DE2752416A1

DE2752416A1 - Tubenartiger behaelter und verfahren zu seiner herstellung

Info

Publication number: DE2752416A1
Application number: DE19772752416
Authority: DE
Inventors: Michael Caleb Eastwood; Geoffrey Alan Giles; John Michael Hammond
Original assignee: Metal Box PLC
Current assignee: Crown Packaging UK Ltd
Priority date: 1976-11-25
Filing date: 1977-11-24
Publication date: 1978-06-01
Also published as: ZA776629B; ES464455A1; PT67312A; FR2372015A1; GR62020B; NL7712956A; JPS5367770A; PT67312B

Description

DipL-lng. P. WIRTH · Dr. V. SCH M I ED-KOWARZI K

DipL-lng. G. DANNENBERG · Dr. P. WEiNHOLD · Dr. D. GUDEL

TELEFON <06.n²⁸"³⁴ 6 FRANKFURT/M.

287014 GR. ESCHENHEIMER STR.39

22. November 1977
Da/Rb/Pi./Kt

Metal Box Limited

Reading RG1 3JH Berkshire, England

Tubenartiger Behälter und Verfahren zu seiner Herstellung

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KETAL BOX LIMITED, Reading RG1 3JH, Berkshire, England

Die Erfindung betrifft die Herstellung von tubenförmigen Behältern, sie bezieht sich insbesondere auf derartige Behälter, die an einem Ende mit einem Verschluß, z.B. einem mit Schraubengewinde versehenen Halsteil zur Aufnahme einer Schraubkappe versehen sind, und die zur Aufnahme von Materialien, z.B. Zahnpasta verwendet werden, die durch Zusammendrücken der Tube aus dem Halsteil herausgedrückt werden.

Zahnpastatuben bestehen bisher Im allgemeinen aus weichem, unelastischem Material, zum großen Teil aufgrund der Zusamme« falt eigenschaften des Metalls, aufgrund derer eine Tube nach dem Flachdrücken und anschließenden Entlasten nicht in ihre ursprüngliche Gestalt zurückkehrt und folglich den ausgedrückten Inhalt nicht in die Tube zurücksaugt. Ähnliche Tuben wurden aus synthetischen Kunststoffen zur Verpackung anderer Materialien verwendet, die leichter fließen als Zahnpasta, diese Kunststofftuben kehren oder federn im allgemeinen, nachdem sie zusammengedrückt wurden, in ihre ursprüngliche Gestalt zurück.

Aufgabe der Erfindung 1st es, ein wirtschaftliches und wirkungsvolles Verfahren zur Herstellung tubenförmiger Behälter aus synthetischen Kunststoffmaterialien zu schaffen.

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Aufgabe der Erfindung ist es ferner, derartige Behälter herzustellen, die ähnliche spannungsfreie Falteigenschaften (dead-fold characteristics) wie diejenigen der herkömmlichen Metallzahnpastatuben aufweisen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung eines tubenförmigen Behälters angegeben, der an einem Ende eine Verschlußanordnung aufweist, wobei der Tubenkörper des Behälters aus einem Bahnmaterial eines teilweise kristallinen synthetischen Polymers hergestellt wird, welches sich in charakteristischer Weise von einem Hals bei einer Temperatur unterhalb seines Schmelzpunktes abziehen läßt, wobei ein ringförmiger Bereich des Bahnmaterials festgeklemmt oder eingespannt wird, und derjenige Teil des Bahnmaterials der von dem eingespannten Bereich umgeben ist, auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers erwärmt wird, wobei ein Dorn oder Stempel an einer Stelle durch die Ebene des Bahnmaterials hindurchgedrückt wird, die innerhalb des eingespannten Bereichs zentriert ist, um das Polymer des vom eingespannten Bereich umgebenen Bahnmaterialteils in die Form des Tubenkörpers zu ziehen, und wobei der Tubenkörper dann vom restlichen Teil des Bahnmaterials getrennt wird, wobei eine Verschlußanordnung vor oder nach dem Ziehen des Tubenkörpers ausgebildet und am Ende des Körpers angeordnet wird. Wenn der tubenförmige oder rohrförmige Behälter gefüllt werden soll, läßt sich dies durch dasjenige Ende durchführen, welches dem die Verschlußanordnung tragenden Ende gegenüberliegt, und das Füllende des Körpers kann dann z.B. durch Wärmeverschweis sen geschlossen werden.

Die Verschlußanordnung kann getrennt vom tubenförmigen Körper hergestellt und nach dem Ziehen des Körpers z.B. mittels eines Klebemittels oder durch Reibungsschweißen oder Spin-Schweißen an den tubenförmigen Körper befestigt werden,

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das wobei ζ.By in der BP -PS 1 436 217 verwendete Verfahren

eingesetzt werden kann.

Alternativ läßt sich die VerschluBanordnung im Bahnmaterial durch ein Form- oder Preßverfahren auebilden und dann zentral innerhalb des eingespannten ringförmigen Bereichs positionieren bevor der tubenförmige Körper gezogen wird, so daß die Verschlußanordnung am Ende des tubenförmigen oder rohrförmigen Körpers angeordnet ist, wenn der letztere gezogen wurde. In diesem Fall werden bevorzugt eine Vielzahl von Verschlußanordnungen in dem Bahnmaterial, z.B. durch ein Spritzgießverfahren, und eine Vielzahl von tubenförmiger Körper gleichzeitig gezogen, wobei eine entsprechende Anzahl von Stempeln verwendet wird. Gemäß diesem Merkmal der Erfindung 1st eine Herstellung der erfindungsgemäßen Behälter in relativ großem Maßstab möglich.

Das synthetische Polymermaterial kann bevorzugt aus einem Polyäthylen hoher Dichte bestehen, dem das Ziehverfahren die gewünschten Eigenschaften, wie z.B. ausgezeichnete Faltenbas tändigkeit (spannungsfreie Falteigenschaften), einen hohen young-Modul und gute Gastrenneigenschaften verleihen kann. Ein Polyäthylen hoher Dichte ist als ein Polyäthylen definiert, welches eine Dichte im Bereich von 0,94 g/car (gm/cnr) und mehr besitzt. Das Ziehverfahren wird bevorzugt derart ausgeführt, daß das Polyäthylen auf ein Ziehverhältnis Im Bereich von 5 bis 40 gezogen wird. Beste Ergebnisse wurden mit Ziehverhältnissen zwischen 8 und 35 erzielt. In dieser Beschreibung wird der Begriff "Ziehverhältnis" verwendet, um das Verhältnis der Dicke des Polymerbahnmaterials vor dem Ziehen zur Dicke des Polymermaterials' im gezogenen tubenförmigen Körper des Behälters zu kennzeichnen. Der Begriff ist daher mit dem Längenziehverhältnis, d.h. mit dem Verhältnis der Länge eines Elements des gezogenen Materials

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bezogen auf die Länge desselben Elements vor dem Ziehverfahren, gemessen in Ziehrichtung, verwandt, jedoch nicht äquivalent. Durch Verwendung eines Polyäthylens hoher Dichte mit Ziehverhältnissen in diesem Bereich ist es möglich, tubenförmige Behälter zu erzeugen, die eine ausgezeichnete Faltenbeständigkeit, einen hohen Young-Modul und gute Gastrenneigenschaften besitzen, und die fest und gegenüber dem Aufreißen widerstandsfähig sind. Aufgrund der Faltenbeständigkeit oder spannungsfreien Falteigenschaften kehren die tubenförmigen Behälter nicht in ihre rohrförmige Gestalt zurück, nachdem sie flachgedrückt sind, und sie saugen daher ausgedrückten Inhalt nicht in den Behälter zurück, wenn der Druck zum Zusammendrücken beseitigt wird. Die Behälter können ferner von einem Ende aufgerollt werden, nachdem der Inhalt herausgedrückt ist, und sie behalten die aufgerollte Gestalt wie eine Zahnpastatube aus Metall bei.

Alternativ kann das Ziehen des tuben- oder rohrförmigen Körpers ausgeführt werden unter Verwendung von Polypropylen, einem Polyäthylen-Polypropylen-Kopolymer, einem Polyamid oder einem Polyester, oder anderen bekannten Teilweise kristallinen Polymeren oder Kopolymeren, die in charakteristischer Weise sich von einem Hals oder Ansatz unterhalb ihres Schmelzpunktes ziehen lassen, und die in gezogenem Zustand die gewünschten Eigenschaften liefern. So lassen sich z.B. bei Verwendung eines Polypropylens feste, transparente Behälter mit ausgezeichneter Durchsichtigkeit erhalten.

Die Temperatur, auf die derjenige Teil des Bahnmaterials erwärmt wird, der von dem eingespannten Bereich umgeben ist, muß unterhalb des kristallinen Schmelzpunkts des Polymers liegen, die optimale Temperatur hängt Jedoch von der Art des speziell verwendeten Polymers ab. Bei Polyäthylenmaterialien hoher Dichte haben sich Temperaturen im Bereich von 60° bis

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130°C als geeignet herausgestellt, vobei Temperaturen zwischen 8O⁰C und 120°C bevorzugt werden. Bei Polypropylenmaterialien eignen sich Temperaturen im Bereich zwischen 6O⁰C und 16O°C, w. bevorzugt werden.

6O⁰C und 16O°C, wobei Temperaturen zwischen 100°C und 150°C

Bequemerweise kann der Dorn oder Stempel auf im wesentlichen dieselbe Temperatur wie das Polymerbahnmaterial vor dem Ziehvorgang erwärmt werden. Es hat sich Jedoch als möglich herausgestellt, Dorn- oder Stempeltemperaturen zu verwenden, die höher oder niedriger als die Temperatur des Bannmaterials sind, solange die Temperatur des Dorne oder Stempels den Schmelzpunkt des Polymers nicht überschreitet. Der Stempel kann durch innere Einrichtungen sowohl vor als auch während des Ziehvorganges, z.B. durch elektrische Einrichtungen oder durch Zirkulation von heißem öl im Stempel erwärmt werden.

Es ist wichtig, daß ein begrenzter Abstand zwischen dem eingespannten Bereich und dem Stempel besteht, um eine Materialverschwendung zu vermeiden, und um zu ermöglichen, daß der Ziehvorgang eng kontrolliert wird, wobei das Einspannen des ringförmigen Bereichs des Bahnmaterials bevorzugt derart ausgeführt wird, daß ein Abstand oder Spielraum zwischen der inneren Kante des eingespannten Bereichs und der Außenwand des Stempels verbleibt, der nicht kleiner als I/3 der Schichtdicke und nicht größer als der dreifache Wert der ►Schichtdicke ist.

In speziellen Fällen wurden mit Polymerbahnen, deren Dicke im Dereich zwischen 1 bis 6 mm lag, mit einem Abstand oder Spiel zwischen 2 und 3 mm gute Ergebnisse erzielt. Diese Ergebnisse wurden unter Verwendung von Stempeln mit einem

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Durchmesser von 25 mm und 65 mm erhalten, und der erforderliche Abstand oder Spiel schien im wesentlichen unabhängig vom Stempeldurchmesser zu sein.

Das Ziehen des Polymers, welches die molekulare Orientierung im Tubenkörper oder der Wand des Behälters erzeugt, findet von einem "Hals" oder Ansatz im Spielraum zwischen dem Stempel und dem eingespannten Bereich, und in dem eingespannten Bereich selbst statt. Das Ziehen von diesem oberen Hals aus erzeugt eine im wesentlichen monoaxiale Orientierung in der Behälterwand, die zur Erzeugung guter Gastrenneigenschafen beiträgt. Es hat sich gezeigt, daß das Ziehen von einem niederen Hals um das Ende des Stempels erfolgen kann, wenn das Ende des Stempels eine gewölbte Gestalt besitzt, und ein derartiges Ziehen erzeugt einen Grad an biaxialer Orientierung, die dazu beitragen kann, Jegliche Tendenz zu verringern, daß die Wand in Längsrichtung reißt.

Der Stempel braucht keinen kreisförmigen Querschnitt besitzen, er kann z.B. einen ovalen oder polygonalen, z.B. hexagonalen Querschnitt besitzen, um Behälter der entsprechenden Gestalt zu erzeugen.

Es ist möglich, tubenförmige Behälter aus zwei oder mehr Schichten unähnlicher Polymere herzustellen, die miteinander verbunden sein können, wobei der tubenförmige Körper aus einem Bahnmaterial gezogen wird, das aus zwei oder mehr Schichten derartiger Polymere besteht, wobei z.B. zwei Schichten aus Polyäthylen verschiedener Qualitäten oder Härtestufen, einem Polyäthylen und einem Polyester oder einem Polyäthylen und einem Polypropylen verwendet werden können.

Bei jeder der oben genannten Ausführungsformen kann der tubenförmige Körper nach seiner Ausbildung mit einer Be-

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schichtung versehen werden, um die Gastrenneigenschaften zu verbessern, so kann z.B. eine Schicht aus Polyvinylidenchlorid vorgesehen sein, oder der tubenförmige Korper kann in der üblichen Weise pigmentiert, oberflächenbehandelt oder bedruckt werden.

Die Erfindung betrifft tubenförmige Behälter mit einer Verschlußanordnung an einem Ende, die gemäß dem obigen Verfahren hergestellt werden.

Die Erfindung betrifft ferner einen tubenförmigen Behälter mit einer Verschlußanordnung an einem Ende, wobei der Behälter einen rohrförmigen Körper besitzt, der aus einem Polyäthylen hoher Dichte besteht, und bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes auf ein Ziehverhältnis im Bereich zwischen 5 bis 40 gezogen wurde, wobei der tubenförmige Körper spannungsfreie Falteigenschaften aufweist, die es gestatten, daß der

rohrförmige Körper, flachgedrückt wird, um den Inhalt aus der Verschlußanordnung herauszudrücken, ohne daß er bei Zurücknahme des Auspreßdruckes in seine rohrförmige Gestalt zui-Uckspringt.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert.

In den Figuren zeigen:

Fig. 1, 2 und 3 3 Stufen bei der Herstellung des tubenförmigen oder rohrförmigen Körpers eines Behälters aus einer Bahn aus synthetischem Kunststoffmaterial;

Fig. 4, 5 und 6 3 aufeinanderfolgende Stufen, in denen ein mit Schraubengewinde versehener Halsteil in den Körper des Behälters eingepaßt und mit dem Behälter

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verschweißt oder angedichtet wird;

Fig. 7 eine Bahn aus synthetischem Kunststoffmaterial mit einer Vielzahl von mit Schraubengewinde versehenen Halsteilen, die auf der Bahn angeformt sind;

Fig. 8 die Einbringung eines erhitzten Stempels in einen Halsteil nach Fig. 7, um einen Behälterkörper in ähnlicher Weise,wie in den Fig. 1 bis 3 dargestellt, herzustellen;

Fig. 9 die Bahn nach Fig. 7, nachdem Körperteile gemäß Fig. 8 ausgebildet wurden;

Fig. 10 einen Behälter, der von der Gruppenanordnung der Fig. 9 abgetrennt und abgedichtet oder zusammengeschweißt ist; und

Fig. 11 einen Teil einer weiteren Ausführungsform einer Verschlußanordnung.

Bei der in den Fig. 1 bis 6 dargestellten Ausführungsform der Erfindung wird ein ringförmiger Bereich einer Bahn 10 aus einem teilweise kristallinen synthetisehen Polymermaterial, welches sich charakteristisch von einem Hp.Is bei einer Temperatur unter seiner Sciimelztemperatur ziehen läßt, mittels eines Einspannringes 11 gegen eine Halteplatte 12 eingespannt, wobei die Halteplatte 12 eine kreisrunde öffnung 13 besitzt, die konzentrisch mit dem Einspannring 11 verläuft und denselben Innendurchmesser besitzt und auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers erhitzt wird. Die Erwärmung oder Erhitzung läßt sich durch verschiedene Einrichtungen

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durchführen, so z.B. durch Strahlungsheizelemente, die schematisch mit 23 bezeichnet sind, die seitlich in Stellungen oberhalb und unterhalb des Teils der Bahn 10 bewegbar sind, der von dem Einspannring 11 umgeben 1st, und die in die dargestellte Stellung zurückbewegt werden können, bevor der Ziehvorgang beginnt. Ein erwärmter oder erhitzter Stempel 14, der z.B. durch innere Heizeinrichtungen, die schematisch mit 24 bezeichnet sind, auf einer ähnlichen Temperatur gehalten wird, wird durch die Ebene der Polymerbahn 10 nach unten gedruckt, wie in den Flg. 2 und 3 dargestellt ist, um die Polymerbahn 10 durch plastische Deformation in eine rohrförmige Gestalt zu ziehen, wobei prinzipiell von einem Hals 40 (Fig. 3) ausgezogen wird, der dem Einspannring 11 benachbart angeordnet ist, wie noch näher erläutert wird. Nach dem Herausziehen des erwärmten Stempels 14 wird der auf diese Weise ausgebildete tubenförmige oder rohrförmige Körper 15 von dem restlichen Teil der Bahn 10 abgeschnitten. Dabei kann eine Lippe 16 aus nicbtgezogenem Polymer stehenbleiben, vergleiche Fig. 4, oder der Schneidvorgang kann unterhalb der Lippe stattfinden, wie in Fig. 5 dargestellt ist. Ein mit Schraubengewinde versehener Halsteil 17> der in einem separaten Arbeitsgang vorgeformt wurde, wird nun in das obere offene Ende des Körperteils 15 eingepaßt und dort befestigt, wobei eine Dichteverbindung 18 (Fig. 6) mittels eines Klebemittels oder durch ein Dreh-Reibschweißen, welches als Spin-Schweißen bekannt ist und z.B. in der GB-PS 1 436 217 beschrieben ist, oder durch andere bekannte Verfahren ausgebildet wird. Die.Gegenwart einer Lippe 16 aus nichtgezogenem Material kann bei der Durchführung des Schweißvorganges hilfreich sein. Schließlich wird das geschlossene Ende 19 des rohrförmigen oder tubenförmigen Körpers längs der Linie 20 weggeschnitten, vergleiche Fig. 5, um den Behälter füllen zu können. Nach dem Füllvorgang wird das Ende 19 wärmeverschweißt, wie an der Stelle 26 in

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Fig. 6 dargestellt ist, und es wird ein Schraubverschluß 22 auf den Halsteil 17 aufgesetzt, um die Anordnung zu vervollständigen.

Die in den Fig. 7 bis 10 dargestellte alternative Ausführungsform der Erfindung ist einer Hochgeschwindigkeitsfabrikation stärker angepaßt. In dieser Ausführungsform wird auf einer Bahn 30 eines Polymermaterials eine Vielzahl von mit Schraubengewinden versehenen Halsteilen 31 durch Druckoder Injektionsauss aufgebracht. Die Bahn 30 wird auf eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers erwärmt, z.B. durch die Heizstrahler 37 (Fig. 8), die seitlich in ähnlicher Weise wie die Heizstrahler 33 der Fig. 1 bis 3 beweglich sind, anschließend wird eine Vielzahl von erwärmten Stempeln 32, von denen in Fig. 8 lediglich einer gezeigt ist, derart nach unten gedrückt, daß einer dieser Stempel 32 in jeden Halsteil 31 eintritt und das Material der Bahn 30 nach unten zieht, während es durch einen entsprechenden Einspannring 33 eingespannt ist und von einer mit einer Öffnung versehenen Halteplatte 34 gehalten oder unterstützt wird, wie dies bei der AusfUhrungsform nach den Fig. 1 bis 3 der Fall ist.

Das Erzeugnis dieses Varfaiirensschrittes ist in Fig. 9 dargestellt, die eine Vielzahl von rohrförmigen oder tubenförmigen Körperteilen 35 zeigt, wobei jeder dieser Teile mit einem mit Schraubengewinde versehenen Halsteil 31 einstückig versehen ist. Die Körperteile 35 werden dann von der Bahn 30 wie zuvor ausgeschnitten, mit dem aufzunehmenden Material gefüllt und dann an der Stelle 36 hitzeverschweißt (vgl. Fig. 10) Alternativ läßt sich der Füllvorgang vornehmen, bevor die Körper 35 von der Bahn 30 getrennt werden. Eine Schraubkappe 38 (Fig. 10) wird auf jeden Halsteil 31 entweder vor oder

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nach dem Füllvorgang aufgeschraubt, je nach den Eigenschaften (z.B. Viskosität) des Hüllmaterials.

Diese Betriebsart besitzt den Vorteil, daß der Schritt, in dem der Halsteil mit dem Körperteil verklebt oder durch ein Reibschweißverfahren verbunden wird, vermieden wird, und daß eine große Anzahl von Behältern in gleichzeitigen Schritten hergestellt werden können.

Bei beiden Betriebsarten ergab sich keine Schwierigkeit bei der Entfernung des Stempels aus dem gezogenen rohrförmigen oder tubenförmigen Körper. Normalerweise wird eine geringe Drucklufthilfe für diesen Zweck in bekannter Art für diesen Zweck vorgesehen. In diesem Fall bewirkt die resultierende Konizität der Körper, daß sie sich während der Vervollständigung der Behälter ineinander stapeln lassen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung sind die Verschlußanordnungen als mit Schraubengewinde versehenen Halsteile ausgebildet, wie sie z.B. bei Zahnpastatuben verwendet werden. Die Erfindung ist jedoch gleichermaßen auf die Herstellung von tubenförmigen Behältern mit anderen Verschlüssen anwendbar» wie z.B. in Fig. 11 dargestellt ist. Fig. 11 zeigt einen Hals 50 mit einem Umfangswulst 51 zur Aufnahme einer Schnappkappe 52 mit einem nach innen gerichteten Wulst 53 und einer Zuglasche 54. Der Hals 50 kann getrennt vom rohrförmigen oder tubenförmigen Körper des Behälters hergestellt und dann z.B. durch ein Klebemittel oder ein Reibschweißverfahren (Spin-Schweißen) wie der Halsteil 17 nach den Fig. 4 bis 6 am Körper befestigt werden. Alternativ kann eine Vielzahl von Halsteilen 50 auf eine Bahn aus einem Polymermaterial auf geformt werden, vgl. Fig. 7.

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Das erfindungsgemäße Verfahren läßt sich mit jedem teilweise kristallinem Polymer durchführen, welches unter geeigneten Bedingungen ziebar ist. Der Ziehprozeß ruft eine plastische Deformation des Bahnmaterials bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers hervor und verursacht einen wesentlichen Grad an Orientierung der Polymermoleküle in der Bahn. Der Ziehvorgang findet bei jeder der dargestellten Ausführungsformen in derselben Weise statt. Wie in Fig. 3 dargestellt ist, erfolgt der Ziehvorgang vom Hals 40 aus, der im Abstandsspalt zwischen dem ringförmig eingeklemmten Bereich der Bahn und dem Stempel, d.h. zwischen der Kante der öffnung 13 und der Wand des Stempels 14 gebildet wird. Wenn das untere Ende des Stempels 14 eine gewölbte Gestalt besitzt, wie dargestellt, kann der Ziehvorgang von einem Hals 41 aus um das gewölbte Ende des Stempels 14 erfolgen. Das Ziehen vom Hals 40 aus erzeugt eine im wesentlichen monoaxiale Orientierung, das Ziehen vom Hals 41 kann dagegen einen gewissen Grad an biaxialer Orientierung mitsich bringen.

Das Verfahren läßt sich besonders vorteilhaft mit Polyäthylenmaterialien hoher Dichte durchführen, die eine gute Faltenbeständigkeit (spannungsfreie Falteigenschaften), einen hohen Young-Modul, Durchsichtigkeit und gute Gastrenneigenschaften liefern, wenn gemäßigte bis hohe Ziehverhältnisse verwendet werden. Alle getesteten Qualitäten von Polyäthylen hoher Dichte haben sich zur Verwendung in diesem Verfahren als geeignet erwiesen. Derartige Qualitäten enthalten insbesondere Polyäthylenmaterialien mit einer Dichte im Bereich von 0,95 bis 0,965 g/cm-³ und einem Schmelzindex im Bereich von 0,05 bis 7 g/10 Minuten (gemessen nach dem Verfahren "British Standard 2782"). Mit dem Begriff gemäßigte bis hohe Ziehverhältnisse werden Ziehverhältnisse im Bereich von 5 bis 40 verstanden.

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- 2ff -

Durch Verwendlang derartiger Polyäthylene mit geeigneten Ziehverhältnissen in diesem Bereich, und durch Verwirklichung eines geeigneten Grads an biaxialer Orientierung in dem gezogenen Tubenkörper hat es sich als möglich erwiesen, Behälter mit den o.g. Eigenschaften zu erzeugen, die zusätzlich eine Festigkeit und eine Widerstandsfähigkeit gegen Reißen besitzen. Die dem Material verliehenen guten Faltenbeständigkeitseigenschaften ermöglichen es, daß die tubenförmigen Behälter flachgedrückt werden können, ohne daß sie in ihre rohrförmige Gestalt zurückspringen und dabei ihren Inhalt zurücksaugen. Es ist ferner möglich, die tubenförmigen Behälter aufzurollen und in gerollter Form zu erhalten in im wesentlichen derselben Art und Weise wie herkömmlich Zahnpastatuben aus Metall.

Vorteilhafterweise lassen sich bei diesem Verfahren auch Polypropylene verwenden, da die Verwendung mäßiger bis hoher Ziehverhältnisse,einen hohen Young-Modul, eine verbesserte Gastrennfähigkeit und außergewöhnliche Klarheit diesen Materialien verleihen kann. Derartige Eigenschaften können insbesondere bei tubenförmigen Behältern nützlich sein, die das Aussehen ihres Inhalts wiedergeben oder anzeigen sollen. Das Ziehverfahren kann ferner ähnliche oder andere wünschenswerte Eigenschaften bei anderen teilweise kristallinen Polymeren erzeugen, so z.B. bei Polyäthylen/Polypropylen-Kopolymeren, bei Polyamiden oder Polyestern.

Sofern erwünscht, lassen sich Füllmaterialien dem Polymermaterial zufügen, um spezielle Effekte zu erzeugen. So hat ein Zusatz von 20% Talk zu einem Polyäthylen hoher Dichte einen attraktiven seidigen Schein in der Wand des gezogenen rohrförmigen Körpers des Behälters erzeugt.

Der tubenförmige oder rohrförmige Körper des Behälters läßt sich nach dem Formschritt mit einer Beschichtung, zum Beispiel Polyvinylidenchlorid versehen, um die Gastrenneigen-

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«1 -

schäften (gas barrier properties) zu verbessern, und er kann auf gewöhnliche Weise pigmentiert, oberflächenbehandelt oder bedruckt werden.

Es ist ferner möglich, Tuben mit zwei oder mehr Schichten aus unähnlichen Polymermaterialien herzustellen, um eine Kombination gewünschter Eigenschaften zu erhalten, wobei das Stempel-Formverfahren unter Verwendung zweier oder mehrerer übereinandergelagerter Schichten derartiger Polymere ausgeführt wird.

Es wurden zwei Qualitäten von Polyäthylen (Hoechst GD 4760 und BP Rigidex 50), eine Qualität Polyäthylen (Hoechst GD 4760) kombiniert mit einer Qualität Polyester (AKZO Qualität) , und einer Qualität Polyäthylen (Hoechst GD 4760). kombiniert mit einer Qualität Polypropylen (Shell GET 6190) verwendet.

Die folgenden Beispiele erläutern weiterhin die Art und Veise, in der die Erfindung durchgeführt werden kann.

Eine einfache, von Hand betätigte Presse wurde mit einem lösbaren, polierten Aluminiumstempel (150 mm lang, 25 mm Durchmesser) ausgerüstet, der frei in seiner vertikalen Achse aufwärts und abwärts wandern konnte. Ein lösbarer Einspannrahmen zum Festhalten der Polymerbahn konnte unterhalb des Stempels angeordnet werden und lieferte die in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Anordnung.

Der Stempel wurde getrennt auf 120°C in einem Luftofen erhitzt und dann eingesetzt. Zur gleichen Zeit wurde der Einspannrahmen, der eine 2 mm dicke, formgepreßte Bahn aus

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Polyäthylen hoher Dichte der Qualität BP Rigidex 50 enthält, auf 120° erwärmt und dann wieder unter den Stempel gebracht. Der Stempel wurde dann in die eingespannte Bahn bis zu einer Tiefe von 120 mm nach unten gepreßt. Hierfür war eine Gesamtkraft von ungefähr 25 Kg etwa 3 Sekunden lang erforderlich. Der Stempel wurde dann unter Hilfe von Druckluft zurückgezogen.

Der resultierende gezogene Behälter hatte folgende Eigen·* schäften:

Länge: 120 mm

Durchmesser: 25 mm

Wanddicke: 0,08 mm

Ziehverhältnis: 25:1

Sauerstoffpermeabilität: 20 χ 10 * cc/sec/cm/cm.Hg.für (Gastrenneigenschaft) 2,5 x 10"° cm Dicke _1Q

(vgl. ungezogenes Rigidex 50-70x10 )

Dehnungsmodul: parallel 5.8

(Gigapaseals) senkrecht¹·⁴

ungezogen (zum Vergleich 1.5)

Dehnfestigkeit: parallel 0.24

(Gigapaseals) senkrecht 0.03

ungezogen (zum Vergleich 0.025)

Der mit Schraubengewinde versehene Halsteil wurde von demselben hochdichten Polyäthylen der Qualität BP Rigidex 50 hergestellt und am Hals des Behälters durch Drehreibungsschweißen (Spin-Schweißen) befestigt, wobei dieses Verfahren in der GB-PS 1 436 217 beschrieben ist. Der resultierende Behälter war stark und fest und hatte gute spannungsfreie Falteigenschaften, die ihn z.B. zur Benutzung als Zahnpastatube geeignet machen.

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Beispiele 2 bis 11

Die Behälter wurden gemäß dem Beispiel 1 hergestellt, wobei verschiedene Polymermaterialien verwendet wurden. Die Eigenschaften der sich ergebenden Behälter sind in folgender Tabelle 1 zusammengestellt:

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- 24 Tabelle

Beisp. PoIy- Nr. mer	Zieh- ver- hält- nis	Hochdich- tes Polyi- . äthylen	13	Dehnungsmodul (Gigapascal)	senk recht	nicht gezo gen	Dehnfestig keit (Gigapascal)	senk recht	nicht gezo gen	Sauerstoffpermeabilität 10"¹⁰x cc/sec/cm²/ cm Hg für 2,5XiO⁰Cm	ungezogenes Polymer
2 Rigidex 9	8	parallel	1.2	1.4	parallel	.02	.025	behälter wand	70
3 Rigidex H020-54P	17	6.0	1.0	1.2	.22	.03	_	77	_
4 Rigidex 006-60	30	2.1		—	.13			_	84
5 Rigidex 140-60	20	8.3		1.6	.24		.025	100
6 Hostelen GD4760	14	12	1.2		.20	.04		.	92
7 Carlona 072	35	4.4	1.0	1.1	.26	.03	.02	35-96	150
8 Vestolen A6016F		3.3		1.2	.30	mm	.02	195
POLYPROPYLEN	8	21			.20			„.
9 Shell GE610C	8		0.7			.03	-		310
10 Shell PLP4O5		1.4	0.3	0.5	.15	.02	.015	155	400
POLYESTER	10	1.3			.18			180
11 AKZO Qualit.		-	-		-	-		-
	-	-	-

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Beispiel 12

Eine Reihe von Behältern wurde durch das in Verbindung mit Beispiel 1 beschriebene Verfahren aus dem hochdichten Polyäthylen Rigidex 50 unter ähnlichen Bedingungen hergestellt. Die einzige Variable war die Geschwindigkeit des Stempels während des Ziehvorgangs. Die Eigenschaften der Behälterwand sind in Tabelle 2 dargestellt. Diese Daten zeigen klar, daß die Eigenschafen der Behälter von der Geschwindigkeit des Stempels (d.h. von der Ziehzeit) abhängen. Die Tiefe der Ausformung betrug in allen Fällen ungefähr 100 mm.

Tabelle 2

Ziehzeit (s)	Zieh verhält	Modul (Giffaüascal	senkrecht	Sauerstoff permeabilität der Ygnd ₂
	nis	parallel	1-2	(10 χ cc/sec/cm / cm Hg 2,5x10~3 _Cm
0.5	18	3-4	1-2	-
1	18	2-4	1-3	23
λ	14-28	5-6	1-2	10-34
15	24	12	1.5	0.5
(unge zogene Bahn zum Vergleich	0 1	1.5	68

Beispiel 13

Ein Preßling, der aus einem hochdichten Polyäthylen, Hizex 7000F im Spritzguß hergestellt wurde, bestand aus einer 2 mm dicken Bahn mit einer eingeformten Schulter und einem mit Schraubengewinde versehenen Hals, vgl. Fig. 8.

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Der Preßling wurde entsprechend dem Beispiel 1 mit einem Stempel ausgeformt, wobei der Stempel genau angeordnet war, um mit der eingeformten Schulter ausgerichtet zu sein. Die durch den Stempel ausgebildete Tube wurde von dem Preßling mit einer Streifschneidemaschine abgelöst, um einen tubenförmigen Behälter mit einem mit Schraubengewinde versehenen Hals zu erhalten, der Behälter wurde dann gefüllt und hitzeverschweißt, wobei eine herkömmliche Hitzeschweißmaschine verwendet wurde.

Beispiel 14

Es wurde eine Tube wie nach dem Beispiel 12 hergestellt, mit der Ausnahme, daß eine ebene preßgeformte Bahn aus Polyester der AKZO Qualität, ebenfalls 2mm dick, über die Polyäthylenbahn gelegt und mit dieser eingespannt wurde. Beim Formen des Behälters mittels des Stempels bildete die Polyesterbahn ein inneres abgedichtetes Futter, sie lieferte auf diese Weise einen stopfendichten Verschluß (tamperpjroof) innerhalb des mit Schraubgewinde versehenen Halses.

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Claims

Patentansprüche:

Verfahren zur Herstellung eines tubenförmigen Behälters mit einer Verschlußanordnung an einem Ende, wobei der tubenförmige oder rohrfönnige Körper des Behälters aus einer Bahn aus teilweise kristallinem synthetischen Polymermaterial hergestellt wird, welches sich charakteristisch von einem Hals bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes ziehen läßt, dadurch gekennzeichnet, daß ein ringförmiger Bereich des Bahnmaterials eingespannt wird, daß ein Teil des Bahnmaterials, welches vom eingespannten Bereich umgeben ist, auf' eine Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes des Polymers erhitzt wird, daß ein Stempel durch die Ebene des Bahnmaterials an einer Stelle hindurchgedruckt wird, die innerhalb des eingespannten Bereichs zentriert ist, so daß das Polymermaterial von dem vom eingespannten Bereich umgebenen Teil des Bahnmaterials in die Form des rohrförmigen oder tubenförmigen Körpers gezogen wird, daß der rohrförmige oder tubenförmige Körper von dem restlichen Teil des Bahnmaterials abgetrennt wird, und daß als zusätzlicher Schritt eine Verschlußanordnung vor

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ORIGINAL INSPECTED

oder nach dem Ziehen des rohrförmigen oder tubenförmigen Körpers ausgebildet und am Ende des Körpers angeordnet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung getrennt vom tubenförmigen oder rohrförmigen Körper ausgebildet wird und nach dem Ziehen des Körpers an dem Körper angebracht wird.
3. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschlußanordnung an den Körper mittels eines

Klebemittels angebracht wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschlußanordnung an den Körper durch Reibungsschweißen oder Spin-Schweißen angebracht wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verschlußanordnung zuerst in der Bahn durch ein Formverfahren ausgebildet wird und dann zentral innerhalb des eingespannten ringförmigen Bereichs positioniert wird, bevor der rohrförmige oder tubenförmige Körper gezogen wird, so daß die Verschlußanordnung am Ende des rohrförmigen oder tubenförmigen Körpers angeordnet ist, wenn der letztere gezogen wurde.

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6. Verfahren nach Anspruch 5»

dadurch gekennzeichnet, daß eine Vielzahl von Verschlußanordnungen in der Bahn ausgebildet sind, und daß eine Vielzahl von rohrförmigen oder tubenförmigen Körpern gleichzeitig gezogen werden, wobei eine entsprechende Anzahl von Stempeln verwendet wird.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnungen in der Bahn durch Injektionsguß ausgebildet werden.
8. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung als ein mit Schraubengewinde versehenes Halsteil zur Aufnahme einer Schraubkappe ausgebildet ist.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,

d a d u rc h gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung als ein Halsteil ausgebildet ist, die einen Umfangswulst zur Aufnahme einer Schnappkappe aufweist.
10. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymer ein Polyäthylen hoher Dichte ist.
11. Verfahren nach Anspruch 10,

dadurch gekennzeichnet, daß das Polyäthylen eine Dichte im Bereich von 0,95g/cnr

bis 0,965 g/cm³ besitzt.

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12. Verfahren nach Anspruch 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet,

daß das Ziehverfahren derart ausgeführt wird, daß das Polyäthylen bis auf ein Ziehverhältnis im Bereich von 5 bis 40 gezogen wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,

dadurch gekennzeichnet,

daß das Ziehverhältnis im Bereich zwischen 8 und 35 liegt.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 10 bis 13§ dadurch gekennzeichnet,

daß der Teil des Bahnmaterials, der vom eingespannten Bereich umgeben ist, auf eine Temperatur im Bereich von 60⁰C bis 130°C vor dem Ziehvorgang erwärmt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 14,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Teil des Bahnmaterials, der vom eingespannten Bereich umgeben ist, vor dem Ziehvorgang auf eine Temperatur im Bereich zwischen 80⁰C und 120⁰C erwärmt wird.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß das synthetische Polymer ein Polypropylen, ein Polyäthylen/Polypropylen-Kopolymer, ein Polyamid oder ein Polyester ist.
17. Verfahren nach Anspruch 16,

dadurch gekennzeichnet,

daß das synthetische Polymermaterial ein Polypropylen ist, und daß der Teil des Bahnmaterials, welches vom

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eingespannten Bereich umgeben ist, auf einer Temperatur im Bereich zwischen 6O⁰C und 16O⁰C erhitzt wird, bevor der Ziehvorgang stattfindet.
18. Verfahren nach Anspruch 17,

dadurch gekennzeichnet, daß der Teil des Bahnmaterials, der vom eingespannten Bereich umgeben 1st, auf eine Temperatur im Bereich zwischen 100°C ν
Vorgang erfolgt«

zwischen 100°C und 150⁰C erwärmt wird, bevor der Zieh-
19. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel auf im wesentlichen dieselbe Temperatur wie das Polymerbahnmaterial erwärmt wird, bevor der Ziehvorgang stattfindet.
20. Verfahren nach Anspruch 19,

dadurch gekennzeichnet, daß der Stempel durch eine innere Heizeinrichtung sowohl vor als auch während des Ziehvorganges erwärmt wird.
21. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Festklemmen des ringförmigen Bereichs des Bahnmaterials derart durchgeführt wird, daß ein Spalt oder Abstand zwischen der inneren Kante des eingespannten Bereichs und der äußeren Wand des Stempels vorhanden ist, der nicht kleiner als 1/3 der Bahndicke und nicht größer als das Dreifache der Bahndicke beträgt.

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22. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der tubenförmige Behälter aus zwei oder mehr Schichten unähnlicher Polymere hergestellt wird, wobei der rohrförmige oder tubenförmige Körper von einem Bahnmaterial gezogen wird, welches aus zwei oder mehr Schichten derartiger Polymere besteht.
23. Verfahren nach Anspruch 22,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Schichten miteinander verbunden sind.
24. Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet,

daß der rohrförmige Körper nach seiner Ausbildung mit einer Beschichtung versehen ist, um seine Gastrenneigenschaften zu verbessern.
25. Verfahren nach Anspruch 24,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Beschichtung aus Polyvinylidenchlorid besteht.
26. Tubenförmiger Behälter mit einer Verschlußanordnung an einem Ende,

dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen rohrförmigen oder tubenförmigen Körper (15; 35) besitzt, der aus einem Polyäthylen hoher Dichte ausgebildet ist, welches bei einer Temperatur unterhalb des Schmelzpunktes auf ein Ziehverhältnis im Bereich zwischen 5 und 40 gezogen wurde, und daß der rohrförmige oder tubenförmige Körper (15; 35) spannungsfreie Falteigenschaften aufweist, die es ermöglichen, daß der rohrförmige oder tubenförmige Körper (15; 35) flachgedrückt werden kann,

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um seinen Inhalt aus der Verschlußanordnung auszudrücken» ohne daß der Körper beim Wegnehmen des Auspreßdrucks in seine rohrförmige Gestalt zurückspringt.
27. Behälter nach Anspruch 2' ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung als ein mit Schraubengewinde versehenes Halsteil (17; 31) zur Aufnahme einer Schraubkappe (38) ausgebildet ist.
28. Behälter nach Anspruch 2 ,

dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußanordnung (50 bis 54) als ein Halsteil mit einem Umfangswulst (51) zur Aufnahme einer Schnappkappe (52 bis 54) ausgebildet ist.
29. Behälter nach einem der Ansprüche 26 bis 28, dadurch gekennzeichnet,

daß das hochdichte Polyäthylen eine Dichte im Bereich zwischen 0,95 und 0,965 g/cm' besitzt.
30. Behälter nach einem der Ansprüche 26 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß das Ziehverhältnis im Bereich zwischen 8 und 35 liegt.

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