CH706041A1 - Druckbehälter. - Google Patents

Abstract

Ein in einem Streckblasprozess aus einem Preform aus thermoplastischem Kunststoff hergestellter Druckbehälter (11), insbesondere Dispenser oder Aerosolflasche, besitzt einen Boden und daran anschliessende Seitenwände, welche oben in einen vorzugsweise verjüngten Halsbereich mit einer Behälteröffnung übergehen. Im Boden des Druckbehälters ist eine Einbuchtung (29) mit einer vorbestimmten Grundfläche vorgesehen, wobei das Verhältnis von Grundfläche der Einbuchtung (29) zur Oberfläche der Einbuchtung (29) zwischen 1:1.8 und 1:5 liegt. Die Grundfläche der Einbuchtung entspricht dabei dem Öffnungsquerschnitt der Einbuchtung. Durch entsprechende Bemessung des erwähnten Verhältnisses wird eine zusätzliche Verstreckung des Kunststoffmaterials im Bodenbereich bewirkt, was zu einer wesentlichen Versteifung desselben beiträgt.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft einen Druckbehälter, insbesondere Aerosolflasche oder -dose, gemäss Oberbegriff von Anspruch 1.

Stand der Technik:

[0002] Aerosolflaschen werden zum Teil heute noch mit schädlichen, fluorierten oder chlorierten Kohlenwasserstoffen als Treibgas befüllt. Weil in vielen industrialisierten Ländern die Verwendung von chlorierten und fluorierten Kohlenwasserstoffen wegen der durch diese verursachte Umweltbelastung (Ozonproblematik) zwischenzeitlich verboten wurde, verwenden die meisten Aerosol Hersteller heutzutage zum Grossteil Kohlenwasserstoffe als Treibgas. Diese wirken jedoch als Treibhausgase, die umweltpolitisch verpönt sind.

[0003] Auf dem Vormarsch sind deswegen Aerosolflaschen, die mit Stickstoff, CO2 oder Luft angetrieben werden. Das schlechte Image ist jedoch noch tief in der Bevölkerung verwurzelt.

[0004] Wegen des auszuhaltenden Innendrucks von zwischen 4 und 10 bar sind die Aerosolflaschen heutzutage in der Regel aus Metall hergestellt. Das kreiszylindrische Design dieser Metallflaschen ist jedoch oft langweilig und entspricht daher nicht mehr den Anforderungen eines modernen Produktmarketings.

[0005] Ein weiterer Nachteil von heutzutage verwendeten Aerosolflaschen oder -Dosen ist, dass diese schlecht oder gar nicht wiederbefüllbar sind. Entsorgungstechnisch ist nachteilig, dass die Aerosolflaschen oft aus verschiedenen Materialien bestehen, die das Recycling der Materialien sehr erschwert. Dazu kommt, dass der Flaschenkörper und der Deckel meist bleibend miteinander vercrimpt sind. Der hohe Energieaufwand für die Metallherstellung und die Problematik beim Recycling sind zusätzliche CO2 relevante Minuspunkte, die einer Lösung harren.

[0006] Gegenüber den beschriebenen Metallflaschen haben Kunststoffflaschen den Vorteil, dass diese viele optische Effekte und Designs ermöglichen, was bei den Marketingfachleuten gut ankommt. Nachteilig hingegen ist, dass nicht jedes Treibgas in Verbindung mit Kunststoffflaschen eingesetzt werden kann. Aus Polyester und PET nahen Copolyestern und Blends können zwar besonders druckbeständige Behälter hergestellt werden, doch haben diese eine schlechte Barrierewirkung für CO2 und polare Gase, die als Treibmittel verwendet werden könnten. So verliert z.B. eine 500 ml Softdrinklflasche etwa 10 bis 30% des CO2 in 10 Wochen. Dies verunmöglicht die Verwendung PET-Kunststoffen als Druckbehälter, da diese wegen des Gasaustritts innerhalb weniger Wochen nicht mehr funktionstüchtig wären.

[0007] Durch die Streckverfestigung des Polyestermaterials ist die Flaschenwandung selten ein Problem für die Druckbeständigkeit, der Boden und der Hals sind jedoch in der Regel schlecht oder gar nicht verstreckt, und dadurch Hauptschwachpunkte von unter einem Innendruck stehenden Kunststoffbehältern.

[0008] Aus den zahlreichen Anwendungen am Markt sind unterschiedlichste Bodenformen bekannt, die durch unterschiedliche Strukturen und Wandstärken ihre Druckbeständigkeit erlangen. Insbesondere hat sich ein Boden mit 5 Standfüsschen für die meisten Softdrinkanwendungen durchgesetzt, die typischerweise mit 4 bis 10g/Lit CO2 karbonisiert wurden und je nach Wechselwirkung mit dem Produkt und Gleichgewicht mit dem Kopfraum einen Schütteldruck von 2 bis 6 bar bei Raumtemperatur aufweisen, der sich jedoch beim Verweilen in der Flasche rasch durch intensivere Bindung mit dem Füllgut auf Drücke von 1 bis 4 bar bei Raumtemperatur im ungeschüttelten Zustand absenkt.

[0009] Weiters ist PET eine sehr schlechte C02 Barriere und absorbiert selber CO2 aus dem Füllgut, wodurch der CO2-Gehalt bei Raumtemperatur sehr stark abnimmt. Typisch sind hier CO2 Verluste von 5 bis 30% in 10 Wochen, bei üblichen PET Wandstärken von 0,1 bis 0,9 mm.

[0010] Bekannt sind auch alle möglichen an dieses Design angelehnten Systeme die entweder 3, 4, 6, 7, 8 Füsschen anstelle der 5 Füsschen haben. Bekannt sind ebenfalls sehr dickwandige PET Böden, die angelehnt an eine Champagner Flasche sich dem Innendruck entgegen setzen sollen.

[0011] Neben dem Boden einer PET Flasche, der bedingt durch den Streckblasprozess schwache amorphe oder schlecht verstreckte Bereiche aufweist, ist der Hals einer PET-Flasche amorph und in der Regel gar nicht verstreckt. Bekannt sind Strukturen die besonders durch ihre dicke Wandstärke 0,5 bis 3mm dem Innendruck entgegen halten sollen.

[0012] Bei Hochdruckbehältern mit einer Füllung unter 5 bis 15 bar sind diese bekannten Strukturen nur wenig geeignet, da die Behälter nur kurzfristig diesen Innendruck aushalten, jedoch mit der Zeit und insbesondere bei Temperaturen über der Raumtemperatur durch das Kriechen der schlecht oder gar nicht versteckten Flaschenbereiche dermassen deformieren, das der Boden sich nach aussen wölbt und die Flasche umfällt, bzw. das der Hals sich dermassen deformiert, dass der Druckbehälter undicht wird.

[0013] Polyester-Kunststoffe bilden zwar eine besonders gute Barriere gegen unpolare Gase, solange diese grösser als Ethan sind. Unglücklicherweise sind die üblichen unpolaren Treibgase wie Propan und Butan jedoch leicht brennbar, was ein erhebliches Sicherheitsrisiko bedeutet. Nicht auszudenken, wenn ein Raucher aus Versehen mit einer Zigarette an eine Polyester Aerosolflasche mit einem brennbaren Stoff und brennbaren Treibgas anstösst und diese in Brand gerät. Auch die Lagerung und der Transport dieser doch potentiell zu Kettenreaktionen neigenden Strukturen aus brennbarer Flasche, Stoff und Treibgas birgt grosse Sicherheitsrisiken. Dies hat die Firmen bisher vom Einsatz solcher Flaschen in grossem Stil abgehalten, sodass diese bis dato nicht wirklich erfolgreich am Markt waren.

[0014] Zu berücksichtigen ist ferner, dass bestimmte Treibmittel, wie Etherverbindungen, nicht direkt mit Sonnenlicht in Kontakt kommen sollten. Das heisst, dass sich diese nicht zur Verwendung in einer transparenten Polyesterflasche eignen. Aus diesem Grund besteht ein Bedürfnis nach der Verwendung eines nicht oder weniger leicht brennbaren Treibmittels.

[0015] In der WO 2011/088 092 ist ein Kunststoff - Aerosolbehälter mit einer Mehrzahl von Füssen beschrieben, zwischen welchen wenigstens eine Rippe mit einem im Wesentlichen konstanten Radius vorgesehen ist. Der Radius der Rippe steht dabei in einem bestimmten Verhältnis zum Durchmesser des Behälters. Bei Vorhandensein von mehreren Rippen sind diese jeweils spiegelbildsymmetrisch zueinander angeordnet.

[0016] Der beschriebene Aerosolbehälter soll Innendrücken zwischen ungefähr 3.5 und 20 bar standhalten.

Aufgabe

[0017] Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, einen möglichst leichtgewichtigen Druckbehälter für eine abzugebende Zusammensetzung bereitzustellen, welcher einfach befüllt und gegebenenfalls auch wiederbefüllt werden kann und über längere Zeit einem Innendruck von 5 bis 15 bar standhalten kann, ohne sich massgeblich zu deformieren. Ein weiteres Ziel der Erfindung ist es, einen Behälter bereitzustellen, welcher trotz hohem Innendruck und eventuell eintretenden Deformierungen ein gutes Standvermögen hat.

Beschreibung

[0018] Diese und weitere Ziele werden durch den Gegenstand gemäss Anspruch 1 erreicht. Vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Gegenstands sind in den Unteransprüchen definiert.

[0019] Die Erfindung betrifft einen Kunststoff - Druckbehälter, welcher aus einem Preform in einem Streckblasprozess hergestellt ist. Der Druckbehälter hat einen Boden und daran anschliessende Seitenwände, welche oben in einen vorzugsweise verjüngten Halsbereich mit einer Behälteröffnung übergehen.

[0020] Der erfindungsgemässe Druckbehälter zeichnet sich dadurch aus, dass im Boden des Druckbehälters eine in diesen eingelassene Einbuchtung mit einer bestimmten Grundfläche vorgesehen ist, wobei das Verhältnis von Grundfläche zur Oberfläche der Einbuchtung zwischen 1:1.8 und 1:5 liegt. Die Grundfläche der Einbuchtung entspricht dabei dem Öffnungsquerschnitt der Einbuchtung. Durch entsprechende Bemessung des erwähnten Verhältnisses wird eine zusätzliche Verstreckung des Kunststoffmaterials im Bodenbereich bewirkt, was zu einer wesentlichen Versteifung desselben beiträgt. Dadurch ist es möglich, einen z.B. als Dispenser eingesetzten Druckbehälter herzustellen, welcher Innendrücken von 10 bar und mehr standhalten kann, ohne dass der Boden nach aussen gedrückt und der Behälter seine Standfestigkeit verlieren würde. Die ins Flascheninnere ragende Einbuchtung kann einem grossen Innendruck einen ausreichenden Widerstand entgegensetzen, sodass der Boden nicht komplett nach aussen gestülpt wird.

[0021] Vorteilhaft liegt das Verhältnis von Grundfläche zur Oberfläche der Einbuchtung zwischen 1: 2 und 1:4. In Kombination mit der im Streckblasprozess erfolgten Vergrösserung des Preformdurchmessers kann somit ein Streckverhältnis des Kunststoffes im Bodenbereich erreicht werden, welches zwischen Faktor 6 und 10 liegt. In anderen Worten ist das kumulierte Verhältnis von Grundfläche zur Oberfläche der Einbuchtung und Preformdurchmesser zu Behälterdurchmesser > 5, vorzugsweise > 6 und besonders bevorzugt >7. Durch die angegebene Verstreckung im Bodenbereich erreicht der Kunststoff eine grosse Festigkeit bei relativ geringen Wandstärken.

[0022] Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform ist die Verstreckung in radialer Richtung grösser als die Verstreckung in axialer Richtung. Dadurch kann überraschenderweise die Druckbeständigkeit des Behälters weiter verbessert werden.

[0023] Vorteilhaft liegt das Verhältnis des Preformdurchmessers zum Behälterdurchmesser zwischen 1: 2 und 1:6, vorzugsweise 1:2.5 und 1:5. Als Behälterdurchmesser soll dabei der mittlere Behälterdurchmesser zwischen der Schulter und dem gekrümmten Bodenbereich gelten. Damit der Behälter eine gute Standfestigkeit besitzt, beträgt der Grunddurchmesser der Einbuchtung zweckmässigerweise mindestens das 0.33-fache, vorzugsweise mindestens das 0.4-fache und maximal das 0.9-fache, vorzugsweise maximal das 0.8-fache des Behälterdurchmessers. Gemäss einer bevorzugten Ausführungsform ist die Einbuchtung im Wesentlichen im Zentrum des Behälters vorgesehen. Dies hat den Vorteil, dass selbst dann, wenn der Boden sich wegen eines sehr grossen Innendruckes deformieren sollte, die Standfestigkeit gewahrt bleibt. Zweckmässigerweise beträgt die Wandstärke des Behälters im Boden- und Wandbereich wenigstens 0.5 mm, vorzugsweise wenigstens 0.6 mm und besonders bevorzugt wenigsten 0.8 mm und maximal ca. 2 mm, vorzugsweise maximal 1.8 mm und besonders bevorzugt maximal 1.6 mm.

[0024] Wenn der Durchmesser der Grundfläche der Einbuchtung zwischen dem 0.1 und 0.6 -fachen, vorzugsweise zwischen 0.2 und 0.5 - fachen, und besonders bevorzugt zwischen 0.25 und 0.4 - fachen mittleren Durchmessers des Flaschenkörpers liegt, kann eine hohe Standfestigkeit erreicht werden.

[0025] Vorteilhaft hat die Einbuchtung die Gestalt eines Zylinders, oder eines auf den Kopf gestellten Kegel- oder Pyramidenstumpfes. Diese Geometrien lassen sich mit kostengünstig herstellbaren Blasformen realisieren.

[0026] Dies sind bevorzugte Geometrien, welche sich gut entformen lassen. Im Falle eines Kegel- oder Pyramidenstumpfes beträgt der Winkel zwischen der Grundfläche und dem Kegel- oder Pyramidenstumpfmantel zwischen 30 und 89 Grad, vorzugsweise zwischen 40 und 80 Grad und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 Grad. Bei Einhalten dieser Winkel lassen sich runde Übergänge vom Behälterboden zum Pyramiden- oder Kegelstumpfmantel und von diesem zur Deckfläche realisieren, sodass weniger die Gefahr von ausgedünnten Stellen besteht.

[0027] Vorteilhaft sind in der Mantelfläche des Doms im Wesentlichen in der Projektion axial verlaufende Rippen oder Rillen vorgesehen. Mit Hilfe dieser Rippen oder Rillen kann die Stabilität des Doms weiter verbessert werden, sodass der Boden auch Drücken von mehr als 8 oder 10 bar problemlos standhalten kann. Zweckmässigerweise sind zwischen 2 und 12, vorzugsweise zwischen 3 und 10, und besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 Rippen vorgesehen. Dabei kann eine gerade oder ungerade Zahl von Rippen vorgesehen sein. Diese können nach innen oder nach aussen ragen. Die Deckfläche des Doms kann im Wesentlichen flach oder gewellt ausgebildet sein. Vorzugsweise ist im Zentrum der Deckfläche eine Vertiefung vorgesehen. Diese entspricht üblicherweise auch dem Anspritzpunkt des Preforms.

[0028] Zweckmässigerweise ist der an den Dom anschliessende Teil des Behälterbodens als Standfläche in Gestalt einer Ringscheibe ausgebildet. Weil die Standfläche einen minimalen Durchmesser von einem Drittel, vorzugsweise 2/5 und besonders bevorzugt wenigstens 1⁄2 des Flaschendurchmesser hat, besitzt der Druckbehälter ein gutes Standvermögen. Zweckmässigerweise hat die die Ringscheibe eine Breite von 1/15 bis 1/6, vorzugsweise 1/13 bis 1/8 des Flaschendurchmessers.

[0029] Vorzugsweise schliesst an die als Ringscheibe ausgebildete Standfläche ein gekrümmter Übergangsbereich an, welcher ausgehend von der Standfläche mit einem zuerst zunehmenden und dann abnehmenden Krümmungsradius in den Behältermantel übergeht, wobei der kleinste Krümmungsradius > dem 0.1-fachen, vorzugsweise > dem 0.15-fachen Flaschenradius. Durch diese minimale Krümmung kann ein gleichmässiger Übergang zwischen der Standfläche und den Seitenwänden geschaffen werden, sodass der Behälter sich unter Druck nötigenfalls verformen kann und es zu keinen Rissbildungen kommt. Vorteilhaft hat der gekrümmte Bodenbereich des Behälters ungefähr die 0.7 bis 1.5 - fache Höhe, vorzugsweise die 0.8 bis 1.3 fache Höhe, und ganz besonders bevorzugt die 0.9 bis 1.2 - fache Höhe des Doms.

[0030] Zweckmässigerweise ist die Behälteröffnung von einem Rand begrenzt, an welchem zwei voneinander beabstandete Dichtringe vorgesehen sind. Durch die beiden hintereinander liegenden Dichtringe ergibt sich eine gute Abdichtung des Behälterinneren von der Umgebung. Durch eine Abflachung der Erhöhungen lassen sich zudem die Dichtflächen vergrössern. Gemäss einer vorteilhaften Ausführungsform sind an der Behälteröffnung zwei voneinander beabstandete, radial nach aussen ragende Ringwulste vorgesehen. Das Tal zwischen den beiden Ringwulsten kann dabei als im Querschnitt ungefähr halbkreisförmige Ringnut ausgebildet sein. Andere Geometrien sind jedoch ebenso denkbar.

[0031] Zweckmässigerweise hat die Behälteröffnung einen Durchmesser, welcher dem 0.6 bis 0.95 fachen, vorzugsweise 0.7 bis 0.9 - fachen und besonders bevorzugt dem 0.75 bis 0.85 fachen Flaschendurchmesser entspricht, wobei unter Flaschendurchmesser jeweils der grösste Durchmesser gemeint ist.

[0032] Vorteilhaft ist der Deckel im Wesentlichen gasdicht mit dem Behälter verbunden. Für die Dichtigkeit kann zwischen Deckel und Behälteröffnung eine Flachdichtung eingelegt sein. Der Deckel ist dabei vorzugsweise aus Metall, insbesondere aus Weissblech, Stahlblech, Aluminium oder einer Aluminiumlegierung, hergestellt. Der Druckbehälter ist vorteilhaft wiederverschliessbar und wiederbefüllbar. Dabei kann der Deckel lösbar mit dem Behälter verbunden resp. verbindbar sein.

[0033] Geeignete thermoplastische Kunststoffe für die Herstellung des Druckbehälters sind insbesondere PET, PET Copolyester mit Isophthalsäure und Diethylenglykol, PEN, PEF, PLA oder einer anderer geeigneter Kunststoff. Von Bedeutung bei der Herstellung von druckstabilen Behältern aus PET oder einen CoPET ist dabei die intrinsische Viskosität des eingesetzten Kunststoffs, welche höher als >0.83 dl/g und vorzugsweise höher als >0.85 dl/g sein soll (nach ISO 1628/1:2009 bestimmt). Zweckmässigerweise ist zur Herstellung des Behälters verwendete Kunststoff biologisch abbaubar. Der eingesetzte Kunststoff kann Füllstoffe und/oder Additive, insbesondere IR-Absorber, UV-Blocker, Chain Extender, Gleitmittel etc. enthalten.

[0034] Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nun unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Es zeigt: <tb>Fig. 1:<sep>eine perspektivische Ansicht eines ersten Ausführungsbeispiels eines erfindungsgemässen Druckbehälters; <tb>Fig. 2:<sep>den Behälter von Fig. 1in Seitenansicht und teilweise im Schnitt mit einem im Boden vorgesehenen Einbuchtung mit der Gestalt eines Doms; <tb>Fig. 3:<sep>den Dom von Fig. 1 in vergrössertem Massstab; <tb>Fig. 4:<sep>den Druckbehälter von Fig. 1in Unteransicht; <tb>Fig. 5:<sep>Detail A von Fig. 2 in vergrösserter Ansicht; <tb>Fig. 6:<sep>den Hals eines erfindungsgemässen Behälters a) in Seitenansicht (linke Hälfte) und im Schnitt (rechte Hälfte) b) in Seitenansicht c) in Seitenansicht um 90 Grad versetzt; <tb>Fig. 7:<sep>den Herstellungsprozess des Druckbehälters ausgehend von einem Preform; <tb>Fig. 8:<sep>beispielhaft verschiedene Gestaltungen des Druckbehälters; <tb>Fig. 9:<sep>den erfindungsgemässen Druckbehälter bei steigenden Druckbelastungen. <tb>Fig. 10;<sep>eine Ausführungsform des Druckbehälters; <tb>Fig. 11:<sep>den Druckbehälter von Fig. 10mit Füllgut und Innendruck nach einer Temperaturbehandlung.

[0035] Die Fig. 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines erfindungsgemässen Druckbehälters 11 zur Abgabe eines Stoffes oder einer Zusammensetzung. Der Druckbehälter 11 hat einen Boden 13, daran anschliessende Seitenwände 15, welche oben in einen sich verjüngenden Halsbereich 17 übergehen. Der Boden 13, Seitenwände 15 und Halsbereich 17 definieren zusammen einen Behälterkörper mit dem Durchmesser d0, welcher mit der Bezugsziffer 19 bezeichnet ist und ein Behältervolumen V umschliesst.

[0036] Der Halsbereich 17 umfasst eine Schulter 21, welche in einen zylindrischen Stutzen 23 mit einer Behälteröffnung 25 übergeht. Am äusseren Rand des Stutzens 25 sind zwei radial nach aussen abstehende Ringwulste 27, 28 angeformt. Deren Funktion und mögliche Ausführungsvarianten werden weiter unten im Zusammenhang mit den Fig. 5und 6 näher beschrieben.

[0037] Damit der Boden 13 des Druckbehälters 11 einem hohen Innendruck standhalten kann, ist in der Mitte eine nach innen ragende Vertiefung 29 vorgesehen, welche nachfolgend auch als Dom bezeichnet ist. Der Dom 29 hat gemäss dem gezeigten Ausführungsbeispiel die Gestalt eines Kegelstumpfes mit der offenen Grundfläche 31 und der Deckfläche 33, welche Teil des Behälterbodens 13 ist (s. Fig. 3). Die Grundfläche 31 des Doms besitzt einen Durchmesser di, und die Deckfläche 33 einen Durchmesser d2. Der Abstand der Grundfläche 31 von der Deckfläche 33 definiert die Höhe h0 des Doms.

[0038] Damit der Boden 13 eine hohe Druckbelastung aushalten kann, ist vorteilhaft, wenn einerseits die Durchmesser d0und d1 und andererseits der Durchmesser di und die Domhöhe h in einem bestimmten Verhältnis zueinander stehen. Vorzugsweise liegt der Durchmesser im Bereich di > 0.33 d0 und d1 < 0.8 d0 und noch besser im Bereich d1 > 0.33 d0und d1 < 0.65 d0. und besonders bevorzugt im Bereich d, > 0.35 d0 und d1< 0.5 d0. Vorzugsweise hat der Kunststoff im Bodenbereich eine untere Stärke von wenigstens 0.6 mm, vorzugsweise wenigstens 0.7 mm und besonders bevorzugt eine solche von wenigstens 0.8 mm. Die maximale Stärke des Kunststoffs im Bodenbereich beträgt weniger als 2 mm, vorzugsweise weniger als 1.8 mm und besonders bevorzugt weniger als 1.5 mm.

[0039] Das Verhältnis von Grundfläche zur Innenfläche des Doms ist zweckmässigerweise grösser als Faktor 2, vorzugsweise grösser als > Faktor 3 und besonders bevorzugt, zwischen Faktor 3 und 4. Die Innenfläche ist beim dargestellten Kegelstumpf die Summe aus der Mantelfläche und der Deckfläche 33. In Versuchen wurde herausgefunden, dass durch die Verstreckung des Kunststoffs im vorgenannten Umfang ein überraschend stabiler Boden ausgebildet wird, welcher auch hohen Druckbelastungen von 10 bar und mehr standhalten kann.

[0040] Um die Steifigkeit des Doms zu erhöhen sind in dessen Mantelfläche Rillen 35 vorgesehen. Die Rillen 35 können als längliche Erhebungen oder Einbuchtungen ausgebildet sein. Sie erstrecken sich im Wesentlichen über die ganze Länge der Mantelfläche, d.h. ungefähr vom Behälterboden bis zur Deckfläche des Doms. Die Deckfläche 33 des Doms besitzt in der Mitte eine Vertiefung 37, sodass um die Vertiefung 37 herum eine ringförmige Erhebung 39 gebildet ist. Diese Ausgestaltung der Deckfläche 33 dient ebenfalls der zusätzlichen Versteifung des Doms.

[0041] Um den Dom herum ist im Boden 13 eine ringförmige Standfläche 41 gebildet. Die Standfläche 41 kann die Gestalt einer Ringscheibe haben, deren Breite 1/15 bis 1/6, vorzugsweise 1/13 bis 1/8 des Behälterdurchmessers entsprechen kann. Die Standfläche ist im Wesentlichen flach gestaltet. Anschliessend an die Standfläche 41 geht der Boden in einem zunächst abnehmenden und danach wieder zunehmenden Krümmungsradius in die Seitenwände über. Dadurch ist ein gekrümmter Übergangsbereich zwischen dem Boden und den Seitenwänden definiert. Dabei entspricht der kleinste Krümmungsradius des Übergangsbereichs wenigstens dem 0.1-fachen, vorzugsweise dem 0.15-fachen und besonders bevorzugt wenigstens dem 0.18-fachen Behälterdurchmesser (gemessen nach dem gekrümmten Übergangsbereich, wo die Tangente an den Behältermantel eine Vertikale ist).

[0042] Gemäss Fig. 5 sind an der Stirnfläche des Randes der Behälteröffnung im Kunststoff zwei voneinander beabstandete Ringe 43a, 43b ausgebildet. Die Ringe 43a, 43b besitzen oben eine abgeflachte Stelle 45 von wenigstens 0.2 und vorzugsweise wenigstens 0.4 mm Breite und maximal 1.0 und vorzugsweise 0.8 mm. Die abgeflachten Stellen 45 dienen als Dichtflächen im Zusammenspiel mit einer in einen Deckel eingelegten Flachdichtung.

[0043] Die Ringwulste 27, 28 und die dazwischen liegende Ringnut dienen dem Eingriff eines Greifwerkzeugs, um den Preform resp. später den fertigen Behälter mittels eines Werkzeugs greifen und transportieren zu können. Je nach eingesetztem Greifwerkzeug können die Ringwulste 27, 28 und der Abstand zwischen diesen anders gestaltet sein. Im Ausführungsbeispiel der Fig. 7 haben die beiden Ringwulste 27, 28 einen anderen Querschnitt und liegen weiter auseinander, um mit einem entsprechenden Greifwerkzeug gefasst werden zu können. Die Gestaltung der Ringwulste ist jedoch nicht Gegenstand der vorliegenden Erfindung, sodass auf eine nähere Beschreibung verzichtet werden kann.

[0044] Um einen in den Fig. 6nicht näher gezeigten Deckel auf die Behälteröffnung 25 aufsetzen und verkrimpen zu können, ist am ersten Ringwulst 27 eine Mehrzahl von radial abstehenden Noppen 47 angeformt. Die Noppen 47 besitzen eine Höhe von 0.02 bis 0.5 mm, vorzugsweise 0.05 bis 0.3 mm und dienen der vorläufigen Zentrierung und Fixierung eines auf den Behälter 11 augesetzten Metalldeckels. Beim Verkrimpen des Deckelrandes, bei dem der Deckelrand um den Ringwulst 27 herumgebogen wird, kann das Metall wegen des vorhandenen Spiels von vorzugsweise zwischen 0.1 bis 0.3 mm zwischen Ringwulst und Deckelrand nachgeben. Vorteilhaft sind einzelne Noppen 47 in der Trennebene 49 (Fig. 6 unten) und eine Mehrzahl Noppen 47 im mittleren Bereich der Blasformhälften vorgesehen (Fig. 6 oben und in der Mitte).

[0045] Fig. 7 zeigt die Herstellung eines erfindungsgemässen Behälters ausgehend von einem Preform 51. Der Preform 51 wird in einer Blasform mit einer der Gestalt des herzustellenden Behälters entsprechenden Innenkontur zuerst mittels eines Reckdorns 53 in der Länge gestreckt und in einem zweiten Schritt mittels Druckbeaufschlagung auf die endgültige Form aufgeblasen. Am Schluss wird die Behälteröffnung 25 mit einem Deckel 55 verschlossen. Dabei wird der äussere Rand 58 des Deckels 55 um den Ringwulst 27 gebogen bzw. verkrimpt. Im Deckel 55 ist normalerweise ein Ventil 57 integriert, durch welches der Behälter befüllt und das Füllgut dosiert wieder abgegeben werden kann.

[0046] In Fig. 8 sind verschiedene mögliche Behälterformen dargestellt. Sie alle zeichnen sich durch einen erfindungsgemässen Boden- und Halsbereich aus, welche den Kunststoffbehälter erst für die Aufbewahrung von unter Druck stehenden Füllgütern geeignet machen.

[0047] Fig. 9 zeigt die Verformung des Behälters 11, wenn dieser bei einem Innendruck von 9 bis 10 bar (Raumtemperatur) auf ungefähr 80 °C erwärmt wird. Dies entspricht etwa einer Situation, wenn ein Druckbehälter im Sommer hinter einer Windschutzscheibe eines Autos liegen gelassen wird. Es ist erkennbar, dass insbesondere die weniger stark verstreckten Bereiche sich verformen und der Boden sich nach aussen wölbt. Dabei wird der Dom 29 zusammengedrückt. Durch die besondere Gestaltung des Doms 29 kann sich dieser jedoch nicht nach aussen wölben und eine Standfläche bleibt immer noch erhalten, sodass der Behälter nicht umkippt (Fig. 9, Behälter rechts aussen). Es ist gut erkennbar, dass der Halsbereich, welcher weniger stark verstreckt ist als der übrige Behälterkörper sich bei extremen Bedingungen zwar nach aussen wölbt, jedoch nicht berstet.

[0048] Fig. 10 zeigt einen erfindungsgemässen Druckbehälter 11, welcher mit einem Deckel 55 mit integriertem Ventil 57 verschlossen ist. Aus dem Ventil 57 ragt ein Ausgaberohr 59. Innen ist am Ventil 57 ein Steigrohr 61 angeschlossen, durch welches ein im Behälter sich befindliches und Druck stehendes Füllgut 63 (Fig. 12) ausgegeben wird, wenn das Ventil 57 betätigt wird.

[0049] Fig. 11 zeigt den gleichen Druckbehälter 11, nachdem dieser während 12 Stunden einer Umgebungstemperatur von 50 °C ausgesetzt wurde.

Legende

[0050] <tb>11<sep>Druckbehälter <tb>13<sep>Boden <tb>15<sep>Seitenwände des Druckbehälters <tb>17<sep>Halsbereich <tb>19<sep>Behälterkörper <tb>21<sep>Schulter <tb>23<sep>zylindrischer Stutzen <tb>25<sep>Behälteröffnung <tb>27<sep>Oberer Ringwulst <tb>28<sep>Unterer Ringwulst <tb>29<sep>Vertiefung, Dom <tb>31<sep>Grundfläche des Doms <tb>33<sep>Deckfläche des Doms <tb>35<sep>Rillen <tb>37<sep>Vertiefung <tb>39<sep>ringförmige Erhebung <tb>41<sep>Standfläche <tb>43a, 43b<sep>Ringe an der Stirnfläche des Randes <tb>45<sep>Abgeflachte Stellen der Ringe <tb>47<sep>Noppen <tb>49<sep>Trennebene der Blasformhälften <tb>51<sep>Preform <tb>53<sep>Reckdom <tb>55<sep>Deckel <tb>57<sep>Ventil <tb>58<sep>Äusserer Rand des Deckels <tb>59<sep>Ausgaberohr <tb>61<sep>Steigrohr

Claims (29)

1. In einem Streckblasprozess aus einem Preform aus thermoplastischem Kunststoff hergestellter Druckbehälter (11), insbesondere Dispenser oder Aerosolflasche, mit einem Boden und daran anschliessenden Seitenwänden, welche oben in einen vorzugsweise verjüngten Halsbereich mit einer Behälteröffnung übergehen, dadurch gekennzeichnet, dass im Boden (13) des Druckbehälters eine in diesen eingelassene Einbuchtung (29) mit einer bestimmten Oberfläche vorgesehen ist, wobei das Verhältnis von Grundfläche der Einbuchtung (31) zur Oberfläche der Einbuchtung (29) zwischen 1: 1.8 und 1:5 liegt.

2. Behälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis von Grundfläche der Einbuchtung (31) zur Oberfläche der Einbuchtung (29) zwischen 1: 2 und 1:4 liegt.

3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das kumulierte Verhältnis von Grundfläche der Einbuchtung (31) zur Oberfläche der Einbuchtung (29) und Preformdurchmesser zu Behälterdurchmesser > 5, vorzugsweise > 6 und besonders bevorzugt >7 ist.

4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Verhältnis des Preformdurchmessers zum Behälterdurchmesser zwischen 1: 2 und 1:6, vorzugsweise 1:2,5 und 1:5 liegt.

5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verstreckung in radialer Richtung grösser als die Verstreckung in axialer Richtung ist.

6. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Wandstärke des Behälters im Boden (13) und Wandbereich wenigstens 0.5 mm, vorzugsweise wenigstens 0.6 mm beträgt.

7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Grunddurchmesser der Einbuchtung (29) mindestens das 0.33-fache, vorzugsweise mindestens das 0.4-fache und maximal das 0.9-fache, vorzugsweise maximal das 0.8-fache des Behälterdurchmessers beträgt.

8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (29) im Wesentlichen im Zentrum des Behälters vorgesehen ist.

9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Durchmesser der Einbuchtung (29) zwischen dem 0.1 und 0.6 - fachen, vorzugsweise zwischen 0.2 und 0.5 - fachen, und besonders bevorzugt zwischen 0.25 und 0.4 - fachen Durchmessers des Flaschenkörpers liegt.

10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einbuchtung (29) die Gestalt eines Zylinders, oder eines auf den Kopf gestellten Kegel- oder Pyramidenstumpfes hat.

11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Winkel zwischen der Einbuchtung (31) und dem Kegel- oder Pyramidenstumpfmantel zwischen 30 und 89 Grad, vorzugsweise zwischen 40 und 80 Grad und besonders bevorzugt zwischen 50 und 70 Grad beträgt.

12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass in der Mantelfläche der Einbuchtung (29) eine Mehrzahl von Rippen (35) vorgesehen sind.

13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen 2 und 12, vorzugsweise zwischen 3 und 10, und besonders bevorzugt zwischen 4 und 8 Rippen (35) vorgesehen sind.

14. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (33) des Pyramiden- oder Kegelstumpfes im Wesentlichen flach ausgebildet ist.

15. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckfläche (33) des Pyramiden- oder Kegelstumpfes gewellt ist.

16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der an die Einbuchtung (29) anschliessende Teil des Behälterbodens (13) als Standfläche (41) in Gestalt einer Ringscheibe ausgebildet ist.

17. Behälter nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Ringscheibe eine Breite von 1/15 bis 1/6, vorzugsweise 1/13 bis 1/8 des Behälterdurchmessers hat.

18. Behälter nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, dass an die als Ringscheibe (41) ausgebildete Standfläche ein gekrümmter Übergangsbereich (16) anschliesst, welcher ausgehend von der Standfläche (41) mit einem zuerst zunehmenden und dann abnehmenden Krümmungsradius in den Behältermantel übergeht, wobei der kleinste Krümmungsradius > dem 0.1-fachen, vorzugsweise > dem 0.15-fachen Flaschenradius ist.

19. Behälter nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der gekrümmte Übergangsbereich (16) des Behälters ungefähr die 0.7 bis 1.5 - fache Höhe, vorzugsweise die 0.8 bis 1.3 fache Höhe, und ganz besonders bevorzugt die 0.9 bis 1.2 - fache Höhe der Einbuchtung (29) hat.

20. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteröffnung (25) von einem Rand begrenzt ist, an welchem zwei voneinander beabstandete Dichtringe (43a,43b) vorgesehen sind.

21. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass an der Behälteröffnung (25) zwei voneinander beabstandete, radial nach aussen ragende Ringwulste (27,28) vorgesehen sind.

22. Behälter nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Tal zwischen den beiden Ringwulsten (27,28) als im Querschnitt ungefähr halbkreisförmige oder U-förmige Ringnut ausgebildet ist.

23. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Behälteröffnung (25) einen Durchmesser hat, welcher zwischen dem 0.4 bis 0.8 fachen, vorzugsweise 0.45 bis 0.7 - fachen Behälterdurchmesser liegt.

24. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass ein Deckel (55) vorgesehen ist, welcher lösbar mit dem Behälter verbunden resp. verbindbar ist (zerstörungsfrei).

25. Behälter nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass im Deckel (55) ein Ventil (57) vorgesehen ist, welches mit einem Steigrohr (61) in Verbindung steht.

26. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälter aus einem thermoplastischen Kunststoff, insbesondere PET, PET Copolyester mit Isophthalsäure und Diethylenglykol, PEN, PEF, PLA, Polyhydroxyalkanoate, z.B. Polyhydroxybuttersäure, oder einem anderen Kunststoff hergestellt ist.

27. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass der zur Herstellung des Behälters verwendete Kunststoff biologisch abbaubar ist.

28. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff Füllstoffe und/oder Additive, insbesondere IR-Absorber, UV-Blocker, Chain Extender, Gleitmittel etc. enthält.

29. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoff aus 0 bis 100%, vorzugsweise 10 bis 80% und ganz besonders bevorzugt 30 bis 60% Regenerat hergestellt ist.