DE8210143U1 - Duennwandiger spritz gegossener Kunststoffbehaelter mit glattem verstaerkten Siegelrand - Google Patents

Description

HOECHST AKTIENGESELLSCHAFT HOE 82/F 075 G Dr.DA/cr

Dünnwandiger, spritzgegossener Kunststoffbehälter mit glattem, verstärkten Siegelrancl

Die vorliegende Erfindung betrifft einen dünnwandigen, spritzgegossenen Kunststoffbehälter mit glattem, verstärkten Siegelrand, bei welchem sich der Spritzanguß am Siegelrand befindet.

Becher und becherartige Erzeugnisse, z.B. Dosen, werden als Verpackung für flüssige, pastöse oder feste Füllgüter verwendet. Insbesondere für die Verpackung von Molkereierzeugnissen, von Speisefetten, Marinaden und anderen Lebensmitteln besteht ein großer Bedarf an Verpackungen dieser Art. Sie werden in der Regel nach dem Füllen mit einer Deckfolie durch Heißsiegeln bakterien-, gas- und flüssigKeitsdicht verschlossen. Die Behälterwandung kann konisch oder zylindrisch und dabei glatt oder durch leisten-, ring- oder rautenförmige Versteifungen profiliert sein.

Dünnwandige, durch Spritzgießen hergestellte Trinkbecher mit ringförmigen Wandversteifungen und verstärktem Rand sind bereits bekannt (vgl. US-PS 3 169 688). Sie werden bevorzugt für die Ausgabe von heißen Getränken verwendet. Ein wesentliches Merkmal dieser Becher ist die zentrale Lage des Angußzapfens auf der Außenseite des innenbombierten Bodens. Derartige Becher besitzen zwar eine hinreichende Bruchfestigkeit und sind als Trinkbecher geeignet, nicht jedoch eine hinreichende Glätte des Becherrandes, die für das bakterien-, gas- und flüssigkeitsdichte Aufsiegeln einer Deckfolie unerläßlich ist. Die mangelhafte Beschaffenheit des Becherrandes ist auf die Lage des Angusses zurückzuführen. Um einen gratfreien Rand zu erhalten, muß das Einspritzen mit hoher Geschwindigkeit bei dichtem Formschluß erfolgen.

Dabei kann sich die Fließfront durch die adiabatische Kompression der in der Form eingeschlossenen Luft derart erhitzen, daß es zur thermischen Schädigung des Kunststoffmaterials im Frontbereich kommt, aus welchem der Becherrand geformt wird.

Diese thermische Schädigung bedingt neben der mangelhaften Randglätte unter Umständen auch eine unzureichende Haftung der aufgesiegelten Deckfolie. Eine Verminderung der Einspritzgeschwindigkeit macht das Herstellungsverfahren unwirtschaftlich und führt zu einer ungenügenden Ausformung des Behälterrandes, die teilweise auf der dann unzureichenden Fließfähigkeit des Kunststoffes und teilweise auf der auf den Boden- und Mantelbereich des Behälters begrenzten Wirkung des Nachdruckes beruht. Die Folge sind Schrunde, Einfallstellen, Lunker und andere Fehlstellen am Behälterrand. Die beschriebenen Nachteile sind umso stärker ausgeprägt, je länger der Fließweg vom Anguß bis in den am weitesten entfernten Winkel der Form, d.h. hier den Behälterrand, je dünner die Behälterwand und je kälter das Formwerkzeuf ist. Aus diesem Grunde wurden spritzgegossene rotationssymmetrische Behälter bislang mit einem in der Rotationsachse gelegenen Anguß versehen, um die Fließwege mögliehst kurz zu halten (vgl. Plastverarbeiter, 1961, S. 453 ff u. 504 ff. Abb. 16,17, 27,28).

Es sind auch dünnwandige Kunststoffbecher mit verstärktem Rand bekannt, die durch Tiefziehen aus einem durch Erhitzen plastisch gemachten Stück Folie gefertigt werden (vg. DE-OS 2 214 361). Tiefgezogene Gegenstände besitzen jedoch den Nachteil, daß sie nicht in dem Maße wie spritzgegossene durch Leisten und Rippen versteift werden können. Außerdem kann der Rand nur plan oder gebördelt ausgeführt werden, eine Form, die nicht allen

• · ■ I

• t »

Erfordernissen der Verpackungspraxis gerecht wird. Schließlich besitzen tiefgezogene Gegenstände in Ecken- und Kantenbereichen eine deutlich geringere Wanddicke.

Bekannt war schließlieh auch, bei der Herstellung eines flaschenähnlichen Hohlkörpers durch Spritzgießen den Anguß in der Nähe der oberen öffnung (am Hals) anzuordnen (vgl. EP-OS 35035). Dieser Anguß ist jedoch zusätzlich zum Anguß am Boden des Hohlkörpers vorgesehen, um eine bestimmte molekulare Orientierung des verwendeten Polyesters im Bereich des Flaschenhalses zu erreichen. Probleme mit der Fließfähigkeit des Kunststoffes treten bei diesem Hohlkörper wegen der großen Wandstärke nicht auf.

Es besteht somit ein erheblicher Bedarf an dünnwandigen Behältern mit verstärktem, glatten Siegelrand. Da es sich um Verpackungsmittel handelt, sollten sie preisgünstig hergestellt werden können.

Es wurde gefunden, daß die Aufgabe gelöst werden kann, wenn man die Behälter im Spritzgußverfahren herstellt und den Anguß nicht am Behälterboden, sondern am Siegelrand, vorzugsweise randständig, anbringt.

Gegenstand der Erfindung ist somit der in den Ansprüchen beschriebene Behälter.

Unter Behälter sollen alle Kunststoffbehältnisse verstanden werden, die oben offen sind und konische bis fast zylindrische Wände aufweisen, wobei Höhe und größter Durchmesser im beliebigen Verhältnis zu einander stehen können. Vorzugsweise beträgt die Höhe die Hälfte bis zum Dreifachen des größten Durchmessers. Die Höhe

• ■ · ·

-H-

beträgt etwa 5 bis 15 cm, der größte Durchmesser etwa bis 10 cm. Der erfindungsgemäße Behälter kann einen beliebigen Querschnitt aufweisen, vorzugsweise ist der Querschnitt kreisrund.

Der erfindungsgemäße Behälter besteht aus einem Boden, der Seitenwand und dem Siegelrand. Der Boden ist ohne einen Anguß vorzugsweise glatt. Die Seitenwand kann ebenfalls glatt sein, sie kann jedoch auch mit Verstärkungsrippen. die ringförmig, leistenförmig oder rautenförmig sein können, versehen sein. Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Behälters weist unterhalb des Siegelrandes einen zylindrischen Abschnitt der Seitenwand auf, der mit einem abgerundeten, gegebenenfalls außen überstehenden Stapelrand in die übrige Seitenwand übergeht. Voraussetzung ist nur, daß der Außendurchmesser des Stapelrandes kleiner ist als der des Siegelrandes. An Stelle des zylindrischen Abschnitts kann auch ein gegenkonischer Abschnitt vorhanden sein.

Oben schließt der Behälter mit einem verstärkten, glatten Siegelrand ab. Dieser Siegelrand ist je nach Bedarf plan oder als Wulstrand geformt.

Die Wandstärke des erfindungsgemäßen Behälters ist aus wirtschaftlichen Gründen so gering wie möglich, sie liegt im Bereich von 0,25 bis 0,75 mm. Der Siegelrand ist 2 bis 10 mm breit und 0,5 bis 2 ram diek.

Für die Herstellung des erfindungsgemäßen Behälters eignen sich alle üblichen thermoplastischen Kunststoffe, die gegebenenfalls in der Masse eingefärbt und/oder lichtabschirmend pigmentiert sein können. Bevorzugt verwendet werden teilkristalline Spritzgußmassen, wie Polypropylen, Polyäthylen und Mischpolymerisate aus Äthylen und Propylen. Besonders bevorzugt ist Polypropylen.

• · lit

Der Behälter wird durch Spritzgießen hergestellt. Am Siegelrand des Behälters ist der Anguß angebracht. Der Anguß kann sich an der Außenseite oder auch an der Innenseite des Siegelrandes befinden, vorzugsweise befindet er sich an der Außenseite. Durch diese Anordnung wird bewirkt, daß beim Einspritzen der Schmelze zunächst der Rand geformt wird und die Schmelze aus diesem Werkzeugabschnitt nach dem Prinzip des überlaufenden Wehres in die Formhöhlenbereiche für Seitenwand und Boden des Behälters fließt. Es kommt hinzu, dcß der Behälterrand während der anschließenden Kühlung unter Einwirkung des Nachdruckes erstarrt und damit trotz Verdickung einwandfrei geformt wird, und zwar bei planer oder abgerundeter Gestaltung. Thermische Schädigungen und deren beschriebenen Folgen unterbleiben. Die notwendige Formhöhlenentlüftung für das einwandfreie Formen des Seitenwand- und Bodenbereiches kann einerseits über das geteilte Spritzgußwerkzeug und andererseits durch einen Entlüftungsspalt im Werkzeugkern gewährleistet werden. Es war nicht vorauszusehen, daß bei dieser Angußlage und den extrem engen Fließkanälen ein einwandfreies Spritzgußteil zu formen ist.

Das Spritzgießen der erfindungsgemäßen Kunststoffbehälters erfolgt nach den für die verschiedenen Thermoplasten bekannten Verfahren. Die Verfahrensdaten, wie beispielsweise Hassetemperatur, Werkzeugtemperatur, Spritzdruck und -zeit, Nachdruck können den einschlägigen Broschüren und Merkblättern entnomni&n werden. Sie sind von den Abmessungen der zu spritzenden Behälter abhängig.

Die Figuren zeigen erfindungsgemäße Behälter. Es zeigen

Figur 1 einen rechteckigen Behälter in allgemeiner Form, Figur 2 einen runden Becher,

Figur 3 einen runden Becher mit Verstärkungsrippen.

Am Behälter gemäß Figur 1, wie er beispielsweise für das Verpacken von Molkereiprodukten, wie Margarine, Butter, Frischkäse, Schmelzkäse und dergleichen verwendet werden kann, sind zu erkennen der angußfreie Behälterboden (1), die Behälterseitenwände (2) und der Siegelrand (3) mit dem Anguß (¹I).

In der Figur 2 ist ein Becher mit glatter Seitenwand dargestellt. Im glatten Becherboden (1) ist die Markierung (5) der Werkzeugteilungsebene zu erkennen, die sich über die glatte, konische Seitenwand (2) und die Unterseite des verstärkten Siegelrandes (3) erstreckt. Der Anguß (U) befindet sich im rechten Winkel zur Ebene (5) außen am Siegelrand (3)·

Figur 3 zeigt eine bevorzugte Ausführung des erfindungsgemäßen Bechers. Zu erkennen ist wiederum die Markierung (5) der Werkzeugteilungsebene im glatten Becherboden (1), an der Unterseite des verstärkten Siegelrandes (3) und im zylindrischen Abschnitt (8) der Seitenwand (2). Zwei der vorhandenen leistenförmigen Längsrippen (6) fallen mit der Werkzeugceilungsebene zusammen. Außerdem ist die Seitenwand (2) noch durch ringförmige Querrippen (7) verstärkt. Außen am Siegelrand ist der Anguß (4) zu erkennen.

Beispiel

Der in Figur 3 dargestellte, mit verdicktem, planen Siegelrand und versteifter Seitenwand geformte Becher wurde aus Polypropylen spritzgegossen. Er hatte folgende Abmessungen:

Becherhöhe 90 mm Verhältnis Becherhöhe: Außendurchmesser

des Siegelrandes (3) 1,25 : 1

Wanddicke des Becherbodens (1) 0,35 mm

Wanddicke der Seitenwand (2) 0,35 mm

Wanddicke des planen Siegelrandes (3) 1,00 mm

Breite des Siegelrandes (3) 3,00 mm

Breite der Querrippen (7) 0,60 mm

Höhe der Querrippen (7) 1,00 mm

Zahl der Querrippen (7) 9

Gewicht des Bechers 7,2 g.

Die Herstellung erfolgte in einem gekühlten Spritzgießwerkzeug mit einer Taktzeit von 2 Sekunden, wovon 1,2 Sekunden auf die Einspritz- und Kühlzeit und 0,8 Sekunden auf die Nebenzeiten für das Entformen und das Schließen des Werkzeugs entfielen.

Claims (6)

HOE 82/F 075 G Ansprüche

1. Dünnwandiger, spritzgegossener Kunststoffbehälter, bestehend aus einem Boden und einer Seitenwand mit verstärktem Siegelrand, dadurch gekennzeichnet, daß der Behälter einen angußfreien Boden aufweist und daß sich der Anguß am Siegelrand befindet.

2. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er eine nach oben erweiterte konische Seitenwand besitzt.

3. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß er eine durch ringförmige Querrippen versteifte Seitenwand besitzt.

H. Kunststoffbehälter nach den Ansprüchen 1 bis 3_f dadurch gekennzeichnet, daß er eine durch leistenförmige Längsrippen versteifte Seitenwand besitzt.

5. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß seine Höhe die Hälfte bis zum Dreifachen des größten Durchmessers beträgt.

6. Kunststoffbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er aus Polypropylen besteht.