DE2810065A1

DE2810065A1 - Kunststoffbehaelter fuer unter druck stehende, gashaltige getraenke

Info

Publication number: DE2810065A1
Application number: DE19782810065
Authority: DE
Inventors: Andre Depuydt; Robert Heiremans
Original assignee: UCB SA
Current assignee: UCB SA
Priority date: 1977-03-08
Filing date: 1978-03-08
Publication date: 1978-09-21
Also published as: GB1579872A; MX4908E; FR2383091B1; SE7802382L; IE46428B1; FR2383091A1; PT67746A; IT1101986B; EG13731A; US4181239A; DK94678A; IT7848317A0; BE864622A; BR7801395A; DE2810065C2; IN148212B; HK46981A; AR221591A1; JPS6127269B2; MY8200129A

Description

28Ί0065

Kunststoffbehälter für unter Druck stehende, gashaltige Getränke

Die Erfindung betrifft einen Behälter für die Aufnahme bzw. Lagerung von Bier und anderen unter Druck stehenden, gashaltigen Getränken und insbesondere eine Dose, deren an sich neues Merkmal darin besteht, daß ihr zylindrischer Corpus gänzlich aus Kunststoff besteht.

Es besteht eine generelle Tendenz, bei Verpackungsbehältern für Flüssigkeiten Glas durch andere Materialien zu ersetzen. Bei "stillen" Getränken, d.h. solchen, die kein unter Druck stehendes Gas enthalten, wird die Glasflasche mehr und mehr durch die leichtere Kunststoffflasche ersetzt, deren Vorteil darin besteht, nach ihrer Benutzung auf den Müll geworfen werden zu können im Gegensatz zu einer Glasflasche, die vom Getränkehersteller im Hinblick auf eine Wiederverwendung nach Reinigung üblicherweise zurückgenommen _wi_r<i. Angesichts dessen, daß die Kosten für Kunststoff ein Mehrfaches derjenigen von Glas ausmachen, ist der Kunststofflasche, um mit der Glasflasche konkurrieren zu können, die dünnstmögliche Wandstärke gegeben worden; mittels dieses Kunstgriffs so„wie anderer, beispielsweise der Vergrößerung des Fassungsvermögens der Kunststoffflasche hinsichtlich desjenigen der Glasflasche, sind die Kunststoff/Getränke-Kosten mit den

Glas/Getränke-Kosten vergleichbar geworden.

Im Hinblick auf die Aufnahme von Getränken mit unter Druck stehendem Gas/ im allgemeinen Kohlensäure (CO₂)/ tritt jedoch ein gänzlich anderes Problem auf. Um dem Gasdruck im Inneren der

2 Flasche widerstehen zu können, der mehrere kg/cm betragen kann, ist es absolut notwendig, die Wandstärke der Kunststoff lasche zx> vergrößern. Damit ist diese aber gegenüber einer Glasflasche nicht mehr konkurrenzfähig. Darüberhinaus gibt es auch noch weitere Faktoren, die zugunsten von Glas sprechen, wie beispielsweise die bessere Impermeabilität von Glas gegenüber CO₂ im Inneren der Flasche und gegenüber Luft an der Außenseite der Flasche im Vergleich zu der überwiegenden Mehrheit der gegenwärtig im Handel erhältlichen Kunststoffe, gar nicht zu sprechen davon, daß Glas ein vollständig ungiftiger Werkstoff ist, was für die Kunststoffe bei weitem noch nicht der Fall ist. Diese unterschiedlichen Aspekte des Problems werden in der nachfolgenden Beschreibung weiter ins einzelne gehend in Erwägung gezogen.

Eine andere Verpackungsart, die mit der herkömmlichen Glasverpackung für Getränke mit einem unter Druck stehenden Gas in Konkurrenz getreten ist, ist die zylindrische Metalldose nach Art der für die Konservierung von Fleisch, Gemüsen, Früchten, Milch etc. bereits hinlänglich bekannten Konservendose. Beispielsweise besitzt die zylindrische Metalldose für die Aufnahme von gashaltigen Getränken im allgemeinen ein Fassungsvermögen von etwa 0,25 bis etwa O,48 1. Das Verhältnis von Verpackungsgewicht zu Getränkegewicht, das noch unter dem entsprechenden Gewichtsverhältnis für eine Glasflasche gleichen Fassungsvermögens liegt, ist dennoch erheblich. Ein anderer Nachteil der Metalldose besteht darin, daß sie zum einen entleert und auf den Müll geworfen ein erhebliches Volumen in Anspruch nimmt und andererseits praktisch unzersetzbar ist, was gravierende ökologische Probleme zur Folge hat. Daher besteht die Absicht, Materialien als Metall-

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ersatz für die Herstellung dieser Dosenart zu suchen.

In der Tat schützen verschiedene Patente Dosen dieser Art, bei denen das herkömmliche Metall (verzinnter Stahl, Aluminium, etc./ teilweise ersetzt ist durch nichtmetallische Materialien für die Herstellung des zylindrischen Corpus der Dose. So sind gemäß US-PS 36 87 351 für den zylindrischen Corpus vorgesehen a) ein dickes und robustes Band aus Aluminium oder Stahl, das die innere Wand des Corpus bildet, b) eine mittlere Kartonschicht beiderseits mit einer Kleberbeschichtung und c) eine äußere, extrudierte Schicht aus Kunststoff. Gemäß US-PS 39 80 107 sind für die Wand des zylindrischen Corpus vorgesehen a) eine innere Auskleidung bestehend von innen nach außen aus einer Polyesterfolie, einer Polyäthylenkleberschicht, einem Aluminiumband und einer Vinyllackschicht modifiziert mit Polyäthylenterephthalat, b) eine äußere Umhüllung aus einem steifen Material bestehend aus zwei durch eine Polyäthylenschicht voneinander getrennten Kartonschichten und c) ein auf die Außenseite der Umhüllung aufgeklebtes Papieretikett. Diese Dosen, denen ein technischer Fortschritt im Hinblick auf die Verbesserung des Verhältnisses von Verpackungsgewicht zu Getränkegewicht eigen ist, verfügen jedoch immer noch über ein metallisches Band, wodurch das Problem der Umweltverschmutzung nicht vollständig gelöst wird. Es ist jedoch zu beachten, daß das bis jetzt bei diesen Dosen verwendete metallische Band, sei es vollständig metallisch oder sei es nur teilweise metallisch, eine mehrfach bedeutungsvolle Rolle spielt, es bildet nämlich eine dichte Barriere, die den Durchtritt von Gasen und Flüssigkeiten durch die Behälterwand hindurch verhindert, und verleiht diesem Verpackungstyp die notwendigen Eigenschaften der mechanischen Festigkeit.

Das Ideal würde selbstverständlich darin bestehen, daß der zylindrische Corpus der Dose vollständig aus einem Material anders als Metall besteht, das vollständig abbaubar wäre durch Veraschung oder mit Hilfe atmosphärischer Agenzien, wodurch das

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Verschmutzungsproblem vollständig gelöst würde. Es würden somit als Reste lediglich die metallischen Deckel verbleiben, die den Boden und die Abdeckung des Behälters bilden und die nur einen vernachlässigbaren Anteil der Dose in ihrer Gesamtheit darstellen, und zwar sowohl im Hinblick auf das Gewicht als auch das Volumen; im vorliegenden Fall könnten diese Deckel sogar aus Kunststoff bestehen, wodurch das Verschmutzungsproblem vollständig gelöst würde.

Die Schwierigkeit besteht jedoch darin, einen Werkstoff zu finden, der die bisher für den zylindrischen Dosencorpus verwendeten metallischen Bänder vollständig zu ersetzen vermag. Dieser Werkstoff sollte in der Tat den nachfolgend angegebenen Anforderungen Genüge leisten:

(1) Er sollte vollständig giftfrei sein, d.h. physiologisch annehmbar sein,

(2) er sollte organoleptisch neutral sein, um die geschmacklichen Eigenschaften des verpackten gashaltigen Getränks nicht zu verändern,

(3) er sollte ausreichend impermeabel sein für Gase, insbesondere für Sauerstoff, für Kohlensäureanhydrid und für Wasserdampf, damit das aufgenommene Getränk seine ursprünglichen Eigenschaften während mindestens eines Jahres vollständig konserviert beibehält,

(4) er sollte dem Innendruck der Gase widerstehen können, der

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10 kg/cm bei nichtpasteurisierten Getränken in ihrer Ver-

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packung und 15 kg/cm für pasteurisierte Getränke erreichen kann,

(5) er sollte der Pasteurisierungstemperatur widerstehen können, die in der Größenordnung von 70 C liegt,

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(6) er sollte kriech- und fließfest sein, damit die Dose ihr Volumen nicht vergößert_f was zu einem CO₂-Verlust in dem Getränk infolge Entspannung und damit zu einer organoleptischen Veränderung führen würde,

(7) er sollte widerstehen können einem Stoß, einer Stauchung und einem Platzen im Laufe der Lagerung und des Transports,

(8) er sollte eine Dicke so gering wie möglich besitzen, um so gleichzeitig ein Verhältnis zwischen Verpackungsgewicht und Getränkegewicht so gering wie möglich zu besitzen, den Gestehungspreis der Verpackung zu senken und Wärmeaustauschvorgänge im Laufe einer Pasteurisation zu ermöglichen,

(9) er sollte im Wege der üblichen Drucktechniken bedruckbar sein,

(10) er sollte veraschbar oder zersetzbar sein unter der Einwirkung atmosphärischer Agenzien nach der Verwendung, ohne daß giftige Dämpfe oder Gase in die Umgebung freigesetzt werden.

Bei einer systematischen Überprüfung der Eigenschaften von Kunststoffen im allgemeinen wird festgestellt, daß es keine gleichzeitige vollständige Erfüllung aller oben angegebenen Forderungen gibt. Es ist somit zur Lösung der ins Auge gefaßten Aufgabe des vollständigen Ersatzes metallischer Bänder durch Kunststoffe notwendig, mehrere Arten derselben derart auszuwählen, daß durch ihre gleichzeitige Verwendung ein zusammengesetztes Material erreicht wird, das die oben angegebenen Forderungen in ihrer Gesamtheit befriedigt. Unter der Voraussetzung, daß diese Auswahl möglich ist, müssen darüberhinaus die so ausgewählten Kunststoffe gegenseitig kompatibel sein. In negativer Hinsicht stellt sich somit das Problem, diese Kunststoffe gegenseitig kompatibel zu machen mittels eines Kunstgriffs, der noch zu finden verbleibt. Darüber-

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hinaus muß die Reihenfolge, in der diese verschiedenen Kunststoffe übereinander in der zylindrischen Dosenwand angeordnet sind, noch streng festgelegt werden. Ferner können die kritische Dicke bzw. Stärke jeder dieser Kunststoffe zur Erzielung der gewünschten Eigenschaften und gleichfalls die Gesamtdicke der Wand des so erreichten zylindrischen Dosenkörpers nicht groß sein im Hinblick darauf, daß die Kosten dieses zusammengesetzten Materials unzulässig hoch ansteigen. Unter einem weiteren Aspekt ist es notwendig, daß dieses zusammengesetzte Material in herkömmlichen Maschinen zur Herstellung zylindrischer Körper verarbeitet werden kann, um in technischer und wirtschaftlicher Hinsicht nicht tragbare Investitionskosten zu vermeiden. Aus dem gleichen Gesichtspunkt ist es notwendig, daß der so erreichte zylindrische Corpus ohne besondere Schwierigkeiten mit Hilfe von Boden- und Abschlußdeckeln auf üblichen hierzu vorgesehenen Maschinen verschlossen werden kann. Schließlich ist es unter Voraussetzung, daß die beiden vorstehend angegebenen Bedingungen hinsichtlich der Anlagen zur Herstellung der Dose erfüllt sind, noch notwendig, daß die so hergestellte Dose von dem Hersteller gashaltiger Getränke auf herkömmlichen Dosenfüllanlagen bzw. -maschinen verwendet werden kann. Es ist also erkennbar, daß das ins Auge gefaßte Ziel auf eine erhebliche Anzahl von Schwierigkeiten bei seiner Realisierung stößt, was nach Erkenntnis der Anmelderin die Erklärung dafür ist, daß derzeit keine Flaschen zur Aufnahme gashaltiger Getränke bekannt sind, deren zylindrischer Corpus vollständig aus einem oder mehreren Kunststoffen besteht bei somit vollständigem Fehlen herkömmlicher Materialien, wie beispielsweise von Metallen, Karton, Textilien, etc.

Im Rahmen der vorliegenden Erfindung ist jetzt festgestellt worden, daß bei Verwendung wohl bestimmter Kunststoffe und gleichzeitiger Auswahl einer wohl bestimmten Herste1lungstechnik die Möglichkeit besteht, einen zylindrischen Corpus eines Behälters

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für unter Druck stehende gashaltige Getränke her ζ us te fieri, 4j gänzlich aus synthetischen oder halbsynthetischen organischen Polymerisaten besteht und der alle oben unter (1) bis (10) angegebenen technologischen wirtschaftlichen und ökologischen Forderungen erfüllt.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist somit ein zylindrischer Corpus für Behälter, die zur Aufnahme von unter Druck stehenden gashaltigen Getränken dienen, wobei der zylindrische Corpus über folgende wesentliche Bestandteile verfügt, nämlich

(a) mindestens eine Folie aus einem synthetischen oder halbsynthetischen organischen Polymerisat mit einer Sauerstoff-

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permeabilität kleiner als 6 χ 10 ml.cm/cm .sec.cm Quecksilber bei 25°c und 0 % relativer Luftfeuchtigkeit,

(b) mindestens zwei Polyesterfolien und

(c) zwei Lagen eines organischen, thermoplastischen Bindemittels,

-14 dessen Wasserdampfpermeabilität kleiner ist als 1 χ 10 g.cm/cm .see.cm Quecksilber bei 38°C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit,

wobei die Folien a) und b) miteinander verklebt sind in der Form eines zylindrischen Corpus, dessen Wand eine spiralförmige oder zusammengerollte Struktur besitzt, in der jede Folie a) sowohl von der Außenfläche als auch von der Innenfläche des zylindrischen Corpus mittels mindestens einer Folie b) und mindestens einer Schicht c) getrennt gehalten ist.

Gegenstand der Erfindung ist auch ein Behälter zur Aufnahme von unter Druck stehenden gashaltigen Getränken, der unter Verwendung des erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus aufgebaut ist.

Erfindungsgemäß muß das in der Form der Folie a) verwendete synthetische oder halbsynthetische Polymerisat eine Sauerstoff-

— 13 2 permeabilität kleiner als 6 χ 10 ml.cm/cm .sec.cm Quecksilber bei 25 C und 0 % relativer Luftfeuchtigkeit besitzen. Es ist von wesentlicher Bedeutung, daß der atmosphärische Sauerstoff mit den in dem erfindungsgemäßen Behälter aufgenommenen und unter Druck stehenden Getränken nicht in Berührung treten kann,

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und zwar unter Beachtung der wohl bekannten negativen Einwirkung von Sauerstoff auf die Konservierung und die organoleptischen Qualitäten von Getränken, wie beispielsweise Bier, Limonaden, etc. Die Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff schwanken von Polymerisat zu Polymerisat erheblich. Es ist somit notwendig, eine Auswahl unter denjenigen Polymerisaten zu treffen, die die Wirksamsten sind und deren Sauerstoffpermeabilität kleiner als der oben angegebene Wert ist, weil es ansonsten notwendig wäre, bei dem erfindungsgemäßen Behälter solche Dicken des Elements a) zu verwenden, daß diese Verpackungsart zu kostspielig und in ihrer Funktion ungeeignet wäre. Daher werden erfindungsgemäß in bevorzugter Weise für das Element a) ausgewählt der Polyvinylalkohol und die Copolymerisate mit mindestens 70 Gew.-% Vinylalkoholeinheiten, die regenerierte Zellulose, das Polyacrylnitril und das Polymethacrylnitril sowie die Copolymerisate mit mehr als 65 Gew.-% Acrylnitril oder Methacrylnitril und die Copolymerisate von Vinylidenchlorid mit mehr als 85 Gew.-% Vinylidenchlorideinheiten, deren Sauerstoffpermeabilität in der Reihenfolge ihrer Größe folgende ist:

Sauerstoffpermeabilität (ml.cm/cm . see.cm Hg bei 25°C und O % relativer Luftfeuchtigkeit)

Polyvinylalkohol

Copolymerisate von Vinylalkohol

regenerierte Zellulose Polymethacrylnitril

Copolymerisate von Methacrylnitril

Copolymerisate von Vinylidenchlorid

etwa

etwa
etwa
etwa

6,24 χ 10

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1,5 χ 10 8,94 χ 10 2,2 χ 10

-14 -14 -14

χ 10

-13

2 -5 χ 10

-13

Beispiele für Copolymerisate von Vinylalkohol sind diejenigen mit höchstens 30 Gew.-?j Äthylen, Vinylacetat, etc.

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ORIGINAL INSPECTED

Beispiele für Copolymerisate von Acrylnitril und Copolymerisate von Methacrylnitril sind diejenigen mit höchstens 35 Gew.-%
Styrol,Methylmethacrylat, Butadien, etc.

Beispiele für Copolymerisate von Vinylidenchlorid sind diejenigen mit höchstens l5Gew.-% Acrylnitril, Methylmethacrylat, Itaconsäure, etc.

Unter den erfindungsgemäß für das a) verwendeten Polymerisaten werden ganz besonders bevorzugt der Polyvinylalkohol, die Copolymerisate von Vinylalkohol und die regenerierte Zellulose, insbesondere der Polyvinylalkohol, wobei für diese besondere Auswahl nicht nur dem Faktor der Sauerstoffimpermeabilität Rechnung getragen wird, sondern anderweitigen Erwägungen wie der
physiologischen Unschädlichkeit, den mechanischen Eigenschaften, unter anderem dem Widerstandsvermögen gegen Zug und Kriechen bzw. Fließen etc.

Die für das Element a) im Rahmen der vorliegenden Erfindung verwendeten Polymerisate sind im Handel in der Form von Folien mit unterschiedlichen Dicken erhältlich. Diese Folien können gegebenenfalls biaxial orientiert sein.

Unter Berücksichtigung der Tatsache, daß die Polymerisate, wie beispielsweise der Polyvinylalkohol, die regenerierte Zellulose, das Polymethacrylnitril, empfindlich gegenüber Feuchtigkeit bei gleichzeitigem Abfall der Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff für eine zunehmende Feuchtigkeitsabsorbtion sind, vertreiben bestimmte Hersteller diese Folienarten in Ausstattung mit
einer dünnen polymeren Beschichtung, die eine Feuchtigkeitsbarriere bildet, beispielsweise mit einer Polyvinylidenchloridbeschichtung. Es ist selbstverständlich, daß diese beschichteten Folien ganz offensichtlich auch iia Rahmen der vorliegenden Erfindung für das Element a) verwendet werden können.

*) Element - 14 -

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In Abhängigkeit von den besonderen Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff der für das Element a) verwendbaren polymeren Folien können eine oder mehrere dieser Folien für die Herstellung des zylindrischen Corpus des erfindungsgemäßen Behälters verwendet werden.

Es ist zu beachten, daß das Element a) gleichzeitig als impermeable Barriere für CO „ wirkt, das von dein unter Druck stehenden Getränk freigegeben wird, das seinerseits im Inneren des erfindungsgemäßen Behälters aufgenommen ist.' Das Kriterium der von dem Element a) geforderten Sauerstoffpermeabilität, die nämlich kleiner als

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6 χ 10 ml.cm/cm .see.cm Quecksilber sein muß, reicht aus, gleichzeitig in umgekehrter Richtung den Durchtritt von CO₂ zur freien Luft hin durch die Wand der erfindungsgemäßen Dose hindurch zu verhindern.

Das Element b) besteht aus einer Vielzahl von Polyesterfolien, wozu gehört das Polyester als Polykondensatxonsprodukt der Terephthalsäure mit Alkylenglycol, wie beispielsweise Äthylenglycol,Butylenglycol, 1, 4- Cyclohexylendimethanol, etc., wobei ein kleinerer Anteil der Terephthalsäure des weiteren durch eine andere mehrbasische Karbonsäure ersetzt werden kann. Ein klassisches, jedoch nicht einschränkend zu verstehendes Beispiel für eine Polyesterfolie ist Mylar von E.I. Dupont de Nemour & Co. In bevorzugter Weise besteht die Polyesterfolie aus biaxial orientiertemPolyäthylenterephthalat,dessen mechanische Eigenschaften denjenigen der entsprechenden nichtorientierten Art deutlich überlegen sind. Die Rolle des Elements b) bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ist sehr bedeutungsvoll, weil es diesem gleichzeitig die Eigenschaften der Widerstandsfähigkeit gegenüber dem Innendruck der Gase in der Dose, dem Kriechen bzw. Fließen, den Stößen, dem Stauchen und der Wärme und der Festigkeit des zylindrischen Dosencorpus verleiht. Darüberhinaus ist das Polyester vollständig giftfrei und organoleptisch neutral, was seine Ver-

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Wendung in vorteilhafter Weise (jedoch nicht zwangsläufig) als Innenfolie des zylindrischen Corpus gestattet, die direkt mit dem unter Druck stehenden Getränk in Berührung kommt.

Erfindungsgemäß ist das Element c) ein organisches, thermoplastisches Klebe- bzw. Bindemittel, dessen Wasserdampfpermeabilität kleiner als 1 χ 10 g.cm/cm .see.cm Quecksilber bei 38 C und 90 % relativer Luftfeuchtigkeit ist. Das Element c) spielt eine doppelte Rolle, nämlich einerseits zur klebenden Vereinigung der als Herstellungsmaterial für den erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus verwendeten Elemente a) und b) und andererseits zur Bildung einer feuchtigkeitsdichten Barriere, unter Berücksichtigung somit der eventuellen Wasserempfindlichkeit des Bestandteils a) wie oben angegeben. Darüberhinaus muß das Element c) eine Erweichungstemperatur ausreichend hoch besitzen, daß der zylindrische Corpus der erfindungsgemäßen Dose der Einwirkung von Wärme widerstehen kann, sei es im Laufe einer Zwischenlagerung oder sei es im Fall der Pasteurisierung des Getränkes, xvenn dieses bereits in der Dose enthalten ist. Daher besitzt das Element c) in bevorzugter Weise eine Erweichungstemperatur von mindestens 60°C, vorteilhafterweise von mindestens 8O°C. Ferner muß das Element c) im flüssigen bzw. geschmolzenen Zustand eine ViscQsität ausreichend gering besitzen, daß es ohne Schwierigkeiten in Schichten von einigen μιη Dicke auf den zu verklebenden Elementen a) und b) verteilt werden kann. Nicht einschränkend zu verstehende Beispiele für das Element c) sind die in der angelsächsischen Sprache mit dem Ausdruck "Hot-melt" bezeichneten Kleberkompositionen, die über einen oder mehrere von drei Bestandteilen I), II) und III) verfügen: (I) Ein synthetisches Polymerisat ausgewählt aus Polyäthylen, Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisat, Äthylen/Propylen/Dien-Terpolymerisat, Polyisobutylen, Polypropylen,Polyamid, Polyester;

(II) ein natürliches oder synthetisches Klebeharz mit geringem Molekulargewicht, wie beispielsweise Polyterpen, phenolische

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rl

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?R1ODRR

Terpene, Terpen-Urethan-Harze, Phenolharze, natürliches oder modifiziertes Colophoniuin, Copolymerisatharze von Styrol; (III) ein wasserabweisendes Wachs wie die Paraffine und die mikrokristallinen Wachse, in bevorzugter Weise letztere,

wobei das Vorhandensein des Bestandteils III) in dem Element c) obligatorisch ist.

Die Bestandteile I), II) und III) werden nach Art und Gewicht derart ausgewählt, daß die oben für das Element c) geforderten Eigenschaften erfüllt werden. Es werden verschiedene nicht einschränkend zu verstehende Kompositionen für das Element c) in den Beispielen angegeben, die die vorliegende Erfindung erläutern.

Die weiter oben beschriebenen Elemente a), b) und c) sind wesentliche und undabdingbare Elemente für die Herstellung des zylindrischen Corpus des erfindungsgemäßen Behälters. Jedoch ist es aus bestimmten Gründen, wie beispielsweise wegen der Senkung der Kosten des Behälters, der Suche nach dekorativen Wirkungen, der momentanen Verdünnung eines oder der beiden Elemente a) und b) möglich, gänzlich im Rahmen der vorliegenden Erfindung verbleibend des weiteren mindestens ein Element d) zu verwenden, das mindestens eine organische, polymere Folie anders als die Folien a) und b) ist. Beispiele für das Element d) sind verschiedene Folien eines organischen Polymerisats, die gegenwärtig auf dem Verpackungssektor verwendet werden und wofür keinesfalls einschränkend zu verstehen genannt werden können eine vorzugsweise biorientierte Polypropylen-Folie, ein vollständig oder teilweise aus synthetischen Fasern hergestelltes Papier und insbesondere eine unter der angelsächsischen Bezeichnung "spun-bonded" bekannte Folie etc.

Wenn für die Herstellung des zylindrischen Corpus das Element d) einfach zusätzlich zu den Elementen a), b) und c) vorgesehen wird, werden hierdurch die besonderen Probleme nicht gelöst, da

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die Elemente a), b) und c) allein die angegebenen Erfordermisse für den zylindrischen Corpus des Behälters erfüllen. Wenn das Element d) dagegen teilweise das Element b) ersetzt, muß es von solcher Art und in einer solchen Menge verwendet werden, daß der zylindrische Corpus dieselben mechanischen Eigenschaften besitzt wie in dem Fall, in dem das Element b) in Abwesenheit des Elements d) verwendet wird, wobei die mechanischen Eigenschaften in hauptsächlicher Reihenfolge sind das Widerstandsvermögen gegenüber dem Innendruck von Gasen des mit unter Druck stehenden Getränk gefüllten Behälters, das Widerstandsvermögen gegen Kriechen bzw. Fließen, gegen Stöße, gegen Stauchen, gegen Wärme und die Festigkeit bzw. Steifigkeit.

Wie vorstehend angegeben sind die Elemente a), b) und c) und gegebenenfalls d) derart zusammengefügt, daß der zylindrische Corpus des Behälters eine spiralförmige oder gewickelte Struktur besitzt. Die Technik der Herstellung des rohrförmigen Corpus durch Spiralwickeln, die in der Herstellung eines rohrförmigen Corpus durch Mitnahme von mehreren fortlaufenden, schraubenförmig übereinander auf einem Dorn aufgewickelten Bändern besteht, ist an sich bekannt und insbesondere in der Patentliteratur beschrieben (ÜS-PS 39 80 107, US-PS 36 87 351, US-PS 39 60 624, US-PS 35 24 779, GB-PS 14 32 788). Jedes einzeln betrachtete Folienband wird schraubenförmig auf dem Dorn aufgewiekelt, wobei seine Ränder in gegenseitiger Anlage oder Überlappung stehen. Die verschiedenen den zylindrischen Corpus bildenden Bänder sind übereinander schraubenförmig angeordnet, wobei die Bänder untereinander in Längsrichtung des Doms gesehen schräg angeordnet sind, damit die Verbindungen bzw. Anschlüsse jedes Bandes durch dasjenige Band abgedeckt sind, das direkt über ihm angeordnet ist, wodurch somit die Dichtigkeit gewährleistet ist. Das Element c) wird zur Verklebung der Bänder untereinander verwendet.

Bei der au^fgewickelten Gestaltung bzw. Herstellung des zylindrischen Corpus sind die die Bestandteile bildenden Folienbänder

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diskontinuierliche Bänder, und diese besitzen als Breite etwa das Einfache bis Mehrfache (im Falle des Abschneidens) der Höhe des herzustellenden zylindrischen Corpus. Das erste Band wird auf dem Dorn einmal oder mehrmals auf sich selbst aufgewickelt; dann wird das zweite Band auf oder mit dem ersten Band aufgewickelt; dann wird das dritte Band auf oder mit dem zweiten Band aufgewickelt, etc. Dies alles unter Abdeckung der Verbindung bzw. des Anschlusses jedes Bandes durch das nachfolgende Band zur Gewährleistung der Dichtigkeit. Jetzt wird des weiteren das Element c) zur Verklebung der verschiedenen Bänder verwendet. Gewickelte Gebilde sind unter anderem in der US-PS 35 24 779 angesprochen. Es ist zu beachten, daß in den oben im Hinblick auf Beispiele spiralförmiger oder gewickelter Gebilde angegebenen PS'en Kombinationen von Materialien verwendet werden, die sich von der erfindungsgemäßen Kombination der Elemente a), b) und c) unterscheiden.

Wie oben bereits angegeben ist das Element c) in bevorzugter Weise eine als "hot-melt" bezeichnete Kleberkombination. Die Aufbringung des Elements c) auf den Elementen a) und/oder b) läßt sich in bevorzugter Weise unmittelbar vor der Bildung des erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus durch Spiralwicklung auf dem Dorn ausführen. Diese Aufbringungstechnik für eine "hotmelt"-- -Komposition ist ausführlich in den nachfolgend angegebenen Artikeln beschrieben: Wendell T. Kopp, Hot Melt Equipment, Package Printing and Diecutting, September 1974, Seiten 10, 11, 92, 94, 95 sowie Oktober 1974, Seiten 12 bis 14.

Bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ist die Stellung bzw. Anordnung der Elemente a), b), c) und gegebenenfalls d) streng bestimmt. Wie oben angegeben ist jedes Element a) sowohl von der Außenfläche als auch von der Innenfläche des zylindrischen Corpus getrennt gehalten, und zwar mit Hilfe mindestens eines

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Folienelements b) und mindestens eines Schichtelements c). Wenn bzw. da das Element c) gleichzeitig eine Barriere gegen Feuchtigkeit ist, ist jedes Element a) folglich vollständig gegen Feuchtigkeit geschützt, die von der äußeren Atmosphäre stammen könnte, und gegen Feuchtigkeit auch von der Flüssigkeit des im Inneren des zylindrischen Behältercorpus unter Druck stehenden Getränks.

Bei ausschlxeßlxcher Verwendung von Elementen a), b) und c) für die Herstellung des erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus sind sowohl dessen Außenfläche als auch dessen Innenfläche stets je mittels eines Folienelements b) aufgebaut, das unter Zuhilfenahme des Elements c) entweder an einem oder mehreren weiteren inneren Elementen b) und/oder einem oder mehreren inneren Elementen a) angeklebt ist.

Bei Verwendung des fakultativen Elements d) über die obligatorischen Elemente a), b) und c) hinausgehend kann das fakultative Element d) eine beliebige Stellung am Inneren der Wand des zylindrischen Corpus oder am Äußeren derselben einnehmen. Ist das fakultative Element d) jedoch ein physiologisch und organoleptisch akzeptables, organisches Polymerisat, so kann es auch die Innenfläche des zylindrischen Corpus bilden, die direkt mit dem unter Druck stehenden Getränk in Berührung steht.

Ein wichtiger Faktor für den erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ist die Dicke bzw. Stärke seiner Wand, da sie gleichzeitig die Bedingung für die oberen Grenzen der Dicke der Elemente a), b), c) und gegebenenfalls d) ist. Die Wandstärke muß ausreichen, die von dem mittels des zylindrischen Corpus hergestellten Behälter geforderte Haltbarkeit zu gewährleisten, indem gleichzeitig eine vollständige Konservierung des unter Druck stehenden Getränks gewährleistet wird während einer Zeitspanne von mindestens einem Jahr. Andererseits darf die Wandstärke nicht so groß sein, daß der Vorteil des geringen spezifischen Gewichts der Kunststoffe im allgemeinen verloren geht

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und das Gewicht und die Kosten dieser Verpackungsart übermäßig erhöht werden. Daher liegt die Wandstärke des zylindrischen Corpus im allgemeinen zwischen 85 und 770 pm, vorzugsweise zwischen 100 und 400 μτη.

Die Dicke des Elements a) bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ist abhängig von ihrem Impermeabilitätsgrad gegenüber Sauerstoff. Je größer diese Impermeabilität ist, desto geringer kann die Dicke des Elements a) sein. Folglich kann das Element

a) aus einer oder mehreren· Folien gebildet sein, insbesondere

in Abhängigkeit von den im Handel zur Verfügung stehenden Dicken des Elements a). Die Gesamtdicke des Elements a), das aus einer oder mehreren Folien besteht, liegt im allgemeinen im Bereich von 10 bis 250 μη\. Bei dem besonders bevorzugten Fall der Verwendung von Polyvinylalkohol oder seinen Copolymerisaten liegt im Hinblick auf das Element a) die Dicke der Schicht vorzugsweise zwischen 10 und 80 μτα.

Die Dicke des Elements b) bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ist eine Funktion der von dem Verpackungsbehälter geforderten mechanischen Eigenschaften. Das Element b) besteht aus mindestens zwei jede Seite des Elements a) schützenden Folien, wobei die Anzahl dieser Folienelemente b) ebenfalls eine Funktion der im Handel zur Verfügung stehenden Dicken der Folie

b) ist. Die Gesamtdicke des Elements b), das aus zwei oder mehreren Folien besteht, liegt im allgemeinen im Bereich von 35 bis 250 jum , vorzugsweise 35 bis 180 /im.

Die Dicke des Elements c) bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus muß ausreichen, gleichzeitig eine gute gegenseitige Verklebung der Elemente a)und/ oder b) zu gewährleisten und eine wirkungsvolle Barriere gegen Feuchtigkeit zu bilden, und zwar sowohl auf der Atmosphärenseite als auch auf der Seite des im Inneren der Dose unter Druck stehenden Getränks. Offen erkennbar ist die Anzahl der Elementschichten c) .eine Funktion der Anzahl der zu verklebenden Elemente a) und Elemente b),

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während ihre Gesamtdicke, bedingt durch ihre Impermeabilität gegenüber Feuchtigkeit, im allgemeinen im Bereich von 40 bis 70 μτη, vorzugsweise 50 bis 65 μτη, liegt.

Die Dicke des gegebenenfalls bei dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus verwendeten Elements d)hängt im wesentlichen von seinen mechanischen Eigenschaften und seinen Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff und CO₂ ab. Es ist hinreichend bekannt, daß die mechanischen. Eigenschaften von Polymerisat zu Polymerisat erheblich schwanken können; daher ist es praktisch unmöglich, eine präzise Grenze für die Dicke des Elements d) anzugeben, mit der bei Verwendung eines solchen Elements gearbeitet werden kann. Das wesentliche Kriterium besteht jedoch darin, daß die Dicke des gegebenen-falls verwendeten Elements d) weder die mechanischen Eigenschaften noch die Barriere-Eigenschaften gegenüber Sauerstoff und C0_ des zylindrischen Corpus beeinträchtigen kann, die diesem mittels des Elements a) verliehen worden sind. Im allgemeinen kann die Dicke des Elements d) zwischen 0 und 200 jum liegen.

Die Herstellung des Behälters, für den ein erfindungsgemäßer zylindrischer Corpus und Schließelemente an seinen beiden Enden verwendet werden, läßt sich im Wege üblicher Techniken aus dem Bereich der Abfüllung bzw. Verpackung von unter Druck stehenden Getränken in Dosen ausführen. Die Anordnung dieser Elemente auf dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus läßt sich folglich in herkömmlichen automatischen Maschinen unter Verwendung von bekannten Verfahren zur Verklebung, Thermoverschweißung und insbesondere Bördelung ausführen, welch letztgenanntes Verfahren besonders bevorzugt wird für die Aufnahme von unter Druck stehenden gashaltigen Getränken infolge seiner erhöhten Produktionsrate.

Des weiteren steht der erfindungsgemäße zylindrische Corpus ohne Schwierigkeiten für verschiedene herkömmliche Dekorationsarten für Dosen zur Aufnahme unter Druck stehender Getränke zur Ver-

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fügung. Somit können metallisierte oder nichtmetallisierte Farben, Lacke, Tinten und Druckmerkmale etc. auf der Rückseite oder Vorderseite der letzten und/oder vorletzten Bänder des zylindrischen Hohlkörpers aufgebracht werden, die erfindungsgemäß aus einem Element b) und/oder d) bestehen. Ferner ist die Aufbringung von Etiketten auf der äußeren Fläche des zylindrischen Corpus im Wege einer üblichen Aufklebung ausführbar.

Die Vorteile des erfindungsgemäßen Behälters gegenüber dem Stand der Technik sind erheblich:

- im Unterschied zu herkömmlichen Dosen, die über ein metallisches Band verfügen, besteht der erfindungsgemäße zylindrische Corpus gänzlich aus Kunststoffen, die vollständig durch Veraschung zerstört bzw. zersetzt werden können und auch auf die Dauer gesehen unter der Einwirkung atmosphärischer Agenzien, was im Hinblick auf die Ökologie von Vorteil ist;

- im Verhältnis zu herkömmlichen Dosen ist der erfindungsgemäße Behälter deutlich leichter wegen seines gänzlich organischen Corpus. Somit ist das Gewicht (4 - 7 g) eines erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus mit einem Volumen von 330 cm sehr viel geringer als dasjenige eines entsprechenden zylindrischen Corpus aus Weißblech (etwa 35 g) aus Aluminium (etwa 13 g) und eines entsprechenden zylindrischen Corpus gemäß US-PS 36 87 351 aus Aluminium-Karton (etwa 11,3 g), woraus resultieren eine erhebliche Wirtschaftlichkeit des ersten Materials und ein sehr vorteilhaftes Verhältnis von Totgewicht zu Nutzgewicht; im Hinblick auf einen nicht erwarteten Vorteil verfügt der erfindungsgemäße Behälter infolge des verhältnismäßig geringen Gewichts eines zylindrischen Corpus über einen sehr tief liegenden Schwerpunkt, da er nur noch über einen Bodendeckel verfügt, jedenfalls im Augenblick der Füllung mit dem gashaltigen Getränk; dieser sehr tiefliegende Schwerpunkt stellt eine außergewöhnliche Stabilität des Behälters in vertikaler Stellung in den Füllmaschinen sicher, deutlich überlegen derjenigen herkömmlicher Dosen,

- 23 -

809838/0725

deren zylindrischer Corpus schwerer ist als im Rahmen der vorliegenden Erfindung, was die Erzielung mindestens der gleichen Füllungsrate der Dosen mit dem aufzunehmenden Getränk gestattet;

- gegenwärtig werden alle Formen der Verschmutzung und insbesondere der Lärm energisch bekämpft. Es ist nun festgestellt worden, daß bei der Herstellung des erfindungsgemäßen Corpus und Behälters sowie im Laufe der Füllung desselben mit einem unter Druck stehenden Getränk der Lärm der Maschinen viel weniger intensiv ist als im Falle herkömmlicher Dosen, was zurückzuführen ist auf die akustischen Isoliereigenschaften des für die Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters verwendeten Materials bzw. Werkstoffs.

In den Zeichnungen zeigt:

Figur 1 eine perspektivische Ansicht einer geschlossenen Dose, deren erfindungsgemäßer zylindrischer Corpus hergestellt ist im Wege der Technik der Spiralbildung (Figur 1 A), und eines ohne Abdeckungsdeckel dargestellten zylindrischen Corpus, der im Wege der Technik des gewickelten Aufrollens (Figur 1 B) hergestellt ist,

Figur 2 einen Längsschnitt nach der Linie 2-2 der Figur 1 A, Figur 3 Varianten der Verbindungsanschlüsse gemäß Figur 2 ^un hergestellt im Laufe der Ausführung der Spiralbildung,

Figur 5 einen Längsschnitt nach der Linie 5-5 der Figur 1 B, Figur 6 einen Querschnitt nach der Linie 6-6 der Figur IA, Figur 7 einen Querschnitt nach der Linie 7-7 der Figur 1 B und

Figur 3 eine Variante des Verbindungsanschlusses der Figur hergestellt im Wege der Technik des gewickelten Aufrollens .

In den Zeichnungen ist der erfindungsgemäße Behälter in der Form einer Dose mit einem vertikalem zylindrischen Corpus dargestellt,

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ORIGINAL INSPECTbD

der mittels einer horizontalen Abdeckung und eines eben solchen Bodens verschlossen ist. Es ist hier doch selbstverständlich einzusehen, daß im Rahmen der vorliegenden Erfindung das wesentliche Merkmal in dem vollständig aus Kunststoff bestehenden zylindrischen Corpus und darin besteht, daß die oberen und unteren Schließelemente beliebige sein können. Somit können diese Schließelemente insbesondere aus einfachen thermisch vergossenen oder verschlossenen Verbindungen bzw. Abschlüssen bestehen. Des weiteren kann der mit dem erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus ausgestattete Behälter für das obere Abschlußelement verfügen über eine beliebige Einrichtung bzw. Ausbildung, die die Abgabe des Inhalts des Behälters in der Form eines Strahls, Aerosols etc. gestattet. Mit anderen Worten ausgedrückt kann der unter Verwendung des erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus aufgebaute Behälter über seine besondere Bestimmung zur Aufnahme von unter Druck stehenden gashaltigen Getränken hinausgehend ebenso gut zur Konservierung bzw. Aufnahme von unter Druck stehenden Flüssigkeiten, Pasten, Suspensionen etc. dienen, und zwar nicht nur auf dem Nahrungsmittelsektor, sondern auch auf anderen Handelssektoren, zu denen insbesondere der pharmazeutische, der phytopharmazeutische, der kosmetische etc. Bereich gehören. Da darüberhinaus die unter Zuhilfenahme des erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus aufgebauten Behälter besonders dazu bestimmt und geeignet sind, verhältnismäßig hohen Drücken zu widerstehen, ist es selbstverständlich, daß sie sich um so mehr auch für die Abpackung von unter normalem Druck stehenden Produkten eignen, insbesondere als Behälter für Nahrungsmittel-Konserven, für "stille" Flüssigkeiten, wie beispielsweise nicht gashaltige Getränke, pflanzliche, tierische oder sogar mineralische öle, nicht unter Druck stehende kapillare Lotion etc.

Die nachfolgenden Beispiele erläutern die Erfindung, ohne daß sie einschränkend zu verstehen wären.

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809838/0728

Beispiel 1

Es wird ein zylindrischer Corpus für eine Dose wie in Figur A dargestellt im Wege der an sich bekannten Technik der Spiralbildung bei einem Spiralbildungswinkel von etwa 30° hergestellt. Aus der Darstellung gemäß Figur 2 ist zu ersehen, daß die Wand des zylindrischen Corpus folgende Zusammensetzung besitzt:

Schichten A, B, C, E, F, und G des erfindungsgemäßen Elements b), das aus einer im Handel unter der Bezeichnung Mylar A (du Pont) bekannten biorientierten Polyäthylenterephthalatfolie mit einer Nominaldicke von 23 um besteht, - eine Schicht D des erfindungsgemäßen Elements a), das aus einer biorientierten und mit einem Polyvinylidenchloridlack auf beiden Seiten beschichteten Polyvinylalkoholfolie mit einer Nominaldicke von 15 pm besteht, wobei die Folie das von der Firma ünitika unter der Handelsbezeichnung Emblar OV vertriebene Produkt ist,

Schichten H des erfindungsgemäßen Elements c), das aus einem "hot-melt"-Kleber besteht, wobei jede Schicht H eine Dicke von etwa 10 um besitzt.

Der als Element c) verwendete "hot-melt"-Kleber besitzt folgende Zusammensetzung:

1) 60 Gewichtsteile mikrokristalliner Wachs, Fließpunkt 82°C (Be Square 180-185 der Firma Bareco); 30 Gewichtsteile eines Äthylen/Vinylacetat-Copolymerisats (72/28) mit einer Dichte von 0,953 und einem Schmelzindex von 1,2 (EVA-508 der Firma Union Carbide); 10 Gewichtsteile Alpha-Methylstyrol/Vinyltoluolharz mit einer Dichte von 1,04 und einem Fließpunkt von 120°C (Piccotex 120 der Firma Pennsylvania Industrial Chemical Corporation).

Für das Element c) können des weiteren die beiden nachfolgenden "hot-melt"-Kompositionen verwendet werden:

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2) 40 Gewichtsteile Polyäthylenharz mit einem Erweichungspunkt (Kugel und Ring) von 106°C, einer Dichte von 0,908 und einer Säurezahl von 5 (Epolene C 16 von Eastman Chemical Products); 40 Gewichtsteile von hydriertem mikrokristallinem Wachs, Tropfpunkt gemäß ASTM D 127:76°C (P.Mobilwax 2360 von Mobil);

20 Gewichtsteile Pentaerythritester von hydriertem Kolophonium, Dichte: 1,07; Erweichungspunkt (Tropfmethode Hercules): 102-110°C (Pentalyn H von Hercules);

3) 40 Gewichtsteile von amorphem Polypropylenharz, Dichte: 0,86; Erweichungspunkt: 107°C (Epolene M 5 W von Eastman Chemical Products);

50 Gewichtsteile mikrokristallines Wachs, Tropfpunkt gemäß ASTM D 127: 87,8°C (Multiwax 195 M von Witco Chemical); 10 Gewichtsteile Terpenharz auf der Basis von Beta-Pinen, Dichte: 0,98; Erweichungspunkt: 135°C (Piccolyte S 135 von Pennsylvania Industrial Chemical Corporation).

Beispiel 2

Gemäß Figur 2 verfügt die Wand des zylindrischen Corpus über folgende Zusammensetzung:

Schichten A, B, F und G des Elements b) aus einer biorientierten Polyäthylenterephthalatfolie (Melinex S von ICI) mit einer Nominaldicke von 23 pm,

Schichten C, D, E des Elements a) einer Folie aus regenerierter Zellulose, die beidseitig mit einer Polyvinylidenchloridschicht (Folie 340 XS von UCB - Sidac) lackiert ist,

2
mit einem Gewicht von 34 g/m , mit einer Dicke von etwa

21 /im,

Schichten H des Elements c) aus dem in Beispiel 1 unter 2) angegebenen "hot-melt"-Kleber, wobei jede Schicht H eine Dicke von etwa 10 um besitzt.

- 27 -

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Beispiel 3

Gemäß Figur 2 besteht die Wand des zylindrischen Corpus aus folgender Zusammensetzung:

Schichten A, B, C, E, F und G des Elements b) aus einer biorientierten Polyäthylenterephthalatfolie (Terphane H der Cellophane Francaise), nominale Dicke 23 pm, eine Schicht D des Elements a) aus einem vollständig verseiften Äthylen/Vinylac'etat-Copolymerisat 25/75, Fließpunkt 180 C; Einfrierpunkt: 74°C, Schmelzindex: 1,1 (Eval von Kuraray) , Nominaldicke von 25 ^um,

Schichten H des Elements c) aus einem in Beispiel 1 unter 3) angegebenen "hot-melf-Kleber, wobei jede Schicht H eine Dicke von etwa 10 um besitzt.

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809838/072S

NACHQEREICHT Beispiel 4

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Gemäß Darstellung in Figur 2 verfügt die Wand des zylindrischen Corpus über folgende Zusammensetzung:

- Schichten A und G des Elements (b) aus einer biorientierten Polyesterfolie (Hylar A von du Pont), nominale Dicke 23 pm,

- eine Schicht D des Elements (a) aus einer biorientierten Polyvinylalkohcl-Folie beschichtet auf beiden Seiten mit einer Polyvinylidenchloridschicht (Enblar OV von Unitika), nominale Dicke 15 jarx,

- Schichten 3, C, E und Γ des Elenents (d) aus biorientierter Polypropylen-Folie, Dichte O,91 (Propafilm 0 von Iei), nominale Dicke 25 ^m,

- Schichten H des Elenents (c) aus dem in Beispiel 1 unter

1) angegebenen "hot nieIt"-Kleber, wobei jede Schicht H eine Dicke von etwa 10 /rci besitzt.

Es folgt jetzt eine Übersicht über Eigenschaften von Verpackungsdosen hergestellt unter Verwendung eines zylindrischen Corpus mit der in den obigen Beispielen 1 bis 4 angegebenen Zusammensetzung. Zur Ermöglichung eines Vergleichs besitzen alle diese Dosen einen Durchmesser von 6,3 cm und eine Höhe von 12 cm.

Die Innendrücke, den die Dosen aufnehmen können, folgen der nachfolgenden Gleichung:

S =

2 wobei S = Grenze der elastischen Dehnung (in kg/cm ),

P = Innendruck (in kg/cm ),
D = Durchmesser der Dose (in cm), d = Dicks der Viand ( in cm)
bedeuten.

- 29 - -

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Der maximale tolerierbare Innendruck bei 7O°C (Pasteurisierungstemperatur) für einen unter einem Winkel von 30° spiralförmig gestalteten Corpus ist wiedergegeben durch die nachfolgende Gleichung, wobei der durch Messung für jeden zylindrischen Corpus der Beispiele 1 bis 4 erhaltene Wert von S bekannt ist:

_ 2 χ d χ S

Man erhält somit die Ergebnisse, die in der nachfolgende^ Tabelle wiedergegeben sind:

Zuscoxi_asetzung Grenze der elastischen Dicke der max. Druck GQ,-Gehalt Dehnung hei 7O°C Wand in kg/ατΓ des Getränks

kg/an pm. g/liter

Beispiel 1 1800 213 12,17 8

2 ,12OO 215 8,19 6

3 1600 223 11,33 7,5

4 1400 221 9,82 6,5

Zur Erläuterung \*ird folgendes Beispiel gegeben, bei dem die Grenze der elastischen Dehnung des spiralförmig gestalteten Corpus des Beispiels 1, der eine Dicke von 0,0213 cm besitzt,

2
bei 1800 kg/cm liegt, was dafür kennzeichnend ist, daß der tolerierbare Maximaldruck bei 70°C (Pasteurisierungstemperatur) liegt bei:

p = 2 xdxS _m 2 χ 0,0213 x 1800 ₌ .^_{17 kg/cm}2 D 6,3

Dieser Druck entspricht demjenigen eines kohlesäureversetzten Getränkes mit einem COj-Gehalt von 8 g/liter.

- 30 -

8Q9838/Q72S

3eispiel 5 j nachqekeiohtJ

Dieses Beispiel betrifft einen erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus, dessen Struktur C Figuren IB, 5 und 7). Diese Struktur besitzt die folgende Zusammensetzung:

- Schichten A¹, C, D¹, und E¹ des Elements (b) aus biorientierter Polyesterfolie ( Mylar A von du Pont), nominale Dicke 35yum,

- eine Schicht B* des Elements (a) aus biorientierter PoIyvinylalkohol-Folie beschichtet auf beiden Seiten mit einen Lack auf Polyvinylidenchloridbasis ( Emblör OV von Unitika) , nominale Dicke 15 /um,

- Schichten II' des Elements (c) au·? dem in Beispiel 1 unter 1) angegebenen "hot meIt"-Kleber wobei jede Schicht II' eine Dicke von etwa IO yum besitzt.

Für eine Dose mit 6,3 cn Durchmesser und 12 cm Höhe werden folgende Werte erreicht:

- elastische Dehnungsgrenze bei 70⁰C (kg/cm ): 18OO,

- Tiaidstärke (in/m) : 195,

- Ilaximaldruck (kg/czi ): 11,14,

- CO₂-Gehalt des Getränks («τ/liter): 7,5.

Beispiel 6

Bei den vorausgehenden Beispielen 1 bis 5 ist durch Berechnung die naxictale Leistungsfähia^eit eines erfindungsgemäßen zylindrischen Corpus für die Herstellung einer Standarddose mit 6_r3 cm Durchmesser und 12 cm Höhe festgesetzt worden.

Ebensogut kann jedoch auch die der Hand zu gebende Dicke in Abhängigkeit von dem potientiellen r'rucTt der abgefüllten Flüssigkeit für einen gegebenen Dosencurchmesser berechnet werden.

- 31 -

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INSPECTED

NACKGaFtElGHT j

Tatsächlich kann die in Beispiel 4 angegebene mathematische Gleichung auch geschrieben werden als:

d = —

wobei d = Dicke der Uand in cm,

2
P = Innendruck in kg/cm ,

D = Durchmesser der Dose in cm, bedeuten.

2 S = elastische Dehnungsgrenze in kg/cm

Es ergibt sich aus dieser Gleichung, daß der Wert der Uandstärke (d) vergrößert werden muC, wenn der Dosen durchmesser (D) und/oder der in Inneren der Dose herrschende Druck (P) vergrößert wird.

Der Druck (P) in Inneren eier Dose ist eine Funktion des Gehaltes an gelöstem Gas der in der Dose aufgenommenen Flüssigkeit und ebenfalls der Temperatur, der die Flüssigkeit im Inneren der Dose ausgesetzt sein muß. Beispielsweise enthält ein Bier normalerweise etwa 5 g C0_o/liter. "7enn die dieses Bier enthaltende Dose einer Pasteurisierung nicht ausgesetzt werden muß, erreicht der Innendruck (?) -einen

Maximalwert von etwa 4 kg/cm für eine maximale Lagerungstemperatur von 40 C. Uenn dageaen die dieses Bier enthaltende Dose einer Pasteurisierung ausgesetzt werden soll, kann dies zu einer maximalen Temperatur von etwa 7O°r. und zu einen maximalen Innendruck (P) von etwa 7 kg/cm führen. Die Wandstärke des zylindrischen Dosenkörpers könnte somit in ersten Fall kleiner als in zweiten Fall sein.

In den Beispielen 6.1 bis 6.5 werden folgende Abkürzungen verwendet:

Emblar OV = biorientierte Polyvinylalkohol-Folie (siehe Beispiel 1) (Element a).

PAM = Polyacrylnitril^ lie (Barex 210 von Lonza) erhalten

ausgehend von einem Harz mit 70 Gew.% eines Acrylnitril/liethylacrylat-Copolyraerisat (80/20)

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- 32 -

Saran =

PSTP

Hot melt =

Tyvek 1073 =

NACHSi

EREiCHT J

und 30 Gew.% eines elastomeren AcrylnitriI/Buta-

dien-Copolynerisates (40/60).

Folie erhalten ausgehend von einem Vinyliden-

chlorid/Vinylchlorid/Äcrylnitril-Copolymerisat

(85/13/2) vertrieben von Dow (Element a).

Biorientierte Polyäthylenterphöiiat-Folie Mylar

von du Pont (Element b).

Der in Beispiel 1 unter 1) angegebenene Kleber

(Element c).

Blatt aus "spun-bonded" synthetischem Papier

bestehen«? aus Polyäthylenfasern hoher Dichte von

du Pont (Element d).

Beispiel 6.1

Bedingungen:

Für das PHTP:

Bier mit 5 ? C0_o/liter (P =4 kg/cm)

/. ITlSX

keine Pasteurisierung

Dosendurchmesser 40 rrci

ΡΞΤΡ mit einer elastischen Dehnungsgrenze von

1870 kg/cn² bei 40°C.

P.D A χ Δ

d =

2 S 2 χ 1870

= etwa 0,0043 cm oder 43 um.

Der zvlindrische Corpus ist in T-7ege der Spiralbildung, hergestellt, indem als Barrierelage eine Enblar OV-Folie mit 15 yun (Element a), PETP-Folien nit 12 pn (Element h) und "Hot neIt"-Schichten mit 12,5/am (Element c) verwendet worden sind. Es ist somit notwendig, vier Schichten des Elements (b) zu verwenden (4x12 = 48 pm)

Da bzw. wenn aber die Folie des Elements (a) mit 15 jam bessere mechanische Eigenschaften besitzt als das Element (b) mit 12 pm, kann ins Auge gefaßt werden, lediglich drei Schichten des Elements (b) anstelle von vier Schichten zu verwenden. Es ist jedoch zu beachten, daß bei der Rand an P»and liegenden Sniralbildungstechnik die äußere Lage keinen Beitrag zu den mechanischen Eigenschaften leistet* diese Bedingungen machen schließlich

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- 33 - "

NAOHQEREICHT j

vier PETP Lagen bzw. Schichten mit 12 pm erforderlich.

Die Wand des zylindrischen Corpus verfügt somit von innen nach außen gesehen über die nachfolgend angegebenen Lagen:

1. PETP : 12 pn

2. hot-melt: 12,5 pn

3. PETP : 12 pn

4. hot-melt: 12,5 pa

5. Emblar OV: 15 pm

6. hct-melt: 12,5 pis.

7. PETP : 12 pn

8. hot-melt: 12,5 ^m

9. PETP : 12 ρ

somit also über neun Schichten mit einer TlsndstSrke des zylindrischen Corpus von 113 pa.

Beispiel 6.2

Bedingungen: Bier rtit 5 g C0_o/liter (P = 4 Iac/er.') keine Pasteurisierung Dosendurchmesser 40 mm

PETP mit einer elastischen Dehnungsgrenze von 187Ο kg/cm² bei 40⁰C.

Der Unterschied zum Beispiel 5.1 besteht darin, daß der zylindrische Corpus ira Wege der "7ic^lung hergestellt ist. :7ie beim Beispiel 6.1 sind sonit vier Schichten des Elements (b) erforderlich (4x12 = 48 pn). "enn bzv;. da aber die Folie des Elements (a) mit 15 pm bessere mechanische Eigenschaften besitzt als das Element (b) mit 12 pm, kann in Erwägunc gezocmn werden eine Schicht des Elements (a) als äquivalent einer Schicht des Elements (b). Da ferner bei dem zylindrischen Comus, der im Wege der Wicklung hergestellt ist, irr) Gegensatz zu einem zylindrischen Corpus, der in Uege der Sniralbilduna hergestellt ist, alle PETP-Schichten an den mechanischen "icrenschaften teilhaben bzw. einen Beitrag zu diesen leisten, sine¹ somit lediglich drei PE?P-3chichten anstelle von vier Hchichten erforderlich. Das Element (a) ist gegenüber dem Äußeren und de~

3k-

NACHGEREICHT |

Inneren des zylindrischen Corpus durch 35 pt des Elements (c) in einer und in zwei Schichten isoliert.

Die "and des zylindrischen Corpus besteht somit von innen nach außen gesehen aus den nachfolgenden Schichten:

1.	PETP :	μη	6.3
2.	hot-melt :	,5 /im
3.	PETP :	pm
4.	hot-melt :	/5 pm
5.	Erablar OV :	p.-
6.	hot-melt :	pi
7.	PSTP :	pra
. 12	wobei sieben Schichten der zy
. 17	121 pt verleihen.
. 12	Beispiel
. 17
15
: 35
: 12

Bedingungen: Bier mit 5 er CO^/liter (P--,„ = 4 kg/cn*") keine Pasteurisierung Dosendurchmss^r 1QO im

PETP mit einer elastischen DehnuncsTrenze von i 40 C.

^{4 x 1}° = etvp. 0_rOlO7 cm.oder 107 pr.

1870 kg/cn² bei

2x1870 was drei PETP-Folien mit 36 um entspricht.

Der zylindrische Dosencomus ist in tvege der iiicklung bzw. des Binrollens hergestellt. Damit die Lage (a) aus Pan eine Barriere mit 1OO%iger iiirksariieit geaenüber O- und CO₀ darstellt, iauG ihr eine Dicke von 250 μ~ι gegeben werden. Die mechanischen Eigenschaften einer Lsgo (e) mit 25Ο μη sind deutlich besser als diejenigen einer PETP-Folie (b) mit 3ζ pm. Es werden sonit lediglich zwei Schichten ("->) anstelle von drei Schichten verwendet. Schließlich uirti zur. wirksamen Schutz der Pan-Foli»

- 35 -

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- 35 j nachgereichtJ

gegen Feuchtigkeit diese gegenüber den Inneren und dem Äußeren des zylindrischen Corpus mittels einer "hot-melt"-Kleberschicht (Element c) r.iit einer Dicke von 30 ρ isoliert. Unter diesen Bedingungen besteht die zylindrische Dosenwand von innen nach außen gesehen aus den nachfolgenden Schichten:

	1.	PETP :	36	pn
	2.	hot-meIt :	30	pm
	3.	Pan :	250	pm
	4.	hot-melt :	30	^um
	5.	PETP :	36	/in
wobei die	fünf	Schichten	der	zylindrischen V7and eine Dicke
von 382 um	verleihen.
Beispiel 6	.4

Bedingungen: Bier mit 5 e C0₂/liter (P_max ^{= 7} kg/cm")

Pasteurisieren¹, er

Dosendurchmesser 100 nn

PETP mit einer elastischen Dehnungsgrenze von

1800 kg/cr.i² bei 70°C.

Für das PETP: _{fl =} TjMO _{= O/O194 cm oder 194} ^

2x1800

Der zylindrische Corous ist im ^T7ege des Einrollens bzw. Hinwicke Ins hergestellt unter Verwendung einer Ernblar OV-Folie mit 15 um als Element (a) und PETP-Folie mit 36 pn. pIs element (b). Da die Folie (e) bessere mechanische Figenschaften besitzt als die Folie (b) , können somit von den 194 um des PICTP die 15 ρ der Folie (a) abgezogen werden; es kann somit eine Ersatzdicke für die Folie (b) von 194 - 15 = 179 um vorgesehen werden, was 179/36 = 5 Folien (b) entspricht. Ferner wird die Folie (a) gegenüber dem Äußeren und den Inneren des zylindrischen Corpus durch eine Gesamtdicke von 30 pm des Elements (c) geschützt, aufgeteilt in zwei und drei Schichten. Somit besteht die zylindrische Dosenwand von innen nach außen gesehen aus folgenden Schichten:

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NACHGEREICHT

1. PETP

2. hot-melt

3. PETP

4. hot-melt

5. ΡΞΤΡ

6. hot-melt

7. Emblar OV

8. hot-melt

9. PETP

10. hot-melt

11. PETP

36 pn. 10 Jim 36 pn 10 pm 36 pm 10 pn 15 pn 15 pn 36 pin 15 pn

36 pn

wobei elf Schichten der zylindrischen Wand eine Dicke von 255 pn verleihen.

BeisDiel 6.5

Bedingungen: Limonade mit 6 g CO₉ZIiter (P_ keine Pasteurisierung Dosendurchmesser 65 mm

= 5 kg/cm )

PETP mit einer elastischen Dehnungsgrenze von

Für das PETP:

1870 kg/cn² bei 40°C.

= = 0,0087 cm oder 87 pn. 2x1870

Der zylindrische Corpus wird im Wege des Einrollens bzw. Einwickeins unter Verwendung von zwei Saran-Folien als Element (a) je mit einer Dicke von 51 pa hergestellt. Die Folien des Elements (a) sind gegenüber dem Äußeren und deir. Inneren des zylindrischen Corpus durch eine Gesamtdicke des Elements (c) von 25 pn in einer oder zwei Schichten getrennt; darüberhinaussind die beiden Folien des Elements (a) voneinander mittels einer Schicht des Elements (c) mit 10 μια getrennt.

Als Element (b) werden PETP-Folien mit 19 pm verwendet. Dies macht normalerweise 87/19 = 5 Folien des Elements (b) erforderlich.

- 37 -

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Da eine Saran-Folie (Element a) mit 51 pm im wesentliehen dieselben mechanischen Eigenschaften wie eine PETP-Folie mit 19 pm besitzt, können die beiden Saran-Folien zwei PETP-Folien ersetzen. Es ist somit theoretisch lediglich erforderlich, 5-2 = 3 PETP-Folie« für die Herstellung des zylindrischen Corpus zu verwenden.

Da daräberhinaus aber zu dekorativen Zweck eine Tyvek 1073-Folie mit einer Dicke von 200 pm (Element d) verwendet wird und die mechanischen Eigenschaften dieser Folie besser sind als diejenigen einer PETP-Folie mit IQ pn, kann noch eine weitere der drei oben angegebenen PSTP-Folien ersetzt werden. Es werden also nur zwei PETP-Folien verwendet. Die Viand des erfindun^sgemäSen zylindrischen Corous verfügt folglich von innen nach eu2en gesehen über die nachfolgenden Schichten:

1. PETP :	19	um
2. hot-melt:	25	pm
3. S ar an :	51	pm
4. hot-melt:	10	um
5. Saran	51	pm
6. hot-melt:	12	_r5 pm
7. PETP :	19	pm
S. hot-melt:	12	_r5 pn
	200 pm
	der zylindrischen viand eine Dickn






9. Tyvek 1073:
wobei die neun Schichten
von 400 tea verleihen.

- 38 -

Claims

PATENTANWALTS
DR. A.
VAN DERWERTH DR.
FRANZ LEDERER REINER F. MEYER
DIPL.-ING. (1934-1974) DlPL-CHEM.
8000 MÜNCHEN 80 LUCILE-GRAHN-STRASSE 22
TELEFON: (089) 472947 TELEX: 524624 LEDER D TELEGR.: LEDERERPATENT
8. Harz 1978

M/We

25.38.06

UCB, S. A.

4, Chaussee de Charleroi

Saint-Gilles-lez-Bruxelles

Belgien

Patentansprüche

Zylindrischer Corpus für Behälter, die zur Aufnahme von unter Druck stehenden,gashaltigen Getränken dienen, gekennzeichnet durch

(a) mindestens eine Folie (a) aus einem synthetischen oder halbsynthetischen organischen Polymerisat mit einer Sauerstoff-Permeabilität kleiner als 6 χ 10 ml.cm/cm .see.cm Quecksilber bei 25 C und 0% relativer Luftfeuchtigkeit,

(b) mindestens zwei Polyesterfolien (b) und

(c) zwei Lagen (c) eines organischen, thermoplastischen Bindemittels, dessen Wasserdampf-Permeabilität kleiner ist als 1 χ 10 g.cm/cm .see.cm Quecksilber bei 38°C und 90% relativer Luftfeuchtigkeit,

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ORIGINAL INSPECTED

"■■ 2 ~

wobei die Folien (a) und (b) mit Hilfe des Binde- bzw. Klebemittels (c) miteinander in der Form eines zylindrischer¹ Corpus verklebt sind, dessen Wand eine spiralförmige oder zusammengerollte Struktur besitzt, in der jede Folie (a) sowohl von der Außenfläche als auch von der Innenfläche des zylindrischen Corpus mittels mindestens einer Folie (b) und mindestens einer Lage (c) getrennt gehalten ist.

2. Corpus nach Anspruch 1,dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (a) eine solche aus Polyvinylalkohol, aus einem Copolymer!sat von Polyvinylalkohol mitiindestens 70 Gew.% Vinylalkohol-Einheiten, aus regenerierter Zellulose, aus Polyacrylnitril, aus Polymethacrylnitril und aus Conolymerisaten mit mehr als 65 Gew.% Acrylnitril oder Methacrylnitril oder aus Copolymerisaten von Vinylidenchlorid mit mehr als 85 Gew.% Vinylidenchlorid-Einheiten ist.

3. Corpus nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der Folien des Elements (a) in dem zylindrischen Corpus zwischen 10 und 250 um liegt.

4. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (a) mindestens eine Folie aus Polyvinylalkohol oder dessen Copolvnerisaten mit mindestens 70 Gew.% Vinylalkohol-Einheiten ist und daß die Gesamtdicke des Elements (a) zwischen 10 und 80 um liegt.

5. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (b) ein Polykondensationsprodukt von Terephthalsäure mit Alkylenglykol ausgewählt aus Xthylengiykol, Butylenglykol, 1,4-cyklohexylendimethanol ist.

8 0 9 8 3"8 } 0~7 2 5

6. Corpus nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesaratdicke der Folien des Elements (b) in dem zylindrischen Corpus zwischen 35 und 250 um, vorzugsweise zwischen 35 und 180 /um, liegt.

7. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Schichten (c) verwendete organische,, thermoplastische Binde- bzw. Klebemittel ein sogenanntes "hot-melt"-Klebemittel ist.

8. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, daß das für die Schichten (c) verwendete organische, thermoplastische Binde- bzw. Klebemittel ein wasserabweisendes Wachs und gegebenenfalls ein synthetisches Polymerisat und/oder ein natürliches oder synthetisches Klebeharz mit geringem Molekulargewicht enthält.
9. Corpus nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das wasserabstoßende Wachs ausgewählt ist aus den Parafinen und den mikrokristallinen Wachsen, daß das synthetische Polymerisat ausgewählt ist aus Polyäthylen, Äthylen/Vinylazetat-Copolymerisat, Xthylen/Propylen/ Dien-Terpolymerisat, Polyisobutylen,Polypropylen, Polyamid und Polyester und daß das natürliche oder synthetische Klebeharz ausgewählt ist aus den Polyterpenen, den phenolischen Terpenen, Terpen-Urethan-Harzen, den Phenolharzen, dem natürlichen oder modifizierten CoIophonium, den Copolymerisatharzen von Styrol.

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~⁴~ 2310065
10. Corpus nach einem der Ansprüche 7-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Erweichungstemperatür des für die Schichten (c) verwendeten organischen, thermoplastischen Klebemittels bei mindestens 60 C, vorzugsweise bei mindestens 8O°C, liegt.
11. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 7 - 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Gesamtdicke der Schichten des Elements (c) in dem zylindrischen Corpus zwischen 40 und 70, vorzugsweise 50 und 65 um, liegt.
12. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1 -11, gekennzeichnet durch des weiteren ein Element (d) bestehend aus mindestens einer Folie aus vorzugsweise orientiertem Polypropylen, aus einem gänzlich oder teilweise aus synthetischen Faser bestehendem Papier und aus einer Folie angelsächsisch bezeichnet als "spun-bonded", wobei die Gesamtdicke der Folien des Elements (d) zwischen 0 und 200 pm liegt.
13. Corpus nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Element (d) einen Teil des Elements (b) ersetzt.
14. Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1 - 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Wandstärke des zylindrischen Corpus zwischen 85 und 770 pm, vorzugsweise zwischen 100 und 400 um,liegt.
15. Behälter für die Aufnahme von unter Druck stehenden, gashaltigen Getränken mit einem zylindrischen Corpus und Schließelementen an seinen beiden Enden, gekennzeichnet durch Verwendung eines zylindrischen Corpus nach irgendeinem der Ansprüche 1-14 als Behältercorpus.

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