DE2316513C2 - Verpackungs-Leichtbehälter aus Mehrschichtverbundfolienmaterial - Google Patents

Verpackungs-Leichtbehälter aus Mehrschichtverbundfolienmaterial

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DE2316513C2
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Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Tiefen geformten, dosenartigen Verpackungs-Leichtbehälter aus einem mehrschichtigen Folienverbundmaterial mit einer Aluminium- und mindestens einer Kunststoffschicht, wobei die Gesamtdicke der Kunststoffschicht bzw. der Kunststoffschichten größer ist als die Dicke der Aluminiumschicht.
Ein beispielsweise durch die US-PS 36 06 958 bekannter Behälter dieser Art ist aus einem Folienverbundmaterial hergestellt, dessen eine die Festigkeit und das Lastaufnahmevermögen bestimmende Schicht aus einem hochbelastbaren Kunststoff und dessen andere die Gas- und Wasserdampfdichtigkeit des Behälters gewährleistende Schicht aus einem hochdichten Kunststoff oder einem anderen undurchlässigen Material besteht. Als Material für die Lastaufnahmeschicht werden thermoplastische Kunststoffe, die durch Molekularorientierung verfestigbar sind, und für die Sperrichich: Kunststoffe und Metalle, u. a. auch Aluminium, angegeben. Der bekannte Behälter hat eine relativ hohe Festigkeit, die darin begründet ist. daß die Lastaufnahmeschicht beim Formen des Behälters gereckt wird. Die mögliche Tiefe des Behälters hängt aber von der Art der verwendeten Sperrschicht ab; sie ist sehr klein bei Verwendung dünner Aluminiumfolien, da diese nur eine geringe Bruchdehnung haben, die bei einer Schichtdicke voii 12 μπι etwa 3% beträgt. Eine Erhöhung der Bruchdehnung der Aluminiumschicht durch die Lastauf·1 nahmeschicht tritt beim Streckformen des bekannten Behälters nicht auf, da der Folienverbund zum Formen des Behälters auf eine Temperatur Wenige Grade unter dem Kristallitschmelzpunkt des Kunütstoffes der Lastaufnahmeschicht erwärmt wird (cold work strengthening), so daß infolge der verminderten Festigkeit der Lastaufnahmeschicht in diesem Zustand, diese auf die Sperrschicht keine nennenswerte Stützwirkung zu übertragen vermag. Da eine Lastaufnahmeschicht aus Kunststoff nicht völlig wasserdampf-, gas- und aromadicht ist und eine dünne Sperrschicht aus Aluminium bereits bei geringer Tiefung bricht, sind die bekannten Behälter nicht zum dauerhaften Verpacken empfindlicher Nahrungs- und Genußmittel brauchbar.
ίο Aus einer Untersuchung — »Aluminium-Verbundfolien, Aufbau und Verwendung« (Neue Verpackung, 1962, H. 6, S. 657—661) — ist es zwar bekannt, daß die Dehnfähigkeit dünner Aluminiumfolien durch eine Lastaufnahmeschicht aus biaxial gereckter Kunststoffolie verbessert werden kann. Die Untersuchung befaßt sich mit dem Problem des Dehnungsverhaltens und der Spannungen in FaIt- und Knickzonen von Kunststoff-Aluminium-Verbundfolien beim Herstellen ■ on Flach- und Raumbeuteln sowie von Faltschachteln und Wickelpackungen sowie auch in Knitterfalten von Vakuumbeutelpackungen. Die Aluminiumschicht der behandelten Verbünde hat eine Dicke im Bereich von 12—15 μπι; zum Erzielen einer höheren Steifigkeit werden auch 25 μπι vorgeschlagen. Da die angesprochenen Verpackungen durch Falten geformt sind, bei dem eine monoaxiale Dehnung der Verbundfolien im elastischen Bereich auftritt und die Untersuchung die monoaxiale Reißdehnung und Dehnfähigkeit zum Gegenstand hat, wird ein Formen von Verpackungsbehältern aus Kunststoff-Aluminium-Verbundfolie durch Tiefen nicht nahegelegt: insbesondere auch deshalb nicht, weil die Dehnung im elastischen Bereich reversibel ist, so daß keine Formbeständigkeit erzielt wird. Außerdem enthalten Aluminiumschichten im Dickenbereich von 12— 15μΐτι Poren, die sich beim Dehnen aufweiten.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen durch Tiefen geformten Leichtbehälter zu schaffen, dessen Dichtigkeitseigenschaften eine Langzeitlagerung verderblicher Nahrungsmittel gewährleisten, der eine bekannten Leichtbehältern aus Aluminiumband oder aus Kunststoffolie gleichwertige oder höhere Steifigkeit hat und dessen Herstellungskosten niedrig sind. Ferner soll die Beulfestigkeit des erfindungsgemäßen Behälters gegenüber solchen aus Aluminiumband höher sein.
Diese Aufgabe wird nach der Erfindung dadurch gelöst, daß die Dicke der Aluminiumschicht im Bereich der Dicke eines oder weniger Aluminiumkörner liegt und mindestens im Bereich von etwa 20 μπι liegt, und daß eine Kunststoffschicht vor der Herstellung des Verbundes biaxial gereckt ist und dadurch als Dehnungsvermittler wirkt.
Es hat sich gezeigt, daß die vor dem Tiefen des Behälters bereits biaxial gereckte Kunststoffschicht als Dehnvermittler für die dünne Aluminiumschicht wirkt und auf diese während der Verdehnung eine Stützwirkung in dem Maße ausübt, daß die dünne Aluminiumschicht eine biaxiale Dehnung von bis zu 30% und mehr erfahren kann, ohne daß sich Poren bilden, die die Dichtigkeit des Behalters gegenüber Wasserdampf, Gasen und Aromen herabsetzen. Durch die überraschend große Tiefe des gut handhabbaren Behälters ist bei optimalem Fassungsvermögen ein geringer Pack*
6-4 stoffverbrauch gegeben, Ferner läßt sich der Behälter mit einfachen Werkzeugen im Packstoffband formen, so daß ein aseptisches Abpacken des Packguts möglich ist. Auch ist eine vielfältige Formgebung des Behälters
möglich.
Wenn die Kunststoffschicht aus einer auf die dünne Aluminiumfolienschicht aufkaschierten Kunststoffolie besteht, welche biaxial gereckt ist und eine Bruchdehnung von 15—50% hat, wie beispielsweise gerecktes Polypropylen, Polyamid oder Polyester, erhält die dünne Aluminiumfolienschicht durch diese Stützfolie eine derart hohe Bruchdehnung vermittelt, daß ein Reißen der Aluminiumfolienschicht selbst bei starker Umformung und Streckung verhindert wird. ι ο
Bei einer besonders vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist die dünne Aluminiumschicht zwischen zwei Kunststoffschichten eingebettet
Bei einem derartigen Verpackungsbehälter stützen die beiden äußeren Kunststoffschichten die mittlere Aluminiumschicht beim Verformen, so daß eine Dehnung der Aluminiumschicht ermöglicht wird, die sonst allenfalls durch eine wesentlich dickere Aluminiumlage erzielbar wäre. Hinzu kommt, daß ein Behälter mit dreischichtigem Kunststoff-AIuminium-Folienverbund eine wesenßich größere Stabilität und Beulfestigkeit hat als ein solcher aus einschichtiger Aluminiumfolie. Die Steifigkeit eines solchen Behälters wird hauptsächlich durch die zweite Kunststoffschicht vermittelt, weiche aus einem relativ billigen Kunststoff besteht. Vorzugsweise besteht diese zweite versteifende Außenschicht aus einem Kunststoff, welcher eine geringe Rückformungstendenz hat, wie beispielsweise schlagfestes Polystyrol, Acrylbutadienstyrol oder Polyvinylchlorid. Dadurch wird vermieden, daß die Aluminiumschicht den Rückformungskräften der ersten Kunststoffschicht voll aussetzt wird und erreicht, daß die hergestellte Form des Behälter stabi' bleibt
Derartige Leichtbehälter aus solchen Kunststoff-Aluminium-Verbunden haben eine besonders günstige Widerstandsfähigkeit gegenüber Biegebeanspruchungen bei ihrer Handhabung und beim Transport. Da ihr Rückfederungsvermögen größer ist als bei bekannten Aluminium-Leichtbehältern ist auch ihr Beulverhalten günstiger. Da das Material hauptsächlich Kunststoff ist, ist es nicht notwendig, den Rand des Behälters einzurollen, um Schnittverletzungen zu verhindern. Dadurch wird Material gespart, was sich auf den Preis des Behälters günstig auswirkt. We'terhin sind solche sinnvoll aufgebauten Aluminium-Kunststoff-Verbünde billiger als hinsichtlich Steifigkeit vergleichbare Aluminiumbänder mit Kunststofflackierungs bzw. -beschichtung.
Der verwendete Ausdruck »Tiefen« gehört nach DIN 8585 zur Gruppe der Zugumformverfahren und bedeutet das Anbringen von Vertiefungen in einem ebenen Werkstück, wobei ein plastisches Fließen der Umformzone durch Zugbeanspruchung eintritt
Ausführungsbeispiel
Ein durch Tiefen hergestellter Portionsbehälter hat einen Boden, eine zylindrische Wand mit einem Durchmesser von 40 mm und einer Höhe von 15 mm und einen von der zylindrischen Wand an deren oberem Ende nach außen abstehenden Siegelfiansch. Zum Formen des Behälters wird eine Kunststoff-Aluminium-Vetbundfolie verwendet, bei der auf eine Aluminiumfolie von etwa 20 μπι Dicke auf der einen Seite eine biaxial gereckte Polypropylenfolie von 20 μίτι Dicke und auf der anderen Seite eine Acrylbutadienstyrolfolie von 200 μΐη Dicke mit Hilfe eines geeigneten Klebers aufkaschiert sind.
Die 20μιη dicke Aluminiumfolie hat allein eine Bruchdehnung von 5—6%. Durch die Kaschierung mit der 20 μπι dicken gereckten Polypropylenfolie erreicht der Zweierverbund eine Bruchdehnung von 20—30%; auf der anderen Seite ist eine Acrylbutadienstyrolfolie aufkaschiert, die allein ca. 20% Bruchdehnung besitzt Da die Acrylbutadienstyrolschicht im Bereich ihrer Bruchgefahr durch den Verbund Polypropylen/Aluminium gestützt wird, tritt statt eines Reißens eine Orientierung ein und Acrylbutadienstyrol kann bei weiterer Dehnung seinerseits den Verbund Polypropylen/Aluminium stützen, so daß der Dreierverbund eine Gesamtbruchdehnung von ca. 50% erreichen kann, eine Eigenschaft, die dieses Material zum Verformen durch Tiefen sehr brauchbar macht.
Das Formen eines solchen Behälters aus dem beschriebenen Folienverbund kann durch Tiefen mit einem geeigneten Werkzeug, das einen Stempel, eine Matrize und einen Halter hat, duichgefüii.1 werden.
Auch ist es möglich, insbesondere kleine Behälter aus dem beschriebenen Folienverbund durch Tiefen des ebenen Folienmaterials zu formen, und zwar mit Hilfe von Druckluft einem Ziehkissen oder mechanischen Mitteln.

Claims (5)

Patentansprüche:
1. Einstückig durch Tiefen geformter, dosenartiger Verpackungs-Leichtbehälter aus einem mehrschichtigen Folienverbundmaterial mit einer Aluminium- und mindestens einer Kunststoffschicht, wobei die Gesamtdicke der Kunststoffschicht bzw. der Kunststoffschichten größer ist als die Dicke der Aluminiumschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Aluminiumschicht im Bereich der Dicke eines oder weniger Alurniniumkörner liegt und mindestens im Bereich von etwa 20 μπι liegt, und daß eine Kunststoffschicht vor der Herstellung des Verbundes biaxial gereckt ist und dadurch als Dehnungsvermittler wirkt.
2. Einstöckiger Verpackungs-Leichtbehäiter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die biaxial gereckte Kunststoffschicht eine Bruchdehnung von 15-50% hat.
3. Einstückiger Verpackungs-Leichtbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumschicht zwischen zwei Kunststoffschichten angeordnet ist
4. Einstückiger Verpackungs-Leichtbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kunststoffschicht im wesentlichen zur Versteifung des Behälters beiträgt
5. Einstückiger Verpackungs-Leichtbehälter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Kunststoffschicht eine geringe Rückformungstendenzhat
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