DE102005006667B3

DE102005006667B3 - Kunststofftube

Info

Publication number: DE102005006667B3
Application number: DE102005006667A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dr. Pasbrig; Otto Hummel
Original assignee: Alcan Technology and Management Ltd
Current assignee: 3A Composites International AG
Priority date: 2005-02-14
Filing date: 2005-02-14
Publication date: 2006-05-11
Anticipated expiration: 2025-02-15
Also published as: MX2007009383A; RU2007133903A; WO2006084580A1; BRPI0607056A2; CN101119846A; US20080311327A1; CA2599074A1; EP1851054A1; AU2006212492A1

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Kunststofftube mit einem Tubenkörper aus einer mehrschichtigen Folie 5, die wenigstens einen gas- und wasserdichten Barrierefilm 7 aufweist. Der Barrierefilm 7 weist eine Polyglycolic Acid(PGA)-Schicht 9 auf, die über eine Schicht aus einem Haftvermittler 11, 12 wenigstens einseitig mit wenigstens einer thermoplastischen Kunststoffschicht 13, 15 verbunden ist. Der Haftvermittler 11, 12 weist dabei eine Metallverbindung auf, während seine Schichtdicke 100 bis 500 nm beträgt.

Description

Die Erfindung betrifft eine Kunststofftube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.
Derartige Tuben werden häufig zu Aufbewahrung von pastösen Substanzen wie etwa Zahnpasta, Rasierkreme, Kosmetiksalben oder auch Lebensmitteln, verwendet. Eine solche Tube besitzt einen Tubenkörper, der aus einer ein- oder mehrschichtigen Folie besteht.
Tubenkörper bekannter Kunststofftuben bestehen beispielsweise aus Polyethylen geringer Dichte. Nachteilig für diese ist eine relative hohe Durchlässigkeit für Gase und Wasserdämpfe, was sich auf die Aufbewahrungsqualität des Füllguts negativ auswirkt. Es sind auch Tubenkörper aus mehrschichtigen Folien bekannt, die eine Sandwich-Struktur aufweisen mit einer zwischen der Außenschicht und der Innenschicht angeordneten Barriereschicht.

Die EP 0 925 915 A1 beschreibt eine solche mehrschichtige Folie, in der eine Polyglycolic Acid (PGA)-Schicht die eine gas- und wasserdichte Barriere darstellt. Auf beiden Seiten der PGA-Schicht ist eine Klebeschicht angebracht, über die die PGA-Schicht jeweils mit einer Kunststoffschicht haftend verbunden ist. Die Schichtdicke der Klebeschicht beträgt dabei vorzugsweise 3 μm bis 0,5 mm. Die Klebeschicht wird dabei eingesetzt, um den Haftungsanforderungen zwischen der PGA-Schicht und den äußeren Deckschichten gerecht zu werden. Als Klebeschicht werden Polymere eingesetzt, wie z.B. karboxiliertes Polyolefin. Die Deckschichten bestehen vorzugsweise aus Polyolefin und weisen Schichtdicken zwischen 4 μm und 5 mm auf.

Es ist auch bekannt, derartige mehrschichtige Folien in Extrusions- bzw. Coextrusionsverfahren herzustellen.

Ausgehend von dem vorbeschriebenen Stand der Technik stellt sich der Erfindung die Aufgabe, eine Kunststofftube zur Verfügung zu stellen, deren Herstellung mit weniger Materialverbrauch verbunden ist, während das Haftungsvermögen von einzelnen Schichten der den Tubenkörper bildenden mehrschichtigen Folie nicht nachhaltig beeinflusst wird.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird eine Kunststofftube mit einem Tubenkörper aus einer mehrschichtigen Folie vorgeschlagen, deren Folie wenigstens einen gas- und wasserdichten Barrierefilm aufweist, wobei der Barrierefilm wenigstens eine Polyglycolic Acid-Schicht umfasst, die über eine Schicht aus einem Haftvermittler wenigstens einseitig mit einer thermoplastischen Kunststoffschicht haftend verbunden ist, wobei der Haftvermittler eine Metallverbindung aufweist und die Schichtdicke des Haftvermittlers 100 bis 500 nm beträgt.

Durch den Einsatz einer Metallverbindung als Haftvermittler sowie durch eine im Vergleich zum Stand der Technik reduzierte Schichtdicke des Haftvermittlers lässt sich eine Rohstoffeinsparung bei der Herstellung einer solchen Kunststofftube erreichen. Die optischen Eigenschaften der auf diese Weise hergestellten Kunststofftube werden in ihrer Transparenz nur minimal beeinflusst, während die Haftung zwischen der die Barriere bildenden PGA-Schicht und der jeweiligen thermoplastischen Kunststoffschicht ausreichend hoch bleibt.

In den abhängigen Ansprüchen 2 bis 12 sind bevorzugte Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Kunststofftube angegeben.

Im folgenden werden anhand von Zeichnungen die Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Kunststofftube näher erläutert. Es zeigen:
1 schematische Querschnittsdarstellung einer erfindungsgemäßen Kunststofftube;
2 schematische Querschnittsdarstellung einer einen Tubenkörper bildenden mehrschichtigen Folie;
3 eine andere Ausführungsform einer einen Tubenkörper bildenden mehrschichtigen Folie.
1 zeigt eine Längsschnittdarstellung einer Kunststofftube 1 zur Aufbewahrung und Dosierung von pastösen Substanzen. Die Kunststofftube 1 besitzt eine Tubenschulter 4 mit einem Auslassstutzen 6, wobei an dem Außenumfang der Tubenschulter 4 ein Tubenkörper 3 gasdicht angebracht ist. Der Tubenkörper 3 bildet zusammen mit der Tubenschulter 4 und mit dem Auslassstutzen 6 einen gas- und wasserdichten Behälter. Die Zusammensetzung des Tubenkörpers 3 ist in einem in 1 mit A bezeichneten Teilausschnitt in 2 dargestellt.
2 zeigt einen mehrschichtigen Aufbau des Tubenkörpers 3 in Form eines als eine mehrschichtige Folie ausgeführten Tubenlaminats 5. Das Tubenlaminat 5 besteht aus einem mehrschichtigen Barrierefilm 7, der auf der Innenseite des den Tubenkörper 3 bildenden Tubenlaminats 5 mit einer Innenschicht 17 aus einem linearen Polyethylen geringer Dichte (LLDPE) und auf der Außenseite des Tubenlaminats 5 mit einer Außenschicht 19 aus Polyethylen haftend verbunden ist. Die Schichtdicken der Innenschicht 17 und der Außenschicht 19 betragen 60 μm bzw. 90 μm.
Der Barrierefilm 7 umfasst eine PGA-Schicht 9, auf deren beiden Seiten jeweils eine Schicht aus einem Haftvermittler 11 und 12 angebracht ist, über die die PGA-Schicht 9 jeweils mit einer aus einem thermoplastischen Kunststoff gebildeten Deckschicht 13 und 15 haftend verbunden ist.
Die Dicke der PGA-Schicht 9 beträgt 15 μm, was eine notwendige Gas- und Wasserdampfbarriere bildet, sowie dem Tubenlaminat 5 eine notwendige Rückstellkraft verleiht.
Zur Verbesserung der Bindungseigenschaften der PGA-Schicht 9 an die Deckschichten 13, 15 sind zwischen diesen jeweils eine Schicht des Haftvermittlers 11, 12 vorgesehen. Die Haftvermittlerschicht 11, 12 wird durch eine Metallschicht aus Chrom gebildet, deren Dicke 300 nm beträgt. Beide Schichten des Haftvermittlers 11, 12 sind durch Lackierung mit einem flüchtigen Lösungsmittel auf die PGA-Schicht 9 aufgebracht. Das Aufbringen des Haftvermittlers 11, 12 auf die PGA-Schicht 9 kann auch durch Coextrusionskaschierung oder einen Dünnschichtprozess, wie Aufdampfung oder Aufsputtern einer Metallschicht, erfolgen. Als Haftvermittler 11, 12 können auch weitere Metalle eingesetzt werden, wie Aluminium, Titan, Nickel, Molöbden, Eisen sowie Legierungen dieser Metalle oder deren Oxide. Der Haftvermittler 11, 12 kann in seiner Zusammensetzung auch Polymerstoffe aufweisen. Zur Wahrung der Hafteigenschaften zwischen der PGA-Schicht 9 und der Deckschicht 13 und 15 ist jedoch ein Mindestgehalt von 50 Gew.-%, vorzugsweise über 70 Gew.-% der Metallverbindung in dem Haftvermittler 11, 12 notwendig.
Die die Außenfläche des Barrierefilms 7 bildenden Deckschichten 13, 15 bestehen aus Polyethylen mit einer Schichtdicke von 20 μm. Diese Schichtdicke kann je nach Verwendungszweck zwischen 5 und 100 μm variiert werden. In einer weiteren alternativen Ausführungsform kann die Deckschicht 13, 15 aus einem anderen Polyolefin, wie Polypropylen oder aus Polyestern, Polystyrolen, Polyvinylchlorid, Polykarbonaten, Polyamiden oder Polyurethanen besteht.
Der Barrierefilm 7 wird vorzugsweise in Form einer coeaxtrudierten Folie oder einer Castfolie hergestellt. So werden bei der Coextrusion die PGA-Schicht 9, beide Schichten des Haftvermittlers 11, 12 sowie die Deckschichten 13, 15 mittels Schmelzextrudates durch Coextrusionstechnik zusammengefügt. Beim Castprozess wird der Barrierefilm 7 gleichzeitig mit der Innenschicht 17 und mit der Außenschicht 19 in einem Extrusionsarbeitsgang eingebracht. Der auf diese Weise hergestellte Barrierefilm 7 ist somit im nachfolgenden Herstellungsprozess der Kunststofftube 1 einfach zu handhaben und kann auf Vorrat produziert werden.
Die Innenschicht 17 des Tubenlaminats 5 kommt nach Befüllung der Kunststofftube 1 mit einer Füllung in Kontakt. Folglich muss die Zusammensetzung der Innenschicht 17 eine gute Resistenz gegenüber einer Vielzahl von Füllgütern aufweisen. Ferner muss die Innenschicht 17 eine hohe Siegelnahtfestigkeit gegenüber sich selbst sowie gegenüber der Tubenschulter 4 aufweisen. Außerdem müssen für die Aufbewahrung von Lebensmitteln, Zahnpasta oder Kosmetikerzeugnissen die entsprechenden Zulassungsvoraussetzungen für die Rohstoffe berücksichtigt werden. Allen diesen Anforderungen entsprechen außer dem bereits erwähnten LLDPE (linear low density polyethylene), LMDPE (linear medium density polyethylene), LDPE (low density polyethylene) oder HDPE (high density polyethylene).
Die Außenschicht 19 des Tubenlaminats 5 bestehen aus einer farbigen oder aus einer transparenten Folie, wobei die freie Oberfläche der Außenschicht 19 glatt und gut bedruckbar ist. Die dem Füllgut zugewandte Fläche der Außenschicht 19 muss ein gutes Schweißverhalten gegenüber der Deckschicht 15 aufweisen, damit eine zuverlässige Verschweißung zwischen beiden Schichten gewährleistet wird. Diesen Anforderungen entsprechen außer dem bereits erwähnten Polyethylen fallweise auch die weiteren zur Deckschicht 13, 15 genannten Polymere.
Sowohl die Innenschicht 17 als auch die Außenschicht 19 können als eine mono- oder mehrschichtige Coextrusionsfolie gebildet sein.
3 zeigt eine andere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Kunststofftube, deren Tubenlaminat 5 in seinem Aufbau eine starke Assymmetrie aufweist. Die hier gezeigte Ausführungsform unterscheidet sich von dem in 2 gezeigten Aufbau des Tubenlaminats 5 dadurch, dass die PGA-Schicht 9 nur einseitig mit der Deckschicht 15 über den Haftvermittler kontaktiert. Bei dieser Ausführungsform bildet die PGA-Schicht 9 die Innenseite des Tubenlaminats 5. Dadurch kontaktiert die Barriereschicht 7 das Füllgut der Kunststofftube 1 direkt mit der PGA-Schicht 9. Die erforderliche Steifigkeit des Tubenlaminats 5 wird in diesem Fall dadurch gewonnen, dass die Dicke der Deckschicht 15 bis auf 300 μm erhöht wird.
Auch in dieser Ausführungsform kann das Tubenlaminat 5 mittels Coextrusionstechnik hergestellt werden, während die PGA-Schicht 9 direkt aus der flüssigen Schmelze gewonnen wird.

Claims

Kunststofftube (1) mit einem Tubenkörper (3) aus einer mehrschichtigen Folie (5), die wenigstens einen gas- und wasserdichten Barrierefilm (7) aufweist, wobei der Barrierefilm (7) wenigstens eine Polyglycolic Acid (PGA)-Schicht (9) umfasst, die über eine Schicht aus einem Haftvermittler (11, 12) wenigstens einseitig mit wenigstens einer thermoplastischen Kunststoffschicht (13, 15) haftend verbunden ist, wobei – der Haftvermittler (11, 12) eine Metallverbindung aufweist und – die Schichtdicke des Haftvermittlers (11, 12) 100 bis 500 nm beträgt.
Kunststofftube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass auf beiden Seiten der PGA-Schicht (9) eine Schicht aus dem Haftvermittler (11, 12) angebracht ist, über die die PGA-Schicht (9) jeweils mit einer thermoplastischen Kunststoffschicht (13, 15) haftend verbunden ist.
Kunststofftube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Metallverbindung wenigstens eines der folgenden Metalle aufweist: Cr, AL, Ti, Ni, Mo, Fe, Legierungen dieser Metalle oder deren Oxid aufweist.
Kunststofftube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler (11, 12) durch Aufdampfung oder durch Ionenbeschuss auf die PGA-Schicht (9) aufgebracht ist.
Kunststofftube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler (11, 12) mit einem flüchtigen Lösungsmittel auf die PGA-Schicht (9) aufgebracht ist.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die thermoplastische Kunststoffschicht (13, 15) aus Polyolefin, Polyester, Polystyrene, Polyvinylchlorid, Polycarbonat, Polyamid oder Polyurethan besteht.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der thermoplastischen Kunststoffschicht (13, 15) 5 bis 100 μm beträgt.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der PGA-Schicht (9) 3 bis 30 μm beträgt.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierefilm (7) in Form einer coextrudierten Folie oder Castfolie hergestellt ist.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierefilm (7) auf der Innenseite der den Tubenkörper (3) bildenden mehrschichtigen Folie (5) mit einer Innenschicht (17) aus einem a-Olefin Copolymer, insbesondere einem linearen Polyethylen geringer Dichte (LLDPE), LMDPE (lineares Polyethylen mittlerer Dichte), LDPE (Polyethylen niedriger Dichte) oder HDPE (Polyethylen hoher Dichte) haftend verbunden ist.
Kunststofftube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Barrierefilm (7) auf der Außenseite der den Tubenkörper (3) bildenden mehrschichtigen Folie (5) mit einer Außenschicht (19) aus Polyolefin, insbesondere einem Polyethylen (PE) oder einem Polypropylen haftend verbunden ist.
Kunststofftube nach einem der Ansprüche 9 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die mehrschichtige Folie (5) mittels Coextrusion hergestellt ist.