DE2300807A1

DE2300807A1 - Tuben

Info

Publication number: DE2300807A1
Application number: DE2300807A
Authority: DE
Inventors: Kenneth Ronald Ericson; Ernest Samuel Smith
Original assignee: Procter and Gamble Co
Current assignee: Procter and Gamble Co
Priority date: 1972-01-10
Filing date: 1973-01-09
Publication date: 1973-07-19
Also published as: FR2167853B1; CA984796A; PH10807A; IT976770B; GB1358823A; JPS4881681A; BE793863A; NL7300274A; FR2167853A1

Description

PATENTANWALT DR. HANS-GUNTHER EGGERT, DIPLOMCHEMIKER

5 KÖLN 51, OBERLÄNDER UFER 90 2300807

Köln, den lo.Jan. Eg/Ax

The Procter & Gamble Company, 3ol East Sixth Street, Cincinnati, Ohio, USA

Tuben

Die Erfindung betrifft Tuben, die aus einem Laminat bestehen, das zwei getrennte Lagen einer Metallfolie enthält.

Bis vor kurzem wurde der größte Teil der handelsüblichen Tuben aus Blei und anderen ähnlichen Werkstoffen berge-· stellt. Insbesondere das Blei hat eine einzigartige Kombination von Eigenschaften, die es für die Verwendung in solchen Tuben gut geeignet machen. Es ist genügend fest, um das in einer Tube aus Blei enthaltene Füllgut zu schützen, während es genügend deformierbar ist, um es aufzuwickeln. Außerdem hat Blei eine extrem niedrige Streckgrenze, so daß es im aufgewickelten Zustand bleibt.

Zwei der Hauptmerkmale, die zur Beschreibung von Tuben dienen, ist ihr "Körper", d.h. das Gefühl der Festigkeit der Tube, das am besten durch die zum Aufwickeln der Tube erforderliche Kraft gemessen werden kann, und die •'Totfalte" der Tube, d.h. das Beharrungsvermögen der entleerten Basis im aufgewickelten Zustand. Wie bereits erwähnt, haben Bleituben sowohl gute Festigkeit als auch ein gutes Beharrungsvermögen im aufgewickelten Zustand, und die Vertrautheit der Verbraucher mit diesen Eigenschaften machten sie zum Maßstab, an dem andere Tuben bezüglich dieser Eigenschaften gemessen werden.

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Bleituben haben gewisse Nachteile, z.B. ihre Neigung zum Reißen und die Notwendigkeit, sie zu "beschichten, damit sie mit gewissen Füllgütern verträglich sind. Demzufolge war man ständig auf der Suche nach brauchbaren Ersatzwerkstoffen für BIeitüben*

Verschiedene Polymerisate, d.h« Kunststoffe, wurden als möglicher Ersatz für Bleituben in Erwägung gezagen. Kunststoffe haben jedoch nicht die erforderliche niedrige Streckgrenze,· um der Tube ein ausreichendes Beharrungsvermögen im aufgewickelten Zustand zu verleihen. Außerdem sind Kunststoffe nicht undurchlässig für Sauerstoff und Wasserdampf,' so daß sie für die Verpackung vieler Handelsprodukte, z.B. Zahnpasta, nicht in Frage kommen.

Verschiedene Laminate mit unterschiedlichem Aufbau -wurden daher als Ersatz für Bleituben ausprobiert. Bei der Ausbildung solcher Laminate wurde jede Materialschicht im allgemeinen als Mittel zur Erzielung eines einzigen Zweckes angesehen. Beispielsweise wird häufig eine Einzelschicht aus einer Metallfolie als hauptsächliche tragende Einheit der Tube verwendet. Zusätzliche Materiallagen wurden dann zugefügt, um die verschiedenen Sperreigenschaften oder eine geeignete bedruckbare Oberfläche zu erhalten. In gleicher Weise werden andere Materialien, von denen jedes jeweils eine einzige Aufgabe hat, zugefügt, wobei ein Gesamtlaminat erhalten wurde, das in gewissen Fällen bis zu acht getrennte Schichten aufwies.

Als Folge des Lösungsweges, jede Schicht einer aus einem Laminat bestehenden Tube getrennt zu betrachten, wie dies bisher der Fall war, schlossen die bisherigen Tuben eine Anzahl naturgegebener Kompromisse in sich, bedingt hauptsächlich dadurch, daß es nicht möglich war, die "Totfalte" und die Festigkeit unabhängig zu verändern.

Es wurde gefunden, daß ein Laminat, das zwei Schichten von Metallfolien enthält, es ermöglicht, das Beharrungsver*-

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mögen im aufgewickelten Zustand und die Festigkeitseigenschaften im wesentlichen unabhängig voneinander zu verändern und daher Tuben sowohl mit erwünschter "Totfalte" als auch gewünschten Festii£keitseigenschaften herzustellen. Außerdem ermöglicht die Erfindung die Erzielung dieser Ergebnisse unter .Verwendung verringerter Mengen an verhältnismäßig teurer Metallfolie.

Gegenstand der Erfindung sind demgemäß aus einem Laminat bestehende Tuben, die ähnlich wie Bleituben gute Festigkeitseigenschaften und gutes Beharrungsvermögen im aufgewickelten Zustand haben und so aufgebaut sind, daß sie unter Verwendung geringerer Mengen an Metallfolie hergestellt werden können, und die leicht nach üblichen Verfahren herstellbar sind.

Diese und andere Eigenschaften werden bei Tuben erreicht, die aus einer Tubenschulter mit Mündung zur Entnahme des Füllgutes und einem sich an die Schulter anschließenden Behälterteil bestehen, der aus einem Laminat hergestellt

einer
ist, das aus/inneren Polymerschicht, einer darüber gelegten und damit verklebten ersten Schicht aus einer Metallfolie, einer zweiten Polymerschicht, die über die erste Metallfolienschicht gelegt und damit verklebt ist, und einer zweiten Schicht aus einer Metallfolie besteht, die über die zweite Polymerschicht gelegt und damit verklebt ist. Dieses Laminat wird zu einem zylindrischen Behälter geformt, indem das Laminat in einer Windung so gerollt wird, daß die Längskanten sich berühren, und eine Längsnaht oder ein Längsfelz im Bereich dieser Kanten gebildet wird. Der hier gebrauchte Ausdruck "Polymerisat" umfaßt auch "Copolymerisate¹¹.

Die Erfindung wird nachstehend in Verbindung mit den Abbildungen beschrieben.

Fx£.1 zeigt als Seitenansicht eine bevorzugte Ausführungsform der Tube gemäß der Erfindung.

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«. 4- —

Fig.2 zeigt einen Querschnitt durch das die in Fig.1 dargestellte Tube bildende Laminat längs der Linie 2-2.

Pig.3 ist ein Längsschnitt durch die in Fig.1 dargestellte Tube längs der Linie 3-3.

.4a bis 4g zeigen schematisch als Seitenansichten eine Reihe von laminierten Tuben und veranschaulichen die Basis für die Zuordnung von Bewertungsziffern für das Beharrungsvermögen der Basis der Tube im aufgewickelten Zustand oder die Rückfederungseigenschaften.

Pig.5 ist eine graphische Darstellung, die den Einfluß einer Veränderung der Abmessungen der Schichten in den die Tuben gemäß der Erfindung bildenden Laminaten auf den "Körper" oder die Festigkeit veranschaulicht.

Pig.6 zeigt graphisch die vorausgesagten Bewertungsziffern gegenüber den beobachteten Bewertungsziffern des Beharrungsvermögens der Basis im aufgewickelten Zustand oder des Rückfederungsverhaltens.

In Pig. 1 ist eine aus einem Laminat hergestellte erfindungsgemäße Tube 10 dargestellt. Die Tube 10 besteht aus einer Schulter 26, die vorgeformt oder durch Spritzgießen an den Behälterteil angeformt werden kann und eine Mündung 18 (in Pig.3 dargestellt) für die Entnahme des Füllgutes und ein Gewinde 1? zum Aufschrauben einer (nicht dargestellten) üblichen Verschlußkappe aufweist. An die Tubenschulter 26 schließt sich der Behälterteil 11 an. Der Behälterteil 11 besteht aus einem Laminat, das im Querschnitt in Fig.2 dargestellt ist und zu einem zylindrischen Körper geformt wird, indem das Material einmal gerollt und an einer Längsnaht oder Längsfalz im überlappten Bereich zwischen den sich gegenüberliegenden Rändern 15 und 16 des Laminats verbunden wird. Ein Querfalz 27 wird am unteren Ende des Behälterteils 11 nach beliebigen üblichen Verfahren gebildet.

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Fig.2 zeigt die in Fig.1 dargestellte Tube 10 im Querschnitt und veranschaulicht das Laminat, das die Tubenhülse 11 bildet. Die Tubenhülse 11 weist eine Innenschicht 20 auf, die aus einem Polymerisat besteht, das nach seiner Verträglichkeit mit dem Füllgut der Tube gewählt wird. Geeignet sind beispielsweise Polyäthylen, Copolymerisate von Äthylen mit Vinylacetat oder Acrylsäure und Ionomere, z.B. das Produkt der Handelsbezeichnung "Surlyn" (Hersteller B.I. duPont de Nemours & Go*). Auch andere bekannte Materialien dieser Art können verwendet werden. Mit der inneren Polymerschicht 20 ist eine erste Schicht aus einer Metallfolie 21 verbunden. Als Metallfolie wird vorzugsweise eine handelsübliche Aluminiumfolie verwendet, die zu einem "extraweichen" Zustand geglüht worden ist. Eine zweite Polymerschicht 22 ist mit der ersten Metallfolienschicht 21 sowie mit einer zweiten Lage aus einer Metallfolie 23 verbunden, die vorzugsweise ebenfalls aus "extraweichem" Aluminium besteht. Eine äußere Polymerschicht 24 wird vorzugsweise, jedoch wahlweise als Außenlage über die zweite Metallfolienschicht gelegt.

Das Laminat wird vorzugsweise als fertiges Material geliefert, so daß die Tube 10 einfach hergestellt werden kann, indem das Laminat einfach gerollt (wie in Fig.2 dargestellt), eine Längsnaht gebildet und das Laminat mit einer Tubenschulter 26 (vor oder nach der Bildung der Längsnaht, jedoch vorzugsweise nach der Bildung der Längsnaht) zusammengefügt wird. Die Tube wird durch ihren offenen Boden, d.h. durch das von der Schulter 26 am weitesten entfernte Ende gefüllt, worauf der Querfalz 27 gebildet wird.

Fig.2 zeigt eine Ausführungsform einer Längsnaht, die für die Tube gemäß der Erfindung geeignet ist. Die Enden 15 und 16 des Laminats werden so zusammengebracht, daß sie sich leicht überlappen, worauf sie durch Heißsiegeln verschlossen werden. Bei diesem Heißsiegelprozess fließt ein

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Teil der inneren und äußeren Polymerschichten unter Bildung von Rundungen 25a und 25b innerhalb und außerhalb der Tube, wodurch die sonst freiliegenden Enden der Metallschichten 21 und 23 bedeckt werden und eine Berührung dieser Schichten mit dem Füllgut in der Tube verhindert wird.

Pig.3 ist ein Längsschnitt durch die in Fig.1 dargestellte Tube längs der Linie 3-3. Diese Abbildung veranschaulicht den Aufbau der Tubenschulter 26 mit Mündung 18.

Wie bereits erwähnt, wurde festgestellt, daß gewisse dimensioneile Beziehungen innerhalb des die Hülse 11 der Tube 10 bildenden Laminats den "Körper" oder die Festigkeit und das Rückfederungsverhalten der Basis einer solchen Tube bestimmen.

Es wurde gefunden, daß die Dicke der Innenschicht aus der Metallfolie 21 und der zweiten Schicht aus der Metallfolie 23 und die Dicke der Polymerschicht 22 zwischen den Metallfolien im wesentlichen die Festigkeit der Tube 10 bestimmen. Eine Festlegung auf eine Theorie ist nicht beabsichtigt, jedoch wird angenommen, daß die beiden Schichten aus Metallfolie und die dazwischen liegende Polymerschicht in der Weise eines Yerbundträgers wirken (wobei die Folienschichten den Flanschen entsprechen und das dazwischen liegende Polymerisat den Steg bildet), wenn sie fest miteinander verbunden werden. Die Polymerschicht oder die Polymerschichten außerhalb der Folienschichten haben verhältnismäßig wenig Einfluß auf die Trägerfestigkeit der Struktur.

Zur Ermittlung der Zahlenwerte für die Bewertung der Festigkeit der Tube wurde ein Prüfverfahren entwickelt, bei dem ein "Ohio^H-Biegesteifigkeitstester (score bend tester), Modell 202-1, der von der Firma Paper Industry Instruments Inc., Cleveland, Ohio, hergestellt und allgemein zur Messung der Biegesteifigkeit von Pappkartons ver-

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wendet wird, für die Prüfung der für die erfindungagemäßen Tube verwendeten Laminate modifiziert wurde. Ein spezieller Adapter wurde angefertigt, so daß das Laminat durch den Biegesteifigkeitstester von einer ursprünglichen "L"-Form um 90° Ms zu dem Punkt, an dem das Laminat doppelt über sich selbst gefaltet war, gefaltet werden konnte. Die Laminatproben wurden gleichmäßig von Hand zur ursprünglichen ^ML"-Form durch Formung mit Hilfe eines starren Winkels gefaltet. Die nachstehend genannten Biegesteifigkeitawerte geben die Drehkraft (Spitzenwert), die zum Palten einer 38 mm langen Probe des Laminats längs d er Palte erforderlich ist, in inch-g an. Die Ergebnisse dieser Prüfungen stimmten -gut mit den Bewertungen der "Festigkeit" durch eine Gruppe von Prüfern überein, die Tuben, die aus gewissen geprüften Laminaten bestanden, aufrollten, d.h. die Biegesteifigkeitsprüfung eines Laminats ist ein geeignetes Maß für die "Festigkeit" einer daraus hergestellten !Tube.

Eine große Zahl solcher Laminate wurde mit dem Biegesteifigkeitstester auf die "Festigkeit" geprüft. Die Ergebnisse wurden einer Mehrfach-Regresaionsanalyse unterworfen, die in "Mathematical Methods for Digital Computers" von Anthony Ralston und Herbert S.WiIf, Kapitel 17i John Wiley & Sons Inc. 1960, beschrieben ist, um die beste lineare empirische Gleichung, die die "Festigkeit" beschreibt, zu ermitteln. Das bekannte Merkmal der "kleinsten Quadrate" wurde zur Bestimmung der besten empirischen Gleichung verwendet.

Fig.5 zeigt eine graphische Darstellung, die aus der durch die Regressionsanalyse bestimmten empirischen Gleichmaß angefertigt wurde. Diese Darstellung veranschaulicht die Änderungen der "Festigkeit" mehrerer für die Tuben gemäß der Erfindung geeigneter Laminate mit den Änderungen der Gesamtdicke der beiden Metallfolienschichten 21 und 23_t der Polymerschicht 22 zwischen den Folien und der Summe

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der Polymerschichten 20 und 24 außerhalb der vorstehend genannten Schichten. Die "beiden Metallfolienschichten in den geprüften Laminaten hatten die gleiche Dicke. Wie die Darstellung zeigt, hat die Dicke der Polymerschichten außerhalb der Metallfolie einen etwas geringen Einfluß auf die Festigkeit der Tube als die Dicke der Schichten der Metallfolie und die Dicke der Polymerschicht zwischen den Metallfolien.

Als Bezugspunkt ist der nach diesem Test für übliche Bleitubenmaterialien für Zahnpastatuben u.dgl. ermittelte Biegesteifigkeitswert von etwa 200 bis 300 inch g anzusehen. Da die Proben, deren Biegesteifigkeit ermittelt werden soll, eine Abmessung von 38 mm längs der ,Faltlinie hab.en, kann dies auch als etwa 133 bis 233 inch g pro inch (52,4 bis 92 inch g pro cm) ausgedrückt werden.

Es wurde ferner gefunden, daß nur das Polymerisat außerhalb der Schichten der Metallfolie einen wesentlichen Einfluß auf das Rückfederungsverhalten der Laminattube gemäß der Erfindung haben, und daß die äußere Polymerschicht 24 einen größeren Einfluß auf das Rückfederungsverhalten hat als die innere Polymerschicht 20. Dies ist ein überraschendes Ergebnis, für das es keine einfache Erklärung gibt. Die mittlere Polymerschicht 22 des Laminats, (die, wie bereits erwähnt,^wesentlich zu seiner Festigkeit oder Biegesteifigkeit beiträgt), hat nur einen geringen oder keinen Einfluß auf das Rückfederungsverhalten der Tube, so daß eine im wesentlichen getrennte Bestimmung dieser beiden Eigenschaften im Laminat gemäß der Erfindung möglich ist.

Eine Anz.ahl von Tuben mit dem in der folgenden Tabelle ge-.nannten Aufbau wurde hergestellt. Die ungefüllten Tuben wurden von Hand viermal um 180° gefaltet, wobei die Tube "in die in Pig.4a dargestellte Lage gebracht wurde, um die Entnahme des Füllguts aus der Tube zu simulieren. Jede Tube wurde dann freigegeben, und die gefaltete Basis wurde

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der Rückfederung überlassen· Die verschiedenen Tuten federten in Abhängigkeit von dem Laminat, aus dem die Tulpenhülse hergestellt worden war, "bis zu verschiedenen Punkten zurück, und die in Pig.4 dargestellten Zustände der Tubenbasis wurden willkürlich zur Festlegung eines Bezugspunktes gewählt, nach dem das Rückfederungsverhalten oder die Neigung, nicht zurückzufedern, "bewertet wurde. Wie die Abbildung zeigt, kennzeichnet der Rückfederungsgrad O eine Tube, die nicht zurückfedert, während ein Rückfederungsgrad von 6 eine Tube kennzeichnet, die weitgehend zurückfedert. Bei den Bewertungen der in der Tabelle genannten Tuben wurden gelegentlich Interpolationen zwisclm zwei Rückfederungswerten gemacht, so daß einige Tuben Rückfederungswerte, die keine ganzen Zahlen waren, erhielten. Eine begrenzte Zahl von Versuchen ergab, daß die Rückfederungseigenschaften einer ungefüllten Tube mit den Rückfederungseigenschaften einer gefüllten Tube übereinstimmen, so daß diese einfacheren Versuche und Prüfungen mit ungefüllten Tuben für die Bewertung der Rückfederungseigenschaften gefüllter Tuben zulässig sind.

Die Ergebnisse der Prüfung und Bewertung sind in der folgenden Tabelle genannt. Tuben mit einem Rückfederungswert von mehr als 2 sind übermäßig elastisch und federnd. Sie lassen sich schwer handhaben, und die Entnahme des Produkts, insbesondere des letzten Teils des Produkts, aus der Tube ist schwierig· Bei den geprüften Tuben, deren Rückfederungsverhalten geprüft wurde, wurde, falls nicht anders angegeben, ein Copolymerisat von Äthylen und Acrylsäure für die Polymerschichten 20, 22 und 24 und "extraweiches^M Aluminium für die Schichten 21 und 23 verwendet. Eine begrenzte Zahl von Versuchen ergab jedoch, daß ähnliche Ergebnisse auch mit anderen üblicherweise für Tuben verwendeten Polymerisaten und Copolymerisaten, z.B. Polyäthylen, erhalten werden.

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	der Laminatschichten	I)	22	in μ	24	23QQ8Q7
Dicke	(siehe Pig.!	152,4	I	50,8	Rückfederung
	21	152,4	23	101,6
20	8,9	152,4	8,9	152,4
50,8	8,9	152,4	8,9	50,8	0
101,6	8,9	152,4	8,9	152,4	4
50,8	8,9	101,6	8,9	50,8	5
152,4	8,9	101,6	8,9	101,6	3
152,4	8,9	101,6	8,9	152,4	6
50,8	8,9	101,6	8,9	50,8	0
101,6	8,9	101,6	8,9	152,4	4,5
50,8	8,9	50,8	8,9	50,8	6
152,4	8,9	50,8	8,9	101,6	2
152,4	8,9	50,8 .	8,9	152,4	6
50,8	8,9	50,3	8,9	50,8	0
101,6	8,9	50,8	8,9	152,4	5
50,8	8,9	0-	8,9	50,8	3-
152,4	8,9	0	8,9	101,6	4
152,4	8,9	0	8,9	152,4	6
50,8	8,9	0	8,9	50,8	1
101,6	8,9	0	ö,9	152,4	5
50,8	8,9	152,4	8,9	50,8	6
152,4	8,9	152,4	8,9	50,8	4
152,4	25,4	152,4	25,4	101,6	6
50,8	25,4	152,4	25,4	152,4	0
101,6	25,4	152,4	25,4	50,8	0,3
101,6	25,4	152,4	25,4	152,4	3
50,8	25,4	101,6	25,4	50,8	2
152,4	25,4	101,6	25,4	101,6	3
152,4	25,4	101,6	25,4	152,4	4
50,8	25,4	101,6	25,4	50,8	0
101,6	25,4	1o1,6	25,4	152,4	2,5
50,8	25,4	50,8	25,4	50,8	3 ■
152,4	25,4	50,8	25,4	101,6	2
152,4	25,4	50,8	25,4	152,4	4
50,8	25,4		25,4	0
101,6	25,4	25,4	3,5
50,8		2

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Dicke	der Laminatschichten in μ	Fig. 2)	23	24	Rückfederung
	(siehe	22	25,4	50,8
20	21	50,8	25,4	152,4
152,4	25,4	50,8	25,4	50,8	3
152,4	25,4	0	25,4	101,6	4
50,8	25,4	0	25,4	•152,4	0
101,6	25,4	0	25,4	50,8	3
50,8	25,4	0	25,4	152,4	3,5
152,4	25,4	0	43,2	50,8	2
152,4	25,4	0	- 43,2	101,6	4,5
50,8	43,2	0	43,2	152,4	0
50,8	43,2	0	43,2	50,8	1
50,8	43,2	0	43,2	101,6	3,5
101,6	43,2	0	43,2	152,4	1
101,6	43,2	0	43,2	50,8	1
101,6	43,2	0	43,2	101,6	4
152,4	43,2	0	43,2	152,4	1
152,4	43,2	0	8,9	50,8	3
152,4	43,2	101,6	25,4	50,8	4
76,2	8,9	152,4	8,9	50,8	0,5
101,6	25,4	101,6	25,4	27,9*	0,3
76,2	8,9	180,3	a 9	25,4**	0,5
50,8	25,4	94	17,8	76,2***	0,5
58,1	8,9	127	17,8	76,2****	1
50,8	17,8	76,2		0,5
50,8	17,8			0,5

♦Schichten 20, 22 und 24 aus Polyäthylen **Schichten 20 und 24 aus Polyäthylen, Schicht 22 aus

Äthylen-Vinylacetat-Copclymerisat ***Schicht 20 aus Polyäthylen von 25,4 u Dicke mit Schicht 21 durch Äthylen-Acrylsäure-Oopolymerisat von 25,4 M Dicke verbunden.

Schicht 22 aus Polyäthylen von 76,2 α Dicke zwischen zwei Klebschichten aus A'thylen-Acrylsäure-Copolymerisat von 25,4 ja. Dicke

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Schicht 24 aus Polyäthylen von 50,8« Dicke mit der Schicht 23 durch Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisat von 25,4« Dicke verklebt.

****Schicht 20 aus Polyäthylen von 25,4 Ά Dicke mit der Schicht 21 durch Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisat von 25,4 « Dicke verklebt.

Schicht 22 aus Polyäthylen von 25,4 M Dicke zwischen zwei Klebschichten aus A'thylen-Acrylsäure-Copolymeri-• sat von 25,4 JU Dicke.

Schicht 24 aus Polyäthylen von 50,8 α Dicke mit Schicht 23 durch Äthylen-Acrylsäure-Copolymerisat von 25,4 JU Dicke verklebt.

Da die Rückfederungswerte visuell im Vergleich zu der Bewertungstabelle von Fig.4 zugeordnet werden, ist ein gewisser experimenteller und visueller Fehler bei diesen Werten zu erwarten. Eine "Mehrfach-Regressionsanalyse der kleinsten Quadrate" führte für die vorstehend genannten Werte zu der folgenden empirischen Gleichung für das Rückfederungsverhalten ι

1) Rüokfederungsgrad » - 0,71 + 0,45 (Dicke der Schicht 20 in Tausendstel Zoll) + 0,78(Dicke der Schicht 24 in Tausendstel Zoll) - 0,74(Gesamtdicke der Folienschichten 21 und 23 in Tausendstel Zoll)

In Fig. 6 sind die aus der vorstehenden Gleichung vorausgesagten Werte für den Rückfederungsgrad in Abhängigkeit von den in der Tabelle genannten beobachteten Werten für den Rückfederungsgrad graphisch dargestellt.Die Darstellung zeigt, daß die Voraussagen auf der Grundlage der empirischen Gleichung mit den beobachteten Werten gut übereinstimmen, obwohl die Versuchsergebnisse aufgrund der Natur des Tests gewisse Unsicherheiten, d.h. eine regellose Schwankung/um die vorausgesagten Werte, enthalten. Sehr wichtig ist jedoch, daß aufgrund der empirischen Gleichung in allen Fällen vorausgesagt werden kann, ob der Aufbau

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* 13 -

des Laminats erwünscht oder unerwünscht ist, d.h. jede Tube, für die ein Rückfederungsgrad von weniger als 2 (erwünscht) vorausgesagt wurde, lag im gewünschten Bereich und umgekehrt.

tfie bereits erwähnt, haben erwünschte Tuben einen Rückfederungsgrad von 2 oder vorzugsweise weniger als 2. Setzt man diese Bedingung in die obige Gleichung ein, so kann festgestellt werden, daß Tuben mit erwünschtem Rückfederungsverhalten der folgenden Ungleichung genügen:

2) O,45(Dicke der Schicht 20 in Tausendstel Zoll) + 0,78(Dicke der Schicht 24 in Tausendstel Zoll - O,74(Dicke der Folienschichten 21 plus 23 in Tausendstel Zoll) ^2,71

Zusammen genommen ermöglichen Pig. 5 und Gleichung (2) Die Ermittlung sowohl der erwünschten Festigkeits- oder Biegesteifigkeitseigenschaften als auch des Rückfederungsverhaltens von Tuben, die aus den Laminaten bestehen. Die

Möglichkeit der Einstellung einer einmalige/Kombination von erwünschter Festigkeit oder Biegesteifigkeit und Rückfederungsverhalten bei den Tuben gemäß der Erfindung wird am besten verständlich, wenn die Beziehung der mittleren Polymerschicht 22 zu diesen beiden Eigenschaften erkannt wird. Wie in Figo 5 dargestellt, läßt sich die Festigkeit oder Biegesteifigkeit der Tube gemäß der Erfindung in einem weiten Bereich durch Änderung der Dicke der Schicht 22 variieren. Im Gegensatz hierzu ist das Rückfederungsverhalten einer Tube gemäß der Erfindung, wie die Gleichungen (1) und (2) zeigen, keine Funktion der Dicke der Schicht 22. Die Unabhängigkeit des Rückfederungsverhaltens von der Dicke der Schicht 22 ist auch aus der obigen Tabelle erkennbar.

Außer der Möglichkeit, das Rückfederungsverhalten und die Festigkeit oder Biegesteifigkeit mehr oder weniger unabhängig voneinander einzustellen, bietet der Aufbau des erfindungsgemäß verwendeten Laminats weitere Vorteile. Die

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zur Erzielung der gewünschten Festigkeit oder Biegesteifigkeit der Tube erforderliche Menge der verhältnismäßig teuren Metallfolie wird durch Verwendung von zwei Schichten der Metallfolie, die durch eine Polymerschicht getrennt sind, wesentlich verringert. Dieser Effekt wird durch Fig.5 deutlich veranschaulicht.

Außerdem können Metallfolien von ungleicher Dicke für die beiden Schichten 21 und 23 verwendet werden. Dies kann von praktischer Bedeutung für die Art und Weise sein, in der eine Tube zusammengesetzt wird. Beispielsweise kann die Außenseite der äußeren Metallfolie 23 bedruckt sein, während die äußere Polymerschicht 24 klar sein kann, so daß der Aufdruck durch, die Polymerschicht sichtbar ist. In diesem Fall wird die Metallfolie 23 vor der Einfügung in das laminat, das die Tubenhülse 11 bildet, bedruckt. Bekanntlich fallen beim Bedrucken wesentliche Abfall- oder Ausschußmengen an, die zuweilen bis zu 30$ betragen. Es ist somit eindeutig vorteilhaft, eine dünne Metallfolie zu verwenden und hierdurch die absolute Metallfolienmenge, die als Folge des Bedrückens zu Abfall oder Ausschuß wird, zu verringern.

Da jede der vier oder fünf Schichten, die die Tubenhülse bilden, unabhängig von den anderen Schichten ist, kann jede Schicht aus Werkstoffen hergestellt werden, die sich optimal für die Lage der Schicht im Laminat eignen. Beispielsweise kann die innere Polymerschicht 20 aus einem Material mit geringem Absorptionsvermögen für die in der Tube enthaltenen Füllgüter bestehen, so daß das Ausmaß, in dem Aromastoffe oder aktive Bestandteile in die Schicht 20 absorbiert werden und daher dem Verbraucher nicht mehr verfügbar sind, auf ein Minimum reduziert wird.

Außerdem kann für die Außenschicht 24 ein Polymerisat verwendet werden, das sich besonders gut als Außenschicht von Tuben eignet, z.B„ das Polyesterurethan, das in der USA-Patentschrift 3 441 057 der Anmelderin, beschrieben wird.

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Ferner ist zu bemerken, daß alle Polymerschichten 20, 22 und 24 jeweils Verbundstoffe oder mehrschichtige Materialien und/oder durch Klebstoffe miteinander verbunden sein können, ohne daß die Vorteile der Erfindung verloren gehen« Beispielsweise kann ein Gopolymerisat von Äthylen und Acrylsäure als Klebstoffschicht verwendet werden, um Polyäthylen mit den Metallfolienschichten 21 und 23 zu verkleben.

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Claims

Patentansprüche

1)^Tuben mit einer Tubenschulter (26), die eine Mündung (18) aufweist , und einer sich an die Tubenschulter (26) anschließenden Tubenhülse (11), die aus einem Laminat "besteht, das aus den folgenden Schichten zusammengesetzt ist: einer inneren Polymerschicht (20), einer darüber liegenden und damit verklebten ersten Metallfolienschicht (21), einer zweiten Polymerschicht (22), die über der ersten Metallfolienschicht (21) liegt und damit verklebt ist, und einer zweiten Metallfolienschicht (23), die über der zweiten Polymerschicht (22) liegt und damit verklebt ist, wobei das Laminat durch einmaliges Rollen in einer solchen Weise, daß seine Längsränder (15,16) sich berühren, und Bildung einer Längsnaht oder eines Längsfalzes im Bereich dieser Ränder zu einer Tubenhülse geformt worden ist.

2) Tuben nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Polymerschichten (20,22) mehrschichtig sind und aus einer Schicht aus Polyäthylen und einer aus einem Copolymerisat von Äthylen und Acrylsäure bestehenden Schicht, die zwischen die Polyäthylenschichten (20,22) und die Metallfolienschichten (21,23) eingefügt ist, bestehen, wobei das Copolymerisat ein Klebstoff ist, der das Polyäthylen (20,22) mit der Folie (21, 23) verklebt.

3) Tuben nach Anspruch 1 und 2, gekennzeichnet durch eine dritte Polymerschicht (24), die über der zweiten Metallfolienschicht (23) liegt und damit verklebt ist, wobei 0,45 x Dicke der inneren Polymerschicht in tausendstel Zoll + 0,78 χ Dicke der dritten Polymerschicht in tausendstel Zoll - 0,74 x Gesamtdicke der ersten und zweiten Metallfolienschichten in tausendstel Zoll kleiner als 2,71 oder gleich 2,71 ist.

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4) Tuben nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das die Tube bildende Laminat eine Biegesteifigkeit (score bend value) von etwa 52,4 bis 92 inch g pro cm

' hat.

5) Tuben nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten, zweiten und dritten Polymerschichten (20, 22, 24) aus Polyäthylen bestehen und eine Schicht aus einem Copolymerisat von Äthylen und Acrylsäure zwischen diese Polyäthylenschichten und die Metallfolienschichten (21, 23) eingefügt ist und aus einem Klebstoff besteht, der das Polyäthylen mit den Metallfolien verklebt.

6) Tuben nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Polymerschicht (20) eine Dicke von 50,8 a hat und aus Polyäthylen besteht, das mit der ersten Metallfolienschicht (21) durch eine 25,4 W. dicke Schicht aus einem Copolymerisat von Äthylen und Vinylacetat verklebt ist, die zweite Polymerschicht (22) eine Dicke von 25,4 W hat und aus Polyäthylen besteht, das mit der ersten und zweiten Metallfolienschicht (21, 23) durch eine 25,4 yU dicke Schicht eines Gopolymerisats von Äthylen und Vinylacetat verklebt ist, die dritte Polymerschicht (24) eine Dicke von 25,4 a hat und aus Polyäthylen besteht, das mit der zweiten Metallfolienschicht (23) mit einer 25,4 M dicken Schicht eines Gopolymerisats von Äthylen und Vinylacetat verklebt ist, und die ersten und zweiten Metallfolienschichten (21, 23) eine Dicke von 17,8 u haben und aus extraweichem Aluminium bestehen.

7) Tuben nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Metallfolienschichten (21, 23) unterschiedliche Dicken haben«

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