Wärmeisolierender Kunststoffbehälter und Verfahren zu seiner Herstellung Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf einen Kunststoffbehälter für Substanzen, welche wärme isoliert werden müssen, insbesondere auf Behälter für den Transport und die Handhabung von flüssigen oder festen Nahrungsmitteln, welche während relativ langer Zeit ihre Einfülltemperatur beibehalten sollen, welcher Behälter aus einer Innen- und einer Aussen wand besteht, die durch einen Zwischenraum ge trennt sein können und der gegebenenfalls mit einer Schicht aus wärmeisolierendem Material gefüllt sein kann. Die Erfindung betrifft weiter ein Verfahren zur Herstellung dieses Behälters.
Für die Herstellung von Behältern zur Hand habung und zum Transport von Nahrungsmitteln und andern Substanzen wurden seit langem Kunststoffe verwendet, da diese sehr günstige Eigenschaften, wie leichtes Gewicht, Elastizität, gutes Aussehen, Ungif- tigkeit usw. aufweisen.
Selbst unter Verwendung der besten zur Zeit er hältlichen Kunststoffe ist jedoch die Verwendung derartiger Behälter vielen Einschränkungen unterwor fen, insbesondere infolge der Thermoplastizität des Materials. Insbesondere ergibt sich ein erster wich tiger Nachteil aus dem Umstand, dass die im Handel erhältlichen Behälter bei Temperaturen oberhalb 60" C nicht verwendet werden können, während in vielen Fällen bei Temperaturen unterhalb 0 C ein zweiter und nicht weniger schwerwiegender Nachteil auftritt infolge der beträchtlichen Zunahme der Schlagsprödigkeit. Das Anwendungsgebiet der auch mit den besten zur Zeit erhältlichen Kunststoffen her gestellten thermisch isolierenden Behälter ist deshalb sehr beschränkt.
Zweck der vorliegenden Erfindung ist nun die Schaffung von Kunststoffbehältern, welche die ge nannten Nachteile nicht aufweisen und sich leicht ver wenden lassen für warme Nahrungsmittel, wie z. B. heissen Kaffee, Suppen, Fleischbrühe usw. Diese Be hälter sollen ihre mechanischen Festigkeitseigenschaf ten bei wesentlich höheren Temperaturen beibehalten als diejenigen, welche von den bis heute gebräuch lichen Kunststoffen ertragen werden. Weiter ist Zweck der Erfindung die Schaffung von thermisch isolieren den Behältern, wobei die Isolierwirkung vorzugsweise erreicht wird durch Schichten von isolierenden Kunst stoffen; in diesen Behältern soll die darin enthaltene Ware unabhängig von der Aussentemperatur ihre Ein fülltemperatur beibehalten.
Diesen Zwecken entsprechend sind die erfindungs gemässen Behälter dadurch gekennzeichnet, dass min destens die innere Wand mindestens zum grösseren Teil aus hochkristallinen, linearen Polymeren von Buten, Propylen oder Styrol oder aus einem Gemisch, welches zur Hauptsache mindestens eines dieser Poly mere enthält, besteht.
Es hat sich gezeigt, dass mit derartigen Polymeren oder Gemischen davon mit Hilfe von an sich bekann ten Apparaturen und Verfahren Behälter von der verschiedenartigsten Form und Kapazität geschaffen werden können, welche selbst bei Temperaturen von über 100 C beständig sind. Ausser diesen wichtigen Ei genschaften zeigen aus den genannten Materialien her gestellte Behälter eine grosse Elastizität, ein ästhetisch angenehmes Aussehen, eine vorzügliche chemische Beständigkeit und Unveränderlichkeit im Laufe der Zeit selbst in sehr korrosiven Räumen.
Sie lassen sich sterilisieren, sind sehr leicht und besitzen, wie alle Kunststoffe, ein sehr hohes thermisches und elektri sches Isoliervermögen. Das erstere ist besonders wich tig, da es zur Wärmeisolierung des Inhalts beiträgt und eine Handhabung des Behälters bei weniger hohen Temperaturen ohne Gefahr für Hände und Lippen gestattet, wie sie bei den zur Zeit gebräuch lichen Metallbehältern besteht.
Die Herstellung der erfindungsgemässen Behälter erfolgt nach den an sich bekannten Methoden für die Verarbeitung von Kunststoffen, beispielsweise durch Strangpressen und anschliessendes Aufschweissen der Böden durch Spritzguss, durch Blasguss, durch Ziehen oder Vakuumverformen von Folien oder Platten usw.
Dem Behälter kann eine bessere Isolierfähigkeit verliehen werden mit Hilfe einer Schicht von wärme isolierendem Material, welches in den Hohlraum zwi schen den Wänden des Behälterkörpers eingeführt wird. Es lassen sich hierfür alle zu diesem Zweck üb licherweise verwendeten Materialien benutzen, doch es wurde gefunden, dass sich die ebenfalls aus Kunst stoffen hergestellten Schaumstoffe oder Zelhnateria- lien für diese Zwecke am besten eignen. Diese Mate rialien lassen sich leicht formen.
Sie können so aus gesucht werden, dass eine starke Bindung mit den Wänden gewährleistet ist, wodurch ein sehr festes Gebilde entsteht. Ihre Anwesenheit kann gegebenen falls die Wiederverwendung von beschädigten Behäl tern ermöglichen. Schliesslich ist ihre Isolierfähigkeit im allgemeinen höher als diejenige von andern Isolier stoffen.
Ausser den aus bekannten Kunststoffen her gestellten Schaumstoffen, beispielsweise solchen aus Phenol-Formaldehyd- und Harnstoff-Formaldehyd- Harzen, Polystyrol, Polyurethanen, Polyvinylchlorid usw., kommen insbesondere auch Schaumstoffe und Zellanaterialien aus a-Olefinpolymeren in Betracht.
Diese letzteren besitzen ähnliche Hitzebeständigkeit sowie chemische und mechanische Festigkeit wie die Materialien, welche erfindungsgemäss zur Herstellung mindestens einer Behälterwand verwendet werden. Sie besitzen ferner eine grössere Affinität und lassen sich mit den gleichen Harzen besser verschweissen, wodurch feste und beständige Gebilde entstehen. <I>Beispiel 1</I> Durch Strangpressen, Zentrifugieren oder Aufwik- keln einer Folie auf eine Walze und anschliessendes Verschweissen entlang der Längsränder stellt man zwei Rohre von unterschiedlichem Durchmesser her.
Das Rohr mit dem kleineren Durchmesser von beispiels weise 600 nun besteht aus Polypropylen, während das andere Rohr mit dem grösseren Durchmesser von bei spielsweise 650 mm aus einem Gemisch von Styrol- Acrylnitril- und Butadien-Acrylnitril-Copolymeren besteht, beispielsweise aus dem im Handel unter der Bezeichnung Kralastic bekannten Produkt.
Auf zwei Stücke dieser Rohre mit Längen von beispielsweise 800 bzw. 850 mm schweisst man aus den gleichen Materialien bestehende scheibenförmige Böden auf. In dieser Weise erhält man zwei einseitig abgeschlossene Hohlzylinder, von denen der kleinere in den grösseren hineingestellt werden kann, wobei ein Hohlraum von etwa 25 mm lichter Weite übrigbleibt. In diesen Hohlraum führt man die Komponente des Polyurethanschaums, welcher unter der Handels bezeichnung Moltopren (eingetragene Marke) be kannt ist, ein, wodurch der Hohlraum mit einem sehr leichten und beständigen Schaum von hoher Isoher- fähigkeit gefüllt wird.
Der Abschluss wird erreicht mit Hilfe eines Deckels, welcher ebenfalls aus einer in neren Schicht von Polypropylen, einer Mittelschicht aus Moltopren -Schaum und einer Aussenschicht aus einem Kralastic -artigen Gemisch besteht.
Der so erhaltene Hohlzylinder besitzt ein Fas sungsvermögen von ungefähr 200 Liter und ein Ge wicht von etwa 7 kg. Das Gefäss hält starke mecha nische Beanspruchung aus und vermag bei -10 bis +1001>C eingefüllte Flüssigkeiten und Feststoffe lange Zeit auf der Einfülltemperatur zu halten. <I>Beispiel 2</I> Durch Spritzguss stellt man einen Behälter mit elliptischem Querschnitt und einer nach oben schwach verjüngten Form her, dergestalt, dass der Oberrand einen äusseren Vorsprung von etwa 10 mm Breite aufweist.
Als Spritzgussmasse verwendet man ein Ge misch aus 65 Teilen Polypropylen und 35 Teilen Poly- buten.
In gleicher Weise stellt man einen zweiten Behäl ter mit gleicher Form her, der jedoch ein wenig grö sser ist, so dass beim Einführen des ersten Behälters in den zweiten ein Hohlraum von etwa 8 mm lichter Weite bleibt. Der zweite Behälter wird aus Polypro pylen hergestellt. Ein poröses Stück, welches genau die Form des Hohlraums aufweist, wird separat ge gossen. Zu diesem Zweck verwendet man ein Ge misch aus einem Teil durch Niederdruckpolymerisa- tion erhaltenes Polyäthylenpulver sowie drei Teilen Natriumchlorid mit der gleichen Korngrösse wie das Polyäthylen.
Nach dem Giessen wird das Natriumchlo- rid herausgelöst, indem man das Gussstück in Wasser eintaucht.
Hierauf stellt man einen Deckel von passender Form her; der ebenfalls aus drei Elementen besteht, die aus den für den Behälter verwendeten Materialien hergestellt sind und um 3 % grösser sind als die wirk liche Grösse der .zu verschliessenden Öffnung. Aus die sen Teilstücken lässt sich ein zusammengesetzter Be hälter herstellen, welcher sehr fest ist und gut iso liert. Er eignet sich als Gamelle für Soldaten und als Essensbehälter für Arbeiter, Sportsleute, Schulkinder usw. Die Elastizität des verwendeten Materials und der grössere Durchmesser des Deckels gewährleisten einen absolut dichten Verschluss.
<I>Beispiel 3</I> Durch Spritzguss stellt man zwei Behälter her, einen inneren aus hochkristallinem Polystyrol und einen äusseren aus einem Styrol-Acrylnitril-Copoly- mer, derart, dass ein Hohlraum bleibt, wenn man sie ineinanderschachtelt. In diesen Hohlraum führt man Polystyrol ein, welches ein Treibmittel enthält, und erhitzt durch Einfüllen von siedendem Wasser. Das im Hohlraum befindliche Polystyrol bildet eine Schicht mit zelliger Struktur und verbindet die Be hälterwandungen fest miteinander.
Man erhält so einen isolierenden Behälter, der sich zur Handhabung und zum Transportieren von Nahrungsmitteln und warmen korrosiven Flüssigkei ten. eignet.
<I>Beispiel 4</I> In bekannter Weise stellt man für sich zwei Scha len aus Kunststoffschaum her, beispielsweise aus Polyurethan-Harzen, welche beim Zusammenfügen einen inneren Hohlraum übriglassen, welcher in Form und Grösse einer Wasserflasche für militärische und sportliche Zwecke entspricht.
Unter Verwendung einer an sich bekannten Ap paratur und einer zweiteiligen Form gibt man jede der Schaumschalen in einen Teil der Form. Man fügt die beiden die Schalen enthaltenden Teile der Form zu sammen, führt ein Stück eines aus Polypropylen stranggepressten Rohrs ein und bringt dieses durch Blasen an den inneren Oberflächen der Schaumscha len zum Haften.
Man erhält in dieser Weise einen Behälter in Form einer Wasserflasche, bestehend aus einer Innen wand aus Polypropylen und einem äusseren Mantel aus Kunststoffschaum.
Man kann ausserdem einen äussern Überzug aus einem schlagfesten Material, beispielsweise Polysty rol, aufbringen.
Auf diese Weise wird eine Wasserflasche geschaf fen, welche kalte und warme Flüssigkeiten während langer Zeit aufzubewahren vermag, und welche leicht und sehr elastisch ist und ein gutes Aussehen besitzt.
Die oben angeführten Beispiele zur Veranschau lichung der Erfindung lassen sich auf viele Arten ab wandeln. Es ist beispielsweise auch möglich, her kömmliche Isolierstoffe, wie Kork, Glas oder Stein wolle zu verwenden, ferner vorgeformte oder < ,in situ geformte Harze sowie lose Harzteile.
Es können auch an sich bekannte Kunststoffe verwendet werden, doch benutzt man vorzugsweise sogenannte isotaktische Polymere, insbesondere für den Behälter selbst.
Natürlich lassen sich die erfindungsgemässen Be hälter nicht nur für Nahrungsmittel verwenden, son dern auch für beliebige andere Substanzen, beispiels weise Lösungen, Gemische, Spezialpräparate, medi zinische Instrumente usw., welche während längerer Zeit bei einer bestimmten Temperatur gehalten wer den sollen.