DE2559155C3

DE2559155C3 - Einweg-Behälter aus in Wärme schrumpffähigem Schaumkunststoff

Info

Publication number: DE2559155C3
Application number: DE2559155A
Authority: DE
Inventors: Anders Ruben Rom Rausing
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1975-01-03
Filing date: 1975-12-30
Publication date: 1982-04-01
Also published as: DE2559155A1; DE7541733U; DE2559155B2; NL7600021A; FR2296570A1; GB1507572A; FR2296570B1; SE420473B; US4014724A; CH590760A5; SE7514253L; CA1040558A

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen Einweg-Behälter aus in Wärme schrumpffähigem Schaumkunststoff der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung. Derartige Einweg-Behälter, die oft auch als »Wegwerf-Behälter« bezeichnet werden, sind bereits bekannt (DE-OS 23 61 038). Dabei wird ein Zuschnitt zuerst in Rohrform gebracht und dann stufenweise auf einem konischen Formdorn zu einer konischen Form geschrumpft, worauf das gebildete konische Rohrstück zwischen einer Matrize und einer Patrize zu einem blumentopfartigen Gebilde verformt wird. An den Flansch wird eine Scheibe angesiegelt, wodurch der Behälter seinen Boden erhält Das Material, aus dem der Behälter gebildet wird, besteht aus schrumpffähigem

JO Polystyrol-Hartschaum.

Darüber hinaus ist es bekannt (FR-PS 22 20 430), in einen rohrförmigen Kunststofformling einen flaschenartigen Formdorn einzuschieben und den Formling durch Erhitzen mittels Heißluft so weit zu plastifizieren, daß er auf den Formdorn aufschrumpft.

Ferner ist es bekannt (FR-PS 13 19 076), einen flaschenartigen Kunststoffrohling, der durch Formpressen hergestellt wurde, am unten offenen Boden mittels einer Bodenplatte zu verschließen. Das Material dieser Kunststoffflasche besteht aus PVC.

Es hat sich jedoch gezeigt, daß Kunststoffe wie PVC hinsichtlich des Umweltschutzes große Nachteile aufweisen, weil beim Verbrennen giftiger und aggressiver Chlorwasserstoff entsteht, so daß in einigen Ländern PVC als Verpackungsmaterial bereits verboten ist. Andere Kunststoffe, die ebensogut? oder sogar bessere Eigenschaften aufweisen und leicht durch Formgebungsverfahren verformbar sind, weisen dagegen meist einen höheren Preis und auch eine relativ große Sprödigkeit auf. Die sich hierdurch ergebenden Nachteile können zwar zum Teil durch den eingangs genannten bereits bekannten Einweg-Behälter aus Polystyrol-Hauptschaum vermieden werden, doch hat sich gezeigt, daß sich dabei oft Schwierigkeiten beim Verformen jedenfalls dann ergeben, wenn kompliziertere Behälterformen, wie Flaschen u.dgl., herzustellen sind und darüber hinaus eine gute Festigkeit auch bei solchen Kühlgütern vorhanden sein soll, die wie kohlensäurehaltige Getränke unter Druck stehen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Einweg-Behälter der eingangs genannten Gattung diesbezüglich zu verbessern, d. h. dessen Festigkeitseigenschaft trotz leichter Herstellbarkeit bei auch komplizierteren Formen als Bechern zu verbessern.

Die Erfindung ist im Patentanspruch 1 gekennzeichnet.

Während die Zwischenschicht insbesondere auch bei der Handhabung des fertigen Behälters eine stützende

Funktion übernimmt, können die nicht mit einer solchen Zwischenschicht versehenen Schichten leicht durch Anwendung von Wärme, insbesondere Heißluft, verformt werden; ihr Verformungsgrad isj insbesondere dann durch Schrumpfen sehr groß, wenn von einem i Schaumstoff ausgegangen wird, bei dem die Zellen länglich bzw. linsenförmig ausgebildet sind. Auch nach der Formgebung weist ein solcher Behälter selbst an den kritischen Stellen gute mechanische Eigenschaften auf, ohne daß eine große Quantität teuren Kunststoffs iu verwendet wird.

Polystyrol ist besonders gut verwendbar.

Weitere Ausbildungen und Verbesserungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet

Eine Ausführungsart der Erfindung wird nachstehend unter Hinweis auf die schematischen Zeichnungen beschrieben. Darin zeigt

F i g. 1 einen stark vergrößerten, gebrochenen Querschnitt eines Zuschnitts für den erfinüungsgemäßen Einweg-Behälter,-

F i g. 2 den in F i g. 1 dargestellten Zuschnitt, der zu einem Tubus mit zirkularzylindrischem Querschnitt umgebogen ist;

Fig.3 im Querschnitt, wie der zirkularzylindrische Tubus auf einem Dorn angebracht worden ist, um einen Teil des Zylinders durch Schrumpfung zu einem flaschenhalsähnlichen Teil zu formen;

Fig.4 einen stark vergrößerten Querschnitt eines Schaumstoffes, der bei Herstellung zu dem Zwecke gestreckt worden ist, um den einzelnen Zellen eine längliche oder linsenartige Form zu geben;

F i g. 5 wie dem Zylinder, der einen flaschenhalsähnlichen Teil erhalten hat, durch Einschrumpfen der Kantenzone des Zylinders über einem zusammenlegbaren Dorn ein Bodenflansch beigebracht worden ist; J5

Fig.6 einen Querschnitt des Einweg-Verpackungsbehälters, nachdem dieser eine Bodendeckplatte erhalten hat;

F i g. 7, wie die Mündung des flaschenhalsähnlichen Teiles mit einem vorzugsweise planen Werkzeug bearbeitet wird, um einen planen und für alle derartigen Verpackungsbehälter gleichartigen Mündungsteil zustandezubringen und

F i g. 8 einen Querschnitt des fertigen Verpackungsbehälters, nachdem dieser gefüllt worden ist und eine Verschlußkapsel erhalten hat.

Gemäß Fig. 1 weist der Einweg-Behälter einen Schichtstoff mit einer äußeren Schaumstoffichicht 1 und einer inneren den Teil I des Schichtstoffes bedeckenden Zwischenschicht 2 auf. Diese Zwischenschicht 2 kann aus einem homogenen oder fibrösen Material bestehen, beispielsweise aus homogenem Kunststoff, aus Metallfolie, Glasfolie oder aus Papier. Die Zwischenschicht 2 dient dazu, dem Schichtstoff Festigkeit zu geben, wobei gleichzeitig die Zugfestigkeit der Schaumstoffschicht 1 wesentlich verbessert wird unter der Voraussetzung, daß zwischen der Zwischenschicht 2 und den äußeren Schaumstoffschichten 1 gute Adsorption besteht.

Nachfolgend wird angenommen, daß die Schaumstoffschicht 1 aus Polystyrol-Schaumstoff besteht, der im Strangpreßverfahren hergestellt und dem bei Herstellung in der Absicht eine Streckung beigebracht worden ist, die zum Schaumstoff gehörenden Blasen oder Zellen so zu formen, daß sie länglich oder linsenartig werden, abhängig davon, ob die Streckung in einer oder in zwei Richtungen erfolgt ist. Der Schaumstoff der Schaumstoffschicht 1 wird aus dem Grunde so gestreckt, weil das Material hierdurch unter Wärmeeinwirkung schrumpfbar wird. Das Material ist dadurch leicht über einem Formdorn formbar, falls man gleichmäßig und soviel Wärme zuführt, daß der Kunststoff erweicht, wobei die länglichen oder linsenförmigen Zellen bestrebt sind, eine sphärische bzw. kugelige Form anzunehmen, wie dies in Fig.4 veranschaulicht wird. Eine der Schaumstoffschichten 1 hat längliche oder linsenförmige Zellen 7, die in F i g. 4 in starker Vergrößerung und nicht maßstabsgemäß wiedergegeben sind. Ein Teil der Schaumstoffschicht 1 ist zu einem Flansch 17 eingeschrumpft, wodurch die einzelnen Zellen 7 in diesem eingeschrumpften Flansch 11 sphärische bzw. kugelige Form haben.

Auf F i g. 1 zurückkommend, wird hier gezeigt, daß der Zuschnitt in drei Zonen aufgeteilt ist, nämlich eine Zwischenzone 1, die sowohl die äußere Schaumstoffschicht 1, als auch die Zwischenschicht 2 enthält, sowie die äußeren Zonen II und III, die keine Zwischenschicht 2 enthalten. Um die Gasdichtigkeit des Zuschnittes zu verbessern, ist die eine Außenseite des Zuschnitts mit einem gasdichten Belag 21, beispielsweise aus Polyvinylidenchlorid od^r aus einem Acrylnitrilkunststoff, versehen. Da sich diese Stoffe durch Flächenverschmelzung nicht direkt mit der Schaumstoffschicht 1 aus Polystyrol vereinen lassen, werden sie mittels einer Art Bindemittel angebracht, das sowohl an der Schaumstoffschicht 1 ais auch an der Belag- oder Überzugsschicht 21 anhaftet.

In F i g. 2 ist dargestellt, wie der Zuschnitt gemäß F i g. 1 zu einem Rohr mit kreiszylindrischem Querschnitt umgebogen wird. Diesen Arbeitsvorgang führt man zweckmäßigst mit Hilfe eines zylindrischen Vorformdorns aus, wonach die überlappenden Kantenteile 4 des Zuschnitts durch Wärmeversiegelung in einer dichten und mechanisch haltbaren Naht miteinander versiegelt werden Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist das gebildete Rohr 3 in die bereits erwähnten Zonen I, II und III aufgeteilt, wobei die zwischenliegende Miltelzone I die zwischen den Schaumstoffschichten 1 angeordnete Zwischenschicht 2 aus einem homogenen oder fibrösen Material aufweist, was bereits im Beispiel erklärt worden ist. Nach Formung und Versiegelung wird das Rohr 3 von seinem Spuldorn abgezogen und einem zweiten Dorn, dem eigentlichen Formdorn 18, aufgesetzt, der einen profilierten, flaschenhalsartigen Teil 6 hat. Bei Aufsetzung des Rohres 3 auf den Formdorn 18 wird dafür gesorgt, daß das Rohr 3 so am Formdorn 18 angebracht ist, daß die Zone II von Rohr 3 den profilierten Teil 6 des Formdornes 18 umgibt, während die Zonen I und III dicht an den übrigen Teilen des Doms anliegen. Nach Aufsetzung des Rohres 3 auf den Formdorn 18 wird die Zone Il mit Hilfe von Wärmequellen, vorzugsweise Heißluftdüsen 9, gleichmäßig erwärmt, wobei die Zone II des Rohres 3 zum genauen Anschluß an den profilierten Teil 6 des Formdorns 18 eingeschrumpft wird.

In F i g. 3 ist die eingeschrumpfte Lage der zum Rohrteil 5 gehörenden Zone II mit der Markierung 5' gekennzeichnet. Nach Formung des flaschenhalsähnlichen Teils 5' wird das Rohr 3 vom Dorn 18 abgezogen und statt dessen ein zusammenlegbarer Dorn 13 in den Teil des Rohres 3 eingesetzt, der mit III gekennzeichnet ist. Bei Einführung des Dorns 13 sorgt man dafür, daß sicii der abstehende Randteil 12 des Rohres 3, entsprechend der Zone III, außerhalb des Domes 13 befindet, wonach der Randteil 12 mit Hilfe von Heißluftdüsen 9 soweit erwärmt wird, daß diese Kantenzone, die keine Zwischenschicht 2 enthält, zur

Bildung eines Flansches 12', der an der Außenseite des zusammenlegbaren Doms 13 anliegt, zum Schrumpfen gebracht wird.

Nach Abschluß des Schrumpfvorganges wird der Dorn 13 zusammengelegt, indem seine Teile zur Lage 13' zusammengeführt werden, wonach der Dorn 13 durch das Loch 18, das von Flansch 12' begrenzt ist, herausgezogen wird. Am zentralen Teil 11 des Rohres, der Zone I des Zuschnitts entsprechend, ist keine Schrumpfungsdeformation erfolgt, die von der Zwischenschicht 2 erschwert oder ganz unmöglich gemacht würde.

In Fig.6 wird gezeigt, wie am flaschenähnlichen Behälter, der den eingeschrumpften Flansch 12' erhalten hat, eine Bodenplatte 14 angebracht wird, die mittels Wärmeeinwirkung an den Flansch 12' angesiegelt oder mit Hilfe einer Art Bindemittel mit diesem verbunden wird. Zur Verstärkung der Gasdichtigkeit kann es angebracht sein, die Deck- bzw. Bodenplatte 14 aus dem gleichen Schichtstoff herzustellen, der in Zusammenhang mit F i g. 1 beschrieben worden ist, wobei die Zwischenschicht aus einem gadichten Material, beispielsweise Glasfolie oder Metallfolie, bestehen kann. Die in F i g. 6 dargestellte Flasche hat nun ihre äußere Form erhalten; beim Einschrumpfen des Halsteils 10 ist jedoch eine etwas ungleichmäßige Mündungskante gebildet worden, die zur direkten Anbringung von Deckstreifen oder Kapseln ungeeignet ist

Daher wird der geformte flaschenähnliche Verpakkungsbehälter weiterbearbeitet, was gemäß F i g. 7 erfolgt, indem ein erhitztes Werkzeug 16 an das Mündungsteil 10 angepreßt wird, wobei der Schaumstoff zu einem wulstartigen Ring 15, vorzugsweise mit planer Oberseite, geformt wird. Durch diese Formung erfolgt auch eine Verdichtung des Materials, indem etliche Zellen zum Kollaps gebracht werden, was zu bedeuten hat daß die Mündung fest wird und sich nun auch gut zum Aufsetzen von gefalzten Kapseln eignet

In Fig.8 wird schließlich dargestellt wie dem flaschenähnlichen Verpackungsbehälter eine Kapsel 19 aufgesetzt worden ist die im gezeigten Falle um die Mündung herum gefalzt, mit Hilfe eines unbrechbaren Versiegelungslackes aber auch mit der oberen, planen Zone des Mündungsteiles wärmeversiegelt ist Um die Entfernung der Kapsel zu erleichtern, wenn der Inhalt des Verpackungsbehälters zugängig gemacht werden soll, weist die Kapsel 19 ein Abzugsende 20 auf, mit dessen Hilfe sich die Kapsel 19 abreißen läßt

Es soll darauf hingewiesen werden, daß die hier gezeigte Ausführungsart der Erfindung nur eine

κ) mögliche Ausführungsart veranschaulichen soll und daß man sowohl die Flaschenform, als auch die Art des Verpackungsmaterials und der Herstellung abändern kann. Somit kann die Flasche, je nach Bedarf, einen längeren oder kürzeren Hals erhalten, und es ist auch

is möglich, den Bodenteil anders als hier angegeben zu formen, beispielsweise durch direkte Wärmeversiegelung einer Bodenplatte an den unteren Teil der Flasche ohne vorherige Einschrumpfung eines Flansches. Es ist jedoch erwiesen, daß eine bedeutend größere Steifheit und Festigkeit erzielt werden kann, wenn man zuerst den gezeigten und beschriebenen Flansch zustandebringt Der zusammenlegbare Dorn 13 kann in vielfacher Weise konstruiert sein, zum Beispiel von einer schirmartigen Vorrichtung bis zu einer Anordnung, die nahezu mit einer Kamerablende vergleichbar ist. Auch die gezeigte Kapsel 19 soll nur als Beispiel für eine mögliche Lösung dienen; an und für sich besteht die Möglichkeit jede beliebige Kapselvorrichtung im flaschenähnlichen Behälter anzubringen.

Der hier beschriebene flaschenähnliche Behälter ist nicht nur sehr leicht was beim Transport vorteilhaft ist sondern kann auch in automatischen Maschinen mit großer Produktionskapazität hergestellt werden. Außerdem ist Polystyrolschaumstoff relativ billig. Der Verpackungsbehälter bietet dem Füllgut insbesondere Wein, einen genügenden Gasschutz und läßt sich so formen, daß sein Aussehen ansprechend wirkt Selbstverständlich kann der erfindungsgemäße Einweg-Behälter zur Verpackung anderer Produkte als Wein benutzt werden; im Prinzip können alle flüssigen und auch pulverförmigen Produkte verpackt werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Einweg-Behälter aus in Wärme schrumpffähigem Schaumkunststoff, mit einem zylindrischen Mantelteil von insbesondere kreisförmigem oder quadratischem Querschnitt und mit einem Bodenteil, das durch einen mit dem Mantelteil zusammenhängenden, einwärts geschrumpften Flansch und durch eine an diesen Flansch angesiegelte zentrale Bodenplatte gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Einweg-Behälter flaschenartig mit einwärts geschrumpftem Halsteil (10) ausgebildet ist und daß der Schaumkunststoff aus mindestens zwei Schichten (1) mit einer im Bereich des Mantelteils (11) eingefügter Zwischenschicht (2) aus homogenem oder fibrösem Material, wie Kunststoff, Papier, Metall- oder Glasfolie, besteht

2. Einweg-Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffzellen (7) der in Wärme schrumpffähigen Schichten (1) mindestens in nicht geschrumpften Behälterteilen länglich bzw. linsenförmig ausgebildet sind.

3. Einweg-Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die in Wärme schrumpffähigen Schichten (1) aus Polystyrol bestehen.

4. Verfahren zur Herstellung eines Ein weg-Behälters nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem zuerst aus einem schrumpffähigen Kunststoff aufweisenden Zuschnitt ein den Mantelteil, den Halsteil und den Flansch aufweisendes Element unter Anwendung von Wärme um einen Dorn geformt und anschließend der Bodenteil direkt mit dem Flansch verbunden wird, dadurch gekennzeichnet, daß ein Zuschnitt aus Verpackungsschichtstoff verwendet wird, bei dem eine den Mantelteil bildende Zwischenzone mindestens zwei bei Wärme schrumpfbare aus Schaumkunststoff bestehende Schichten und mindestens eine Zwischenschicht aus dem homogenen oder fibrösen Material aufweist und bei dem zwei äußere Randzonen schrumpfbaren Schaumstoff ohne eine solche Zwischenschicht aufweisen, daß der Zuschnitt mit Hilfe eines Vorformdornes zu einem Rohr mit gewünschtem Querschnitt umgebogen wird und die sich dabei überlappenden Kantenzonen des Zuschnitts miteinander versiegelt werden, wonach das vorgeformte Rohr vom Vorformdorn abgezogen und derart auf einen Formdorn aufgesetzt wird, dessen Profilierung eine dem flaschenartigen Halsteil entsprechende Form und Größe aufweist, daß sich die Randzonen ohne Zwischenschicht in Nachbarschaft des den Halsteil entsprechenden Formdornabschnitts befinden bzw. über den Formdorn so überstehen, daß der eine Randteil bis zum Anschluß an die Kontur des Formdornhalsteils und der andere Randteil außerhalb des Formdorns zum Flansch eingeschrumpft werden.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch durch Schrumpfen des Schichtstoffs in Wärme um einen den Übergang vom Mantelteil zum Flansch formbestimmenden Bodendorn geformt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung des Behälters mittels eines erhitzbaren Formstempels formgepreßt wird, der auf den Halsteil aufgesetzt wird und dessen Rand zu einem Wulstrand umformt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis δ, dadurch gekennzeichnet daß ein Schichtstoff mit Schichten verwendet wird, deren längliche bzw. linsenförmige Schaumstcffzellen unter Wärmeeinwirkung die Tendenz haben, eine mehr sphärische bzw. kugelige Form anzunehmen.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß ein Schichtstoff verwendet wird, dessen aus schrumpffähigem Schaumkunststoff bestehende Schichten aus im Strangpreßverfahren hergestelltem Polystyrol bestehen.