DE19626968A1 - Behälter mit Druckausgleichsöffnung - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen im Coextrusionsblasverfahren herge­ stellten Behälter, bestehend aus einem im wesentlichen steifen Außenbehälter und einem leicht verformbaren Innenbeutel aus jeweils verschiedenartigen, keine Schweißverbindung miteinander eingehenden thermoplastischen Kunststoffen, mit einer Behälter­ öffnung und wenigstens zwei Druckausgleichsöffnungen in der Wand des Außenbehälters zum Druckausgleich im Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbeutel bei Kontraktion des Innen­ beutels, wobei beim Abquetschen von Überschußmaterial am Boden der Blasform der Innenbeutel durch eine Bodenschweißnaht ver­ schlossen und diese Bodenschweißnaht in den ebenfalls ver­ schlossenen Boden des Außenbehälters eingeklemmt ist.

Ein derartiger Behälter ist in der DE 41 39 555 C2 beschrieben. Bei diesem bekannten Behälter ist am Boden des Außenbehälters ein nach außen vorstehender Steg ausgebildet, in dem beim Schließen der Blasform Material des Außenbehälters zusammen­ geführt wird, da sich das Material des Innenbeutels infolge einer Stauwirkung im Bereich des vorstehenden Stegs von der Abquetschkante nach innen zurückzieht. Hierdurch gelangt Materi­ al des Außenbehälters über ein Teil der Höhe des vorstehenden Stegs miteinander in Berührung, wodurch eine geschlossene Schweißnaht entsteht. Die Bodenschweißnaht des Innenbeutels ist in dem anschließenden Bereich des Stegs verankert. Der Steg kann dabei beispielsweise eine etwa drachenförmige Querschnittsform haben, wobei aber auch andere, beispielsweise gewölbte Quer­ schnittsformen des Steges zu einer verschweißten Bodennaht des Außenbehälters führen können. Zu weiten Einzelheiten der Her­ stellung des vorbekannten Behälters wird auf die DE 41 39 555 C2 verwiesen.

Die Bodenschweißnaht des Innenbeutels kann aber auch auf andere Weise am Boden des Außenbehälters befestigt werden, beispiels­ weise mittels geeigneter Schieber in der Blasform.

Bei dem vorbekannten Behälter werden die Druckausgleichsöff­ nungen am Außenbehälter dadurch ausgebildet, daß der schlauch­ förmige Rohling beim Schließen der Blasform im Schulterbereich abgequetscht wird, wobei hier das Material ohne Ausbildung eines vorstehenden Steges glatt abgequetscht wird, so daß die beiden Materialschichten des Außenbehälters nicht in Berührung mitein­ ander gelangen, weil dies durch die dazwischen liegende Dop­ pelschicht des Innenbeutels verhindert wird. Damit entstehen bei dem vorbekannten Behälter im Schulterbereich zwei unverschweißte Nähte bei dem Außenbehälter, die sich vom Schulterbereich bis zum Halsbereich erstrecken.

Diese beidseitigen Druckausgleichsöffnungen liegen in Umfangs­ richtung des Behälters betrachtet an Stellen, die mit den Schnittpunkten der Bodenschweißnaht mit der Umfangsnaht des Behälters fluchten. Anders ausgedrückt, liegen diese Druckaus­ gleichsöffnungen in Umfangsrichtung auf den Schnittlinien einer durch die Mittellängsachse des Behälters und die Bodennaht gehenden Ebene mit der Umfangswand des Behälters.

Wenn oben von Schnittpunkten der Bodenschweißnaht mit der Um­ fangswand gesprochen ist, beinhaltet dies auch den Fall, daß sich die Bodenschweißnaht nicht über den gesamten Durchmesser des Behälters erstreckt, wodurch in diesem Fall die Schnitt­ punkte durch eine die Bodenschweißnaht verlängernde Linie gebil­ det sind.

Bei Abgabe des Behälterinhalts beispielsweise mittels einer Pumpe verringert sich das Volumen des Innenbeutels, und es tritt zum Druckausgleich Luft aus der Umgebung des Behälters in den Zwischenraum zwischen Innenbeutel und Außenbehälter ein. Dabei verbleibt in dem Behälter stets ein gewisser Unterdruck, der die Kontraktion des Innenbeutels aufrecht erhält.

Bei dem vorbekannten Behälter zieht sich der Innenbeutel im Horizontalschnitt, d. h. in einer zur Längsachse des Behälters senkrechten Ebene im wesentlichen sternförmig zusammen, wenn der Behälterinhalt ausgebracht wird. Dies bedeutet, daß sich der Innenbeutel an vier im wesentlichen jeweils paarweise gegenüber­ liegenden Stellen vom Außenbehälter löst, und zwar -in Umfangs­ richtung gesehen- an den Druckausgleichsöffnungen und an den hierzu um jeweils 90° versetzten Umfangsbereichen. Mit zunehmen­ der Kontraktion vergrößern sich dabei jeweils die vier abgelö­ sten Bereiche, so daß in etwa die oben angesprochene Sternform entsteht.

Diese Kontraktion an vier Seiten des Innenbeutels hat zur Folge, daß ein verhältnismäßig großer Unterdruck in dem Innenbeutel auftritt - und zwar natürlich ungeachtet dessen, daß durch die Druckausgleichsöffnungen Umgebungsluft in den Zwischenraum zwischen Außenbehälter und Innenbeutel eintritt - anders ausge­ drückt, ist eine verhältnismäßige große Kollabierkraft erforder­ lich, um diese sternförmige Kontraktion hervorzurufen und dann aufrecht zu erhalten.

Je größer das Vakuum innerhalb des Innenbeutels ist, umso größer ist jedoch auch die Permeation durch die Wand des Innenbeutels und die Gefahr der Undichtigkeit. Durch die Permeation kann die Qualität des Behälterinhalts beeinträchtigt werden, während bei Auftreten von Undichtigkeit durch eintretende Luft in den Beutel die Pumpe funktionsunfähig werden oder der Behälterinhalt aus­ laufen kann.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Behälter der betrachteten Art so weiter zu entwickeln, daß der Unterdruck verringert ist, der in dem Innenbeutel nach Abgabe von Füllsubstanz auftritt.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa­ tentanspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unter­ ansprüchen gekennzeichnet.

Bei dem erfindungsgemäßen Behälter sind - in Umfangsrichtung des Behälters betrachtet - zu beiden Seiten der Bodenschweißnaht jeweils wenigstens eine Druckausgleichsöffnung in dem Außen­ behälter ausgebildet, wobei alle Druckausgleichsöffnungen gegen­ über den Schnittpunkten der Bodenschweißnaht (oder deren Ver­ längerung) mit der Umfangswand des Außenbehälters versetzt sind. Bevorzugt ist dabei, daß die Druckausgleichsöffnungen um etwa 90° zu den Schnittpunkten versetzt angeordnet sind, obwohl die Erfindung hierauf nicht beschränkt ist.

Hierdurch wird erreicht, daß sich der Innenbeutel nicht mehr an vier etwa um 90° zueinander versetzten Bereichen von dem Außen­ behälter ablöst, sondern es bildet sich eine sogenannte "Hunde­ knochenform" bei der Kontraktion des Innenbeutels aus, bei der sich der Innenbeutel nur an zwei gegenüberliegenden Bereichen von der Wand des Außenbehälters abhebt, deren Zentrum etwa um 90° versetzt zu den oben genannten Schnittpunkten liegt. D.h., der Innenbeutel wird beidseitig zunehmend flacher zusammenge­ drückt, wobei die Mittelachse der zusammengedrückten Quer­ schnittsform in etwa mit der eingeklemmten Bodennaht des Innen­ beutels zusammenfällt.

Diese nicht mehr von vier, sondern von zwei Seiten aus erfolgen­ de Kontraktion des Innenbeutels hat zur Folge, daß der Unter­ druck in dem Innenbeutel gegenüber der Ablösung an mehr als zwei Bereichen erheblich verringert wird. Verringert sind sowohl die Kollabierkraft, die den Beutel in die "Hundeknochenform" zu­ sammenzieht, als auch der Unterdruck, der diese Form aufrecht erhält.

Infolgedessen wird die Permeation in den Innenbeutel verringert, die Gefahr von Undichtigkeit sinkt und die Restmenge in dem Innenbeutel wird verringert, die nicht austragbar ist.

Es versteht sich, daß die nur von zwei Seiten aus erfolgende Kontraktion des Innenbeutels nicht nur dadurch hervorgerufen werden kann, daß exakt um 90° zu den genannten Schnittpunkten versetzte Druckausgleichsöffnungen ausgebildet werden. Diese können sich vielmehr in einem vom jeweiligen Einzelfall bei­ spielsweise vom Material des Innenbeutels und dessen Wandstärke abhängigen Umfangsbereich befinden, der gegenüber den Schnitt­ punkten versetzt ist, beispielsweise durch jeweils zwei in Umfangsrichtung voneinander beabstandete Druckaus­ gleichsöffnungen, die paarweise um jeweils ca. 80° zu den Schnittpunkten versetzt sein können.

Wesentlich ist, daß sich die Druckausgleichsöffnungen bei dem erfindungsgemäßen Behälter in Umfangsrichtung gesehen nicht mehr in dem engeren Bereich der Schnittpunkte der Bodenschweißnaht mit der Umfangswand befinden, sondern möglichst in einem um 90° versetzten Bereich, so daß sich der Innenbeutel zumindest bei der anfänglichen Kontraktion nicht mehr im Bereich der Schnitt­ punkte ablöst. Dieser Umfangsbereich ist bevorzugt um 45° bis 135° zu den Schnittpunkten versetzt.

Wie gesagt, läßt sich der Unterdruck bei ansonsten gleichen Randbedingungen dadurch minimieren, daß zwei diametral gegen­ überliegende Druckausgleichsöffnungen in einer Ebene angeordnet sind, die im rechten Winkel zu der durch die Bodennaht und die Längsmittelachse des Behälters verlaufenden Ebene liegt.

Dabei können selbstverständlich auch mehrere Druckausgleichs­ öffnungen im Abstand übereinanderliegend auf jeder Seite der Bodenschweißnaht ausgebildet sein.

Diese Druckausgleichsöffnungen können durch längliche Einschnit­ te in die Wand des Außenbehälters gebildet sein, indem diese beispielsweise durch ein Messer, Stanzwerkzeug oder mit einem Laser in die Wand eingeschnitten sind, wobei ein verbleibender innerer Wandabschnitt anschließend durch Aufbringen einer Druck­ kraft aufgerissen werden kann. Dies kann beispielsweise bei einem Behälter, dessen Außenwand eine Wandstärke von ca. 0,7 bis 0,9 mm hat, in der Weise bewerkstelligt werden,daß mit einem auf einer Kreisbahn geführten Messer ein sichelförmiger Ein­ schnitt erzeugt wird, der die Wand bis auf eine restliche Si­ cherheits-Wandstärke von ca. 0,2 mm durchtrennt, die gewähr­ leistet, daß trotz der auftretenden Toleranzen der Innenbeutel nicht beschädigt werden kann. Anschließend kann beispielsweise ein Druckstempel so kräftig gegen die Außenwand an einer Seite des Schnitts gepreßt werden, daß der restliche Wandabschnitt aufplatzt. Auf ähnliche Weise kann eine Druckausgleichsöffnung mit einem Stanzwerkzeug oder mit einem Laser ausgebildet werden.

Die Druckausgleichsöffnungen können auch durch punktförmige Bohrungen oder Einstiche in die Wand des Außenbehälters gebildet sein, wobei die Einstechnadel mit einer zentralen Bohrung ver­ sehen sein kann, die mit einer Druckmediumquelle in Verbindung steht. Wenn die Einstechnadel die Wand des Außenbehälters durch­ dringt, wird im Augenblick des Durchtritts aus der Wand des Außenbehälters das Druckmedium, bei dem es sich beispielsweise um Luft, Wasser oder um ein Gel handeln kann, so fest gegen den Innenbeutel gedrückt, daß dieser zurückweicht, so daß der Innen­ beutel durch die Einstechnadel nicht beschädigt werden kann.

Zum Druckausgleich reichen sehr kleine, kapillarartige Öffnun­ gen, die auf die vorstehend beschriebene Weise an den gewünsch­ ten Stellen des Außenbehälters ausgebildet sein können.

Der erfindungsgemäße Behälter kann dabei ersichtlich ein soge­ nannter Weithalsbehälter sein, da die Druckausgleichsöffnungen nicht nur im Schulterbereich, sondern an jeder beliebigen Stelle des Außenbehälters ausgebildet werden können.

Die Erfindung wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher be­ schrieben. Dabei zeigen:

Fig. 1 einen Vertikalschnitt durch einen im Coextrusions­ blasen hergestellten Behälter der betrachteten Art;

Fig. 2 eine perspektivische Ansicht eines bekannten Behälters mit offenen Schulternähten;

Fig. 3 einen Horizontalschnitt durch den Behälter gemäß Fig. 2 oberhalb der eingeklemmten Bodennaht des Innenbeu­ tels in einem Zustand, in dem sich der Innenbeutel zusammengezogen hat;

Fig. 4 eine perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Behälters in einer Fig. 2 entsprechenden Darstellung und

Fig. 5 einen Horizontalschnitt durch den Behälter gemäß Fig. 4 in einer der Fig. 3 entsprechenden Darstellung.

Der in Fig. 1 dargestellte Behälter 1 enthält einen Behälterhals 2 und einen Schulterabschnitt 3. An der Behälteröffnung 4 kann eine Pumpe zum Ausbringen des Behälterinhalts befestigt sein, ohne daß die Erfindung hierauf beschränkt ist. Der Behälter kann auch als Quetschflasche ausgestaltet sein, bei der die Behälter­ wand von Hand zur Abgabe des Behälterinhalts zusammengedrückt wird, und der Behälter kann auch ein sogenannter Weithalsbehäl­ ter ohne Schulterabschnitt sein.

Am Boden des Behälters ist - bevorzugt infolge des Schließens der Blasform - ein vorstehender, querschnittlich etwa drachenförmiger Steg 5 ausgebildet, in dessen in der Figur unterem Bereich sich die Materialschichten des Außenbehälters 6 (siehe Fig. 3) berüh­ ren, da sich in dem Formhohlraum des Steges die beiden abge­ quetschten Material schichten des Innenbeutels 7 ein wenig von der Trennstelle nach oben zurückgezogen haben. Die beim Ab­ quetschvorgang gebildete Schweißnaht des Innenbeutels ist in dem oberen Bereich des Stegs 5 eingeklemmt und damit in axialer Richtung gehalten.

Fig. 2 zeigt einen bekannten Behälter, bei dem der zur Abgabe des Behälterinhalts erforderliche Druckausgleich in dem Zwi­ schenraum zwischen den Außenbehälter und dem Innenbeutel durch offene Schulternähte 8 des Außenbehälters 6 erfolgt, die durch einen glatten, steglosen Abquetschvorgang der Blasform in diesem Bereich ausgebildet sind.

Die offenen Schulternähte 8 liegen dabei in der vertikalen Ebene 9, die durch die Achse des Stegs 5 und die Mittellängsachse 10 des Behälters verläuft. Die Schnittpunkte dieser Ebene 9 mit der Umfangswand des Außenbehälters 6 sind in der Fig. 3 mit dem Bezugszeichen 11 bezeichnet.

Im Verlaufe der Abgabe des Behälterinhalts löst sich der Innen­ beutel 7 an vier zunehmend größer werdenden Bereichen von der Innenwand des Außenbehälters ab, und zwar an den die Schnitt­ punkte 11 umgebenden Bereichen 12, an denen - in Umfangsrichtung des Behälters gesehen die Luft zum Druckausgleich eintritt- sowie an hierzu um etwa 90° versetzten Bereichen 13. Dies hat zur Folge, daß sich eine sternartige Kontraktionsform des Innen­ behälters ausgebildet.

Das Zusammenziehen des Innenbehälters 7 von vier Seiten aus erfordert eine verhältnismäßig große Kollabierkraft, der ein ebenfalls verhältnismäßig großer Unterdruck in dem Innenbeutel entspricht, mit dem diese Kontraktionsform aufrecht erhalten wird. Die Folge sind eine verhältnismäßig große Permeation, Gefahr der Undichtigkeit des Innenbeutels 7 sowie eine verhält­ nismäßig große Restmenge, die nicht aus dem Innenbeutel austrag­ bar ist.

Fig. 4 zeigt in einer der Fig. 2 entsprechenden Darstellung einen erfindungsgemäßen Behälter 1. Dieser Behälter enthält keine offenen Schulternähte zum Druckausgleich, sondern an zur Ebene 9 bzw. zur Lage der offenen Schulternähte 8 gemäß Fig. 2 um einen Winkel a von jeweils 90° versetzt liegenden Stellen zwei Druckausgleichsöffnungen 14, die in Fig. 5 rein schema­ tisch markiert sind.

Da im Bereich der Schnittpunkte 11 keine Druckausgleichsöff­ nungen vorgesehen sind, löst sich bei Abgabe des Behälterinhalts der Innenbeutel 7 hier nicht von der Innenwand des Außenbehäl­ ters 6 ab, d. h. es entstehen keine Kontraktionsabschnitte 12 der sternförmigen Kontraktion gemäß Fig. 3. Der Innenbeutel 7 zieht sich nur von zwei Seiten zusammen, wobei dieser Bereich sich zunehmend um die Druckausgleichsöffnungen 14 herum ausbreitet und in Fig. 5 mit dem Bezugszeichen 15 gekennzeichnet ist. Dabei bildet sich zunehmend eine sogenannte "Hundeknochenform" der Innenbeutelkontraktion heraus.

Diese nur von zwei Seiten erfolgende Kontraktion des Innenbeu­ tels hat zur Folge, daß sie nur eine geringere Kollabierkraft erfordert, der ein ebenfalls geringerer Unterdruck zur Aufrech­ terhaltung der Kontraktionsform entspricht. Die Folge sind geringere Permeation, eine ebenfalls verringerte Gefahr der Undichtigkeit und eine kleinere Restmenge, die nicht austragbar ist.

Es wird betont, daß die nur von zwei Seiten erfolgende Kontrak­ tion natürlich nicht nur dadurch hervorgerufen werden kann, daß die Druckausgleichsöffnungen exakt um 90° zu den Schnittpunkten 11 versetzt ausgebildet sind. Wichtig ist, daß sich in dem näheren Umfangsbereich zu den Schnittpunkten 11 keine Druckaus­ gleichsöffnungen befinden, die ein Ablösen des Innenbeutels 7 von der Wand des Außenbehälters 6 in diesem Bereich verursachen können. Die zweiseitige Kontraktion läßt sich natürlich auch dadurch hervorrufen, daß zu beiden Seiten der Druckausgleichs­ öffnungen 14 weitere Druckausgleichsöffnungen ausgebildet sind, die aber einen genügenden Umfangsabstand von den Schnittpunkten 11 einhalten müssen.

Claims (6)

1. Im Coextrusionsblasverfahren hergestellter Behälter, beste­ hend aus einem im wesentlichen steifen Außenbehälter und einem leicht verformbaren Innenbeutel aus jeweils verschiedenartigen, keine Schweißverbindung miteinander eingehenden, thermoplasti­ schen Kunststoffen mit einer Behälteröffnung mit wenigstens zwei Druckausgleichsöffnungen in der Wand des Außenbehälters zum Druckausgleich im Zwischenraum zwischen dem Außenbehälter und dem Innenbeutel bei Kontraktion des Innenbeutels, wobei beim Abquetschen von Überschußmaterial am Boden der Blasform der Innenbeutel durch eine Bodenschweißnaht verschlossen und diese Bodenschweißnaht in eine ebenfalls verschlossene Bodenschweiß­ naht des Außenbehälters eingeklemmt ist, dadurch gekennzeichnet, daß alle Druckausgleichsöffnungen (14) an Stellen des Außen­ behälters (6) ausgebildet sind, die gegenüber den Schnittpunkten (11) der Bodenschweißnaht (5) mit der Umfangswand des Außen­ behälters (6) in Umfangsrichtung versetzt sind.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zu beiden Seiten der Bodenschweiß­ naht (5) wenigstens eine Druckausgleichsöffnung (14) ausgebildet ist.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens jeweils eine Druckaus­ gleichsöffnung (14) um etwa 90° versetzt zu den Schnittpunkten (11) ausgebildet ist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils wenigstens zwei Druckaus­ gleichsöffnungen im Abstand übereinanderliegend um etwa 90° versetzt zu den Schnittpunkten (11) ausgebildet sind.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsöffnungen (14) durch längliche Einschnitte in die Wand des Außenbehälters (6) ausgebildet sind.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckausgleichsöffnungen (14) durch punktförmige Bohrungen oder Einstiche in die Wand des Außenbehälters (6) ausgebildet sind.