CH623790A5 - Packaging container for liquids - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsbehälter für Flüssigkeiten, wie Wasch- oder Reinigungsmittel, Farben oder Chemikalien mit einem flüssigkeitsdichten Hohlkörper aus Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen oder Polyvinylchlorid. Sie be-5 trifft ferner ein Verfahren zum Herstellen des Behälters.

Wenn Behälter dieser Art nicht beliebig verformbar sein sollen, wie man es beispielsweise von mit Trinkmilch gefüllten Beuteln kennt, muss die Wandstärke so ausgelegt sein,

dass der Behälter auch im gefüllten Zustand eine bestimmte io äussere Form sowie mechanische Stabilität aufweist. Das Einsatzgewicht des Behältermaterials und damit der Verbrauch an Kunststoff ist dabei unter anderem abhängig vom Produktgewicht und von der Gebindegrösse, von der zu erwartenden Beanspruchung des Behälters auf dem Weg zum Verbraucher i5 und von den Verbrauchergewohnheiten bei der Handhabung. Meist werden daher Behälter verwendet, deren Wandstärke um ein Vielfaches grösser ist, als sie erforderlich wäre, wenn es allein auf Flüssigkeitsdichtheit ankäme. Zur Verminderung des Materialaufwandes hat man daher schon versucht, form-20 stabile Behälter aus Verbundmaterial herzustellen.

Bei der Herstellung herkömmlicher Verpackungsbehälter der anfangs genannten Gattung wird der thermoplastische Kunststoff meist im durch Erwärmung plastischen oder nahezu flüssigem Zustand in das jeweilige F ormwerkzeug einge-25 bracht. Nach dem Einformen muss dann eine gewisse Zeit gewartet werden bis - bei in der Regel zusätzlicher Abkühlung der Formwerkzeuge - der Behälter soweit erhärtet ist,

dass das Formwerkzeug geöffnet und der Fertigbehälter aus-gestossen werden kann. Die Leistung einer solchen Anlage, 30 z.B. einer Blasmaschine, hängt entscheidend davon ab, wie schnell die Abkühlung erfolgen kann. Es wird daher zum Kühlen der F ormwerkzeuge verschiedentlich flüssiges Kohlendioxid oder sogar flüssiger Stickstoff verwendet. Ersichtlich muss um so mehr gekühlt werden, je grösser die jeweilig 35 erforderliche Wandstärke des herzustellenden Behälters ist. Übliche formstabile Verpackungsbehälter aus Kunststoff erfordern also nicht nur einen erheblichen Verbrauch an wertvollem Kunststoffmaterial sondern auch ein aufwendiges Herstellungsverfahren, insbesondere was die Kühlung derFormwerk-40 zeuge zur Herstellung des Behälters angeht.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen formstabilen Verpackungsbehälter und ein Verfahren zu dessen Herstellung zu schaffen, wobei der Aufwand an Kunststoffmate-rial zu dem flüssigkeitsdichten Hohlkörper so weit vermindert 45 werden soll, dass der aus Kunststoff bestehende Hohlkörper im wesentlichen nur noch seine eigentliche Aufgabe - nämlich eine flüssigkeitsdichte Verpackung- erfüllen muss. Zu dem Verpackungsbehälter besteht die Lösung darin, dass ein Innenhohlkörper mit einer im Hinblick auf Flüssigkeitsdicht-50 heit gerade noch ausreichenden Wandstärke stoffschlüssig und ggf. formschlüssig mit der Innenfläche eines dem Behälter die äussere Form und Stabilität gebenden und aus mindestens zwei Segmenten, welche miteinander verbunden sein können, bestehenden Mantels verbunden ist. 55 Der erfindungsgemässe Behälter besteht also aus einem aus einzelnen Segmenten, insbesondere aus zwei Halbschalen, geformten und die Verpackung mechanisch stabilisierenden Mantel und einem den Mantel auskleidenden, flüssigkeitsdichten aber nicht selbsttragenden Innenhohlkörper, wel-60 eher im Hinblick auf Flüssigkeits dichtheit gerade noch ausreichende Wandstärke aufweist und die Segmente des Mantels durch stoffschlüssige Verbindung mit deren Innenfläche zusammenhält. Bei jeder Formgebung des Mantels bzw. der Segmente ist eine formschlüssige Verbindung zwischen Man-65 tel und Innenhohlkörper gegeben. Dabei können die Segmente beispielsweise auch gelenkig miteinander verbunden sein.

Durch die Erfindung wird also zunächst erreicht, dass die F orderungen nach Flüssigkeitsdichtheit einerseits und Stabiii-

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Formwerkzeuge eingeführt (Fig. 6). Nach dem Schliessen der Formwerkzeuge 10 (Fig. 5) wird der in ihr befindliche Teil des Kunststoffschlauches 13 mit Druckluft so aufgeblasen,

dass er sich allseits an die Innenwandung der Segmente 1 und 2 bzw. des Mantels 3 anlegt. Dieser Zustand ist in Fig. 5 dargestellt.

Bei bisheriger Herstellungsweise von Kunststoffbehältern der eingangs angegebenen Gattung müsste nun eine Abkühlphase folgen, die so lange dauert, bis der geformte Behälter so weit erhärtet ist, dass er ohne verformt zu werden, aus den Formwerkzeugen ausgestossen werden kann. Bei dem erfindungsgemässen Verfahren weist jedoch der frisch geblasene Innenhohlkörper 4 einen Mantel 3 auf, der von vornherein genügend Stabilität besitzt und vor allem dieser Stabilität wegen mit dem dünnwandigen und daher nicht selbsttragenden Innenhohlkörper zusammengefügt worden ist. Die Formwerkzeuge können also sofort nach dem Einformen des Innenhohlkörpers 4 geöffnet und der erfindungsgemässe Behälter ausgestossen werden. Bei dem schon in der Form beginnenden und nach dem Ausstossen fortgesetzten Abkühlen des eingeformten Kunststoffs bildet sich eine stoffschlüssige und evtl. auch formschlüssige Verbindung zwischen dem Innenhohlkörper 4 und dem aus den Segmenten 1 und 2 bestehenden Mantel 3, derart, dass der aus dem dünnwandigen, flüssigkeitsdichten Innenhohlkörper und den ursprünglich ein-" zelnen Segmenten bestehende Behälter zu einem einzigen formstabilen Gebilde wird.

Ausser durch Extrusionsblasen kann der erfindungsgemässe Innenhohlkörper auch durch Tauchblasen, Spritzblasen, Sprühen usw. hergestellt werden. Die den Mantel bildenden Segmente können ebenfalls nach bekannten Verfahren, z.B. Pressen, Spritzen, Tiefziehen oder Giessen, gebildet werden. Es ist in vielen Fällen günstig, wenn die Segmente des

Mantels schon vor dem Einlegen in die Formwerkzeuge zum Herstellen des Behälters - also vor dem Verbinden mit dem Innenhohlkörper-mit der jeweils gewünschten Dekoration versehen werden bzw. sind.

5 Gegenüber herkömmlichen Flüssigkeitsbehältern der eingangs genannten Gattung ergeben sich zusammengefasst im wesentlichen folgende Vorteile: '

Ohne an mechanischer Stabilität einzubüssen, können erfindungsgemässe Behälter mit um ein Vielfaches weniger des io bisher eingesetzten Kunststoffs hergestellt werden. Die Form-stabilität wird durch andere Stoffe hervorgerufen. Durch Auswahl des Materials des versteiften Mantels kann der erfindungsgemässe B ehälter wesentlich umweltfreundlicher als bisher bei Vollkunststoff-Behältern gemacht werden. Auch die 15 Abfallbeseitigung, z.B. im Haushalt, wird erleichtert, da der neue Behälter, wenn sein Mantel etwa aus Karton oder Pappe besteht, ohne weiteres nach dem Entleeren zusammenpressbar ist.

Bei der Herstellung ergeben sich entscheidende Vorteile 20 dadurch, dass die Formwerkzeuge nicht besonders gekühlt werden müssen. Durch allmähliches Abkühlenlassen an der Luft wird sogar die stoffschlüssige Verbindung zwischen Mantel und dessen Kunststoffauskleidung verbessert. Da die Kühlung wegfällt, kann die Leistung der Formmaschine erhöht 25 werden.

Ein wichtiger Vorteil besteht auch darin, dass in den Mantel bzw. in dessen Segmente von aussen nicht sichtbare Stabilisierungselemente, wie Versteifungsrippen, eingearbeitet werden können.

3o Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Eigengewicht eines erfindungsgemässen Behälters ohne Schwierigkeiten geringer gemacht werden kann als dasjenige eines Vollkunststoff-Behälters herkömmlicher Art.

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1 Blatt Zeichnungen

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tat andererseits im Prinzip von jeweils einer von zwei verschiedenen stoffschlüssig (gegebenenfalls auch formschlüssig) zusammengefügten Schichten der Wandung erfüllt werden; die Kunststoffauskleidung sorgt für Flüssigkeitsdichtheit, der Mantel für Formstabilität. Da der Mantel aber an sich aus zusammengesetzten Segmenten besteht, wäre er ohne die stoffschlüssig an seiner Innenfläche liegende Kunststoffaus-kleidung ebenso wie diese - jedenfalls als Ganzes - nicht selbsttragend. Erst die stoffschlüssige Verbindung führt also zu dem - in gewisser Weise zweischaligen - Verpackungsbehälter, der aus zwei jede für sich nicht selbsttragenden Wandschichten besteht, die bei erflndungsgemässer Zusammenfügung ein einziges formstabiles und flüssigkeitsdichtes Gefäss bilden.

Der bisher für solche Behälter, z.B. Flaschen, verwendete Kunststoff kann in so geringer Stärke vorliegen, dass er praktisch nur noch seine eigentliche Aufgabe nämlich die Abdichtung wahrnehmen muss. Beispielsweise bei als Flasche ausgebildetem erfindungsgemässen Behälter kann der Verbrauch an Kunststoff auf weniger als ein Viertel gegenüber dem Falle der bisherigen Vollkunststoffwandung gleicher Formstabilität reduziert werden. Letztere wird dabei durch einen Mantel bewirkt, der aus - in der Regel vorgeformten - wenig aufwendigen Materialien, wie z.B. Zellulose, Karton, Pappe, geschäumtem Kunststoff, Glasfasern oder Mischprodukten vor- -genannter oder gegenüber dem Kunststoff des Innenhohlkörpers ähnlich billigen Materialien bestehen kann. Durch die Erfindung ist also ein flüssigkeitsdichter, in der F ormgestal-tung unabhängiger, stabiler Verpackungsbehälter mit geringstmöglichem Materialanteil an aufwendigem Kunststoff, wie Polyäthylen oder Polyvinylchlorid, geschaffen worden, dessen äussere Form und dessen Formstabilität durch die -in der Regel vorfabrizierten - Segmente gegeben ist.

Durch die Erfindung soll - wie gesagt - auch der Aufwand beim Verfahren zum Herstellen eingangs genannter formstabiler Verpackungsbehälter vermindert werden. Die Lösung hierzu besteht darin, dass in Formwerkzeuge zum Herstellen eines Kunststoffhohlkörpers ein aus mindestens zwei Segmenten, welche miteinander verbunden sein können, bestehender und mit Rücksicht auf die äussere Formgebung und Stabilität des Behälters ausgewählter Mantel eingelegt wird, dass in die so bestückten Formwerkzeuge ein aus dem Kunststoff bestehender Innenhohlkörper mit einer im Hinblick auf Flüssigkeitsdichtheit gerade noch ausreichenden Wandstärke im durch Erwärmung zumindest plastischen Zustand eingeformt wird, derart, dass sich der der Innenwand der mit den Rändern aneinanderliegenden Segmente angepasste,

noch plastische Innenhohlkörper beim Abkühlen mit der Innenfläche der Segmente stoffschlüssig zu einem flüssigkeitsdichten, formstabilen Behälter verbindet.

Durch das erfindungsgemässe Verfahren wird erreicht,

dass der Behälter fast unmittelbar nach dem Einformen des Innenhohlkörpers - in die in dem Formwerkzeug aneinanderliegenden Segmente des Mantels - aus dem Formwerkzeug ausgestossen werden kann, weil die Formstabilität nicht mehr durch den ohne Kühlung dabei noch plastischen Kunststoff, sondern durch den bereits als festen Körper in das Formwerkzeug eingelegten Mantel gegeben ist. Insbesondere ist die bisher in der Regel unabdingbare Kühlung der Formwerkzeuge nicht mehr erforderlich. Dadurch wird nicht nur die Leistung der Herstellungsmaschine erhöht, sondern auch der Energieaufwand vermindert. Ein entscheidender Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass sich die stoffschlüssige und gegebenenfalls formschlüssige Verbindung zwischen dem beim Einformen und eine gewisse Zeit danach noch plastischen Kunststoff des Innenhohlkörpers und dem Mantel ohne irgendein Zutun während der Abkühlung und Verfestigung des Kunststoffs von selbst ausbildet. Der früher durch energieaufwendiges Abkühlen der Formwerkzeuge abzuführende Energieinhalt des bis zur Erweichung erhitzten Kunststoffs wird also erfindungsgemäss dazu ausgenutzt, die stoffschlüssige Verbindung herzustellen. Es genügt daher erfindungsge-5 mäss, wenn die Materialien zur Herstellung des Innenhohlkörpers und des Mantels auch im Hinblick darauf ausgewählt werden, dass zwischen der Innenwand des Mantels bzw. der Segmente und dem bei Einformen durch vorherige Erwärmung plastischen Material des Innenhohlkörpers eine für den io jeweiligen Anwendungszweck des Behälters ausreichend feste stoffschlüssige Verbindung gebildet wird.

Bei dem erfindungsgemässen Behälter bzw. bei dem Verfahren zum Herstellen des Behälters können an jeder beliebigen Stelle der Segmente Materialanhäufungen bzw. -reduzie-i5 rangen vorgesehen sein, so dass die Innenwandung der Segmente so ausbildbar ist, dass eine optimale Wandstärkendicke des eingeformten Materials erzielbar ist. Ausserdem können beispielsweise auf der Innenwand der Segmente Verstärkungsrippen vorgesehen sein, die von ausserhalb des Be-20 hälters nicht zu sehen sind.

Auch der aus Kunststoff bestehende Innenhohlkörper kann verstärkte Bereiche aufweisen, beispielsweise eine verstärkte Verschlussöffnung, die (z.B. bei einer Flasche) mit einem Schraubgewinde versehen sein kann. Der Verschluss-25 stutzen kann durch ein in den Mantel eingepasstes Loch,

evtl. an der Grenze aneinanderstossender Segmente, nach aussen ragen. Die Herstellung solcher verstärkter Kunststoffbereiche an dem Behälter bereitet keine Schwierigkeiten, da man die Maschine zur Anlieferung des Kunststoffe entspre-30 chend programmieren kann.

Anhand der schematischen Zeichnung von Ausführungsbeispielen werden weitere Einzelheiten erläutert; es zeigen:

Fig. 1 bis 3 verschiedene Schnitte und Ansichten des Verpackungsbehälters und 35 Fig. 4 bis 6 verschiedene Stadien des Herstellungsverfahrens.

Fig. 1 ist ein Längsschnitt, Fig. 2 ein Querschnitt und Fig. 3 eine Aussenansicht eines Verpackungsbehälters. Der Behälter besteht aus einem aus einzelnen Segmenten 1 und •io 2 geformten und die Verpackung mechanisch stabilisierenden Mantel 3 und einem den Mantel auskleidenden, flüssigkeitsdichten Innenhohlkörper 4. Die Segmente 1 und 2 stossen an der Trennebene 5 aneinander, der ganze im Ausführungsbeispiel als Flasche ausgebildete Behälter wird durch eine stoff-45 schlüssige Verbindung zwischen der Fläche des Innenhohlkörpers 4 und der Innenseite des Mantels 3 zusammengehalten.

Die in den F ig. 1 und 3 dargestellte Flasche weist einen Innenhohlkörper 4 mit einer verstärkten Verschlussöffnung 6 so auf, die mit einem Schraubgewinde 7 versehen ist. Ausserdem sind am Boden der Flasche gemäss Fig. 1 Verstärkungselemente 8 am Mantel 3 bzw. an den Segmenten 1 und 2 angedeutet, die ebenfalls stoffschlüssig und ggf. formschlüssig von dem Innenhohlkörper 4 überzogen sind.

55 Die Fig. 4 und 5 zeigen symbolisch im Schnitt geöffnete (Fig. 4) und geschlossene (Fig. 5) Formwerkzeuge zum Herstellen eines erfindungsgemässen Behälters. In Fig. 6 ist ein parallel zur Zeich en ebene verlaufender Querschnitt der gleichen Formwerkzeuge bei einer Blasformmaschine im Prinzip e" dargestellt.

Fig. 4 zeigt den Zustand der Formwerkzeuge 10, in dem deren Formschalen noch voneinander getrennt sind. In letzte-• re sind die Segmente 1 und 2 des Mantels 3 eines erfindungsgemässen Behälters bereits lose eingelegt. Beispiels-65 weise beim Hohlkörperblasen wird nun - während des Schliessens der Formwerkzeuge - ein aus einem Extruder 11 über einen Zufuhrstutzen 12 kommender, durch Erwärmung zumindest weich plastischer Kunststoffschlauch 13 in die

Claims (11)

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1. Verpackungsbehälter für Flüssigkeiten, wie Waschoder Reinigungsmittel, Farben oder Chemikalien, mit einem flüssigkeitsdichten Hohlkörper aus Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass ein Innenhohlkörper (4) mit einer im Hinblick auf Flüssigkeitsdichtheit gerade noch ausreichenden Wandstärke stoffschlüssig mit der Innenfläche eines dém Behälter die äussere Form und Stabilität gebenden und aus mindestens zwei Segmenten ( 1,2) bestehenden Mantels (3) verbunden ist.

2. Behälternach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

dass die Segmente (1,2) des Mantels (3) zusätzlich durch formschlüssige Verbindung der Innenfläche des Mantels mit dem Innenhohlkörper (4) zusammengehalten sind.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel (3) aus zwei miteinander verbundenen Segmenten ( 1, 2) besteht.

4. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Segmente (1, 2) des Mantels (3) aus Zellulose, Karton, Pappe, geschäumtem Kunststoff oder Glasfasern bzw. Mischprodukten dieser Materialien bestehen.

5. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Hohlkörper (4) aus Polyäthylen oder Polyvinylchlorid besteht.

6. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Innenhohlkörper (4) eine verstärkte Verschlussöffnung (6), insbesondere mit Schraubgewinde (7), aufweist, die durch ein angepasstes Loch des Mantels (3), vorzugsweise an der Grenze (5) aneinanderstossender Segmente (1,2) nach aussen ragt.

7. Behälternach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass auf der Innenwand der Segmente (1, 2) Verstärkungselemente (8) vorgesehen sind.

8. Verfahren zur Herstellung des Verpackungsbehälters nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in Formwerkzeuge ( 10) zum Herstellen eines Kunststoffhohlkörpers ein aus mindestens zwei Segmenten ( 1,2) bestehender und mit Rücksicht auf die äussere F ormgebung und Stabilität des Behälters ausgewählter Mantel (3) eingelegt wird, und dass in die so bestückten Formwerkzeuge (10) ein aus Kunststoff bestehender Innenhohlkörper (4) mit einer im Hinblick auf Flüssigkeitsdichtheit gerade noch ausreichenden Wandstärke im durch Erwärmung zumindest plastischen Zustand eingeformt wird, derart, dass sich der der Innenwand mit den Rändern aneinanderliegenden Segmente ( 1,2) angepasste, noch plastische Innenhohlkörper (4) beim Abkühlen mit der Innenfläche der Segmente (1,2) stoffschlüssig zu einem flüssigkeitsdichten, formstabilen Behälter verbindet.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Einformen des Innenhohlkörpers (4) in die mit den Segmenten (1,2) des Mantels (3) bestückte Form (10) durch Blasen, Tauchblasen, Spritzblasen oder Sprühen erfolgt.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialien zur Herstellung des Innenhohlkörpers (4) und des Mantels (3) im Hinblick darauf ausgewählt werden, dass zwischen der Innenwand des Mantels bzw. der Segmente ( 1,2) und dem nach dem Einformen infolge vorheriger Erwärmung noch plastischen Material des Innenhohlkörpers (4) eine für den Gebrauch des Behälters stabile stoffschlüssige Verbindung gebildet wird, wobei als Material für den Innenhohlkörper (4) insbesondere Polyäthylen oder Polyvinylchlorid gewählt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass mit einer Dekoration versehene Segmente (1, 2) eingesetzt werden.