DE102005016409A1

DE102005016409A1 - Verfahren zum Herstellen einer Kunststofftube

Info

Publication number: DE102005016409A1
Application number: DE102005016409A
Authority: DE
Inventors: Erwin Dipl.-Ing. Mühlbauer (FH); Georg Dipl.-Ing. Decker (FH)
Original assignee: Linhardt Metallwarenfabrik GmbH and Co KG
Current assignee: Linhardt Metallwarenfabrik GmbH and Co KG
Priority date: 2005-04-08
Filing date: 2005-04-08
Publication date: 2006-10-12

Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein neuartiges Verfahren zum Herstellen einer Tube mit einem einen Tubeninnenraum begrenzenden Tubenkörper, der an einem Ende in eine Tubenschulter mit einer Tubenöffnung übergeht, wobei zumindest der Tubenkörper und die Tubenschulter mehrlagig, bestehend aus einer äußeren und einer inneren Schicht aus Kunststoff und einer dazwischenliegenden Metallschicht, ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Herstellen einer Kunststofftube gemäß Oberbegriff Patentanspruch 1 und dabei speziell auf ein Verfahren zum Herstellen einer Kunststofftube mit einer zumindest in der Wandung des Tubenkörpers sowie der Tubenschulter vorgesehenen Metallschicht als Sperrschicht.

Kunststofftuben, insbesondere auch Kunststofftuben mit einer metallischen Sperrschicht sind grundsätzlich bekannt. Ihre Herstellung erfolgt in der Regel so, dass der zylinderförmigen Tubenkörper aus einem mehrlagigen, die metallische Sperrschicht als eine Lage oder Schicht enthaltenden Flachmaterial durch Rollen und durch anschließendes Verschweißen entlang einer sich in Tubenlängsrichtung erstreckenden Mantellinie gefertigt wird. Die den Tubennippel mit der Tubenöffnung aufweisende Tubenschulter wird als gesondertes Kunststoff-Formteil hergestellt und mit dem Tubenkörper verbunden. Nachteilig ist bei diesen bekannten Kunststofftuben u.a., dass die metallische Sperrschicht ausschließlich in der zumindest bei der Herstellung kreiszylinderförmigen Wandung des Tubenkörpers vorgesehen ist, nicht aber auch in der Tubenschulter, und dass der Tubenkörper nicht nahtlos hergestellt ist, sondern aus dem Flachmaterial durch Rollen und Verschweißen, so dass dann auch die von der Metallschicht gebildete Sperrschicht nicht absolut dicht ausgeführt ist, sondern ebenfalls eine Naht aufweist.

Grundsätzlicher Vorteil von Tuben aus Kunststoff gegenüber solchen aus Metall ist, dass der Tubenkörper von Kunststofftuben weitestgehend elastisch ist, und zwar derart, dass der Tubenkörper auch einer gefüllten Tube nach einem beispielsweise manuellen Eindrücken und Wieder-Loslassen seine ursprüngliche Form wieder annimmt, der Tubenkörper also nicht bleibend einknickt oder eingedrückt verbleibt, wie dies bei Tuben aus Metall der Fall ist und dort vielfach als störend empfunden wird.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren aufzuzeigen, mit dem es möglich ist, Kunststofftuben mit einer metallischen Sperrschicht und unter Beibehaltung der Vorteile von derartigen Kunststofftuben rationell mit nicht unterbrochener metallischer Sperrschicht zu fertigen. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren entsprechend dem Patentanspruch 1 ausgebildet.

Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die mit dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Tuben weisen im Bereich des Tubenkörpers sowie der Tubenschulter eine mehrschichtige Wandung auf, und zwar bestehend aus einer äußeren und einer inneren Kunststoffschicht sowie aus einer dazwischenliegenden nicht unterbrochenen metallischen Sperrschicht, die sich kontinuierlich vom Tubenkörper in die Tubenschulter fortsetzt. Durch entsprechende Wahl der Schichtdicken und der verwendeten Materialien ist weiterhin dafür gesorgt, dass zumindest im Bereich des Tubenkörpers die Elastizität und/oder Härte der Tube ausschließlich oder nahezu ausschließlich durch die Kunststoffschichten bestimmt sind, d.h. die Metallschicht dazwischen für die Elastizität und/oder Härte der Tube keinen oder im Wesentlichen kein Beitrag liefert.

Die Kunststoffschichten besitzen eine Dicke deutlich größer 15 μm, vorzugsweise eine Dicke im Bereich zwischen 50 μm und 150 μm. Die Dicke der metallischen Sperrschicht liegt im Bereich zwischen 80 μm und 170 μm.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Figuren an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen:
1 in vereinfachter Darstellung und im Schnitt eine Tube gemäß der Erfindung;
2 ein Schnitt durch die Wandung Tube der 1;
3 in schematischer Darstellung die verschiedenen Verfahrensschritte beim Herstellen der Tube der 1.
Die in den Figuren allgemein mit 1 bezeichnete Tube ist als Kunststoff/Metall-Verbundtube ausgebildet und ist als Verpackung für unterschiedlichste, beispielsweise pastöse oder cremeartige Produkte geeignet, insbesondere auch für solche im Bereich Gesundheitspflege, Kosmetik und Medizin.
Die Tube 1 besteht von ihrer äußeren Form her in bekannter Weise aus einem nach der Herstellung und vor dem Füllen und Verschließen der Tube an einem Ende offenen zylinderförmigen Tubenkörper 2, der am anderen Ende in die sich kegelförmig verjüngende Tubenschulter 3 mit dem Tubennippel 4 übergeht. Der Tubennippel 4 ist bei der dargestellten Ausführungsform mit dem üblichen Außengewinde zum Aufschrauben eines nicht dargestellten Tubenverschlusses versehen und bildet die spätere Tubenöffnung 5, die im Originalzustand der gefüllten und verschlossenen Tube durch eine dünne Membran 6 verschlossen ist.
Wie die 2 zeigt, ist die Wandung der Tube im Bereich des Tubenkörpers und der Tubenschulter 3 nahtlos mehrlagig ausgebildet, und zwar bestehend aus einer äußeren Schicht 7 und einer inneren Schicht 8 jeweils aus einem geeigneten Kunststoff und aus einer zwischen diesen Schichten angeordneten weiteren Schicht 9, die als Sperrschicht aus Metall ausgeführt ist. Sämtliche Schichten 7–9 sind nahtlos ausgebildet, d. h. sie erstrecken sich jeweils nahtlos bzw. kontinuierlich um den gesamten Umfang sowie über die gesamte Länge der Tube 1, einschließlich zumindest Tubenkörper 2 und Tubenschulter 3. Weiterhin setzen sich die Metallschicht 9 sowie zumindest die die Innenseite der Tube 1 bildende Schicht 8 auch im Nippel 4 fort, wobei die Membrane 6 bei der dargestellten Ausführungsform einstückig mit der Schicht 9 bzw. aus dem Material der Schicht 9 geformt ist.
Die Dicke der Schichten 7 und 8 sowie der Schicht 9 sind so gewählt, dass die Elastizität und Härte der Tube 1 und insbesondere auch des Tubenkörpers 2 im Wesentlichen nur durch die Härte oder Elastizität der aus Kunststoff bestehenden Schichten 7 und 8 bestimmt sind, und hierbei insbesondere auch die Elastizität des Tubenkörpers 2 derjenigen von reinen Kunststofftuben entspricht, d. h. der Tubenkörper 2 bei einem Zusammendrücken zwar elastisch verformt, nach dem Loslassen aber wieder seine ursprüngliche Form annimmt. Weiterhin sind die Schichten 7 und 8 so ausgebildet, dass die Tube 1 nach dem Füllen an ihrem der Tubenschulter 3 entfernt liegenden Seite in der üblichen Weise durch Verschweißen verschlossen werden kann.
Die Schichten 7 und 8 besitzen hierfür eine Dicke deutlich größer als 15 μm, beispielsweise im Bereich zwischen 70 μm und 80 μm. Die Dicke der Schicht 9 liegt z. B. in der Größenordnung zwischen 80 μm und 150 μm.
Als Material für die Schichten 7 und 8 eignet sich ein thermoplastischer Kunststoff, z.B. PUR. Für die Metallschicht 9 eignet sich beispielsweise Aluminium oder eine Aluminiumlegierung, insbesondere auch eine Aluminiumlegierung, wie sie üblicherweise für Metall-Tuben verwendet wird. Die Tube 1 wird in der üblichen Weise von dem offenen Ende des Tubenkörpers 2 her gefüllt und dann verschlossen, beispielsweise durch Verschweißen.
Die 3 zeigt verschiedene Verfahrensschritte beim Herstellen der Tube 1.
In einem ersten Verfahrensschritt (Position a der 3) wird zunächst aus einer Ronde 10 aus dem für die Metallschicht 9 verwendeten Material in einem nicht dargestellten Press- und Formwerkzeug im Wesentlichen bestehend aus Matrize und Stempel ein Rohling 11 hergestellt, der der die Metallschicht 9 einschließlich Nippel 4 und Membrane 6 bildet und in seiner Form der Form der Tube 1 entspricht.
Der Rohling 11 wird anschließend (Position b der 3) bei einer Temperatur, beispielsweise bei einer Temperatur von etwa 600°C geglüht, sodass er anschließend nur noch eine sehr reduzierte Härte aufweist.
In einem weiteren Verfahrensschritt (Position c der 3) wird dann der an der Außenfläche des Nippels 4 in einer Halterung 12 eingespannte Rohling 11 in einem Pulverbeschichtungsverfahren außen und innen mit einem die späteren Schichten 7 und 8 bildenden Auftrag 7.1 und 8.1 aus einem Kunststoffpulver in ausreichender Dicke versehen, beispielsweise mit PUR-Pulver beschichtet.
Hierfür wird von dem offenen Ende des Rohlings 11 her in diesen eine Düsenanordnung 13 eingeführt, über die das Kunststoffpulver auf die Innenseite des Rohlings 11 zur Bildung des Auftrags 8.1 aufgebracht wird. Mit einer Düsenanordnung 14 erfolgt das Aufbringen des Auftrags 7.1 auf die gesamte Außenfläche des Rohlings 11, und zwar bei der dargestellten Ausführungsform mit Ausnahme der Außenfläche des Nippelbereichs, an dem der Rohling 11 in der Halterung 12 gehalten ist. In einem weiteren Verfahrensschritt erfolgt durch Erhitzen die Ausbildung der Schichten 7 und 8 aus den Pulver-Aufträgen 7.1 und 8.1.
Der Vorteil der mit diesem Verfahren hergestellten Tuben 1 besteht u. a. darin, dass sie die mechanischen Eigenschaften von Kunststofftuben aufweisen, bezüglich der Schichten 8–9 nahtlos hergestellt sind, insbesondere auch mit einer nahtlosen, von der Metallschicht 9 gebildeten Sperrschicht, die sich insbesondere auch nahtlos vom Tubenkörper 2 bis in den Tubennippel 4 erstreckt.
Die Erfindung wurde voranstehend an einem Ausführungsbeispiel beschrieben. Es versteht sich, dass zahlreiche Änderungen sowie Abwandlungen möglich sind, ohne dass dadurch der der Erfindung zugrunde liegende Erfindungsgedanke verlassen wird.

1: Tube
2: Tubenkörper
3: Tubenschulter
4: Nippel
5: Tubenöffnung
6: Membran bzw. Originalitätsverschluss
7, 8: Kunststoffschicht
9: Metallschicht
10: Ronde
11: Rohling
12: Halterung
13, 14: Düsen für Pulverbeschichtung
7.1, 8.1: Pulver-Auftrag

Claims

Verfahren zum Herstellen einer Tube mit einem einen Tubeninnenraum begrenzenden Tubenkörper (2), der an einem Ende in eine Tubenschulter (3) mit einer Tubenöffnung (5) übergeht, wobei zumindest der Tubenkörper und die Tubenschulter mehrlagig bestehend aus einer äußeren und einer inneren Schicht (7, 8) aus Kunststoff und einer dazwischenliegenden Metallschicht (9) ausgebildet ist, gekennzeichnet durch die Herstellung eines Rohlings (11) mit einer der Form der Tube (1) entsprechenden Formgebung durch Press-Formen aus Metall sowie durch Aufbringen der Kunststoffschichten (7, 8) auf die Außen- und Innenfläche des Rohlings durch ein Pulver-Beschichtungs-Verfahren.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Material für die Kunststoffschichten (7, 8) und/oder die Schichtdicken so gewählt werden, dass die Elastizität und/oder Härte zumindest des Tubenkörpers (2) ausschließlich oder im Wesentlichen ausschließlich durch die Elastizität und/oder Härte der Kunststoffschichten (7, 8) bestimmt sind.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (11) mit einem kreiszylinderförmigen oder im Wesentlichen kreiszylinderförmigen, der Formgebung des Tubenkörpers (2) entsprechenden Abschnitt hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (11) mit einem der Form der Tubenschulter (3) entsprechenden kegelförmigen Abschnitt hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling mit einem dem Nippel der Tube (1) entsprechenden Abschnitt hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoffschichten mit einer Dicke wesentlich größer 15 μm, vorzugsweise mit einer Dicke im Bereich zwischen 50 μm und 150 μm hergestellt werden.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (11) mit einer Dicke im Bereich zwischen 80 μm–170 μm hergestellt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Rohling (11) nach dem Formpressen zur Reduzierung der Härte erhitzt bzw. geglüht wird, beispielsweise bei einer Temperatur größer 500°C.