DE60101318T4

DE60101318T4 - Flexibler behälter, spannungsrissbeständig und wasserdampfundurchlässig

Info

Publication number: DE60101318T4
Application number: DE60101318T
Authority: DE
Inventors: Gery Dambricourt
Original assignee: CEP Industrie SA
Current assignee: CEP Industrie SA
Priority date: 2000-03-17
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2005-07-21
Anticipated expiration: 2021-03-17
Also published as: DK1263569T5; FR2806385B1; DE60101318T2; EP1263569A1; US20070082160A1; JP2003526581A; CN1427768A; ES2211787T3; EP1263569B9; US20030194521A1; MXPA02009078A; RU2002124864A; ATE254997T1; RU2266203C2; CN1321804C; EP1263569B1; CA2402540A1; DK1263569T3; DE60101318D1; FR2806385A1

Description

Die Erfindung hat eine Verpackung zum Gegenstand, insbesondere eine weiche Tube, die unter Beanspruchung rissfest und wasserdampfundurchlässig ist.
Pastöse Substanzen wie Zahnpasten, pharmazeutische Produkte, Kosmetikprodukte, Lebensmittelprodukte, Hygieneprodukte, Zahnpflegemittel, Reinigungsmittel, fettige Substanzen, Fette, Kitte und Klebstoffe werden oft in Verpackungen vom Typ einer Tube angeboten. Diese Tuben sind aus einem rohrförmigen Körper mit konstantem Querschnitt in Form eines Kreises, Ovals oder anderer Form gebildet. Der rohrförmige Körper, der den im Folgenden sogenannten „Mantel" bildet, weist ein erstes Ende auf, das allgemein durch thermisches Schweißen verschlossen ist, und ein zweites gegenüberliegendes Ende, das so konfiguriert ist, dass es einen Verteilerkopf für die im Mantel enthaltenen Produkte bildet. Der Verteilerkopf ist mit einem Schraubverschluss, einem Rastverschluss oder anderem Verschluss versehen, vom Typ einer Standardkapsel, Spenderkapsel oder anderer Art.
Um das Produkt aus der Tube herauszuholen, drückt der Benutzer die Wand des Mantels, die je nach Leerung der Tube mehr oder weniger ausgeprägte Verformungen und Knicke erfährt.
Der Mantel der Tube muss also aus einem weichen Material hergestellt sein. Dieses Material muss gleichermaßen thermisch schweißbar sein. Es muss gleichermaßen Eigenschaften der Beständigkeit gegen Rissbildung unter Belastung und Undurchlässigkeit gegen Wasserdampf aufweisen, um dem Pflichtenheft der Verträglichkeit mit den beabsichtigten Produkten, die in der Tube verpackt werden sollen, zu entsprechen.
Derzeit werden Tuben, die allen diesen Kriterien entsprechen, oft durch Anfügen oder Anformen des durch Spritzgießen gebildeten Verteilerkopfes und den durch Extrusion gebildeten Mantel hergestellt. Ein anderes Verfahren, das wenig eingesetzt wird und teuer ist, besteht im Ausbilden des Mantels durch Verschieben der Matrize nach Einspritzen des Kopfes, welches Verfahren Blasspritzen genannt wird.
EP 0856554-A beschreibt eine Spritzgussverpackung mit verbesserter Spannungsrissbeständigkeit (stress cracking resistance) umfassend eine Wand gebildet aus einer thermoplastischen Mischung enthaltend ein erstes Ethylen-C_4-5-Olefin-Copolymer und ein zweites Ethylen-C_6-10-Olefin-Copolymer. In dieser Druckschrift ist angegeben, dass die Mischung dieser beiden Copolymere einen erhöhten Schmelzindex MFI (ISO-Norm 1133) in der Größenordnung von 10 g/10 min aufweisen muss, damit es für das Spritzgießen von dünnwandigen Gegenständen geeignet ist, daher die Verwendung eines Ethylen-C_4-5-Olefin-Copolymers mit MFI zwischen 10 bis 20 g/10 min, das gemäß dem allgemein geforderten Pflichtenheft ein gegen Rissbildung unter Belastung nicht beständiges Material ist. Die Druckschrift sagt übrigens nichts über die Eigenschaften der Weichheit der Tube in Abhängigkeit von der Dicke der Wand und über die Eigenschaften der Undurchlässigkeit für Wasserdampf der Wand.
In diesem Zusammenhang zielt die Erfindung darauf, eine durch ein Spritzverfahren ausgebildete Tube zur Verfügung zu stellen, die gleichzeitig weich ist, unter Beanspruchung rissfest und wasserdampfundurchlässig, Während diese Merkmale mit dem Spritzgeißverfahren aus dem Stand der Technik nicht vereinbar sind, wenn sie gleichzeitig gefordert werden.
Zu diesem Zweck schlägt die Erfindung eine Tube vor, die aus einem Mantel und einem Verteilerkopf gebildet ist, die dadurch gekennzeichnet ist, dass ihre Wand aus einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch Besteht, mit einem nach ISO-Norm 1133 gemessenen Schmelzindex (MFI) von 3 bis 10 g/10 min, vorzugsweise von 3,5 bis 9 g/10 min, und einer Dichte von 0,880 g/cm³ bis 0,935 g/cm³, vorzugsweise von 0,900 bis 0,930 g/cm³, dadurch, dass ihr Mantel in mittlerer Höhe eine Wandstärke von 0,30 bis 1,00 mm, vorzugsweise von 0,35 bis 0,95 mm, und eine Länge von 40 bis 200 mm hat, und dadurch, dass ihr Mantel und Verteilerkopf in einem einzigen Spritzgießvorgang in eine Spritzgießform gefertigt werden, so dass eine weiche, unter Beanspruchung rissfeste und wasserdampfundurchlässige Tube erhalten wird.
In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist das Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch entweder ein Ethylen-C_4-5-n-Olefin-Copolymergemisch oder ein Ethylen-C_6-10-n-Olefin-Copolymergemisch.
Gemäß einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist/sind das/die Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer/e ein Ethylen-Octen-Copolymer/e.
Bevorzugt umfasst die Spritzgießform der Tube eine Matrize 5 und einen Kern 4, der einen Mittelteil 8 aufweist, dessen freies oberes Ende 9 Verteilerkanäle 10 aufweist und während der Spritzgießphase der Tube zentriert auf der Matrize 5 aufliegt.
In einer bevorzugten Ausführungsform weist das Ende 9 die Form eines einspringenden Kegels auf und die Winkel α zwischen den Kanälen 10 und der Vertikalen der Matrize 5 sind kleiner als 90°.
In einer vorteilhaften Ausführungsform betragen die kumulierten Breiten der Kanäle 10 in Höhe der Verbindungszonen A mit dem Ansatz des Tubenkopfes mindestens 15 %, vorzugsweise mehr als 25 % des Umfangs dieses Ansatzes.
Noch vorteilhafter weisen die Verteiler 10 eine Breite auf, die ab dem Spritzgießpunkt 13 in radial-zentrifugaler Richtung bis hin zu den Verbindungspunkten A mit dem Ansatz des Tubenkopfes zunimmt.
Am vorteilhaftesten weist der Ansatz des Verteilerkopfes jenseits der Verbindungszone A der Verteiler 10 mit dem Tubenkopfansatz eine ringförmige Verengungszone auf.
In der Hypothese, wo man keinen Tubenkopfansatz vorsehen, sondern einfach eine Tube in einem Stück mit Ansatz herstellen möchte, ist der Mittelteil 8 des Kerns der Spritzgießform beweglich und die obere Wand 6 des Tubenkopfansatzes wird nach Rückzug des beweglichen Teils, in einem bestimmten Abstand in Abhängigkeit von der erforderlichen Dicke der Wand eingespritzt.
Bezüglich der Materialien wird ein Schmelzindex des Copolymers oder des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs von 5 bis 10 g/10 min gewählt, vorzugsweise 5 bis 9 g/10 min, und eine Wandstärke in halber Höhe des Mantels wie in der in 2 dargestellten Kurve, in Abhängigkeit der Länge des Mantels, bei ca. + oder – 0,05 mm, um eine Tube mit einer verbesserten Weichheit (Elastizität) zu erhalten.
Der Schmelzindex des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder des Copolymergemischs wird auf 3 bis 6,5 g/10 min gewählt, vorzugsweise 3,5 bis 6,5 g/10 min, und eine Wandstärke in halber Höhe des Mantels wie in der in 3 dargestellten Kurve, in Abhängigkeit der Länge des Mantels, bei ca. + oder – 0,05 mm, um eine Tube mit einer verbesserten Rissbeständigkeit unter Beanspruchung, insbesondere bei Anwesenheit von oberflächenaktiven Stoffen, zu erhalten.
In diesen Fällen beträgt bevorzugt die Dichte des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder des Copolymergemischs 0,880 bis 0,920 g/cm³, vorzugsweise von 0,900 bis 0,920 g/cm³, um eine Tube mit einer verbesserten Weichheit zu erhalten.
Dies ist besonders geeignet, wenn der Mantel eine Länge von über oder gleich 75 mm hat.
Noch besonders bevorzugt beträgt der Schmelzindex des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder des Copolymergemischs 5 bis 10 g/10 min, vorzugsweise 5 bis 9 g/10 min, und die Dichte des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers bzw. des Copolymergemischs 0,900 bis 0,920 g/cm³.
Am vorteilhaftesten ist die Wand der Tube aus einem Ethylen-Octen-Copolymer mit einem Schmelzindex von 5 bis 6 g/10 min und einer Dichte gleich 0,919 g/cm³.
Gemäß einer anderen Ausführungsform beträgt die Dichte des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder des Copolymergemischs 0,925 bis 0,935 g/cm³ bei einer Wandstärke in halber Höhe des Mantels von ca. 0,45 mm, 0,920 bis 0,930 g/cm³ bei einer Wandstärke in halber Höhe des Mantels von ca. 0,60 mm, 0,915 bis 0,925 g/cm³ bei einer Wandstärke in halber Höhe des Mantels von ca. 0,75 mm, um eine Tube mit verstärkter Wasserdampfdichte zu erhalten.
In diesem Fall ist eine Wand bevorzugt aus einer Mischung von:

a) 33 bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers mit einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und b) 67 bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers mit einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³, um in Abhängigkeit von der Wandstärke in halber Höhe des Mantels eine Tube mit verstärkter Wasserdampfdichigkeit und optimierter Weichheit zu erhalten.

Bevorzugt ist die Wand aus einer Mischung von: a) 33 bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und b} 67 bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³, um in Abhängigkeit von der Wandstärke in halber Höhe des Mantels eine Tube mit verstärkter Wasserdampfdichte und optimierter Weichheit zu erhalten.
Besonders bevorzugt ist die Wand aus einer Mischung von: a) 33 bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 5 bis 6 g/10 min und einer Dichte von 0,919 g/cm³, und b) 67 bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 4 g/10 min und einer Dichte von 0,935 g/cm³.
Am meisten bevorzugt stellt jedes Ethylen-Octen-Copolymer 50 Gew.-% des Gemischs dar.
In noch einer anderen Ausführungsform weist die Tube eine Wand auf aus einer Mischung von: a) 33 bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 5 g/10 min und einer Dichte von 0,915 g/cm³, und b) 67 bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtge wicht des Gemischs eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 4 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,935 g/cm³, um die Rissbeständigkeit unter Beanspruchung und die Wasserdampfundurchlässigkeit auf Kosten einer geringeren Weichheit der Tubenwand zu optimieren.
Die Erfindung wird besser verständlich und weitere Ziele und Vorteile werden klarer ersichtlich aus dem Studium der folgenden erläuternden Beschreibung, die mit Bezug zu den begleitenden Figuren gegeben wird, in denen:
1 schematisch die Auswahlzonen der Schmelzindices und der Dichten des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder des Copolymerengemischs gemäß der gewünschten besonderen Eigenschaften der erhaltenen Tube darstellt.
2 in Form einer Kurve die Wanddicken des Mantels auf halber Höhe des Mantels zur Auswahl in Abhängigkeit von der erforderlichen Länge des Mantels darstellt, wenn die Wand der Tube aus einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder Copolymerengemisch mit 5 bis 10 g/10 min ist, bevorzugt von 5 bis 9 g/10 min, um eine Tube mit verbesserter Weichheit zu erhalten.
3 in Form einer Kurve die Wanddicken des Mantels auf halber Höhe des Mantels zur Auswahl in Abhängigkeit von der erforderlichen Länge des Mantels darstellt, wenn die Wand der Tube aus einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder Copolymerengemisch mit 3 bis 6,5 g/10 min ist, bevorzugt von 3,5 bis 6,5 g/10 min, um eine Tube mit verbesserter Rissbeständigkeit unter Beanspruchung, insbesondere bei Anwesenheit von oberflächenaktiven Stoffen, zu erhalten.
4 eine Form aus dem Stand der Technik darstellt, die zum Spritzgießen der erfindungsgemäßen Tube verwendbar ist.
5 eine Form aus dem Stand der Technik darstellt, die bevorzugt zum Spritzgießen der erfindungsgemäßen Tube verwendet wird.
6 schematisch die Ablaufschichten beim Spritzgießen der erfindungsgemäßen Tube mit der in 5 gezeigten Form darstellt.
7 eine vergrößerte Ansicht des mit VII bezeichneten Teils in 5 ist.
8 schematisch eine Perspektivansicht des Kopfs der Gießform darstellt, die besonders bevorzugt für das Spritzgießen der erfindungsgemäßen Tube verwendet wird.
9 eine Schnittansicht entlang der Achse IX-IX von 8 ist.
10 eine Draufsicht des oberen Teils 9 des beweglichen Teils der in 7 gezeigten Form ist.
Allgemein sind die Tuben gebildet aus einem Mantel mit einem konstanten Querschnitt in Form eines Kreises, Ovals oder anderer Form, der nach Füllen der Tube mit dem zu verpackenden pastösen Produkt an einem seiner Enden durch thermisches Schweißen verschlossen ist.
Der Inhalt der Tube ist seine erste Eigenschaft. Im besonderen Fall einer Tube mit konstantem kreisförmigem Querschnitt ist der Inhalt durch die Länge und den Durchmesser des Mantels definiert, das heißt durch die Länge und den Durchmesser des kreisförmigen Abschnitts des Mantels.
Die üblicherweise auf dem Markt angebotenen Inhalte betragen zwischen 2 und 500 ml. Die gewöhnlich auf dem Markt gefundenen Verhältnisse der Länge des Mantels zum Durchmesser des Mantels betragen zwischen 2,5 und 6, bevorzugt 4.
Die Erfindung betrifft bevorzugt auf dem Markt vertretene Formate und berücksichtigt daher ein Verhältnis der Länge des Mantels zum Durchmesser zwischen 2,5 und 6, bevorzugt 4.
Gemäß dem Inhalt der Tube und gemäß dem Verhältnis Länge des Mantels/Durchmesser der Tube liegt die Länge des Mantels daher zwischen 40 und 200 mm.
Der Mantel der Tube kann gleichzeitig gegen Rissbildung unter Belastung beständig sein, undurchlässig für Wasserdampf und weich.
Die Rissbildung unter Belastung oder „stress-cracking" (Spannungsrissbildung) ist ein Phänomen des physikalisch-chemischen Angriffs eines oberflächenaktiven Produkts auf ein Polymer. Dieses Phänomen drückt sich durch die Ausbildung von Mikrorissen im Polymer aus, was bis zum Bruch der Wand führen kann. Das Versagensrisiko ist besonders im Bereich des thermisch verschweißten Endes von Bedeutung.
Die in der Tube enthaltenen Produkte sind mehr oder weniger mit oberflächenaktiven Stoffen beladen und können daher die Rissbildung oder das Versagen der Hülle hervorrufen.
Um die Beständigkeit des Materials gegen Spannungsrissbildung zu charakterisieren, werden die erhaltenen Tuben auf folgende Weise geprüft:
Die Tube wird mit einer oberflächenaktiven Lösung von 0,3 gefüllt, zum Beispiel mit IGEPAL CO 630 oder ETHOXYLNONYLPHENOL in destilliertem Wasser, und an einem Ende durch Heißpressen verschweißt. Die Tube wird für 24 Stunden in einen Trockenofen bei 55 °C platziert. Nach Herausnehmen aus dem Ofen wird für 2 bis 10 Sekunden ein Druck von 2 bar bis 4,5 bar aufgebracht, entsprechend dem Pflichtenheft eines Auftraggebers. Nach Verlassen des Ofens darf die Tube keinerlei Leck an der Schweißung aufweisen, noch einen Riss oder Bruch der Wand.
Die in der weichen Hülle enthaltenen Produkte sind gleichermaßen mehr oder weniger mit Wasser beladen.
Derzeit entwickeln sich insbesondere in der Kosmetik die verpackten Produkte zu Emulsionen auf Wasserbasis. Die Verpackung dieser Produkte muss daher auf die zunehmend strengeren Kriterien der Undurchlässigkeit für Wasserdampf reagieren, um einen zu starken Gewichtsverlust durch Verdampfung des Wassers durch die weiche Wand zu verhindern, und in der Folge eine Modifikation des Merkmals „pastös" der in der Tube verpackten Creme. Der Grad der Wasserdurchlässigkeit wird übrigens immer als Prozentanteil des Gewichtsverlusts der Creme durch Verdampfung bestimmt, bezogen auf das ursprüngliche Gewicht der in der Tube enthaltenen Creme. Das Verhältnis des Gewichtsverlusts hängt gleichzeitig von der Porosität der Wand für Wasser und vom Verhältnis zwischen der Verdampfungsoberfläche, das heißt der Oberfläche des Mantels und dem Volumen der in der Tube enthaltenen Creme ab.
Die Wasserundurchlässigkeitsprüfung besteht darin, die zuvor mit zu prüfendem Produkt gefüllten und verschweißten Tuben in einen Trockenofen zu bringen, dessen Temperatur gemäß den Prüfungen zwischen 45 °C und 55 °C liegt, gemäß den Prüfungen über eine Zeitdauer von zwischen 2 Wochen und 8 Wochen.
Gemäß der Natur der Creme, den Abmessungen der Tube, dem in der Tube enthaltenen Cremevolumen und der Forderungen eines Barriereeffekt des Pflichtenhefts, muss bei der geringsten Annahme der Gewichtsverlust unter 2%, 3%, 5% oder 8% liegen.
Als Beispiel stellt ein Gewichtsverlust von 3% für eine Menge an Creme von 5 Gramm in einer Tube von Durchmesser 19 eine Ver dampfung von 0,15 Gramm Wasser dar. Dies ist also ein äußerst zwingender Test unter der Annahme einer Exposition der Tube in einem Ofen von 45 °C über 8 Wochen.
Allgemein nimmt die Schwierigkeit des Tests mit der Verringerung der Tubengröße zu: je mehr der Tubeninhalt sinkt, umso mehr nimmt das Verhältnis der Verdampfungsoberfläche, die durch den Mantel dargestellt ist, in Bezug auf des enthaltene Cremevolumen zu.
Aus dem selben Grund nimmt die Schwierigkeit des Tests zu, wenn die Tube nur teilweise gefüllt ist, was gleichermaßen zur Zunahme des Verhältnisses der Verdampfungsoberfläche zum Cremevolumen beiträgt.
Als Folgerung ist, da die Verdampfung zur Manteloberfläche proportional ist, der Gewichtsverlust proportional größer bei Tuben mit geringem Inhalt, die außerdem teilweise gefüllt sind.
Schließlich muss der Tubenmantel weich sein, um die Entnahme von pastenartigen Produkten zu ermöglichen, die darin enthalten sind, indem der Benutzer einfach auf die Wand drückt.
Die Weichheit der Wand ist umgekehrt proportional zu ihrer Dicke und der Dichte des thermoplastischen Materials.
Im traditionellen Extrusionsverfahren wird das Material durch eine Düse unter thermodynamisch stabilisierten Bedingungen extrudiert, wobei der Mantel definitiv am Austritt der Düse gebildet wird und im Rhythmus seiner Bildung am Austritt der Düse fortschreitet. Diese Technologie ermöglicht daher äußerst viskose Materialien einzusetzen, mit einem MFI unter 1 oder nahe bei 1 g/10 min, die gegen Rissbildung unter Belastung sehr beständig sind, mit geringen Wanddicken, zum Bei spiel zwischen 0,30 bis 0,50 mm, was korrelativ ermöglicht, Materialien mit erhöhter Dichte zu verwenden, zum Beispiel nahe an 0,950 g/cm³, die starke Wasserdampfsperren sind, wobei eine akzeptable Weichheit der Wand aufgrund der geringen Dicke beibehalten wird.
Im Gegensatz dazu ist beim Spritzgießverfahren die Dicke der Wand eine Funktion der Länge des Mantels. In der Tat muss das Material am Austritt aus dem Injektionspunkt des Materials im Inneren der Form den Weg durchlaufen, der die Füllung der Form gewährleistet. Während dieser Durchlaufphase im Inneren der gekühlten Form, verändert das Material seinen Zustand (Rheologie im Schmelzezustand) und kann abgebaut werden durch Überschreiten der Schergeschwindigkeitsgrenze oder der Temperaturgrenze, wenn das Material zu viskos ist, wenn die Wand zu dünn ist oder wenn die Länge des Weges in der Form (Länge des Mantels) zu lang ist.
Um eine Beständigkeit gegen Rissbildung unter Belastung zu erhalten, die den Pflichtenheften zur Einsetzbarkeit entspricht, muss man viskose Materialien verwenden (mit geringem Schmelzindex) und die Wanddicke erhöhen, um das Material einspritzbar zu machen, was dazu beiträgt, diese Wand zu versteifen.
Die Dichte des Copolymers hat übrigens keinen signifikanten Einfluss auf die Einspritzbarkeit, aber einen bestimmenden Einfluss auf die Weichheit der Wand. Als Beispiel bilden zwei Ethylen-Octen-Copolymere des selben Grades (zum Beispiel 6) eine starre Wand bei einer Dichte von 0,950 g/cm³, und eine sehr weiche bei einer Dichte von 0,900 g/cm³, wenn diese Wand eine Dicke von 0,6 mm aufweist.
Man versteht daher, dass es einen Widerspruch gibt zwischen dem Spritzgeißverfahren, das den Einsatz von fluiden Materialien mit dem MFI gleich 10 g/10 min oder mehr verlangt, die gegen Rissbildung unter Belastung nicht beständig oder wenig beständig sind, und der Verwendung von dicken Wänden, wobei die Dicke eine inakzeptable Starrheit der Tube ergibt, wenn man ein ausreichend dichtes Material verwendet, um die Wasserundurchlässigkeit der Tube zu gewährleisten.
Derzeit ist kein Material bekannt und kein Verfahren, das das Einspritzen des Materials zum Ausbilden einer Tube erlaubt, ohne das Material unwiederbringlich zu degradieren durch Überschreiten der Schergeschwindigkeitsgrenze und/oder durch Überschreiten der Temperaturgrenze beim Einspritzen, wenn man verlangt, dass die Wand der Tube bei einer Mantellänge zwischen 40 und 200 mm gleichzeitig weich, gegen Rissbildung unter Belastung beständig und wasserundurchlässig ist.
Die Erfindung besteht also darin, durch ein Einspritzverfahren eine dünne Wand für Wandlängen von 40 bis 200 mm zu erhalten und ein Material zu formulieren, das gleichzeitig gute Eigenschaften der Weichheit, Rissbeständigkeit unter Belastung und Wasserundurchlässigkeit aufweist, wobei die Wanddicke korrelativ mit der Länge des Mantels zunimmt, wobei die Wand ausreichend dick ist, um das Einspritzen von hochviskosem Material zuzulassen, das die Rissbeständigkeit unter Belastung garantiert, wobei die Dichte der formulierten Materialien Wasserdampfundurchlässigkeit der Wand garantiert, die Wand unter Berücksichtigung ihrer Dicke und der Dichte des formulierten Materials eine akzeptable Weichheit beibehält, wobei das Material ohne unwiederbringlichen Abbau durch Überschreiten der Schergeschwindigkeitsgrenze oder Überschreiten seiner Temperaturgrenze beim Einspritzen eingespritzt wird.
Entgegen der Vorurteile des Standes der Technik wurde gefunden, dass ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch mit einem nach ISO-Norm 1133 gemessenen Schmelzindex (MFI) von 3 bis 10 g/10 min, vorzugsweise von 3,5 bis 9 g/10 min, und einer Dichte von 0,880 bis 0,935 g/cm³, das heißt, wenn das Copolymer oder Copolymerengemisch einen Schmelzindex und eine Dichte in der in 1 gekennzeichneten weißen Zone [a, b, c, d] aufweist, ohne Zerstörung durch Überschreiten der Schergeschwindigkeitsgrenze und/oder Überschreiten seiner Temperaturgrenze eingespritzt werden kann, um eine Tube zu bilden, deren Mantel eine Wanddicke zwischen 0,30 und 1,0 mm aufweist, bevorzugt zwischen 0,35 bis 0,95 mm, mit einer Mantellänge zwischen 40 und 200 mm.
Wie in der Tat in 1 dargestellt ist, ist das Material nicht mehr einspritzbar, wenn der MFI des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder Copolymerengemischs unter 3 liegt, aufgrund des Überschreitens der Schergeschwindigkeitsgrenze im Verlauf des Fließvorgangs (Verhältnis Länge/Dicke) des Mantels, um die Weichheit der Tube zu erhalten. Ebenso weist die erhaltene Tube keine akzeptable Rissbeständigkeit unter Belastung auf, wenn der MFI des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers oder Copolymerengemischs über 10 liegt.
Ebenso weist die erhaltene Tube eine übermäßige Wasserdampfdurchlässigkeit auf, wenn das Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder Copolymerengemisch eine Dichte unter 0,880 g/cm³ aufweist. Und wenn das Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder Copolymerengemisch eine Dichte über 0,935 g/cm³ aufweist, wird die Starrheit der erhaltenen Tube übermäßig, für eine Dicke der Wand zwischen 0,30 und 1,00 mm, bevorzugt zwischen 0,35 und 0,95 mm, um das Material einspritzbar zu machen.
Mit anderen Worten, um eine Tube zu erhalten, die nach dem Spritzgießverfahren in einem einzigen Spritzvorgang hergestellt werden kann und eine Wasserdampfdurchlässigkeit und eine Rissbeständigkeit unter Belastung entsprechend den zuvor definierten Pflichtenheften aufweist, eine Weichheit, die das Entnehmen des Produkts durch einfaches Drücken durch den Benutzer erlaubt und eine Verschweißbarkeit durch derzeit verwendete Mittel wie „Heißluft" oder „Schweißzange" aufweist, muss die Tube gebildet sein aus einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch mit einem Schmelzindex von 3 bis 10 g/10 min und einer Dichte von 0,880 bis 0,935 g/cm³. Bevorzugt weist das Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch einen Schmelzindex von 3,5 bis 9 g/10 min auf und eine Dichte von 0,900 bis 0,930 g/cm³.
Wenn man ein Copolymergemisch verwendet ist es bevorzugt, entweder ein Ethylen-C_4-5-n-Olefin-Copolymergemisch oder ein Ethylen-C_6-10-n-Olefin-Copolymergemisch zu verwenden. In der Tat vermeidet man auf diese Weise vom Standpunkt der Molekularstruktur heterogene Gemische, die vom Standpunkt der chemischen Zusammensetzung inhomogene Spritzgusstuben ergeben können und die damit nicht den gewünschten Merkmalen des Gemischs entsprechen.
In dieser Beziehung wählt man bevorzugt Copolymergemische aus linearem Ethylen-Olefin mit der selben Anzahl von Kohlenstoffatomen im Olefin, wenn das Material aus einer Mischung von zwei Copolymeren besteht.
Besonders bevorzugt wählt man für einen definierten Schmelzindex ein Copolymer oder Copolymerengemisch, dessen Molekül über eine erhöhte Anzahl von Kohlenstoffatomen verfügt, was dazu beiträgt, die Rissbeständigkeit unter Belastung zu verbessern.
Außerdem kann man durch Auswählen des Schmelzindex des Materials, seiner Dichte und ebenso seiner Wanddicke Tuben herstellen, die besondere Eigenschaften aufweisen wie eine erhöhte Weichheit, eine besonders hohe Wasserdampfundurchlässigkeit, eine verbesserte Rissbeständigkeit unter Belastung in Abhängigkeit von der Art der Creme, der Abmessungen der Tube, ihres Füllzustands und dem Pflichtenheft der Einsetzbarkeit.
Es versteht sich, dass die Wanddicke in Abhängigkeit von der Länge des Mantels moduliert werden kann, da die Tube nach dem Spritzgießverfahren in einem einzigen Vorgang hergestellt werden soll.
Die Wanddicke, auf die hier Bezug genommen wird, ist die mittlere Dicke der Wand entlang der Länge des Mantels dieser Wand. Es ist üblich, diese mittlere Dicke auf halber Höhe des Mantels der erhaltenen Tube zu messen.
Auf diese Weise formuliert man mit dem Ziel, die Weichheit der Wand zu optimieren, indem ihre Dicke verringert wird, ein lineares Ethylen-C_4-10-Olefin-Copolymer oder Ethylen-C_4-10-Olefin-Copolymergemisch mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 10 g/10 min, bevorzugt zwischen 5 und 9 g/10 min.
Die minimale Wanddicke ist durch die Länge des Mantels der Tube und den Schmelzindex des verwendeten Materials bestimmt, und man hat gefunden, dass mit einem linearen Ethylen-C_4-10-Olefin-Copolymer oder Copolymergemisch mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 10 g/10 min, bevorzugt zwischen 5 und 9 g/10 min, das heißt mit einem relativ hohen Schmelzindex, die mittlere Dicke der Wand des Mantels, in Abhängigkeit von der Länge des erforderlichen Mantels, auf der in 2 dargestellten Kurve gewählt werden kann:

– 0,45 mm für eine Länge des Mantels im Bereich von 60 mm;
– 0,60 mm für eine Länge des Mantels im Bereich von 90 mm;
– 0,75 mm für eine Länge des Mantels im Bereich von 120 mm;
– 0,85 mm für eine Länge des Mantels im Bereich von 150 mm; und
– 0,95 mm für eine Länge des Mantels im Bereich von 200 mm.

Diese Wahl ist besonders relevant bei Tuben mit großen Abmessungen oder für Materialien mit erhöhter Dichte, da sie ermöglicht, die verlangte Starrheit zu minimieren, sei es durch die durch den Fließverlauf bedingte Dicke oder durch die Dichte des Materials.
Umgekehrt wird bei der Hypothese, dass man Cremes verpacken möchte, die stark oberflächenaktive Stoffe enthalten, oder bei der Hypothese, dass Tuben mit wenig Inhalt erhöhte Gewichtsverlustverhältnisse induzieren, bevorzugt ein ein lineares Ethylen-C_4-10-Olefin-Copolymer oder Copolymergemisch mit einem Schmelzindex zwischen 3 und 6,5 g/10 min, bevorzugt zwischen 3,5 und 6,5 g/10 min formuliert, was dazu zwingt, die Dicke der Wand zu erhöhen. In diesem Fall muss die mittlere Dicke der Wand in Abhängigkeit von der Länge des erforderlichen Mantels auf der in 3 dargestellten Kurve gewählt werden, um die Weichheit der Tube zu optimieren. Auf diese Weise trendiert die mittlere Dicke des Mantels zu einem unteren Grenzwert im Bereich von:

– 0,55 m für eine Länge des Mantels von 60 mm;
– 0,70 m für eine Länge des Mantels von 90 mm;
– 0,83 m für eine Länge des Mantels von 120 mm;
– 0,90 m für eine Länge des Mantels von 150 mm; und
– 1,00 m für eine Länge des Mantels von 200 mm.

Die Werte der Wanddicke auf halber Höhe des Mantels sind in den 2 und 3 ebenso wie im obigen mit ± 0,05 mm angegeben.
Mit dem Ziel, sehr weiche Tuben zur Verfügung zu stellen, wenn die Undurchlässigkeitsgebote gering sind oder wenn das Verhältnis der Verdampfungsoberfläche zum Volumen günstig ist, zum Beispiel bei Tuben, deren Mantellänge größer oder gleich 75 mm ist, wird ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder ein Copolymergemisch formuliert, dessen Dichte zwischen 0,880 bis 0,920 g/cm³, vorzugsweise zwischen 0,900 bis 0,920 g/cm³ liegt.
Die Tube wird noch weicher, wenn sie mit einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder einem Copolymergemisch eingespritzt wird, dessen MFI zwischen 5 und 10 g/10 min liegt, bevorzugt zwischen 5 und 9 g/10 min und dessen Dichte zwischen 0,900 bis 0,920 g/cm³ liegt, was erlaubt, die minimale Dicke der Wand für eine gegebene Mantellänge zu wählen.
Ein besonders bevorzugtes praktisches Beispiel für diese Lösung ist ein Ethylen-Octen-Copolymer mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 6 und einer Dichte gleich 0,919 g/cm³, zum Beispiel DOWLEX 2035E.
Wenn man umgekehrt die Wasserundurchlässigkeit der erzeugten Tube optimieren möchte, wobei eine akzeptable Weichheit erhalten bleiben soll, wählt man ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder Copolymergemisch mit einer Dichte zwischen 0,925 bis 0,935 g/cm³, für eine mittlere Wanddicke des Mantels nahe 0,45 mm, zwischen 0,920 bis 0,930 g/cm³ für eine mittlere Wanddicke des Mantels nahe 0,60 mm, oder zwischen 0,915 bis 0,925 g/cm³ für eine mittlere Wanddicke des Mantels nahe 0,75 mm.
Es ist in der Tat zweckmäßig, die Dichte des verwendeten Materials zu verringern, wenn man die Dicke der Wand erhöht, wenn man eine konstante Weichheit der Wand, ungeachtet ihrer Dicke, erhalten möchte.
Da die Dicke der Wand mit ihrer Länge korreliert, wird die verstärkte Durchlässigkeit einer Wand mit großer Länge ausgebildet aus einem Material mit geringerer Dichte durch Verbesserung des Verhält nisses der Verdampfungsoberfläche zum Volumen der enthaltenen Creme kompensiert, was aus einer Erhöhung der Tubengröße resultiert und durch Verdickung der Wand.
Man erhält so damit eine konstante und optimierte Weichheit der Wand, wobei das Verhältnis des Gewichtsverlusts der in der Tube enthaltenen Creme gleichermaßen stabilisiert ist, ungeachtet der Abmessungen der Tube.
Die Anwendung der Erfindung ist besonders geboten für Tuben mit starker Wassersperre und mit reduzierter Weichheit.
Die gesuchten Merkmale des Schmelzindex und der Dichte können nicht durch Verwenden eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers allein erhalten werden. In diesem Fall verwendet man ein Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch, was ermöglicht, optimale Schmelzindices und Dichten in Abhängigkeit von den gesuchten Merkmalen und der Abmessung der Tube zu erhalten.
Um zum Beispiel eine Tube mit verstärkter Undurchlässigkeit für Wasserdampf und einer optimierten Weichheit in Funktion von der Länge und mittleren Dicke der Wand des Mantels zu erhalten, verwendet man eine Mischung von 33 Gew.-% bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und 67 Gew.-% bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht des Gemischs eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³. Die Modulation der Gemischzusammensetzung erlaubt die Dichte zu modulieren und damit die Weichheit der Wand in Abhängigkeit von ihrer Dicke, das heißt direkt von der Länge des Mantels, zu stabilisieren, wobei die gesteigerte Porosität der Wand durch Verbesserung des Verhältnisses der Verdampfungsoberflä che zum Gewicht der enthaltenen Creme kompensiert wird, wie zuvor angegeben.
Genauer gesagt verwendet man, um eine Tube zu erhalten, die gleichzeitig eine sehr gute Beständigkeit gegen Rissbildung unter Belastung und einen sehr guten Barriereeffekt gegen Wasserdampf aufweist, wobei die Weichheit in Abhängigkeit von der Länge und der mittleren Dicke der Wand des Mantels optimiert ist, bevorzugt eine Mischung von 33 Gew.-% bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymerengemischs mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und 67 Gew.-% bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymerengemischs mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³, wobei die Modulation der Zusammensetzung des Gemischs ebenso erlaubt, die Weichheit in Abhängigkeit von der Wand zu stabilisieren.
Als Beispiel wird der gesuchte Effekt erreicht durch Verwenden einer Mischung von 33 Gew.-% bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht von Dowlex 2035E mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 6 g/10 min und einer Dichte gleich 0,919 g/cm³, und 67 Gew.-% bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht von Dowlex NG 2429 mit einem Schmelzindex zwischen 3 und 4 g/10 min und einer Dichte gleich 0,935 g/cm³.
Genauer gesagt ist eine Mischung von 50 Gew.-% des ersten Copolymers und 50 Gew.-% des zweiten Copolymers besonders bevorzugt, weil diese Mischung die Beherrschung der Dosierung bei jeder Einspritzung garantiert und ein optimales Gleichgewicht zwischen dem Gewichtsverlust und der Weichheit für Tuben mit geringer Größe. Auf diese Weise umfasst eine gemäß der Erfindung bevorzugte Mischung zum Erhalt einer Tube mit guter Rissbeständigkeit unter Belastung und sehr guter Wasserdampfundurchlässigkeit mit akzeptabler Weichheit eine Mischung von 50 Gew.-% jedes der oben genannten Ethylen-Aceten-Copolymere.
Um die Verpackung von Produkten mit sehr starker Oberflächenaktivität zu gewährleisten, verringert man den Schmelzindex des Materials mit einer Obergrenze von größer oder gleich 3, bevorzugt 3,5. Es ist bevorzugt, Materialien zu verwenden, die gebildet sind aus einem Gemisch von 33 Gew.-% bis 67 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einem Schmelzindex zwischen 3 und 4 g/10 min und einer Dichte gleich 0,935 g/cm³, und 67 Gew.-% bis 33 Gew.-% im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einem Schmelzindex zwischen 5 und 6 g/10 min und einer Dichte gleich 0,915 g/cm³. Hier werden gleichermaßen bevorzugt Ethylen-Octen-Copolymere verwendet. Im Gegenzug zum erhaltenen Effekt wird die Weichheit der Wand proportional zur Zunahme ihrer Dicke gemindert.
Die nachfolgende Tabelle 1 stellt Beispiele der Ausführung der Erfindung dar. Diese Beispiele sind zur Erläuterung der Erfindung vorgesehen und nicht zur ihrer Einschränkung. Insbesondere sind in diesen Beispielen alle Copolymere Ethylen-Octen-Copolymere oder Copolymere von Ethylen-Buten oder Hexen. Indessen wurden Versuche mit Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymeren vorgenommen, um ähnliche Resultate zu erhalten, wobei die Eigenschaften der Weichheit, der Rissbeständigkeit unter Belastung, der Wasserdampfsperre in selber Weise in Abhängigkeit vom Schmelzindex und der Dichte des Materials sowie der Dicke der Wand moduliert sind.
Die Merkmale und Anteile der verwendeten Copolymere sind in der nachfolgenden Tabelle 1 und gleichermaßen in 1 angegeben.
Auf diese Weise hat man nun, wie aus dem Vorstehenden zu sehen ist, ein Material gefunden, das es erlaubt, Tuben herzustellen mit einer Weichheit, einer Wasserdampfundurchlässigkeit, einer Rissbeständigkeit unter Belastung, die perfekt geeignet sind, indem verschiedene Parameter variiert werden wie der Schmelzindex des verwendeten Materials und seine Dichte, die Dicke der Wand, die außerdem in Abhängigkeit von der Länge der Tube variieren kann. Die bei der Extrusion verwendeten Materialien sind wegen eines zu niedrigen Schmelzindex für Mantellängen, die durch das Volumen der Tube vorgegeben sind und bei den Wanddicken in diesem Verfahren nicht einspritzbar, um gleichzeitig die geforderte Weichheit der Wand und Wasserdampfundurchlässigkeit zu erreichen.
Umgekehrt sind die erfindungsgemäßen Materialien einspritzbar, wobei der Kopf und der Mantel in einem einzigen Vorgang eingespritzt werden, indem extreme Einspritzdruckbedingungen angewendet werden, die es ermöglichen, Materialien mit hoher Viskosität in dünne Wände zu spritzen. Die üblichen Einspritzdrücke liegen in der Größenordnung von 450 bis 600 bar. Oder für Materialien mit hoher Viskosität, die in der Erfindung verwendet werden, liegen die angewendeten Einspritzdrücke in der Größenordnung von 1250 bis 2500 bar, gemäß der Länge des Mantels, der Dicke des Mantels und der Viskosität des eingespritzten Materials.
Im Stand der Technik wird die Tube in eine Form eingespritzt wie sie in 4 dargestellt ist und gebildet aus einem Kern, der in 4 mit 4 bezeichnet ist, einer Matrize, die in 4 mit 5 bezeichnet ist und einer Düsenhalterung, die in 4 mit 6 bezeichnet ist, in die die Düse eingesetzt ist, die in 4 mit 7 bezeichnet ist, das heißt, der Kanal, durch den das schmelzplastische Material in den durch die Düsenaufnahme, die Matrize und den Kern definierten Hohlraum geführt wird. Unter der Wirkung des sehr erhöhten Einspritzdrucks, der notwendig ist, um das Material in den für die Weichheit der Tube erforderlichen Wanddicken einzuspritzen, tendiert der Kern zur Biegung gegen die Matrize. Daraus resultiert eine Wand mit variabler Dicke und damit variabler Weichheit. Was noch schlimmer ist, die Ablenkung des Kerns aus der Mitte erzeugt bevorzugte Materialströme beim Einspritzen des Mantels, wobei diese Vorzugsströme sich in „Schweißnähten" treffen, wobei diese „Schweißnähte" Zonen bilden, die nicht gegen Rissbildung unter Belastung beständig sind.
Es ist daher sehr wichtig, dass die Tubenwand eine konstante Dicke aufweist, ohne Verstärkung irgendwelchen Materials, auch längs, um gleichzeitig Benutzungskomfort sowie Beständigkeit gegen Spannungsrissbildung zu erhalten.
Eine erste Spritzgießform zum Erhalten dieses Resultats ist der in 5 dargestellte Typ. Wie in 5 zu sehen ist, umfasst diese Form einen mit 8 bezeichneten Mittelteil. Der Mittelteil 8 des Kerns 4 weist ein freies Ende auf, das in 5 mit 9 bezeichnet ist, das zentriert auf der Düsenaufnahme 6 aufliegt.
Um die Materialeinspritzung vom zentralen Spritzgießpunkt 13 bis zum Tubenkopf vorzunehmen, sind radiale Verteilerkanäle im freien Ende des Mittelkerns 8 ausgebildet. Die mit 10 bezeichneten Verteilerkanäle sind in 7 deutlicher zu sehen, die eine vergrößerte Ansicht des in 5 mit VII bezeichneten Teils ist.
Indessen zeigt die Ausführung dieser Technik den Nachteil, dass so viele Zufuhrpunkte für den Mantel geschaffen werden wie Verteilerkanäle zwischen dem Spritzgießpunkt und dem Tubenkopf vorhanden sind. Wie in 6 dargestellt ist, sind in der Tat ausgehend von drei Kanälen 10 drei unabhängige Zufuhrströme für den Mantel gebildet, die die Bildung von drei in 6 mit 11 bezeichneten unabhängigen Mate rialschichten im Mantel erzeugen, die durch drei Schweißlinien verbunden sind, die in 6 mit 12 bezeichnet sind.
Diese Schweißnähte zeigen den schweren Nachteil, im Mantel Zonen zu bilden, die unter Belastung nicht rissbeständig sind. Außerdem können diese Schweißnähte eventuell auf dem Mantel Facetten erscheinen lassen, die die ursprüngliche Form der Tube verändern, ihr Aussehen verschlechtern und in gewissen Fällen beim Anbringen von Dekors (Serigrafie, Etiketten, Heißdruck) Fehler ergeben und damit das Aussehen des Dekors verschlechtern.
Um diese Nachteile zu mindern, schlägt die Erfindung gleichermaßen ein Verfahren vor, das es ermöglicht, die Schmeißnähte beträchtlich zu mindern, wobei das unumgängliche Auflegen des Kerns auf die Düsenaufnahme beibehalten bleibt.
Dieses Verfahren und die Spritzgießform werden nun mit Bezug zu den 8 und 9 beschrieben. Wie in den 8 und 9 dargestellt ist, besteht das Verfahren darin, den mit 13 bezeichneten Spritzgießpunkt in einer Ebene unter dem oberen Teil des Tubenkopfes am Verbindungspunkt A zwischen den Verteilerkanälen 10 und dem Tubenkopf zu platzieren.
Durch Anordnen des Spritzgießpunktes 12 in einer Ebene über dem Teil der Spitze des Tubenkopfes am Verbindungspunkt A zwischen den Verteilerkanälen 10 und dem Tubenkopf, verläuft der eingespritzte Materialstrom in einem Weg, der durch einen Winkel gekennzeichnet ist, in 9 mit α bezeichnet, der kleiner ist als 90°.
Das eingespritzte Material trifft damit auf die Flanke (in 9 vertikal) des oberen Teils des Tubenkopfes, der einen kontinuierlichen kreisförmigen Ring bildet, was ausgehend vom Verbindungspunkt A ei nen kreisförmigen Verlaufsweg begünstigt, der in 8 und in 10 durch die Pfeile 15 dargestellt ist, was die Ausbildung eines kreisförmigen Materialstroms erlaubt und der die Bildung von Schweißnähten auf dem Mantel beträchtlich mindert. Auf diese Weise umfasst eine Spritzgießform zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens eine Matrize 5, eine festen Kern 4 mit einem Mittelteil 8, dessen freier oberer Teil 9 die Form eines einspringenden Kegels am Kern aufweist.
Um die Ausbildung eines kreisförmigen Materialstroms ausgehend von den Verbindungspunkten zwischen den radialen Verteilerkanälen und dem oberen Teil des Tubenkopfes zu erleichtern, hat man Interesse daran, eine Verbindungslinie auszubilden, die zwischen jedem radialen Einspritzkanal und dem oberen Teil des Tubenkopfes so groß wie möglich ist, wie es in 10 gezeigt ist.
Eine vorteilhafte Lösung besteht darin, kumulierte Breiten der Verteilerkanäle in Höhe der Verbindungszonen A mit dem Ansatz des Tubenkopfes von mindestens 15 % des Umfangs dieses Ansatzes vorzusehen.
Eine andere Lösung, die noch die ringförmige Zufuhr verbessert, aber die Auflagefläche des Kerns auf der Düsenaufnahme reduziert, besteht darin, die kumulierten Breiten der Verteilerkanäle am Verbindungspunkt mit dem Tubenkopf in mehr als 25 % des Umfangs dieses Ansatzes vorzusehen.
Um eine maximale Auflagefläche des Kerns auf der Düsenaufnahme zu erhalten, wobei die kumulierten Breiten der Verbindung A der radialen Verteilerkanäle 10 mit dem Tubenkopf maximiert werden, ist es vorteilhaft, vom Einspritzpunkt 13 bis zum Verbindungspunkt A mit dem Tubenkopf, den radialen Kanälen eine zunehmende Breite zu geben, wie es in 10 gezeigt ist.
Um die Ausbildung eines ringförmigen Materialflusses zu begünstigen ist es übrigens vorteilhaft, eine ringförmige Verengungszone Z vorzusehen, die auf der vertikalen Flanke des Ansatzes, am Eingang des oberen Teils des Tubenkopfes nach der Verbindungszone mit den radialen Verteilerkanälen ausgebildet ist.
Die am Eintritt des oberen Teils des Tubenkopfes nach dem Verbindungspunkt A des radialen Kanals und der Tubenwand ausgebildete ringförmige Verengungszone verstärkt den ringförmigen Diffusionseffekt des Materialstroms, der in 10 eingezeichnet ist.
In dem Maße, wo die Verengung bei der Zentrierung des Kerns auf der Matrize keine Rolle spielt, wo die ganze sehr kleine Oberfläche des Ansatzendes im Verlauf der Verteilung sowie in den Auflagezonen des Kerns auf der Form eingesetzt werden muss, und wo schließlich jeder Verlust vor der Ausbildung des ringförmigen Stroms auf der vertikalen Flanke des Ansatzes vermieden werden muss, ist es sehr wichtig, die Verengungszone nicht oben, das heißt über der Schale selbst vorzusehen.
Um außerdem jegliches Zerreißen von Hand, mechanisch oder durch Spannungsrissbildung zu vermeiden und um jeglichen Verlust an Füllung zu vermieden, muss die Verengungszone ausreichend dick sein, mit einer minimalen Dicke über der Wanddicke des Mantels der Tube.
Schließlich kann der Mittelkern 8 im Kern 4 beweglich ausgebildet sein. Diese Anordnung ist vorteilhaft, wenn man nicht wünscht, einen „Reduzieransatz" an der Tube anzubringen, welche Reduzierung somit durch die obere Wand des Tubenkopfes gebildet ist. Diese Wand wird anschließend an das Einspritzen des Mantels und ohne Unterbrechung eingespritzt, nach Zurückziehen des Mittelkerns proportional zur vorgesehenen Wanddicke des Reduzierteils. Nach diesem Vorgang verfügt man über eine einteilige Tube, die in einem einzigen Vorgang gespritzt wurde, wobei das Reduzierteil in Form einer Schale ausgebildet ist, wobei der freie obere Teil 9 des Mittelteils 8 des Kerns in Form eines einspringenden Kegels gezeichnet ist, wobei die Schale bis zum Rand der vertikalen Flanke des Ansatzes über eine perfekt glatte Außenfläche verfügt, wobei die Matrize ohne radiale Unebenheit und ohne Umfangsunebenheit gezeichnet ist und die Verteilerkanäle im mobilen Teil des Kerns hohl eingezeichnet sind, wie in 7.
Die Schale mündet hermetisch von der Tube, das Öffnungsloch wird durch nachträgliches Durchstoßen erhalten, wobei der Durchmesser des Loches unter Berücksichtigung der in der Tube enthaltenen Creme in der gewünschten Abmessung moduliert wird.
Es versteht sich, dass obwohl die Erfindung zum Spritzgießen von besonderen Materialien beschrieben wurde, die hier beschrieben wurde durch das Verfahren und mit der Spritzgießform, die hier beschrieben wurden, ist es für die Fachleute klar ersichtlich, dass die durch Einspritzen eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymers erhaltene weiche Tube nach anderen Verfahren erhalten werden kann und im Rahmen der Erfindung bleibt wie sie in den Ansprüchen definiert ist. Ebenso können das hier beschriebene Verfahren und die Spritzgießform verwendet werden, um andere viskose Materialien als die hier beschriebenen einzuspritzen.
Daher ist die Erfindung in keinster Weise auf die in der vorstehenden Beschreibung beschriebenen und dargestellten Ausführungsformen beschränkt und umfasst alle Ausführungsformen, die in den Bereich der Erfindung fallen wie sie in den beigefügten Ansprüchen definiert ist.

Claims

Tube, bestehend aus einem Mantel und einem Verteilerkopf, – deren Wand aus einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer oder einem Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch besteht, mit einem nach ISO-Norm 1133 gemessenen Schmelzindex (MFI) von 3 bis 10 g/10 min, vorzugsweise von 3,5 bis 9 g/10 min, und einer Dichte von 0,880 bis 0,935 g/cm³, vorzugsweise von 0,900 bis 0,930 g/cm³, – deren Mantel in mittlerer Höhe eine Wandstärke von 0,30 bis 1,00 mm, vorzugsweise von 0,35 bis 0,95 mm, und eine Länge von 40 bis 200 mm hat, und – deren Mantel und Verteilerkopf in einem einzigen Spritzgießvorgang in eine Spritzgießform gefertigt werden, die eine Matrize (5) und einen Kern (4) umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass der besagte Kern einen Mittelteil (8) umfasst, dessen oberes freies Ende (9) während der Spritzgießphase der Tube zentriert auf der Matrize (5) aufliegt, woraus sich ergibt, dass die Tube elastisch, unter Beanspruchung rissfest und wasserdampfundurchlässig ist.
Tube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemisch entweder ein Ethylen-C_4-5-n-Olefin-Copolymergemisch oder ein Ethylen-C_6-1-n-Olefin-Copolymergemisch ist.
Tube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das/die Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymer/e ein Ethylen-Octen-Copolymer/e ist/sind.
Tube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das obere freie Ende (9) des Kerns (4) Angussverteiler (10) aufweist.
Tube nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass das besagte Ende (9) wie ein einspringender Kegel ausgebildet ist und dadurch, dass die Winkel α zwischen den Verteilern (10) und der Vertikalen der Matrize (5) kleiner als 90° sind.
Tube nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die kumulierten Breiten der Verteiler (10) in Höhe der Verbindungszonen (A) mit dem Ansatz des Tubenkopfes mindestens 15 %, vorzugsweise mehr als 25 % des Umfangs dieses Ansatzes betragen.
Tube nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Verteiler (10) eine Breite haben, die ab dem Spritzgießpunkt (13) in radial-zentrifugaler Richtung bis hin zu den Verbindungspunkten (A) mit dem Ansatz des Tubenkopfes zunimmt.
Tube nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Ansatz des Verteilerkopfes jenseits der Verbindungszone (A) der Verteiler (10) mit dem Tubenkopfansatz eine ringförmige Verengungszone aufweist.
Tube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Mittelteil (8) des Kerns der Spritzgießform beweglich ist, und dadurch, dass die obere Wand des Tubenkopfes eingespritzt wird, nachdem der Mittelteil (8) um eine Strecke zurückgezogen wurde, die sich zur beabsichtigten Wandstärke proportional verhält.
Tube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzindex des Copolymers oder des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs 5 bis 10 g/10 min, vorzugsweise 5 bis 9 g/10 min beträgt, und dadurch, dass die Wandstärke in halber Höhe des Mantels der in 2 dargestellten Kurve entspricht, in Abhängigkeit der Länge des Mantels, bei ca. + oder – 0,05 mm, um eine Tube mit einer verbesserten Elastizität zu erhalten.
Tube nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzindex des Copolymers bzw. des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs 3 bis 6,5 g/10 min, vorzugsweise 3,5 bis 6,5 g/10 min beträgt, und dadurch, dass die Wandstärke in halber Höhe des Mantels der in 3 dargestellten Kurve entspricht, in Abhängigkeit der Länge des Mantels, bei ca. + oder – 0,05 mm, um eine Tube mit einer verbesserten Rissbeständigkeit unter Beanspruchung, insbesondere bei Anwesenheit von oberflächenaktiven Stoffen, zu erhalten.
Tube nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Copolymers bzw. des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs 0,880 bis 0,920 g/cm³, vorzugsweise von 0,900 bis 0,920 g/cm³, beträgt, um eine Tube mit einer verbesserten Elastizität zu erhalten.
Tube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel eine Länge von über oder gleich 75 mm hat.
Tube nach Anspruch 10 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass der Schmelzindex des Copolymers bzw. des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs 5 bis 10 g/10 min, vorzugsweise 5 bis 9 g/10 min beträgt, und dadurch, dass die Dichte des Copolymers bzw. des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs 0,900 bis 0,920 g/cm³ beträgt.
Tube nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Wand aus einem Ethylen-Octen-Copolymer mit einem Schmelzindex von 5 bis 6 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,919 g/cm³ besteht.
Tube nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dichte des Copolymers bzw. des Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs beträgt: – 0,925 bis 0,935 g/cm³ bei einer Wandstärke halber Höhe des Mantels von ca. 0,45 mm, – 0,920 bis 0,930 g/cm³ bei einer Wandstärke halber Höhe des Mantels von ca. 0,60 mm, – 0,915 bis 0,925 g/cm³ bei einer Wandstärke halber Höhe des Mantels von ca. 0,75 mm, um in Abhängigkeit von der Wandstärke in halber Höhe und der Länge des Mantels eine Tube mit verstärkter Wasserdampfdichte und optimierter Elastizität zu erhalten.
Tube nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Wand ein Gemisch ist aus: a) 33 bis 67 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und b) 67 bis 33 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-C_4-10-n-Olefin-Copolymergemischs mit einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³.
Tube nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Wand ein Gemisch ist aus: a) 33 bis 67 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,900 bis 0,920 g/cm³, und b) 67 bis 33 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 6,5 g/10 min und einer Dichte von 0,920 bis 0,935 g/cm³, um in Abhängigkeit von der Wandstärke in halber Flöhe und der Länge des Mantels eine Tube mit verbesserter Rissbeständigkeit unter Beanspruchung, verstärkter Wasserdampfdichte und optimierter Elastizität zu erhalten.
Tube nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Wand ein Gemisch ist aus: a) 33 bis 67 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 5 bis 6 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,919 g/cm³, und b) 67 bis 33 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 4 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,935 g/cm³.
Tube nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass jedes Ethylen-Octen-Copolymer 50 Massenanteile des besagten Gemischs darstellt.
Tube nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass ihre Wand ein Gemisch ist aus: a) 33 bis 67 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 5 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,915 g/cm³, und b) 67 bis 33 Massenanteilen im Verhältnis zum Gesamtgewicht eines Ethylen-Octen-Copolymers mit einem Schmelzindex von 3 bis 4 g/10 min und einer Dichte von gleich 0,935 g/cm³.