren aus einem verhältnismässig gas- dichten Material, z. B. Acrylnitril, hergestellt, wobei der innere Teil aus zwei tiefgezogenen, durch eine Schweissnaht miteinander verbundenen Abschnitten bestand. Es ist auch bekannt, flaschenförmi- ge Behälter durch Aufblasen eines vorgeformten nahtlosen Rohres in einer Form herzustellen.

Ferner ist auch ein Verfahren bekannt, bei dem zunächst ein nahtloser schlauch-bzw. rohrförmiger Rohling mit einer Wandstärke gebildet wird, die grösser ist als die Wandstärke des endgültigen Verpackungsbehälters, und der erweichte Rohling, insbesondere durch Formblasen geformt wird und bei dem ein Ende des Rohlings bzw. Behälters mit einem Bodenteil verschlossen wird.

Die bekannten Verfahren zur Herstellung von Kunststoffbehältern für unter Druck stehende
Flüssigkeiten sind verhältnismässig aufwendig und teuer, und es ist das Ziel der Erfindung, diese Nachteile zu beheben.

Gemäss der Erfindung ist ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters aus Kunststoff im wesentlichen dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Rohling vor der Blasformung vorzugsweise in Längsrichtung orientiert und das andere Ende mit einem verstärkenden Endring versehen wird.

Dabei ist zweckmässig, wenn das Orientieren in Längsrichtung durch Strecken des Rohlings in seiner Längsrichtung vorgenommen wird und der Endring und/oder der Bodenteil vor der Blasformung mit dem Rohling verbunden werden. Schliesslich ist es noch vorteilhaft, wenn der Endring und/oder der Bodenteil vor dem Strecken mit dem Rohling verbunden werden.

Ein nach dem erfindungsgemässen Verfahren hergestellter Verpackungsbehälter ist nun dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Rohling gebildete Behälterkörper einen im wesentlichen zylindrischen Behälterteil und zwei abgerundete schalenförmige Bodenteile aufweist und dass der zylindrische Behälterteil und der mit dem Endring verbundene untere Endteil von einer Stützhülse umgeben ist.

An Hand der Zeichnungen wird nun ein erfindungsgemässes Ausführungsbeispiel näher beschrieben. Es zeigen Fig. 1 einen erfindungsgemässen Verpackungsbehälter im Schnitt, Fig. 2 einen rohrförmigen Rohling für die Herstellung des inneren Kunststoffteiles dieses Behälters, die Fig. 3a und 3b Schnitte durch die beiden Enden dieses Rohlings, und die Fig. 4a und 4b Schnitte durch die beiden Enden eines nach dem erfindungsgemässen Verfahren aus dem Rohling hergestellten Behälters.

Der Verpackungsbehälter gemäss Fig. 1 besteht aus einem inneren Behälterteil --3-- aus Kunststoff in Form einer zylindrischen Hülle, die an ihren Enden mit schalenförmigen Endteilen --5, 6-- verschlossen ist. Diese Endteile --5, 6-- besitzen Öffnungen --7, 9--, wovon die Öffnung - ständig durch einen z. B. aus Metall oder Kunststoff bestehenden Bodenteil --10-- verschlos- sen ist, der also stabiler ist und einen höheren Schmelzpunkt besitzt, als das Material des Behälterteiles --3--.

Der Bodenteil --10-- ist am Endteil --6-- des Behälterteiles --3-- entlang des Randes der Öffnung --9-- befestigt, in dem die Kante des Bodenteiles --10-- um die Kante des Endteiles --6-- herumgefaltet wird.

Die Öffnung --7-- des Endteiles --5-- hat entlang ihrer Kante einen verstärkenden Endring - aus dem gleichen Werkstoff wie der Bodenteil --10-- um die Kante der Öffnung --9-- in der Weise herumgefaltet, dass der verstärkende Endring --8-- die Entleerungsöffnung des Behälter- teiles --3-- bildet.

Der Behälterteil --3-- besteht aus Kunststoff und ist von einem äusseren Gehäuse einer Stütz- hülse --18--, aus vorzugsweise nicht dehnbarem Werkstoff, z. B. Papier, umgeben, der den zylindri- schen Teil --4-- des Behälterteiles --3-- dicht einhüllt und sich bis zum Bodenteil --6-- er- streckt, wohingegen der Endteil --5-- mit der Entleerungsöffnung --7-- von der Stützhülse --18-- vorsteht. Der Behälterteil --3-- besitzt eine Stufe --12--, an der er sich sprungartig erweitert, d. h., dass sein zylindrischer Teil --4-- einen geringeren Aussendurchmesser hat als der bis zum
Endteil --5-- reichende anschliessende zylindrische Teil.

Die Stufe --12-- hilft die Lage der Stütz- hülse --18-- festzulegen und die Breite ist zweckmässig gleich der Dicke des Gehäuses. Die Stütz- hülse --18-- besteht, wie üblich, aus Papier, Pappe u. dgl. und ist zweckmässig mit einem feuchtig- keitsabstossenden Material überzogen. Eine abgerundete Kante --11-- am Boden schützt den Behäl- ter vor einer unmittelbaren Berührung, wenn der Behälter auf eine nasse Unterlage gestellt wird.

Die für die Aufnahme der vom Behälterinhalt hervorgerufenen Spannungen dienende Stützhülse--18-- bildet die tragende Oberfläche des Verpackungsbehälters.

Beim Herstellen des Verpackungsbehälters nach Fig. 1 wird zuerst ein Rohling (Fig. 2) in Form eines Rohres gebildet. Dieser Rohrrohling kann zweckmässig durch Strangpressen gewonnen werden, und wenn ein mehrschichtiger Aufbau gewünscht wird, kann dieser durch gleichzeitiges Auspressen unterschiedlicher Materialien gebildet werden, so dass der Rohling bereits aus mehreren Schichten besteht. Die Wandstärke und die Länge des Rohlings-l-werden etwas grösser bzw. etwas kürzer als die endgültigen gleichen Abmessungen des Behälterkörpers gewählt, so dass der Rohling für die weitere Bearbeitung gestreckt werden muss, wodurch der Werkstoff eine molekulare Ausrichtung erfährt, was die mechanischen Eigenschaften, wie die Festigkeit in dieser Ausrichtung erheblich verbessert.

Es ist aber auch möglich, diese molekulare Ausrichtung bereits beim Strangpressvorgang herbeizuführen, so dass die Abmessungen des Rohlings bereits mit den endgültigen Abmessungen des Behälterkörpers übereinstimmen müssen. Abgesehen von der Art und Weise der Herstellung, wird der Rohling bereits mit einem Bodenteil --10-- an einem Ende und mit einem verstärkenden
Endring --8-- versehen, welcher das entsprechende Ende des Rohlings umfängt und schützt.

Fig. 3a zeigt vergrössert den oberen Teil des Rohlings gemäss Fig. 2, und bei diesem besteht das Verpackungsmaterial aus drei Schichten, nämlich einer mittleren aus Polyvinylalkohol oder Äthylvinylalkohol. Die mittlere Schicht --14-- ist im besonderen gasdicht, ist aber an einer Seite mit einem andern Kunststoff überzogen, weil gefunden wurde, dass die Gasdichtheit bei Berührung mit Wasser und andern Flüssigkeiten stark abnimmt. Die zentrale Schicht --14-- wird deshalb durch beidseitige Kunststoffbeläge --15, 16-- aus Polypropylen, Polyvinylchlorid, Polyester u. dgl. gegen Feuchtigkeit geschützt. Diese Werkstoffe können nicht unmittelbar mit Polyvinylalkohol oder EVAL aufgeschichtet werden, sondern besondere Bindemittel müssen dazwischen eingefügt werden.

Im beschriebenen Beispiel können solche Bindemittel gewünschtenfalls verwendet werden, doch weil sie ziemlich teuer sind, können sie im Falle der Erfindung unterbleiben, weil die Materialschichten des Rohlings-l-durch den Bodenteil --10-- und den verstärkenden Endring --8-- zusammengehalten werden, so dass es nicht unbedingt notwendig ist, dass die Schichten --14, 15 und 16-aneinander haften. Gemäss Fig. 3a ist der verstärkende Endring --8-- über die obere Kante des Rohrrohlings-l-gebogen und durch Faltung im Kunststoff verankert, indem die Faltkante --17-in den Werkstoff hineingepresst wird.

Der verstärkende Endring --8-- besitzt weiters noch eine StützhUlse --18-- zum Befestigen einer Kappe über der Entleerungsöffnung --7-- des Verpackungs- behälters --2--. Diese StützhUlse --18-- kann z. B. ein Gewinde zum Einschrauben einer Kappe aufweisen.

In Fig. 3b ist das entsprechende Ende des Rohlings-l-dargestellt, und die Bodenöffnung ist vollständig mit dem Bodenteil --10-- verschlossen, der zusammen mit der Endplatte des Rohlings verfaltet ist, wobei der Bodenteil --10-- eine U-förmige Rille aufweist, die die Endplatte des Rohlings aufnimmt. Wenn der Bodenteil --10-- und die Endplatte des Rohlings-l-zusammengefaltet sind, ist der Bodenteil --10-- im Kunststoff des Rohlings mittels besonderer Elemen- te --17 -- verankert.

Die Herstellung des Behälterteiles --3-- des Verpackungsbehälters --2-- beginnt mit dem Rohrrohling --1--, der mit dem verstärkenden Endring --8-- und dem Bodenteil --10--, überein- stimmend mit der Darstellung gemäss Fig. 2, versehen ist und der zunächst gestreckt wird, bis sei- ne Länge mit der endgültigen Länge des Behälterteiles --3-- übereinstimmt, wobei der Kunststoff eine molekulare Orientierung und damit vorteilhafte mechanische Eigenschaften annimmt. Wie schon erwähnt, kann die molekulare Orientierung bereits beim Strangpressvorgang herbeigeführt werden, und es wird in diesem Fall der Bodenteil --10-- und der verstärkende Endring --8-- an dem bereits molekular orientierten Rohling angebracht.

Der auf diese Weise vorbereitete Rohling-l-wird dann bis zur Erweichung des Kunststoffes erwärmt und kann dabei allenfalls in eine gewünschte Form gebracht werden. Zu diesem Zwecke kann der genügend erwärmte Rohling in eine gegebenenfalls mehrteilige Form eingesetzt werden, deren Innenabmessungen der gewünschten Gestalt des Behälterteiles --3-- entsprechen. Der erwärmte, in die Form eingesetzte Rohling-l-wird dann bei seinen Enden festgehalten und über die Öffnung --7-- mit Druckgas beaufschlagt, wodurch sich die Wände des Rohlings unter Verminderung ihrer Dicke ausdehnen.

Diese Ausdehnung wird solange fortgesetzt, bis sich der dabei formende Behälterteil --3-- ganz an die Innenwände der Form anschmiegt, worauf die Form entfernt wird und der fertige Behälterteil --3-- zur Stabilisierung seiner Gestalt abkühlen gelassen wird. Die Formung des Behälterteiles --3-- kann gefördert werden, wenn nicht nur seinem Inneren ein Druckgas, z. B. Druckluft, zugeführt, sondern wenn die Form auch noch zusätzlich unter Vakuum gesetzt wird, wodurch das Material des Rohlings die Form sicher satt ausfüllt.

Der durch Formblasen gebildete Behälterteil --3-- wird sodann mit dem in einem getrennten Arbeitsgang gefertigten äusseren Gehäuse der Stützhülse --18-- zusammengebracht, das z. B. aus einem auf einen Dorn aufgewickelten und zusammengeklebten Papierband bestehen kann.

Das erfindungsgemässe Formblasverfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern ist wirkungsvoller und billiger als bisher übliche Formblasverfahren, weil insbesondere die übliche Formgebung von der Herstellung des Rohrrohlings getrennt ist, der somit als Zwischenprodukt bezeichnet werden kann, von dem ausgehend der endgültige Behälterkörper erzeugt wird. Es ist daher möglich, die Rohlinge mit ihren verstärkenden Endringen und Bodenteilen getrennt vom Formungsvorgang herzustellen. Dies bedeutet weiters, dass am Ort der Formung des Behälterkörpers keine Strangpressmaschinen für die Herstellung der Rohrrohlinge untergebracht werden müssen, und es ist angesichts der Kosten solcher Einrichtungen und der Notwendigkeit, sie durch Fachkräfte zu betreuen, nur vorteilhaft, die Erzeugung der Rohlinge von der Erzeugung der Behälter selbst zu trennen.

Weiters wurde die Wichtigkeit der Freizügigkeit beim Entwurf des verstärkenden Endringes - vorteilhaft festgestellt, weil damit der Behälter verschiedenen Typen von Verschlusskappen angepasst werden kann.

PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters aus Kunststoff, bei dem zunächst ein nahtloser schlauch-bzw. rohrförmiger Rohling mit einer Wandstärke gebildet wird, die grösser ist als die Wandstärke des endgültigen Verpackungsbehälters, und der erweichte Rohling insbesondere durch Formblasen geformt wird und bei dem das eine Ende des Rohlings bzw. Behälters mit einem Bodenteil verschlossen wird, dadurch gekennzeichnet, dass der rohrförmige Rohling vor der Blasformung vorzugsweise in Längsrichtung orientiert und das andere Ende mit einem verstärkenden Endring (8) versehen wird.

Claims

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Orientieren in Längsrichtung durch Strecken des Rohlings in seiner Längsrichtung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der verstärkende Endring (8) und/oder der Bodenteil (10) vor der Blasformung mit dem Rohling verbunden werden. <Desc/Clms Page number 4>

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der verstärkende Endring (8) und/oder der Bodenteil (10) vor dem Strecken mit dem Rohling verbunden werden.

5. Verpackungsbehälter, hergestellt nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem Rohling (1) gebildete Behälterkörper einen im wesentlichen zylindrischen Behälterteil (3) und zwei abgerundete schalenförmige Endteile (5,6) aufweist und dass der zylindrische Behälterteil (3) und der mit dem Bodenteil (10) verbundene untere Endteil (6) von einer Stützhülse (18) umgeben ist.