DE202012102655U1

DE202012102655U1 - Kunststoff-Vorformling und Kunststoff-Aerosolbehälter sowie den Kunststoff-Aerosolbehälter umfassende Aerosol(ver)packung

Info

Publication number: DE202012102655U1
Application number: DE202012102655U
Authority: DE
Original assignee: La Seda de Barcelona SA
Current assignee: Plastipak BAWT SARL
Priority date: 2012-07-17
Filing date: 2012-07-17
Publication date: 2012-09-28
Anticipated expiration: 2022-07-18

Abstract

Kunststoffvorformling (1), der dazu geeignet ist, durch Streckblasen zu einem Aerosolbehälter (20) geformt zu werden, oder durch Spritzstreckblasen geformter Aerosolbehälter (20), wobei der Vorformling oder Behälter aus einem Polymer mit einer Grenzviskosität (intrinsic viscosity) von nicht unter 0,87 dl/g besteht.

Description

Technisches Gebiet.
Die beanspruchte Erfindung betrifft einen neuen – durch Spritzstreckblasen (injection stretch blow) geformten – Aerosolbehälter und einen neuen Kunststoffvorformling (plastic preform), der dazu geeignet ist, durch Streckblasen zu einem Aerosolbehälter geformt zu werden. Die Erfindung betrifft außerdem eine neue Kunststoff-Aerosolpackung zur Abgabe eines Aerosols oder eines anderen in vergleichbarer Weise unter Druck stehenden Produkts.
Stand der Technik.
Aerosolpackungen sind im Stand der Technik gut bekannt. Insbesondere umfassen Aerosolpackungen einen Aerosolbehälter, der ein Aerosol (oder ein anderes in vergleichbarer Weise unter Druck stehendes Produkt) enthält und mit einer Ventilabgabevorrichtung zur Abgabe des Aerosols ausgestattet ist. Aerosolpackungen mit einem Aerosolbehälter aus Kunststoff sind bspw. in US 2004/0149781 und WO 2007/140407 offenbart.
Der hier verwendete Begriff ”Aerosol” umfasst sowohl Aerosole im wörtlichen Sinne als auch andere Flüssigkeiten oder fließfähige Produkte, die wie Produkte in Aerosolform aus unter Druck stehenden Behältern abgegeben werden können. Derartige andere Flüssigkeiten oder fließfähige Produkte umfassen Schaum- oder Gelpräparate oder flüssige Produkte, die aus unter Druck stehenden Behältern abgegeben werden, jedoch nicht notwendigerweise in pulverisierter Form, ohne jedoch auf diese beschränkt zu sein.
Beispiele für typische Aerosol-Zusammensetzungen können insbesondere, jedoch nicht ausschließlich, Insektizide, Insektenschutzmittel, Haarsprays, Kosmetiksprays, Raumsprays, Reinigungspräparate, Rasierpräparate, einschließlich Schäume und Gele, umfassen.
Wenn ein Kunststoffbehälter zur Herstellung eines Aerosolbehälters verwendet wird, kann der durch das im Kunststoffbehälter befindliche Aerosol erzeugte hohe Innendruck in nachteiliger Weise zu mechanischen Verformungen des Kunststoff-Aerosolbehälters und schlimmer noch zum Bruch des Kunststoff-Aerosolbehälters führen. Dieses Problem mechanischer Verformungen und des Bruchs des Kunststoff-Aerosolbehälters infolge des hohen Innendrucks ist sogar noch kritischer, wenn der Behälter eine ästhetische und ergonomische Form mit einem konkaven Seitenwandgreifabschnitt aufweist, zum Beispiel der in 1 oder 2 der US 2004/0149781 oder zum Beispiel der in den 1, 5, 6B, 6C, 7A bis 7F, 8A, 8D, 8E, 8G, 8H von WO 2007/140407 dargestellte. Der konkave Seitenwand-Greifabschnitt ist tatsächlich unter hohem Innendruck im Vergleich zu einem Behälter, der einen zylindrischen Körper mit einer geraden Seitenwand oder einer konvexen Seitenwand aufweist, für mechanische Verformung anfälliger.
Dies ist der Grund dafür, warum ein Kunststoff-Aerosolbehälter druckfest sein muss, um dem durch das Aerosol erzeugten hohen Innendruck standzuhalten. Spezifischer müssen Kunststoff-Aerosolpackungen heute in der Europäischen Gemeinschaft den technischen Anforderungen des Standards FEA X6-647E genügen, der die Vorgaben der Aerosol Dispensers Directive 75/324/EEC (Richtlinie über Aerosolpackungen) erfüllt.
Ziel der Erfindung.
Ein Hauptziel (Hauptaufgabe) der Erfindung besteht darin, eine neue technische Lösung für einen druckfesten Kunststoff-Aerosolbehälter vorzuschlagen.
Kurzfassung der Erfindung.
Die Erfindung erfasst daher einen Kunststoffvorformling, der dazu geeignet ist, durch Streckblasen zu einem Kunststoff-Aerosolbehälter geformt zu werden, oder einen durch Spritzstreckblasen geformten Aerosolbehälter, wobei der Vorformling oder Behälter aus einem Polymer mit einer inneren oder Grenzviskosität (IV, intrinsic viscosity) von nicht unter 0,87 dl/g, bevorzugt nicht unter 0,9 dl/g und besonders bevorzugt nicht unter 0,94 dl/g besteht.
Die hierin verwendete Formulierung ”Grenzviskosität” (intrinsic viscosity) betrifft die Grenzviskosität des Polymers, gemessen nach dem Standardprüfverfahren ISO 1628.
Die Erfindung erfasst außerdem eine Aerosolpackung, die den vorstehend genannten, durch Spritzstreckblasen geformten Aerosolbehälter und eine Ventilabgabevorrichtung zur Abgabe eines im Aerosolbehälter enthaltenen Aerosols umfasst.
Kurzbeschreibung der Zeichnungen.
Weitere technische Merkmale und Vorzüge der (beanspruchten) Erfindung gehen genauer aus der folgenden genauen Beschreibung hervor, die nicht erschöpfende und nicht einschränkende Beispiele umfasst und auf die anhängenden Zeichnungen Bezug nimmt.
Es zeigt
1 einen Längs-Querschnitt eines Vorformlings als Preform, der/die geeignet ist, durch Streckblasen zu einem druckfesten Kunststoff-Aerosolbehälter geformt zu werden.
2 einen Längs-Querschnitt einer Aerosolpackung oder -verpackung.
Genaue Beschreibung
Bezug nehmend auf 2 umfasst die Aerosolpackung 2 einen druckfesten Aerosolbehälter 20, der durch eine Ventilabgabevorrichtung 21 bewusst hermetisch abgeschlossen ist. Die Ventilabgabevorrichtung 21 umfasst einen Verschluss 210, der die obere Öffnung 200 des Aerosolbehälters 20 abdeckt und dichtend am Hals 201 des Aerosolbehälters 20 angebracht ist. Der Verschluss 210 umfasst ein Ventilelement 211 mit einem sich axial erstreckenden Ventilstößel 212, der entweder nach unten gedrückt oder gekippt werden kann, um das im Behälter 20 enthaltene Aerosol freizugeben. Der Aufbau und die Funktionsweise der Ventilabgabevorrichtung 21 sind im Stand der Technik wohlbekannt und werden nicht im Detail beschrieben. Ein Fachmann auf dem Gebiet sei überdies auf die Offenbarung von US 2004/0149781 verwiesen.
Erfindungsgemäß ist der druckfeste Kunststoff-Aerosolbehälter 20 ein durch Spritzstreckblasen geformter Behälter.
1 zeigt einen Kunststoffvorformling 1, der dazu geeignet ist, durch Streckblasen zu einem druckfesten Kunststoff-Aerosolbehälter geformt zu werden.
Dieser Vorformling 1 besteht aus einem im Wesentlichen rohrförmigen Körper mit einer axialen Länge L₁, der an seinem unteren Ende geschlossen ist und an seinem oberen Ende eine Austrittsöffnung aufweist. Spezifischer umfasst der Vorformling 1 einen Halsabschnitt 10, welcher durch eine Austrittsöffnung 100 begrenzt ist, einen so genannten Angussabschnitt 12, welcher ein geschlossenes unteres Ende bildet, und einen Körperabschnitt 11, welcher sich zwischen dem Angussabschnitt 12 und dem Halsabschnitt 10 erstreckt. Der Halsabschnitt 10 umfasst einen vorspringenden Halstragring 101 größeren Durchmessers. Der Körperabschnitt 11 umfasst einen zylindrischen Hauptabschnitt 110 mit einer im Wesentlichen konstante Wandstärke WT und einem oberen Übergangsabschnitt 111.
Bei diesem speziellen Beispiel gemäß 1 besteht der Angussabschnitt 12 aus einem konvexen Abschnitt von im Wesentlichen halbkugelförmiger Gestalt und wird durch einen kleinen, mittigen, vorspringenden Anspritzpunkt 20 begrenzt. Die Größe dieses Anspritzpunkts 120 entspricht der Größe der Ausgabeöffnung der Heißkanaldüse, die zum Einspritzen des Kunststoffs in das Formwerkzeug verwendet wird. Die Gestalt des Angussabschnitts 12 muss nicht zwingend halbkugelförmig sein, der Angussabschnitt 12 kann vielmehr eine beliebige andere Gestalt haben und kann insbesondere beispielsweise konisch sein.
Wenn dieser Vorformling 1 (die Preform) in einem Formwerkzeug streckgeblasen wird, wird der Halsabschnitt 10 zum Halten des Vorformlings im Blasformwerkzeug verwendet und wird daher nicht gestreckt. Der Körperabschnitt 11 wird biaxial gestreckt (in Längsrichtung X und in Radialrichtung Y), um einen Behälterkörper größeren Umfangs zu formen. Der Angussabschnitt 12 wird ebenfalls biaxial gestreckt, um typischerweise die untere Basis des durch Spritzstreckblasen geformten Behälters zu bilden.
Im Rahmen der Erfindung kann ein ”einstufiges Verfahren” oder ein ”zweistufiges Verfahren” verwendet werden. Bei dem ”einstufigen Verfahren” wird der Streckblasschritt des Vorformlings in Reihe direkt nach dem ersten Einspritzschritt (Einspritzung des Vorformlings) durchgeführt. Bei dem ”zweitstufigen Verfahren” wird der Streckblasschritt des Vorformlings aufgeschoben und vor diesem Streckblasschritt eine Wiedererwärmung des Vorformlings durchgeführt.
Die endgültige Gestalt und Größe des Behälters hängt von dem verwendeten Blasformwerkzeug und den umgesetzten Streckverhältnissen ab. Der Vorformling 1 kann daher beispielsweise, aber nicht ausschließlich, streckgeblasen werden, um den druckfesten Aerosolbehälter 20 aus 2 herzustellen.
Die Erfindung ist jedoch nicht auf die spezifische Gestalt oder die spezifischen Abmessungen des Aerosolbehälters 20 gemäß 2 beschränkt.
Insbesondere ist die Basis 202 (2) des Aerosolbehälters 20 nicht notwendigerweise kugelförmig wie bei dem in 2 dargestellten Behälter, sondern kann eine beliebige Gestalt haben. Spezifischer kann die Basis 202 des Aerosolbehälters 20 auch eine Basis mit einer nach innen gerichteten, mittigen Kuppel, die gemeinhin auch als ”Champagner” Basis bezeichnet wird, oder eine ”petaloide” Basis sein, wie z. B. die Basis des Behälters gemäß 8D aus WO 2007/140407 .
Bei dem spezifischen Aerosolbehälter 20 gemäß 2 umfasst die Seitenwand des Behälters einen mittigen Hauptabschnitt 203, der konkav ist und eine Art Hyperboloidstruktur bildet, welche eine äußerst ergonomische Struktur vorsieht, die leicht durch einen Benutzer zu handhaben ist. Bei anderen Varianten kann die Seitenwand des Behälters 2 eine beliebige andere Form aufweisen, einschließlich geraden Wandabschnitten, konvexen Wandabschnitten, etc.
Erfindungsgemäß muss das zur Herstellung des Vorformlings 1 oder Behälters 2 verwendete Polymer, gemessen nach dem Standardprüfverfahren ISO 1628, eine Grenzviskosität von nicht unter 0.87 dl/g, bevorzugt nicht unter 0,9 dl/g und besonders bevorzugt nicht unter 0,94 dl/g aufweisen, um einen druckfesten, durch Spritzstreckblasen geformten Aerosolbehälter 20 zu erhalten, der hohem Innendruck standhalten und insbesondere die technischen Anforderungen des Standards FEA X6-647E für Kunststoff-Aerosolpackungen erfüllen kann.
Im Rahmen der Erfindung kann jeder Thermoplast verwendet werden, der eine Grenzviskosität von nicht unter 0,87 dl/g aufweist und zum Spritzstreckblasen geeignet ist. Unter diesen Thermoplasten sind jedoch Polyesterharze die besten Kandidaten.
Spezifischer sind zur Ausführung der Erfindung geeignete Polyesterharze diejenigen, die im Allgemeinen durch Polykondensation von Diolen und Dicarbonsäuren oder deren Estern erhalten werden.
Unter den zur Ausführung der Erfindung geeigneten Diolen sind zu nennen:
Ethylenglykol, Diethylenglykol, Propylenglykol, 1,3-Propandiol, 1,4-Butandiol, 1,3-Butandiol, 2,2-Dimethylpropandiol, Neopentylglykol, 1,5-Pentandiol, 1,2-Hexandiol, 1,8-Oktandiol, 1,10-Decandiol, 1,4-Cyclohexandimethanol, 1,5-Cyclohexandimethanol, 1,2-Cyclohexandimethanol oder Gemische derselben.
Unter den zur Ausführung der Erfindung geeigneten Dicarbonsäuren sind zu nennen:
Terephthalsäue, Isophthalsäure, Orthophthalsäure, 2,5-Naphthalendicarbonsäure, 2,6-Naphthalendicarbonsäure, 1,3-Naphthalendicarbonsäure, 2,7-Naphthalendicarbonsäure, Methylterephthalsäure, 4-4'-Diphenyldicarbonsäure, 2,2'-Diphenyldicarbonsäure, 4,4'-Diphenyletherdicarbonsäure, 4,4'-Diphenylmethandicarbonsäure, 4,4'-Diphenylsulfoncarbonsäure, 4,4'-Diphenylisopropylidendicarbonsäure, 5-Sulfoisophthalsäure, Oxalsäure, Bernsteinsäure, Adipinsäure, Sebacinsäure, Azelainsäure, Dodecandicarbonsäure, Dimersäure, Maleinsäure, Fumarsäure und alle aliphatischen Disäuren, Cyclohexandicarbonsäure. Die Dicarbonsäuren können in versterter Form, zum Beispiel über Methoxy oder Ethoxy, in das Polykondensationsmedium eingebracht werden.
Die bevorzugten Polyester zur Ausführung der Erfindung sind Polyethylenterephthalat (PET), dessen Homo- oder Copolymere und Gemische daraus.
Verschiedene Muster einschichtiger, durch Spritzstreckblasen geformter Behälter mit derselben Gestalt und denselben Abmessungen und spezifischer mit einer Hyperboloidstruktur der Seitenwand ähnlich dem Behälter gemäß 2, wurden mit verschiedenen PET-Harzen hergestellt.
Eine erste Charge von Behältern wurde aus einem PET-Harz mit Standardqualität, d. h. mit einer Grenzviskosität von 0,82 dl/g, hergestellt.
Eine zweite Charge von Behältern wurde aus einem PET-Harz mit einer Grenzviskosität von 0,96 dl/g hergestellt. Das PET-Harz war ein PET-Copolymer, das von Artenius Tech Polymers unter der Handelbezeichnung ”Artenius HOT” vermarktet wird.
Eine dritte Charge von Behältern wurde aus einem PET-Harz mit einer Grenzviskosität von 1,15 dl/g hergestellt. Das PET-Harz war ein PET-Copolymer, das von Artenius Tech Polymers unter der Handelbezeichnung ”Artenius CARE” vermarktet wird.
Die Behälter der ersten Charge halten keinem hohen Innendruck stand und verformen sich in nachteiliger Weise unter hohem Innendruck. Im Besonderen können die Behälter der ersten Charge nicht sicher zur Herstellung eines Aerosolbehälters verwendet werden, der die technischen Anforderungen des Standards FEA X6-647E erfüllt.
Im Gegensatz dazu, zeigen die Behälter der zweiten und dritten Charge, aufgrund der Verwendung von PET-Harz höherer Grenzviskosität, unter Einwirkung von hohem Innendruck eine bessere Verformungsbeständigkeit. Die Verformungsbeständigkeit der Behälter der dritten Charge war höher als die Verformungsbeständigkeit der Behälter der zweiten Charge. Insbesondere die Behälter sowohl der zweiten Charge als auch der dritten Charge können sicher zur Herstellung eines Aerosolbehälters verwendet werden, der die technischen Anforderungen des Standards FEA X6-647E erfüllt.
Darüber hinaus kann, aufgrund der Verwendung von Polymeren höherer Grenzviskosität, ein Vorformling 1 mit einer größeren Wandstärke WT und geringeren axialen und radialen Streckverhältnissen in vorteilhafter Weise ausgeführt werden.
Spezifischer haben die obigen Versuche gezeigt, dass bevorzugte Eigenschaften des Vorformlings 1 oder Behälters 2 die nachfolgend genannten sind.
Die Wandstärke (WT) des zylindrischen Hauptkörperabschnitts 11 des Vorformlings 1 beträgt bevorzugt nicht unter 4 mm und besonders bevorzugt nicht unter 4,2 mm. Diese Wandstärke (WT) des Vorformlings 1 beträgt bevorzugt auch nicht mehr als 4,5 mm.
Das axiale Streckverhältnis S_a des Aerosolbehälters beträgt bevorzugt nicht mehr als 2,5 und bevorzugt nicht mehr als 2,2.
Dieses axiale Streckverhältnis (S_a) wird standardmäßig bewusst durch die folgende Formel definiert: S_a = L / l wobei L die vom Behälter entwickelte Länge (2) und l die von der Vorformling-Neutralfaser entwickelte Länge ist (1).
Das radiale Streckverhältnis (S_r) des Aerosolbehälters beträgt nicht mehr als 3 und bevorzugt nicht mehr als 2,5.
Dieses radiale Streckverhältnis (S_r) wird standardmäßig bewusst durch die folgende Formel definiert: S_r = D / d wobei D der maximale Außendurchmesser des Behälters (siehe 2) und d der maximale Außendurchmesser des Vorformlings D (1) abzüglich der Wandstärke WT ist (d = D_p – WT).
Das Gesamtstreckverhältnis (S) des Aerosolbehälters beträgt bevorzugt nicht mehr als 9 und bevorzugt nicht mehr als 6.
Dieses Gesamttreckverhältnis (S) wird standardmäßig bewusst durch die folgende Formel definiert: S = S_a × S_r
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

US 2004/0149781 [0002, 0005, 0015]
WO 2007/140407 [0002, 0005, 0024]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

ISO 1628 [0009]
ISO 1628 [0026]

Claims

Kunststoffvorformling (1), der dazu geeignet ist, durch Streckblasen zu einem Aerosolbehälter (20) geformt zu werden, oder durch Spritzstreckblasen geformter Aerosolbehälter (20), wobei der Vorformling oder Behälter aus einem Polymer mit einer Grenzviskosität (intrinsic viscosity) von nicht unter 0,87 dl/g besteht.
Vorformling oder Behälter nach Anspruch 1, der aus einem Polymer mit einer Grenzviskosität von nicht unter 0,9 dl/g und bevorzugt nicht unter 0,94 dl/g besteht.
Vorformling oder Behälter nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei das Polymer ein Polyesterharz umfasst.
Vorformling oder Behälter nach Anspruch 3, wobei das Polyesterharz ein PET-Homo- oder Copolymer umfasst.
Vorformling nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der einen Halsabschnitt (10), welcher durch eine Austrittsöffnung (100) begrenzt ist, einen Angussabschnitt (12), welcher ein geschlossenes unteres Ende bildet, und einen Körperabschnitt (11) umfasst, welcher sich zwischen dem Angussabschnitt (12) und dem Halsabschnitt (10) erstreckt, und wobei der Körperabschnitt (11) einen zylindrischen Hauptabschnitt (110) mit einer Wandstärke (WT) von nicht unter 4 mm und bevorzugt nicht unter 4,2 mm umfasst.
Vorformling nach Anspruch 5, wobei die Wandstärke (WT) des zylindrischen Hauptabschnitts (110) nicht mehr als 4,5 mm beträgt.
Durch Spritzstreckblasen geformter Aerosolbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, der ein axiales Streckverhältnis (S_a) von nicht mehr als 2,5 und bevorzugt nicht mehr als 2,2 aufweist.
Aerosolbehälter nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 7, der ein radiales Streckverhältnis (S_r) von nicht mehr als 3 und bevorzugt nicht mehr als 2,5 aufweist.
Aerosolbehälter nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 7, 8, der ein Gesamt-Streckverhältnis (S) von nicht mehr als 9 und bevorzugt nicht mehr als 6 aufweist.
Aerosolbehälter nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, der einen konkaven Seitenwand-Greifabschnitt (203) aufweist.
Aerosol(ver)packung (2) mit einem durch Spritzstreckblasen geformten Aerosolbehälter (20) nach einem der Ansprüche 1, 2, 3, 4, 7, 8, 9, 10 und einer Ventil-Abgabevorrichtung (21), angepasst zur Abgabe eines im Aerosolbehälter enthaltenen Aerosols.