DE7709445U1

DE7709445U1 - Verbundwerkstoffbahn

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Publication number: DE7709445U1
Application number: DE7709445U
Authority: DE
Original assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Current assignee: Vaw Leichtmetall GmbH
Priority date: 1977-03-25
Filing date: 1977-03-25
Publication date: 1977-08-25
Also published as: GB1584531A; FR2384617B1; IT7867680A0; FR2384617A1; CH628587A5; IT1156935B

Description

Mehrlagiges Schichtermatefrltfl ' . : ^n

Die Neuerung bezieht sich auf ein mehrlagiges Schichtenmaterial ^y aus Metall und Kunststoff, welches zur Herstellung von zusammendrück- und faltbaren Behälter, z.B. Tuben, geeignet ist.

Bekannt sind zusammendrückbare Behälter wie Tuben, die entweder überwiegend aus Metall oder aus einer oder mehreren Kunststofflagen bestehen. Es hat sich jedoch gezeigt, daß diese Materialien für viele Füllgüter, wie z.B. fluorhaltige Zahnpasten, nicht oder nur bedingt verwendbar sind, da an das für derartige Produkte erforderliche Verpackungsmaterial extrem hohe Anforderungen gestellt werden. Die bei Metalltuben als Schutzschicht üblicherweise vorgenommene Innenspritzlackierung kann erhebliche Korrosionserscheinungen am Metall nicht verhindern als Folge der bei Lacken in der üblichen Schichtdicke unvermeidlichen Porenbildung.

Die Nachteile der bisher bekannten Tuben aus einer oder mehreren Kunststofflagen werden darin deutlich, daß sie im Vergleich zu Metalltuben nicht nur deutlich weniger Schutz gegen Diffusion von Substanzen oder Eindringen von Licht aufweisen, sondern daß sie durch diese Zahnpasten infolge des Eindringens in das Kunststoffgefüge zusätzlich so geschädigt werden, daß sie ihre Funktion nicht mehr erfüllen.

Der daraufhin beschrittene Weg, durch die Kombination vieler Kunststoff-, Papier- und Metallagen, bekannt sind Kombinationen mit sechs Schichten, einen funktionsfähigen Behälter für fluorhaltige Zahnpasten herzustellen, führte zwar zu einem technisch befriedigenden Ergebnis, jedoch bedeutet die Herstellung dieses Verbundmaterials in vielen Arbeitsgängen mit den unterschiedlichen Materialien einen so hohen Kostenaufwand, daß infolge der hohen Material- und Herstellungskosten die Wirtschaftlichkeit nicht gegeben ist.

Außerdem ist bei dem Zusammenschweissen, in der Regel ein überlappendes Schweissen, eines derartigen sechslagigen Schichtenmaterials zu einem zy.linderförmigen Hohlkörper die entstehende überlappende Schweissnaht, w. . -he somit aus 12 Schichten besteht, im Vergleich zu dem übrigen Hohlkörper so dick, daß bei dem Verbinden dieses Hohlkörpers mit dem Tubenkopfstück erhebliche maschinelle Schwierigkeiten auftreten und eine mit Sicherheit dichte Verbindung an dieser Stelle nicht gewährleistet ist.

Es stellt sich also die Aufgabe, mit einem möglichst geringen Aufwand an Material und Arbeitsgängen ein Verbundmaterial für eine gebrauchstechnisch geeignete und kostengünstig herstellbare Tube zu entwickeln. Eine Sperrfunktion gegen das Eindringen von Licht und Substanzen von außen und gegen das Ausv;andern von Füllgutbestandteilen von innen ist am besten durch eine Metallschicht, z.B. aus Aluminium, zu gewährleisten. Durch die geeignete Wahl von Metallqualität und Metalldicke kann außerdem der vom Verbraucher gewünschte Charakter der Tube, d.h. Aufrollbarkeit bzw. Auffaltbarkeit ohne merkliche Rückstellkraft, erzielt werden.

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Die Metallbahn wird beidseitig mit einer Kunststoffbahn beaeckt. " , Das Hauptproblem ist dabei, die Innenseite des Aluminium-Kunststoff -Verbundes (d.h. die dem Füllgut zugekehrte Seite) korrosions- und delaminationsbeständig gegenüber den agressiven fluorhaltigen Zahnpasten zu gestalten. Die Außenseite des Verbundmaterials ist so zu gestalten, daß sie eine der Information und Werbung dienende Bedruckung zuläßt und gleichzeitig ein überlappendes Schweissen ermöglicht. Weiterhin besteht die Anforderung, ein so hergestelltes zylindrisches Rumpfteil mit einem vorgefertigten Kopfteil absolut dicht zu verschweissen.

Diese Vielzahl von Anforderungen ist neuerungsgemäß wie folgt erfüllt:

Eine Metallbahn, vorzugsweise aus Aluminium, in einer Dicke von 0,030 - 0,150 mm, die infolge geeigneter Metallqualität eine den Anforderungen entsprechende Festigkeit von 5-10 kp/mm² und eine Dehnung von 7 - 15 % aufweist, ist auf der später dem Füllgut zugekehrten Seite mit Hilfe eines Kaschiermediums mit einer Kunststoffbahn verbunden. Das Kaschiermedium kann aus einem lösungsmittelhaltigen, wasserhaltigen oder lösungsmittelfreiem Lackkaschierklebstoff oder einem geeigneten Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen-Ionomer bestehen. Um eine gegen Delamination beständige Verbindung zwischen Metall und Kunststoffbahn zu erzielen, hat sich ein Schichtgewicht des Kaschiermediums von 4-15 g/m² bewährt. Eine gegen das Füllgut beständige innenliegende Kunststoffolie ist bevorzugt aus Polyolefinen, wie z.B. Polyäthylen hoher und mittlerer Dichte oder Polypropylen sowie deren Misch- und Copolymeren hergestellt, ihre Dicke liegt zwischen 0,030 und 0,100 mm. Bei geeigneter Vorbehandlung der Aluminiumbahn ist es auch möglich, diese Polyolefinschichten aus der Schmelze ohne Anwendung eines Kaschiermediums direkt auf die Aluminiumbahn aufzubringen, wodurch ein weiterer kostensparender Faktor erzielt ist.

Die Außenlage des Verbundmaterials besteht ebenfalls aus einer 0,030 bis 0,100 mm dicken Kunststoffolie, die mit Hilfe eines Kaschiermediums mit der Metallbahn haftfest verbunden ist. Die Kunststoffolie muß auf die innenliegende Kunststoffolie abgestimmt sein, d.h. sie muß mit ihr mit hoher Festigkeit verschweißbar sein. Bevorzugt werden für die Innen- und Außenfolie Kunststoffe gleicher Art eingesetzt. Das Kaschiermedium kann hier ebenfalls ein lösungsmittel- bzw. wasserhaltiger oder ein lösungsmittelfreier Klebstoff oder ein Kunststoff sein, das Schichtgewicht liegt zwischen 1 und 10 g/m². Um eine optisch schöne Außenseite der Tube zu erhalten, was im wesentlichen den Verkaufserfolg bestimmt, wira in vielen Fällen eine weißen Außenseite gewünscht. Am wirtschaftlichsten ist diese Aufgabe dadurch gelöst, daß die außenliegende Kunststofffolie weiß pigmentiert ist. Unterstützt wird der Weißgrad dadurch, daß auch das für die Außenseite verwendete Kaschiermedium weiß ist.

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Entsprechend den vom Markt gestellten Anforderungen erhält die außenliegende Kunststoffbahn eine glänzende oder matte Oberfläche. Durch eine geeignete Oberflächenbehandlung, z.B. Corona- oder Flammbehandlung, ist die außenliegende Kunststoffolie mit üblichen Verfahren gut bedruckbar, z.B. FJexo-, Tiefdruck- oder Offsetverfahren.

Das oben beschriebene Verbundmaterial weist folgende Vorzüge auf:

1. Durch überlappendes Schweissen mit üblichen Verfahren wie z.B. Wärmekontakt- oder Hcchfrequenzschweissen, ist in einfacher Weise der zunächst zylindrische Rumpf der Tube herstellbar. Der kritische Bereich der Schweissnaht weist bei Einsatz des neuerungsgemäßen Laminats folgende Eigenschaften auf:

a) die beim Schweissvorgang schmelzenden aus Kunststoff bestehenden Innen- und Außenfolien umhüllen die zunächst noch freiliegenden metallischen Schnittkanten vollständig. Anhand von Querschliffaufnahmen in 200-facher Vergrößerung ist diese Umschmelzung deutlich erkennbar, wobei die Kunststoffolien keine wesentliche Dickenreduzierung aufweisen. Durch diese umschmelzung der metallischen Schnittkanten ist sichergestellt, daß auch von dieser Seite her keine Metallkorrosion oder eine Delamination des Verbundes eintritt.

b) Messungen der Schweissnaht, welche max. 3 mm breit ist, haben ergeben, daß diese eine Festigkeit von über 2 kp/mm² besitzt.

c) im Vergleich zu den auf dem Markt befindlichen sechslagigen Laminattuben aus Metall, Papier und diversen Kunststofflagen ist bei der beschriebenen dreilagigen Laminattube die überlappte Schweissnaht wesentlich dünner. Dies hat zum Vorteil, daß eine einwandfreie und dichte Verschweissung auch im Bereich der Schweissnaht mit den üblicherweise aus Spritzguß hergestellten Kunststoff-Kopfteilen der Tube erreicht ist. Eine dichte Verschweissung J ; zylinderförmigen Tubenkörpers mit dem Tubenkopfteil, auch in dem als kritisch bekannten Bereich der überlappten Längsschweissnaht, ist erforderlich, da bei unvollkommener Verschweissung in diesem Bereich leicht Kanülenbildung entsteht, wodurch ein Verderb des verpackten Füllguts hervorgerufen wird. Außerdem kann an dieser Stelle beim Zusammendrücken oder -falten der gefüllim Tube leicht eine mechanische Trennung zwischen Tubenkörper und -kopfteil hervorgerufen werden. Diese Nachteile treten bei der beschriebenen Tube nicht auf.

d) auf der Außenseite tritt die Schweissnaht optisch fast nicht in Erscheinung.

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2) Durch die o.g. Kaschiermedien und Kunststoffolien für die Innenseite der Tube ist eine hohe Beständigkeit gegenüber den agressiven fluorhaltigen Zahnpasten gegeben. Das gilt sowohl hinsichtlich einer denkbaren Korrosion der Metallbahn, die dadurch ihre Schutzfunktion verlieren würde, als auch hinsichtlich der Haftfestigkeit zwischen Kunststoff- und Metallbahn. Die Eignung der neuerungsgemässen Laminatbahn, die z.B. von außen nach innen aus folgenden Komponenten aufgebaut ist :

Druck, weißpigmentierte Polyäthylenfolie hoher Dichte 0,050 mm, 4 g/m² Kaschiermedium (z.B. Zweikomponenten-Polyurethan-Klebstoff) , Aluminiumband 0,050 mm, 6 g/m² Kaschiermedium (wie oben), Polyäthylenfolie hoher Dichte 0,070 mm

wird an folgendem Beispiel erläutert: Die Laminatbahn wurde mit fluorhaltiger Zahnpasta in Kontakt gebracht, Laminatbahn und Zahnpasta bei 38⁰C über 6 Wochen gelagert. Danach wurde die Haftfestigkeit zwischen Metallbahn und nicht pigmentierter Kunststoffolie gemessen. Dabei wird als Maß der Haftfestigkeit die Kraft angegeben, die notwendig ist, um an einem 15 mm breiten Probestreifen die Kunststoffbahn von der Metallbahn zu trennen. Nach der oben erwähnten Lagerzeit wurde zwischen den beiden genannten Laminatbahnen eine Haftung von 680 g/15 mm genessen. Das Metall zeigte keinerlei Korrosion.

3) Durch den Einsatz einer geeigneten Metall- und Kunststoffqualität und durch die hohe Festigkeit der Siegelnaht ist es möglich, die aus dem Laminat hergestellte, zunächst zylindrische Tube auf den für übliche Metalltuben vorhandenen Anlagen in die für Metalltuben übliche konische Form zu bringen. Die konische Form der Tube ermöglicht das Ineinanderstecken der noch leeren Tubenkörper, was für Transport und Lagerung eine deutliche Reduzierung des aufzuwendenden Volumens um ca. 80 % zuläßt. Außerdem wird durch dieses Ineinanderstecken die mechanische Verletzbarkeit der Tube während des Transports auf ein Minimum reduziert, so daß auch die Verpackungseinheit gegenüber nicht konischen Tuben deutlich vereinfacht werden kann.

4) Der aus dem Laminat hergestellte Tubenkörper kann auf der

für Metall- und Kunststofftuben üblichen Rundum-Bedruck-Anlage in bekannter Weise bedruckt werden. Ein weiterer großer Vorteil des Verbundmaterials zur Herstellung von Tuben besteht jedoch darin, daß bereits nach Fertigung des Laminats das noch bahnförmige Material mit den üblichen Druckverfahren wie Flexodruck, Kupfertiefdruck oder Offsetdruck bedruckt werden kann. Je nach Art der außenliegenden Polyolefinfolie ist dabei eine geeignete Vorbehandlung des Kunststoffs, z.B. durch Coronaentladung oder Flaminbehandlung vorzusehen. Die Beständigkeit der dafür verwendeten Druckfarben richtet sich nach den vom Abpacker ge-

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stellten Anforderungen. Nur in speziellen Fällen wird es notwendig sein, die aufgebrachten Druckfarben durch einen zusätzlichen Klarlack zu schützen. In diesem Fall ist infolge der geringen Dicke der aufgebrachten Druckfarbe ein einwandfreies überlappendes Verschweissen der bedruckten Außenseite der Laminatbahn mit der Innenlage zu einem Tubenkörper möglich, ohne daß über dem Druck eine neue gegen die gewählte Innenlage siegelnde Kunststoffschicht aufgebracht werden muß.

Ein Muster des mehrlagigen Schichtenmaterials und einer daraus hergestellten Tube ist in zweifacher Ausführung beigelegt.

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Claims

G 77 09 Schutzansprüche //·■<_/

1. Verbundwerkstoff zur Herstellung von rückstellarmen, zusammendrück- und/oder faltbaren 2ylinderförmlgen Behältern, z. B. Tuben, der aus mindestens einer Metallbahn besteht, die beidseitig mit einer Kunststoffbahn beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Behälterinnenseite vorgesehene Kunststoffbahn korrosions- und delaminationsbeständig gegenüber fluorhaltigen Stoffen ist und jede Kunststoffbahn eine Dicke von 0,0p - 0,10 mm und jede Metallbahn eine Dicke von 0,03 - 0,15 min aufweist.

2. Verbundwerkstoff nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß bei einer überlappenden Verschweißung der Verbundwerkstoff eine kanülenfreie Verbindung mit einer Festigkeit von mindestens 2 kp/mm besitzt.

3· Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 - 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbahnen aus Polyolefinen bestehen, z. B. Polypropylen, seinen Misch- und Copolymeren oder Niederdruck-Polyäthylen und seinen Misch- und Copolymeren.

4. Verbundwerkstoff nach den Ansprüchen 1 - 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kunststoffbahn ein wässriger, lösungsmittel haltiger oder lösungsmittelfreier Lackkaschier-Klebstoff oder· ein Polyäthylen-Ionorner ist.

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