CH710393A1 - Dickwandige Applikatoren und Verschlüsse. - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft dickwandige Verschlüsse und Applikatoren für Verpackungen, insbesondere für kosmetische Produkte, ferner Verfahren zu deren Herstellung und Materialien dafür. Geeignete Materialien umfassen gefüllte Kunststoffe, welche zu 10–80 Gew.% thermoplastisches Polymer enthält und zu 20–90 Gew.% Additive in partikulärer Form, ausgewählt aus der Gruppe Metall, Metalloxid, keramische Oxide und Graphit, enthält.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft dickwandige Verschlüsse und Applikatoren für Verpackungen, insbesondere für kosmetische Produkte, ferner Verfahren zu deren Herstellung und Materialien dafür.

[0002] Dickwandige Verschlüsse und Applikatoren für Verpackungen für kosmetische Produkte, sind an sich bekannt. Solche Applikatoren und Verschlüsse werden oft oberflächendekoriert oder metallisiert. Aus diesem Grunde muss die Oberfläche frei von Einfallstellen und Fehlern sein. Des Weiteren sollen diese Artikel vielfach eine hochwertige Anmutung vermitteln; daher werden sie dickwandig ausgeführt und verwenden ein Material mit relativ hohe spezifische Dichte.

[0003] Die genannten Eigenschaften machen gerade bei dickwandigen Artikeln den Einsatz von Polyolefinen schwer möglich. Auch beim Einsatz anderer Kunststoffe (SAN, ABS, PETG etc.) wird die Anwendung durch sehr lange Kühlzeiten deutlich erschwert, da die thermische Leitfähigkeit von Kunststoffen generell sehr niedrig ist. Bisher wurden aufwendige Werkzeugkonstruktionen eingesetzt um mit diversen Technologien die Kühlung in den Werkzeugen zu verbessern. Der Einsatz spezieller Kühltechnologien in den Werkzeugen ist sehr teuer und auch dadurch werden die Kühlzeiten nicht wesentlich verkürzt. Für den Einsatz von Polyolefinen im Bereich dickwandiger Artikel, die nachträglich dekoriert werden müssen (Einfallstellenfrei) gibt es keine kommerzielle Lösung.

[0004] Um die genannten Eigenschaften bei dickwandigen Artikeln zu realisieren, sehen kommerzielle Lösungen für derartige Applikatoren und Verschlüsse daher die Verwendung von Metallischen Artikeln, bspw. aus Zamak, vor. Solche metallischen Artikel sind jedoch vergleichsweise teuer und in kosmetischen Verpackungen nicht bevorzugt.

[0005] Aufgabe der Erfindung ist es daher, die vorstehend umrissenen Nachteile zu beheben. Insbesondere ist es eine Aufgabe der Erfindung, verbesserte Artikel der eingangs genannten Art, sowie Materialien und Herstellungsverfahren für solche Artikel zur Verfügung zu stellen.

[0006] Dies wird erfindungsgemäss durch die Merkmale der unabhängigen Ansprüche gelöst. Die abhängigen Ansprüche stellen vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung dar.

[0007] Die im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung gegebenen allgemeinen, bevorzugten und besonders bevorzugten Ausführungsformen, Bereiche usw. können beliebig miteinander kombiniert werden. Ebenso können einzelne Definitionen, Ausführungsformen usw. entfallen bzw. nicht relevant sein.

[0008] In einem ersten Aspekt betrifft die Erfindung Verpackungskomponenten (Artikel), ausgewählt aus der Gruppe der Verschlüsse und Applikatoren, welche eine Wanddicke von mindestens 1.5 mm aufweisen, ein spezifisches Gewicht von mindestens 1.5 g/cm<3>aufweisen, aus einem gefüllten Kunststoff bestehen, dadurch gekennzeichnet, dass der gefüllte Kunststoff (i) zu 10–80 Gew.% thermoplastisches Polymer enthält und (ii) zu 20–90 Gew.% Additive in partikulärer Form, ausgewählt, aus der Gruppe Metalle, Metalloxide, keramische Oxide oder Graphit enthält.

[0009] Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden.

[0010] Verpackungen, insbesondere für Kosmetika, sind allgemein bekannt und umfassen zumindest einen Füllgutbehälter und einen Verschluss. Kosmetische Verpackungen umfassen zusätzlich vielfach einen Applikator, d.h. eine Vorrichtung welche die Entnahme des Füllgutes und gezielte Aufbringung (Applikation), bspw. auf Lippe oder Augenlied, ermöglicht. In der vorliegenden Erfindung werden die beiden Verpackungskomponenten Verschlüsse und Applikatoren auch kollektiv als Artikel bezeichnet. Die erfinderischen Artikel sind dickwandig, d.h. sie weisen eine Wandstärke von mindestens 1.5 mm, typischerweise 2–10 mm auf.

[0011] Füllgutbehälter sind dem Fachmann bekannt; der Begriff bezeichnet allgemein alle Arten von flexiblen und halbstarren und starren Behälter, z.B. Tuben, Beutel (Standboden-, Schlauch-, Blockbeutel), Flaschen. Solche Behälter können einen oder mehrere, insbesondere einen Füllgutraum aufweisen. Für die Füllgutbehälter können grundsätzlich alle bekannten Materialien eingesetzt werden, bevorzugt werden Kunststoffe oder Glas verwendet. Die erfinderischen Artikel können an beliebige Füllgutbehälter, angepasst werden. Füllgutbehälter können, müssen aber nicht, dickwandig sein. Bevorzugt sind Füllgutbehälter nicht dickwandig. In einer vorteilhaften Ausführungsform ist der Füllgutbehälter eine Tube oder eine Flasche.

[0012] Dickwandige Verschlüsse sind allgemein bekannt und umfassen Schraub- und Prell-Verschlüsse, insbesondere Schraubverschlüsse (glatte Schraubverschlüsse, geriffelte Schraubverschlüsse, Softline – Schraubverschlüsse); Scharnierverschlüsse; Verschlüsse mit Kindersicherung; Kanülenverschlüsse, (wie konische Kanülenverschlüsse und voll abdeckende Stehverschlüsse). Solche Verschlüsse sind geeignet für Tuben, Flaschen, Stehkammerbeutel, insbesondere für Tuben und Flaschen. Solch Verschlüsse können eine Dekoration, wie Metallisierung, Galvanisierung, Heissprägen, Siebdruck, enthalten.

[0013] Dickwandige Applikatoren sind allgemein bekannt und umfassen Vorrichtungen zum Auftragen von Produkten, insbesondere Kosmetika. Geeignete Applikatoren sind vom Typ Roll-on, Pinpoint, Airless-Pumpen. Solche Applikatoren sind geeignet für Tuben, Flaschen, Stehkammerbeutel, insbesondere für Tuben und Flaschen. Solch Applikatoren können eine Dekoration enthalten, bspw. eine Metallisierung, Galvanisierung, Heissprägung, Siebdruck.

[0014] Additive: Erfindungsgemäss werden Additive in partikulärer Form dem thermoplastischen Polymer zu 20–90 Gew.%, bevorzugt 60–90 Gew.%, zugefügt.

[0015] Geeignete Partikelgrössen für Additive können in einem breiten Bereich variieren, vorteilhaft sind Partikelgrössen von 0.1–10 Mikrometer. Ein breites Spektrum an Materialien, welche die thermische Leitfähigkeit des Kunststoffes verbessern, ist für die Additive geeignet. Geeignete Materialien sind Metalle (einschliesslich Legierungen), insbesondere ausgewählt aus der Gruppe umfassend Kupfer, Aluminium und Wolfram. Geeignete Materialien sind ferner Metalloxide (einschliesslich Mischoxide und nicht-stöchiometrische Verbindungen), insbesondere Eisenoxid. Geeignete Materialien sind ferner keramische Oxide (umfassend natürliche und synthetische Mischoxide), insbesondere Bariumsulfat. Geeignete Materialien sind ferner kohlenstoffhaltige Materialien wie insbesondere Graphit.

[0016] Polymere: Erfindungsgemäss kann ein weites Spektrum an thermoplastischen Polymeren verwendet werden. Diese werden zu 20–90 Gew.%, bevorzugt 10–40 Gew.%, dem gefüllten Kunststoff beigefügt. Die Wahl des geeigneten Polymers hängt von den Produktanforderungen ab, insbesondere der Art des Füllgutes, dem gewünschten Finish der Verpackung, dem Material des Füllgutbehälters, der Wahl des Additivs. Solche Polymere kann der Fachmann aufgrund seines Fachwissens oder aufgrund einfacher Versuche auswählen. Geeignete Polymere umfassen Homopolymere, Co-polymere, Copolyester und Blends. Genannt seien Polymere aus der Gruppe der Polyolefine (Polyethylene, Polyproylene), der Gruppe der Ionomere, der Gruppe der Styrol-Acryl-Nitrile, der Gruppe der Acryl-Butadien-Styrole, und der Gruppe der Polyethylenterephthalate (wie PET und PETG).

[0017] gefüllter Kunststoff: Der Begriff des gefüllten Kunststoffs ist dem Fachmann geläufig; gefüllte Kunststoffe werden auch als «Compounds» bezeichnet. Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung bezeichnet der Begriff ein Material umfassend, insbesondere bestehend aus, Additiven und Polymeren wie hier beschrieben. Die Additive sind: gleichmassig im Polymer verteilt, so dass das genannte Polymer eine Kunststoffmatrix bildet. Diese gefüllten Kunststoffe können mit gängigen Verfahren, insbesondere mittels Spritzguss, verarbeitet werden. Die Dichte der gefüllten Kunststoffe können in einem breiten Bereich variieren; geeignet sind insbesondere spezifische Gewichte von mindestens 1.5 g/cm<3>, bevorzugt von mindestens 1.7 g/cm<3>und bis höchstens 12 g/cm<3>, bevorzugt höchstens 6.0 g/cm<3>.

[0018] Bevorzug weisen die Artikel folgende Zusammensetzung auf: 60–90% Grafit und 10–40% ABS; oder 60–90% Grafit und 10–40% PP; oder 60–90% FeO und 10–40% ABS; oder 60–90% FeO und 10–40% PP.

[0019] Der Begriff dickwandig ist im Zusammenhang mit Spritzguss-Herstellungsverfahren zu verstehen. Eine Wanddicke von Mindestens 1.5 mm beschreibt daher insbesondere einen Artikel der am überwiegenden Teil entlang eines Querschnitts, d.h. zu mehr als 50%, bevorzugt zu mehr als 66%, insbesondere zu mehr als 75%, ganz besonders zu mehr als 90% entlang seines Querschnitts, eine Wanddicke von mindestens 1.5mm, bevorzugt von mindestens 2.0 mm aufweist.

[0020] Bevorzugt sind die erfinderischen Artikel durch Spitzguss erhältlich und werden dann als spritzgussgeformte Artikel bezeichnet. Bevorzugt weisen die erfinderischen Artikel ein Volumen von 1–15cm<3>und/oder ein Gewicht von 1.5–20 g auf.

[0021] Die Erfindung betrifft ferner Artikel wie hier beschrieben für kosmetische Produkte; bzw. die Verwendung von Artikeln wie hier beschrieben als Verpackungskomponente einer Kosmetikverpackung.

[0022] Die Erfindung betrifft ferner einen gefüllten Kunststoff wie hier beschrieben als Verpackungsmaterial für kosmetische Produkte; bzw. die Verwendung eines gefüllten Kunststoffs wie hier beschreiben als Verpackungsmaterials für kosmetische Produkte.

[0023] In einem zweiten Aspekt betrifft die Erfindung Verfahren zur Herstellung von dickwandigen Verschlüssen oder Applikatoren wie hier beschrieben in Standard-Spritzgussverfahren unter Verwendung der hier beschriebenen thermisch leitfähiger Kunststoffmatrices. Dieser Aspekt der Erfindung soll nachstehend näher erläutert werden.

[0024] Die Erfindung betrifft somit ein Verfahren zur Herstellung eines Artikels wie hier beschrieben, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellung eines gefüllten Kunststoffs wie hier beschrieben; (b) Spritzgiessen dieses gefüllten Kunststoffes; (c) ggf. Folgeschritte zur Metallisierung und / oder Oberflächendekoration.

[0025] Schritt (a): Das Erzeugen eines geeigneten gefüllten Kunststoffs ist an sich bekannt. In einer Ausgestaltung, insbesondere bei niedrigen Füllgraden, wird das Polymer in Form von Granulat vorgelegt, mit dem Additiv versetzt und unter Rühren aufgeschmolzen. In einer alternativen Ausgestaltung, insbesondere bei hohen Füllgraden, wird das Polymer in Form von Granulat vorgelegt und zu Pulver verrieben, anschliessend wird das Additiv durch Compoundierung eingearbeitet.

[0026] Schritt (b): Spritzgussverfahren und entsprechende Vorrichtungen und Werkzeuge sind an sich bekannt. Ein besonderer Vorteil des vorliegenden Verfahrens ist es, das Standardwerkzeuge ohne spezielle Kühlung verwendbar sind. Durch die hohe Wärmeleitfähigkeit wird der Artikel mit Standardwerkzeugen schneller abgekühlt. Der hohe Anteil an Additiven vermeidet zusätzlich speziell bei Polyolefinen Einfallstellen und ermöglicht eine einwandfreie Oberfläche ohne Nachbearbeitung für Folgeschritte.

[0027] Schritt (c): Folgeschritte zur Metallisierung und/oder Oberflächendekoration sind an sich bekannt. Es ist ein weiterer Vorteil der vorliegenden Erfindung, dass die bekannten Folgeschritte auch auf die erfindungsgemäss hergestellten Artikel anwendbar sind. Eine Metallisierung kann bspw. durch Vakuum-Metallisierung oder Galvanisierung erfolgen. Eine Oberflächendekoration kann bspw. durch Siebdruck oder Heissprägen erfolgen.

[0028] Die nachfolgenden Figuren illustrieren die vorliegende Erfindung, ohne sie zu begrenzen.

[0029] Eine spezielle Ausführungsform eins erfinderischen Applikators wird in der Folge anhand der Figuren näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 einen Applikator in der perspektivischen Ansicht, Fig. 2 und 3 den Applikator in zwei Schnitten entlang der eingezeichneten Linien. Die hier beschriebenen gefüllten Kunststoffe sind schraffiert dargestellt.

Claims (7)

1. Artikel, ausgewählt aus der Gruppe der Verschlüsse und Applikatoren, welcher – eine Wanddicke von mindestens 1.5 mm aufweist, – ein spezifisches Gewicht von mindestens 1.5 g/cm<3>aufweist, – aus einem gefüllten Kunststoff besteht, dadurch gekennzeichnet, dass der gefüllte Kunststoff – zu 10–80 Gew.% thermoplastisches Polymer enthält und – zu 20–90 Gew.% Additive in partikulärer Form, ausgewählt aus der Gruppe Metalle, Metalloxide, keramische Oxide oder. Graphit enthält.

2. Artikel nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Additive eine Partikelgrösse von 0.1–10 Mikrometer auf weisen.

3. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass – besagte Metalle ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Kupfer, Aluminium und Wolfram; – besagte Metalloxide ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Eisenoxid (FeO); – besagte Keramische Oxide ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Bariumsulfat (BaSO4.

4. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass besagte thermoplastische Polymere ausgewählt sind aus der Gruppe umfassend Polyolefine (PE, PP), Ionomere, SAN, ABS, und PETG.

5. Artikel nach einem der Ansprüche 1 bis 4 für kosmetische Produkte.

6. Verfahren zur Herstellung eines Artikels, wobei besagter Artikel ausgewählt ist aus der Gruppe der Verschlüsse und Applikatoren, und besagter Artikel eine Wanddicke von mindestens 1.5 mm und eine spezifischen Dichte von mindestens 1.5 g/cm<3>aufweist, umfassend die Schritte: (a) Bereitstellung eines gefüllten Kunststoffs welcher zu 10–80 Gew.% thermoplastisches Polymer und zu 20–90 Gew.% Additive in partikulärer Form, ausgewählt aus der Gruppe Metalle, Metalloxide, keramische Oxide und Graphit enthält; (b) Spritzgiessen dieses gefüllten Kunststoffs; (c) ggf. Folgeschritte zur Metallisierung und / oder Oberflächendekoration.

7. Verwendung eines gefüllten Kunststoffs, wobei besagter gefüllter Kunststoff zu 10–80 Gew.% thermoplastisches Polymer und zu 20–90 Gew.% Additive in partikulärer Form, ausgewählt aus der Gruppe Metalle, Metalloxide, keramische Oxide und Graphit enthält, zur Herstellung eines Verschlusses oder Applikators, insbesondere für eine Verpackung von kosmetischen Produkten.