EP0173763A1

EP0173763A1 - Package for filler material and a method for packaging filler material

Info

Publication number: EP0173763A1
Application number: EP84110696A
Authority: EP
Inventors: Norbert Hagen
Original assignee: RAKU Kunststoff-Verpackungswerke GmbH
Current assignee: RAKU Kunststoff-Verpackungswerke GmbH
Priority date: 1984-09-07
Filing date: 1984-09-07
Publication date: 1986-03-12

Abstract

In the packaging of filling material which reacts with oxygen and is packed in thermoplastic containers which can be closed in an airtight manner and whose walls are gas-impermeable, the space inside the container which remains unfilled by the filling material is filled with an inert gas. This prevents the formation of a partial vacuum which would otherwise occur as a result of the oxygen consumption inside the container, that is to say in the presence of air in the space remaining unfilled by the filling material, and lead to the container becoming dented due to the resulting pressure difference.

Description

Die Erfindung betrifft eine Packung für Füllgüter sowie ein Verfahren zum Verpacken von Füllgütern, die mit wenigstens einem der in der Luft enthaltenen Gase reagieren, in luftdicht verschließbaren Behältern aus thermoplastischem Kunststoff, deren Wandung für Gase undurchlässig ist. Insbesondere bei Flaschen der vorgenannten Art haben sich Schwierigkeien dadurch ergeben, daß bei der üblichen Lagerungszeit, also der Zeit zwischen dem Füllen des Behälters und der Entnahme des Füllgutes, der Behälter einbeult. Dies ist darauf zurückzuführen, daß das Füllgut mit der Luft, insbesondere dem darin enthaltenen Sauerstoff reagiert, die bzw. der sich in dem mit Füllgut nicht ausgefüllten Raum des Behälters befindet. Der dadurch bewirkte Sauerstoffverzehr hat eine Verringerung des Innendrucks der Flasche zur Folge, die aufgrund der verhältnismäßig geringen Eigensteifigkeit von Kunststoffflaschen in vielen Fällen zu dem bereits erwähnten Einbeulen der Flaschen oder anderer Behälter führt. Dieses Problem ist bekannt. Es wird z. B. in Verpackungsrundschau, Jahrgang 1934, (1983) Nr. 9, Seiten 61 - 68 behandelt. Dabei werden auch Möglichkeiten erörtert, wie das Einbeulen der Behälter verhindert werden kann. Als in Betracht zu ziehende Maßnahmen werden die Verwendung von zylindrischen Behältern und solchen mit kleinem Volumen in Betracht gezogen. Im ersten Fall wird die größere Eigensteifigkeit durch die zylindrische Form erzielt, im zweiten Fall durch die bei kleineren Behältern zwangsläufig kleineren Flächen, auf denen der äußere Überdruck zur Einwirkung kommt. Ferner wird in der Vorveröffentlichung auf den Einfluß der Wandstärke der Flaschen aus das Einbeulen hingewiesen. Auch die Durchlässigkeit der Wandung für Sauerstoff wird erwähnt, da eine ausreichend große Durchlässigkeit den Verbrauch an Sauerstoff innerhalb der Flasche zumindest teilweise kompensiert und somit die Entstehung von Unterdruck verhindert oder doch zumindest bezüglich des Ausmaßes verringert.The invention relates to a pack for filling goods and a method for packaging filling goods which react with at least one of the gases contained in the air in airtight closable containers made of thermoplastic material, the wall of which is impermeable to gases. Difficulties have arisen in particular in the case of bottles of the aforementioned type in that the container bulges during the usual storage time, that is to say the time between the filling of the container and the removal of the filling material. This is due to the fact that the filling material reacts with the air, in particular the oxygen contained therein, which is located in the space of the container not filled with filling material. The oxygen consumption caused thereby results in a reduction in the internal pressure of the bottle, which in many cases leads to the already mentioned bulging of the bottles or other containers due to the relatively low inherent rigidity of plastic bottles. This problem is known. It is e.g. B. in packaging review, Volume 1934, (1983) No. 9, pages 61-68. It also discusses ways of preventing the containers from denting. Measures to be considered include the use of cylindrical and small volume containers. In the first case, the greater inherent rigidity is achieved by the cylindrical shape, in the second case by the smaller surfaces inevitably smaller in the case of smaller containers, on which the external overpressure comes into effect. Furthermore, the influence of the wall thickness of the bottles from the denting is pointed out in the previous publication. The permeability of the wall to oxygen is also mentioned, since a sufficiently large permeability at least partially compensates for the consumption of oxygen within the bottle and thus prevents the development of negative pressure or at least reduces its extent.

Alle in der Vorveröffentlichung genannten Maßnahmen sind wenig geeignet, die mit dem Einbeulen von Kunststoffflaschen unter den genannten Voraussetzungen zusammenhängenden Schwierigkeiten zu beseitigen. Die Durchlässigkeit für Sauerstoff ist insbesondere deshalb keine Lösung, weil die Umsetzung des Sauerstoffes mit dem Füllgut zwangsläufig auch die Eigenschaften des letzteren beeinflußt, was normalerweise vermieden werden soll. Aus diesem Grunde geht die Erfindung auch von Behältern aus, deren Wandungen für Gase, also insbesondere für Sauerstoff, undurchlässigsind. Dabei kann es sich um Behälter handeln, deren Wandung aus mehrere Schichten besteht, von denen wenigstens eine, im allgemeine dünne Schicht die vorgenannten Eigenschaften aufweist, also als Sperrschicht für Gase wirkt. Wenigstens eine der andere Schichten, die z. B. aus Polyäthylen besteht, hat im wesentlichen die Aufgabe, der Flasche die notwendige mechanische Festigkeit zu geben. Der Behälter kann jedoch auch aus anderen Kunststoffen bestehen, die aufgrund ihrer elastischen Verformbarkeit unter der Einwirkung eines äußeren Überdrucks eingebeult werden. Im übrigen weisen Behälter, deren Wandung für Gase undurchlässig ist, zudem den Vorteil auf, daß auch in umgekehrter Richtung keinerlei Diffusion möglich ist. Dies kann dann von Bedeutung sein, wenn das FüLlgut z. B. organische Lösungsmittel enthält.All of the measures mentioned in the prior publication are not very suitable for eliminating the difficulties associated with denting plastic bottles under the conditions mentioned. The permeability to oxygen is in particular not a solution because the reaction of the oxygen with the filling inevitably also influences the properties of the latter, which should normally be avoided. For this Basically, the invention is also based on containers whose walls are impermeable to gases, in particular oxygen. These can be containers whose walls consist of several layers, of which at least one, generally thin layer, has the aforementioned properties, that is to say acts as a barrier layer for gases. At least one of the other layers, e.g. B. consists of polyethylene, has the main task of giving the bottle the necessary mechanical strength. However, the container can also consist of other plastics which, due to their elastic deformability, bulge under the influence of an external overpressure. Moreover, containers whose walls are impermeable to gases also have the advantage that no diffusion is possible in the reverse direction. This can be of importance if the filling z. B. contains organic solvents.

Die in der genannten Vorveröffentlichung erwähnte Möglichkeit, über die Wandstärke des Behälters dessen Einbeulen zu verhindern, stellt keine optimale Lösung dar, weil es in der Mehrzahl der Fälle dazu führen wird, daß für die Herstellung des Behälters mehr Material verbraucht wird als unter Berücksichtigung der übrigen Erfordernisse notwendig wäre. D. h., daß der Behälter schwerer und teurer wird, was aus Kostengründen, aber auch aus anderen Gründen, z. B. solchen, die mit der Entsorgung zusammenhängen, unerwünscht ist.The possibility mentioned in the aforementioned prior publication to prevent the container from bulging over the wall thickness is not an optimal solution, because in the majority of cases it will lead to the fact that more material is used for the production of the container than in consideration of the rest Requirements would be necessary. That is, the container becomes heavier and more expensive what for cost reasons, but also for other reasons, e.g. B. those related to disposal is undesirable.

Die Möglichkeit,durch optimale Formgebung, d. h. im allgemeinen durch die Wahl der Zylinderform, die Stabilität des Behälters gegen unerwünschte Formänderung zu vergrößern, führt zwangsläufig zu einer Einschränkung bei der Wahl der Behälterform. Dies insbesondere deshalb nachteilig, weil in vielen Fällen, z. B. im Hinblick auf den Raumbedarf, eine zylindrische Behälterform nicht erwünscht ist.The possibility of optimal shaping, i.e. H. generally by the choice of cylinder shape to increase the stability of the container against undesirable changes in shape, inevitably leads to a restriction in the choice of the container shape. This is particularly disadvantageous because in many cases, e.g. B. in terms of space, a cylindrical container shape is not desirable.

In der Vorveröffentlichung ist auch die Möglichkeit erwähnt, das Auftreten von Unterdruck innerhalb des Behälters dadurch zu verhindern, daß dieser vollständig mit dem Füllgut gefüllt wird, so daß kein freier Raum verbleibt, der mit Luft ausgefüllt ist. Diese Maßnahme ist im Normalfall nicht anwendbar. Einmal ist ein vollständiges Füllen in vielen Fällen deshalb nicht möglich, weil der anschließende Vorgang, durch welchen der Behälter verschlossen wird, einen freien Kopfraum, also einen mit Füllgut nicht ausgefüllten Raum innerhalb des Behälters, voraussetzt. Zum anderen ist es kaum möglich, Kunststoffbehälter der hier in Rede stehenden Art, die überwiegend im Extrusionsblasverfahren hergestellt werden, mit einer derartigen Präzision zu fertigen, daß sämtliche Behälter einer Fertigungsreihe das gleiche Volumen aufweisen. D. h., daß allein aufgrund von unvermeidbaren Fertigungsungenauigkeiten, die übriges auch für andere Behälter, beispielsweise Glasflaschen gelten, vom Füllgut unausgefülltes Innenvolumen des Behälters bleibt, da in jeden Behälter unabhängig von dessen Volumen ein bestimmtes Füllgutvolumen gegeben wird.The prior publication also mentions the possibility of preventing the occurrence of negative pressure inside the container by completely filling it with the filling material, so that no free space remains which is filled with air. This measure is normally not applicable. On the one hand, complete filling is not possible in many cases because the subsequent process by which the container is closed requires a free head space, that is to say a space inside the container which has not been filled with filling material. On the other hand, it is hardly possible to manufacture plastic containers of the type in question, which are predominantly produced by extrusion blow molding, with such a precision that all containers have the same volume in a production series. This means that solely because of unavoidable manufacturing inaccuracies, the rest of which also apply to other containers, for example glass bottles, the interior volume of the container remains empty, since a specific volume of the contents is given in each container regardless of its volume.

Demzufolge liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, Packung und Verfahren der einleitend beschriebenen Art so abzuwandeln, daß die bei Kunststoffflaschen durch das Entstehen von Unterdruck aufgrund der Umsetzung des Füllgutes mit Bestandteilen der Luft auftretende Schwierigkeiten vermieden werden. Dies soll auf eine Art und Weise erreicht werden, die Beschränkungen bei der Wahl der Behälterform vermeidet und darüberhinaus die Möglichkeit gibt, die Wandstärke des Behälters ausschließlich nach den sonstigen Erfordernissen zu treffen, also ohne die Notwendigkeit, im Hinblick auf die Gefahr des Einbeulens eine größere Wanddicke zu wählen als sonst notwendig wäre.The invention is therefore based on the object of modifying the packaging and methods of the type described in the introduction in such a way that the difficulties which occur in plastic bottles due to the development of negative pressure due to the reaction of the filling material with constituents of the air are avoided. This is to be achieved in a way that avoids restrictions in the choice of the container shape and, moreover, gives the possibility of making the wall thickness of the container only according to the other requirements, i.e. without the need for a larger one in view of the risk of denting Choose wall thickness than would otherwise be necessary.

Zur Lösung dieser Aufgabe schlägt die Erfindung vor, daß der vom Füllgut unausgefüllt bleib ende Raum innerhalb des Behälters mit einem Inertgas gefüllt wird.To achieve this object, the invention proposes that the space remaining empty from the filling material inside the container is filled with an inert gas.

Der wesentlichen, durch die Erfindung erzielbare Vorteil basiert auf der Tatsache, daß im Gegensatz zu den Erwägungen, die in der vorerwähnten Vorveröffentlichung angestellt werden, nicht versucht wird, dem Entstehen von Unterdruck durch geeignete Maßnahmen Rechnungen zu tragen. Vielmehr wird so vorgegangen, daß die Ursache, die zur Entstehung des Unterdruckes führt, beseitigt wird. Dies geschieht mit einfachen Mitteln, da es ohne weiteres möglich ist, eine Vorrichtung, mit welcher die Behälter gefüllt werden, so auszubilden, daß eine Begasung der Behälter mit Inertgas möglich ist. Dies kann in der Weise geschehen, daß der noch leere Behälter, bevor er gefüllt wird, mit Inertgas unter Verdrängung der im Behälter zuvor vorhanden gewesenen Luft begast wird. Es ist auch möglich, nach Beendigung des Füllvorganges lediglich den freien Kopfraum mit Inertgas zu füllen. Auch eine Kombination beider Maßnahmen ist möglich.The main advantage that can be achieved by the invention is based on the fact that, contrary to the considerations made in the aforementioned prior publication, no attempt is made to take the occurrence of negative pressure into account by means of suitable measures. Rather, it is done in such a way that the cause that leads to the creation of the negative pressure is eliminated. This is done with simple means, since it is easily possible to design a device with which the containers are filled so that the containers can be gassed with inert gas. This can be done in such a way that the still empty container, before it is filled, is gassed with inert gas, displacing the air previously present in the container. It is also possible to only fill the free head space with inert gas after the filling process has ended. A combination of both measures is also possible.

Im Normalfall wird als Inertgas N₂, also Stickstoff, in Frage kommen. Es erscheint aber auch möglich, in bestimmten Fällen CO 2, also Kohlendioxid, zu v erwenden. Letztenendes wird die Wahl des Inertgases abhängen von der Beschaffenheit des Füllgutes, da es darauf ankommt zu verhindern, daß das im vom Füllgut nicht ausgefüllten Raum des Behälters befindliche Gas mit dem Füllgut Verbindungen eingeht oder sonstwie, z. B. durch Absorption, verzehrt wird.Normally, N ₂ , that is nitrogen, will be considered as the inert gas. However, it also appears possible to use CO 2, i.e. carbon dioxide, in certain cases. Ultimately, the choice of inert gas will depend on the nature of the filling material, since it is important to prevent the gas in the space of the container not filled with the filling material from entering into the filling material or otherwise, e.g. B. is consumed by absorption.

Die Erfindung ermöglicht auf einfache und wirtschaftliche Weise die Verwendung von Flaschen und ähnlichen Behältern aus Kunststoff auch in solchen Anwendungsbereichen, die bisher aufgrund der vorbeschriebenen Schwierigkeiten Behältern aus anderen Werkstoffen, insbesondere solchen aus Glas und Blech, vorbehalten waren.The invention enables the use of bottles and similar containers made of plastic in a simple and economical manner even in those application areas which were previously reserved for containers made of other materials, in particular those made of glass and sheet metal, due to the difficulties described above.

Claims

1. A method for packaging goods that react with at least one of the gases contained in the air, in airtight closable containers made of thermoplastic material, the wall of which is impermeable to gases, characterized in that the space remaining empty of the contents within the container with a Inert gas is filled.

2. The method according to claim 1, characterized in that the container is filled with an inert gas before the start of filling the filling material.

3. Luftdicnt sealed package made of thermoplastic material, the wall of which is impermeable to gases, for a filling material which reacts with at least one of the gases contained in the air, characterized in that the space inside the packing which is not filled by the filling material is filled with an inert gas.