CH691467A5 - Verpackungstube - Google Patents

Description

  
 



  Die Erfindung betrifft eine durchsichtige Verpackungstube gemäss Patentanspruch 1. 



  Bekannt sind Verpackungsbehälter insbesondere durchsichtige Flaschen aus Polyäthylenterephtalat (Kurzbezeichnung PET), die aufgrund der guten Sperrwirkung des PET eine bedeutende Verbreitung erfahren haben. Hergestellt werden Verpackungsbehälter 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 beispielsweise aus dem Rohling hergestellte Flaschen - auch spritzgeblasene Flaschen genannt - sind glasklar durchsichtig (kurz transparent) und weisen keine Fliessnähte oder ähnliche formbedingte Oberflächenbeeinträchtigungen auf. Neben durchsichtigen PET-Flaschen sind auch durchsichtige tubenförmige Verpackungsbehälter aus PET bekannt.

   Zu deren Herstellung wird gleichermassen  wie bei Flaschen zunächst ein Rohling gespritzt, der bei Weiterverarbeitung aufgeheizt, im Gegensatz zur Flaschenherstellung nicht in eine Blasform sondern in ein Tiefzieh- respektive Abstreckwerkzeug eingebracht wird, indem der Rohling zu einer einends befüllbaren Tube, bestehend 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 hergestellte 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 Vorteil der sogenannten "Handling Neutralität" auf. Unter "Handling Neutralität" wird ein benutzerseits unbeeinträchtigter Betasteindruck des Behälters verstanden. Keine "Handling Neutrali tät" eines Behälters liegt beispielsweise vor, wenn Tast- oder Griffbereiche eines Behälters fühlbare Oberflächendeformationen oder -beeinträchtigungen, z.B. Schweissnähte, abgebildete Fugen von Formen etc. aufweisen.

   Für den Verpackungsbehälter insbesondere Verpackungstuben verwendenden Abpacker ist die "Handling Neutralität" neben den mechanischen-technologischen Eigenschaften eines Verpackungsbehälters ein ganz wesentliches, aus Sicht des Verpackers kundenorientiertes Qualitätsmerkmal. 



  Bekannt sind Tuben aus Kunststoffen, deren Tubenrohre ausgehend von Kunststoff-Folienstreifen durch Längsumformung des Streifens zu einem Rohr und Verschweissung übereinander liegender Randabschnitte des Folienstreifens gebildet sind. Tuben dieser Art werden längsnahtgeschweisste 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 längsnahtgeschweisste Tuben naturgemäss das Qualitätsmerkmal 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 Extrusionen, Rissfreiheit zwischen Naht und angrenzender Tubenrohrwandung, ungleiche Diffusionssperrwirkung der Naht und des übrigen Rohrwandungsmateriales, ferner aus einem schwer zu bestimmenden, meist fertigungsgeschwindigkeitbestimmten Schrumpfungsverhalten der Naht nach zu deren Herstellung erfolgtem Aufschmelzen, Verpressen und Abkühlen des Kunststoffes der Folienrandabschnitte.

   Diese Vorbehalte sind für einzelne Kunststoffe als solche und in ihren individuellen Auswirkungen empirisch erfasst, meist aber nicht in ihren kombinatorischen Auswirkungen, d.h. wenn zwei oder mehrere der genannten technischen Einschränkungen gleichzeitig auftreten, was dazu führt, dass der mit der Entwicklung und Herstellung längsnaht-geschweisster Kunststofftuben befasste Durchschnittsfachmann nicht ohne Überwindung grosser technischer Vorurteile den Ersatz oder Austausch eines bewährten gegen einen neuen, in seinem Verhalten unbekannten Kunststoff vornimmt, dies umso mehr als sich die Auswirkungen der Vorbehalte teilweise erst  zeitlich verzögert und manchmal erst nach Füllung der Tube mit Packgut einstellen. 



  Ausgehend von durchsichtigen Verpackungsbehältern, insbesondere aus PET hergestellt durch Tiefziehen und Abstrecken, hat die Erfindung die Herstellung eines gleichen Verpackungsbehälters, nämlich einer Verpackungstube vermittels Längsnahtschweissen 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 Verpackungstube, 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 erfindungsgemässen Aufgabe unter Berücksichtigung die für ihn massgebenden Vorbehalte nicht ohne weiteres zur Verwendung des beanspruchten Tubenwerkstoffes greift. 



  Durch die Verwendung des erfindungsgemässen Werkstoffes zur Herstellung von Verpackungstuben vermittels Längsnahtschweissung werden Tuben herstellbar gleicher Transparenz, wie spritzgeblasene Flaschen, die mit vergleichbar geringem drucktechnischem Aufwand (Flachdruck vor Rohrformung) farblich dekorierbar und auch prägbar sind. Handling Neutralität wird nicht ganz, aber annähernd erreicht, indem die Naht eine Oberflächenstruktur erreicht, die bei dem Tubenbenutzer den Tasteindruck einer technisch bedingten Oberflächenbeeinträchtigung verwischt. Überraschenderweise resultierte die an sich technisch anspruchsvolle Verschweissung nicht in untolerierbaren Materialveränderungen und Ausquetschungen, d.h. Extrusionen; ferner stellten sich keine Probleme bezüglich Rissfreiheit und unterschiedliche Diffusionssperrwirkungen.

   Ferner trat wider Erwarten eine Nachschrumpfung in so geringem Masse auf, dass ein Verzug des verschweissten Tubenrohres zu einer "bananenähnlichen", 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 Ausführungsbeispieles einer erfindungsgemäss ausgebildeten Tube und der Zeichnungen; es zeigen: 
 
   Fig. 1 eine erste Ausführungsform eines Tubenendes in Axialschnitt mit Tubenkopf und Tubenrohr aus einem aus PET gebildeten Folienstreifen, 
   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 Eintrittsöffnung 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 Folienstreifen, 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 PETs 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 Materialien hergestellt, sofern die Foliendicke zwischen 150  mu m und 400  mu 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 DEG C und 250 DEG C betrug und der Pressdruck bei dieser Temperatur so eingestellt war, dass das Material der aufgeschmolzenen Folienränder im Überlappungsbereich sichtbar ineinander flossen. 



  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 verzeichnen, kann es angezeigt sein, die Diffusionshemmung 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 Oberfläche 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 sogenannte A-PET (amorphes (A) Polyäthylenterephtalat) als sehr vorteilhaft erwiesen.

   An Stelle einer Zwischenschicht aus A-PET kann auch eine Schicht aus Glaskeramik (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 "glasklar durchsichtige" Erscheinungsform des erfindungsgemäss ausgebildeten Tubenrohres bei Optimierung der Sperrwirkung des Tubenrohres nicht. 

Claims (7)

1. Durchsichtige Verpackungstube, dadurch gekennzeichnet, dass sie aus mindestens einer Schicht Polyäthylenterephtalat (PET) besteht und ein durch Längsnahtschweissen gebildetes Tubenrohr (10) mit daran durch Verschweissen angeordnetem Tubenkopf (11) aufweist.

2. Verpackungstube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Tubenkopf (11) aus PET-G besteht.

3. Verpackungstube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tubenrohr (10) aus einem aus PET gebildetem Folienstreifen besteht.

4. Verpackungstube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Tubenrohr (10) aus einem Kunststoff-Laminat mit mindestens einer Schicht PET und einer Zwischenschicht besteht.

5.

Verpackungstube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kunststoff-Laminat als ein Dreischicht-Kunststoff-Laminat, umfassend eine äussere Schicht (14) aus PET, eine innere Schicht (13) aus PET und eine dazwischen liegende Schicht (12) aus A-PET, ausgebildet ist.

6. Verpackungstube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Zwischenschicht (12) als eine Schicht aus Glaskeramik (SIOX) ausgebildet ist.

7. Verpackungstube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Tubenkopf (11) mit einer diffusionssperrenden Einrichtung (26) in Form tellerförmiger Scheiben (18) ausgestattet ist.