DE2429221C2

DE2429221C2 - Verfahren zur Herstellung eines becherförmigen Behälters bzw. Behälterteils

Info

Publication number: DE2429221C2
Application number: DE2429221A
Authority: DE
Inventors: Georg Staffanstorp Ernstsson; Birger Arlöv Nilsson; Herwig Lund Pupp; Olof Rydsgaard Stark
Original assignee: ZIRISTOR LUND SE AB
Current assignee: ZIRISTOR LUND SE AB
Priority date: 1973-06-19
Filing date: 1974-06-18
Publication date: 1984-05-30
Also published as: GB1453344A; US4039362A; AU7025374A; DE2429221A1; IT1019658B; CA1036308A; FR2234114A1; JPS5048070A; CH579487A5; NL7408010A; FR2234114B1; SE7308581L

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines becherförmigen Behälters bzw. Behälterteiles unter Verwendung von stranggepreßtem warmschrumpfbaren Kunststoff als Verpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs.

Ein derartiges Verfahren ist bereits vorgeschlagen worden (DE-PG 22 50 63&J. Obwohl sich derartige Behälter bzw. Behälterteile aus Schaumkunststoff wegen ihrer guten mechanischen und isolierenden Eigenschaften als höchst vorteilhaft erwiesen haben und auch durch Anbringen homogener Außenüberzüge auf dem Schaumkunststoff noch weitere Verbesserungen hinsichtlich Gasundurchlässigkeit und Gesamtsteifigkeit erzielbar sind, hat sich gezeigt, daß sich die Eigenschaften des endgültigen Behälters bzw. Behälterteües nicht immer genau reproduzieren lassen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der eingangs genannten Art dahingehend weiterzubilden, daß durch reproduzierbare Schrumpfeigenschaften eine gleichmäßige Oberfläche des Behälters bzw. Behälterteiles erzielbar ist.

Die Erfindung ist im Patentanspruch beansprucht.

Dadurch, daß der Schaumkunststoff mit mindestens einer homogenen Kunststoffschicht beschichtet wird und daß das Recken zur Molekülausrichtung bei einer Temperatur von etwa 10⁰C unterhalb des eigentlichen Schmelzbereichs des Schaumkunststoffes vorgenommen wird, wird die Reißgefahr wesentlich vermindert, die bei nach dem bereits vorgeschlagenen Verfahren hergestellten Behältern immer wieder zu Materialausschuß führte. Besonders dann, wenn die homogene Kunststoffschicht zur Dekorierung des Behälters bzw. Behälterteües dient, wird bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens das Ausmaß der Schrumpfung genau vorbestimmbar, so daß auch Aufschriften oder dergleichen Muster der Dekorierung so gut vorausberechenbar sind, daß sie beim endgültigen Behälter bzw. Behälterteil dem gewünschten Maßstab entsprechen. Unvorhersehbare Dickenänderungen insbesondere infolge Nachschäumens werden bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens praktisch vermieden.

Die in Vorzugsrichtung gereckten länglichen Zellen nehmen beim Schrumpfen wieder eine im wesentlichen kugelförmige Gestalt an.

Die Erfindung ist besonders gut anwendbar für die Herstellung von Verpackungsbehältern und Trinkbeeher für insbesondere heiße Getränke. Auch als Verpakkungsbehälter für unter Druck stehendes Füllgut, beispielsweise Bier, ist die Erfindung gut geeignet.

Die Erfindung wird im folgenden anhand eines Ausführungsbeispiels und der Zeichnungen näher evläuiert:

ίο darin zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch eine Strangpreßanlage;
F i g. 2 einen Schnitt durch einen Schaumkunststoff:
F i g. 3 einen Schnitt durch einen gereckten Schaumkunststoff:

Fig.4 einen Dorn zum Formen eines gereckten Schaumkunststoffes und

Fig.5 eine Anordnung gemäß Fig.4, bei der ein Blatt eines Verpackungsmaterials um einen Dorn herumgeformt wird.

Die in F i g. 1 gezeigte Anlage zum Strangpressen eines Rohres oder Schlauches aus Schaumkunststoff weist einen Trichter auf, durch den das Kunststoffmaterial, das sich in der Form eines Pulvers oder Granulates befinden kann, in die Strangpresse 2 eingeführt wird, in der das Kiinststoffmaterial durch Erhitzen geschmolzen wird und mittels der Schnecke 3 unter hohen Druck gesetzt und gleichzeitig gegen die Düse 4 gefördert wird. Durch ein Zuleitungsrohr 5 wird durch Druck verflüssigtes Freongas eingeleitet, das in der Kammer 6 mit dem geschmolzenen Kunststoff gemischt und darin gelöst wird.

Im Auslaßteil 7 der Strangpresse findet eine weitere Druckausübung sowie mit Hilfe von Heizelementen 8 eine Wärmeeinwirkung auf die Kunststoffschmelze statt. Dann wird die Kunststoffmasse zur Bildung eines Schlauches 11 durch eine Ringdüse 4 stranggepreßt: dies hai zur Folge, daß die Druckeinwirkung aufgehoben wird und der Kunststoff durch Sieden des in der Kunststoffmasse gelösten Freonjfises eine zellige Struktur erhält. Unmittelbar nach Bildung des Schlauches 11 aus Schaumkunststoff wird dieser mit Hilfe der Blasdüse 9 aufgeblasen, durch die in das Innere des Schlauches 11 ein Gas unter Druck eingeführt wird. Dies hat zur Folge, daß der Schlauch 11 zu einem Schlauch 10 von wesentlich größerem Durchmesser aufgeblasen wird. Das Recken bzw. Strecken des Schlauches erfolgt sowohl axial als auch radial, wodurch eine sogenannte zweiachsige Reckung des Materials erzielt wird; die Wandstärke nimmt infolge des Reckens ab.

5i/ Die Reckwirkung kann variiert werden, indem der Druck bzw. die Menge des durch die Speiseleitung 9 zugeführten Gases geändert wird, und die Dehnung kann zwischen 50 und 500% betragen.

Bei dem Recken nimmt nicht nur die Wandstärke des stranggepreßten Verpackungsmaterials ab. sondern es tritt auch eine Verformung der einzelnen Bläschen bzw. Zellen im Schaumkunststoff auf. Das Recken wird bei einer Temperatur durchgeführt, bei der während des Reckens auch eine Molekülausrichtung im Kunststoff erfolgt. Damit eine solche Molekularorientierung erreicht wird, erfolgt das Recken ca. 10° unter dem Schmelzbereich des Kunststoffes. Bei zu hoher Temperatur findet keine Molekularorientierung, sondern nur eine Umordnung des geschmolzenen Materials statt, so daß dessen Zellen vor dem endgültigen Erhärten ihre Kugelform wieder annehmen. Wenn andererseits die Temperatur zu niedrig ist. besteht Reißgefahr. Die ursprünglich kugelförmigen Zellen werden beim zweiach-

sigen Recken zu linsen- oderscheibchenformigen Zellen 13, beim Recken in nur einer Richtung zu länglichen Zellen 13 verformt.

F i g. 2 zeigt schematisch einen Schnitt durch das Verpackungsmaterial des soeben stranggepreßten Schlauches 11 während F i g. 3 einen Schnitt durch das Wandmateriai des Schlauches 10 im aufgeblasenen Zustand zeigt. Der Schlauch 10 wird nach dem Aufblasen zu einer Bahn aufgeschnitten, die entweder direkt zu Verpackungen verarbeitet oder in Einzelstücke zerschnitten werden kann, die dann zur Bildung von Verpakkungsbehältern einzeln weiterverarbeitet werden.

Außer dem beschriebenen Verfahren, bei dem der geschäumte Kunststoff zu einem Schlauch stranggepreßt wird, der dann aufgeblasen wird, besteht aber auch die Möglichkeit, den Schaumkunststoff durch einen geraden Schlitz zu einer Bahn strangzupressen, die dann in der Bahnlängsrichtung gereckt werden kann, indem sie über einen Zylinder oder eine Walze geführt wird, die mit einer Umfangsgeschwindigkeit umläuft, die größer als die Austrittsgeschwindigkeit des Kunststoffes aus der Düse 4 ist.

Der gereckte Schaumkunststoff mit der beschriebenen Zellen- und Molekülstruktur hat die Eigenschaft, daß die Zellen das Bestreben haben, ihre Kugelform wieder anzunehmen, wenn das Material bis zum Erweichen wieder erwärmt wird. Eine solche Rückkehr der Zellenform von der länglichen oder scheibchenartigen Form 13 zu kugelförmigen Zellen 12 führt in der Praxis zu einem Schrumpfen des Materials bei gleichzeitiger Dickenzunahme. Dieses Schrumpfen kann beim Formen des Verpackungsmaterials zur Erzeugung gekrümmter Flächen genutzt werden. Das Erhitzen des Kunststoffmaterials mit dem Ziel, ein Schrumpfen örtlich oder im Ganzen herbeizuführen, kann mit Hilfe von Strahlungswärme oder mit Hilfe eines gegen die zum Schrumpfen zu bringenden Teile des Materials gerichteten Heißluftstromes erfolgen.

Das Verpackungsmaterial gemäß Fig. 3 kann nach dem Recken mit einer Außenschicht oder mit einem beiderseitigen Oberzug aus homogenem Kunststoff versehen werden. Die homogene Kunststoffschicht kann auch durch sogenanntes gemeinsames Strangpressen, das jedoch eine andere als die in Fig.! gezeigte Strangpreßanlage voraussetzt, gleichzeitig mit dem Schaumkunststoff stranggepreßt werden. Diese homogenen Kunststoffschichten können vor dem ausrichtenden Recken an der Schaumkunststoffschicht angebracht werden; in diesem Falle werden auch die homogenen Kunststoffschichten beim Recken molekular ausgerichtet.

Der Vorteil der Einbeziehung der homogenen Kunststoffschichten in den Reckvorgang, bei der auch diese molekular ausgerichtet werden, besteht darin, daß diese Schichten dann auch gemeinsam mit dem Schaumkunststoff schrumpfen, wenn das ganze Laminat einer Wärmeeinwirkung ausgesetzt wird. Beim gemeinsamen Strangpressen der Schaumkunststoffschicht und der homogenen Kunststoffschicht(en) erfolgt b^im Recken des Laminates eine gemeinsame Orientierung von selbst.

Im Falle, daß die homogenen Kunststoffschichten in einem getrennten Überziehvorgang angebracht werden, ist es vorteilhaft, den Schaumkunststoff für sich und die homogenen Kunststoffschichten ebenfalls für sich, im Zusammenhang mit dem Überziehvorgang, zu rek- 6ϊ ken. Es besteht aber auch die Möglichkeit, die ungereckte Schaumkunststoffschicht zuerst mit homogenen Kunststoffüberzügen zu versehen und erst das Laminat als Ganzes zu recken.

Grundsätzlich kann für die Herstellung des Verpakkungsma'erials gemäß der Erfindung jeder beliebige Thermoplast verwendet werden, jedoch ist es aus technischen und wirtschaftlichen Gründen am zweckmäßigsten, im vorliegenden Fall für die Herstellung des Verpackungsmaterials Polystyrol oder Polyäthylen zu verwenden.

In Fig.4 ist dargestellt, wie ein Blatt oder Zuschnitt 17 des Verpackungsmaterials um einen profilierten Dorn 16 gewickelt wird. Der Zuschnitt 17 aus Vcrpakkungsmaterial, der sich wegen der Steifigkeit des Schaumkunststoffes nicht ohne weiteres wölben läßt, wird zuerst zu einem Zylinder gewickelt, dessen Kanten miteinander verbunden werden. Dann wird der Zylinder an dem Dorn 16 angebracht. Danach wird mittels der Düse 18 gegen diejenigen Teile 19 des Zuschnittes 17, die mit dem Dorn 16 zur Berührung gebracht werden sollen. Luft geblasen. Wenn der Zuschnitt 17 so weit erwärmt ift, daß die Zellen 13 das Bestreben haben, ihre Kugelform wieder anzunehmen, s'.Vumpfen die Teile 19 des Zuschnittes 17 und gelangen in der in Fig. S gezeigten Weise zur straffen Anlage am Dorn 16.

Wenn die Schaumkunststoffschicht mit Außenüberzügen aus homogenem Kunststoff versehen ist, die ebenfai.'s durch Strecken orientiert sind, schrumpfen mit der Schaumkunststoffschicht auch die homogenen Kunststoffüberzüge. Der durch Schrumpfen gewölbt geformte Körper 20 aus Verpackungsmaterial kann nach dem Formen vom Dorn 16 abgenommen werden, wenn das Kunststoffmaterial durch Abkühlen genügend stabilisiert ist.

Der nun in die gewünschte Becherform gebrachte Körper 20 kann leicht mit einem Boden versehen werden, indem eine ebene Bodenscheibe an den Kantenteilen des geschrumpften Abschnittes befestigt wird.

Es hat sich gezeigt, daß das Verpackungsmaterial vorher mit Werbetexten, Gebrauchsmusteranweisungen oder Verzierungen bedruckt werden kann, die v. ährend des Schrumpfens nicht allzusehr verzerrt werden. Die durch die Schrumpfwirkung erzeugte Verzerrung des Aufdruckes auf dem Verpackungsmaterial kann durch eine entsprechende Veränderung der Größenverhältnisse schon beim Aufdrucken ausgeglichen werden. Wenn die homogene Kunststoffschicht und die Schaumkunststoffschicht ungleiche Schrumpfeigenschaften haben, entsteht entlang der geschrumpften Teile des Materials eine unebene Oberflächenbeschaffenheit. Durch entsprechende Anpassung der in dem Laminat vorhandenen Schichten aneinander hinsichtlich Streckbarkeit und Schrumpffähigkeit ist es jedoch möglich, auch an den geschrumpften Teilen eine ebene und glatte Oberfläche zu erzielen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentanspruch:

Verfahren zur Herstellung eines becherförmigen Behälters bzw. Behälterteües unter Verwendung von stranggepreßtem warmschrumpfbaren Schaumkunststoff als Verpackungsbehälter, bei dem der Schaumkunststoff mindestens in einer Richtung gereckt, aus dem Schaumkunststoff ein Zylinder gebildet, dessen Umfangsrichtung mit der Vorzugsrichtung der Reckung übereinstimmt, und dieser auf einem Formdorn unter Erwärmung so geformt wird, daß mindestens Teile des Zylinders in Umfangsrichtung schrumpfen und sich an einem Ende einwölben, und an diesem eingeschrumpften gewölbten Ende ein Boden dicht befestigt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Schaumkunststoff mit mindestens einer homogenen Kunststoffschicht beschichtet wird und daß das Recken zur Moleküiausrichtung bei einer Temperatur von etwa 10°C unterhalb des Schmelzbereichs des Schaumkunststoffes vorgenommen wird.