Kunststoffflasche

Abstract

 Insbesondere für den Gebrauch von Flüssigkeiten, die stark diffundierend sind, wird eine spritztechnisch gefertigte Flasche (1) vorgeschlagen. Die Flasche (1) wie auch der Verschluss (6) sind fast durchgehend doppelwandig gefertigt. Von der Behälterschulter (3) erstrecken sich zwei konzentrische Wände (20,21), wobei die innere Wand (20) kürzer als die äussere Wand (21) ist. Der ein- oder zweiwandige Boden (5) ist so geformt, dass die innere Behälterwand (20) innen und aussen anliegend gedichtet ist, während die äussere Behälterwand durch den Boden (5) nur innen anliegend gedichtet ist.

Beschreibung

[0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine aus Kunststoff spritztechnisch hergestellte Flasche zur Aufnahme und dosierten Abgabe von Flüssigkeiten.

[0002] Es sind diverse Flüssigkeiten bekannt, die nur in kleinen Mengen benötigt werden, äusserst lichtempfindlich sind und einen hohen Diffussions- und Permeationskoefizienten besitzen, das heisst stark diffundierend sind. Unter Lichteinfluss können Zerfallsprodukte entstehen oder Oxidationen auftreten, während die Diffusion die Zusammensetzung des Produktes verändern kann. So kann sich zum Beispiel durch das Verdunsten eines Lösungsmittels die Wirkstoffkonzentration eines Medikamentes in bedenklichem Masse erhöhen. Auf jeden Fall wird also durch die Verpackung die Haltbarkeit des verpackten Gutes beeinflusst.

[0003] Glasbehälter sind zwar gute Gas-Diffusionsbarrieren, doch ihre Lichtdurchlässigkeit ist nur mittels teurem Spezialglas reduzierbar. Zur Dosierung des Inhaltes müssen dann Pipetten verwendet werden, die äusserst teuer sind und weitere Probleme bezüglich der Gasdiffusion im Bereich des Balges mit sich bringen.

[0004] Als Alternative kommen folglich Kunststoffflaschen in Frage. Die meisten spritz- oder blastechnisch verwendbaren Kunststoffe haben keine besonders vorteilhaften Werte bezüglich Lichtdurchlässigkeit und Permeations- und Diffusionsdichte. Da von den drei Schritten der Permeation, der Absorption, der Diffusion und der Desorption, im allgemeinen die Diffusion allein geschwindigkeitsbestimmend ist, soll im folgenden nur noch von der Diffusion die Rede sein, ohne jedoch Absorption und Desorption dabei auszuschliessen. Arbeitet man mit spritztechnischen Mitteln, so kann die Wandstärke entsprechend erhöht werden. Dann wird jedoch der Behälter derart starr, dass die Flüssigkeitsentnahme nur noch per Pipette möglich wird.

[0005] Eine weitere Alternative besteht darin, Kunststoffflaschen mehrlagig zu blasen. So lassen sich zwei- oder dreilagige Flaschen mit entsprechenden Sperrschichten herstellen. Diese sind insgesamt überall mit etwa derselben Wandstärke versehen. Solche Behälter sind relativ kostspielig, und es bedarf entsprechender Maschinen, die nur in wenigen, kunststoffverarbeitenden Betrieben überhaupt vorhanden sind. Die quetschbaren Kunststoffflaschen erlauben zwar die Dosierung der Flüssigkeit, doch ist dies nur mit viel Feingefühl möglich. Weil die Wanddicke bei geblasenen Behältern im wesentlichen überall annähernd gleich ist, verformt sich der Behälter über die gesamte Behälterwandung, wenn der Behälter zusammengequetscht wird. Dies erschwert eine Abgabe von kleinen Mengen.

[0006] Es ist daher die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine aus Kunststoff spritztechnisch hergestellte Flasche zu schaffen, die die vorgenannten Probleme meidet.

[0007] Diese widersprüchliche Aufgabe löst eine Flasche der eingangs genannten Art mit den Merkmalen des Patentanspruches 1.

[0008] Weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen gehen aus den abhängigen Patentansprüchen hervor und sind in der nachfolgenden Beschreibung erläutert.

[0009] Eine bevorzugte Ausführungsvariante des Erfindungsgegenstandes ist in der Zeichnung dargestellt und anhand der nachfolgenden Beschreibung im Detail dargestellt.
Es zeigt:

Figur 1

einen zentrischen Vertikalschnitt durch die erfindungsgemässe Flasche mit Verschluss im geschlossenen Zustand und

Figur 2

dieselbe Ansicht derselben Flasche im geöffneten Zustand.

Figur 3

zeigt eine Aufsicht auf die Flasche und den Verschluss.

Figur 4

zeigt einen axialen Teilschnitt durch den Boden und das untere Flaschenende.

[0010] Die erfindungsgemässe Flasche 1 hat den generellen Aufbau üblicher Flaschen aus Kunststoff. Sie besteht aus einem Behälter 2, der den Hohlraum zur Aufnahme der Flüssigkeit bildet, der via einer Schulter 3 in den Flaschenhals 4 übergeht. Die Flasche ist unten von einem Boden 5 und oben von einem auf den Behälterhals 4 aufgeschraubten Verschluss 6 dichtend geschlossen.

[0011] Von der Schulter 3 laufen zwei konzentrisch angeordnete Wände 20 und 21 abwärts zum Boden 5. Die beiden konzentrischen Wände 20 und 21 können prinzipiell einen beliebigen Verlauf aufweisen, so dass der Hohlraum den sie umschliessen kubisch, zylindrisch oder eine im Querschnitt ovale Form hat. Aus fertigungstechnischen Gründen verlaufen jedoch die innere Wand 20 und die äussere Wand 21 parallel. Die äussere Wand 21 erstreckt sich weiter nach unten als die innere Wand. Für eine bevorzugte Ausführungsform des Bodens der Flasche ist dies eine Bedingung. Die innere Wand 20 und die äussere Wand 21 sind distanziert voneinander verlaufend, wobei die Wandstärke konisch von der Schulter 3 zum Boden 5 hin abnimmt, so dass der Abstand zwischen den zueinander gerichteten Flächen der Wände 20, 21 von oben nach unten zunimmt. Die äussere Wand 21 weist am untersten Ende eine leicht nach innen ragende Ringwulst 22 auf, die zur Halterung des Bodens 5 dient.

[0012] Der Boden 5 der Flasche 1 ist aus zwei Elementen 50,51 gefertigt, die zusammen einen flexiblen, elastisch verformbaren doppelwandigen Boden bilden. Die beiden Elemente 50 und 51 sind membranartig und liegen nicht vollflächig, sondern nur an der Peripherie, also randständig aufeinander. So formen die beiden Elemente 50 und 51 gemeinsam einen zapfenartigen Hohlkörper. Das innere oder obere Element 50 ist eine Rondelle, mit einem Rand 52 der so gestaltet ist, dass er die innere Wand formschlüssig endständig zu umgreifen vermag und danach ein Stück weit der Innenfläche der inneren Wand 20 entlang nach oben gezogen ist. Die eigentliche Fläche 53 des Rondells ist in Bezug auf den Hohlraum des Behälters 2 betrachtet nach aussen bombiert. Auf der Aussenfläche, zentrisch auf dem inneren Element 50 ist ein stiftförmiger nach aussen ragender Ansatz 54 angespritzt, der Teil einer Kontaktstelle 55 als Verbindung zwischen dem inneren Element 50 und dem äusseren Element 51.
Das äussere Element 51 ist ebenfalls gleich einer Rondelle geformt, wobei dies selbstverständlich nur der Fall ist, wenn die Wände 20, 21 der Behälters 2 zylindrisch sind. Diese Rondelle hat von der Berührungsebene beider Elemente 50, 51 aus gesehen einen äussersten nach unten ragenden Rand 56, der im montierten Zustand der Flasche, das heisst insbesondere wenn beide Elemente 50, 51, die den Boden 5 bilden eingesetzt sind, auf der Ringwulst 22 an der Innenfläche der äusseren Behälterwand 21 aufliegt. Dieser Rand 56 geht von der Berührungsebene mit dem inneren Element 50 in eine verdünnte Membranfläche 57 über, die von der genannten Berührungsebene nach aussen bombiert ist, jedoch nicht über den unteren Rand der äusseren Behälterwand 21 hinaus. Zentrich ist die Membranfläche 57 eben abgeflacht und weist eine konzentrische Riffelung 58 auf, die die äussere Druckfläche kennzeichnet. Auf der Innenseite weist die Membranfläche 57 einen zentrischen nach oben gerichteten spitzen Zapfen 59 auf, der im montierten Zustand in den hohlen Ansatz 54 hineinragt, so dass eine form- und kraftschlüssige Verbindungsstelle 55 zwischen dem oberen, inneren Element 50 und dem äusseren, unteren Element 51 des Bodens entsteht.
Der Flaschenhals 4 ist hier ebenfalls doppelwandig gestaltet. Die innere Wand 40 des Flaschenhalses 4 geht direkt von der Schulter 3 aus und ist damit einstückig und dichtend verbunden. Der innere Flaschenhals mündet schliesslich in der tüllenförmigen Ausgussöffnung 42, in der zentrisch distanziert über Stege 43 gehalten ein Dichtzapfen 44 gehalten ist, der mit dem Verschluss 6 der Flasche 1 zusammenwirkt. Auch der Dichtzapfen 44 und die Stege 43 sind zusammen mit dem Flaschenhals 4, der Schulter und dem Behälter 2 einstückig gespritzt. Der Flaschenhals 4 weist zwei Zonen auf, nämlich eine Verjüngungszone in der sich der Flaschenhals 4 von der Schulter 3 zur Weite der Ausgussöffnung 42 verengt und eine Dichtzone 46, in der Flaschenhals zusammen mit dem Verschluss eine zylindrische Gleitdichtung bildet.

[0013] Konzentrisch nach aussen versetzt verläuft eine auf der Schulter 3 senkrecht nach oben ragende äussere Wand 41. Diese ist jedoch nur etwa bis zur Höhe des Beginnes der Dichtzone 46 hochgezogen. Diese äussere Wand 41 trägt ein Aussengewinde 47.

[0014] Die Anordnung des Aussengewindes 47 zur Befestigung des Verschlusses 6 auf eine gesonderte zylindrische Wand, erlaubt eine hohe Genauigkeit der Masse, wodurch eine zusätzliche Dichtigkeit erzielt wird, obwohl diese Dichtung nur von tertiärer Bedeutung ist.

[0015] Der Verschluss 6 wird durch eine eigentliche Schraubkappe 60, die mit dem Dichtstift 44 zusammenwirkt, gebildet. Ähnlich dem Flaschenhals 4 hat die Schraubkappe ebenfalls zwei Bereiche, nämlich den unteren Befestigungsbereich 61, der mit einem Innengewinde 63 versehen ist, welches mit dem Aussengewinde 47 der äusseren Flaschenhalswand 41 zusammenwirkt, und einen darüber einstückig damit verbundenen Dichtbereich 62. Die Innenfläche des Dichtbereiches 62 formt mit der Aussenfläche der Dichtzone 46 des Flaschenhalses eine äusserst passgenaue Gleitdichtung. Zuoberst läuft die Schraubkappe in eine Ausgusstülle 64 aus. Die Ausgusstülle 64 läuft zur Öffnung 65 hin konisch zusammen, wobei der Anzugswinkel geringfügig grösser ist als der Anzugswinkel des ebenso konischen Dichtzapfens 44. Der innere Rand der Öffnung 65 ist zusätzlich noch als Dichtlippe 66 gestaltet.

[0016] Die bisher beschriebene Flasche hat somit eine Doppelwandigkeit von zuunterst bis zuoberst. Von unten nach oben ist dies sichergestellt durch:

Boden 5

- aus äusserem Bodenelement 51 und innerem Bodenelement 50

Behälter 2

- aus innerer Behälterwand 20 und äusserer Behälterwand 21

Flaschenhals 4

- in der unteren Befestigungszone des Flaschenhalses durch die Verjüngungszone 45 des Flaschenhalses und der etwa konzentrischen Wand 41
- sowie im Dichtbereich durch Dichtzone 46 des Flaschenhalses mit dem Dichtbereich 62 des Schraubdeckels 60

[0017] Im Schraubdeckel 60 erkennt man noch einen Anschlag 67, der im aufgesetzten Zustand in den Raum zwischen der inneren und der äusseren Wand 40,41 des Flaschenhalses hineinragt und dort mit einem hier nicht dargestellten Gegenelement zusammenwirkt, um ein ungewolltes Abschrauben des Verschlusses 6 zu verhindern.

[0018] Letztlich ist auch die Schulter 3 der Flasche 1 für die hier interessierende Anwendung speziell gestaltet. Wie in der Ansicht von oben in Figur 3 ersichtlich, erstreckt sich die Schulter 3 über die Behälterwandung nach aussen und bildet so einen ovalen Rückhalt 30, der hier auch noch durch einen nach unten gezogenen Versteifungsrand 31 besonders kräftig gestaltet ist.

[0019] Dank dieser Ausgestaltung kann die erfindungsgemässe Flasche gleich einer Injektionsspritze gehalten werden. Hierbei liegen Zeigefinger und Mittelfinger auf den beidseitig vorstehenden Rückhalt 30 auf während der Daumen auf dem Boden 5 aufliegt. Entsprechend lässt sich mit dem Daumen eine exakt erforderliche Kraft auf den Boden ausüben um eine exakte, tropfenweise Abgabe zu ermöglichen, falls dies erwünscht ist.

[0020] In einer besonders kostengünstigen Variante ist es möglich, die beiden membranartigen Elemente 50,51 über ein Gelenk miteinander verbunden zu gestalten und gegebenenfalls zusätzlich eine der beiden Membranen 50,51 an einer der beiden konzentrischen Behälterwände 20,21 schwenkbar anzuordnen. Die gemeinsame Fertigung beider membranartigen Elemente in einer Form ist immer möglich. Vor dem Zusammenbau brauchen diese beiden Elemente lediglich zusammengeklappt zu werden.

[0021] Bei gewissen Materialien lässt sich mit der Gestaltung des doppelwandigen Bodens trotzdem nicht arbeiten. So haben Versuche gezeigt, dass gewisse Klebstoffe eine zu grosse Wandstärke verlangen würden, so dass die erforderliche Flexibilität des Bodens nicht mehr gewährleistet ist und das Material nicht mehr angepresst werden kann.

[0022] Hier hat man eine äusserst phantastische, jedoch nicht generell anwendbare Lösung gefunden. Es wird mit einem einlagigen einstückigen Boden 5 gearbeitet. Dieser Boden hat einen randständigen Dichtbereich 500, der im Vergleich zum zentrischen Bereich 501 eine erheblich erhöhte Wandstärke aufweist. Der zentrische Wandbereich 501 hat ein darin mittig angeordnetes Drückerelement 502, das zur Standfläche hin aus dem Boden 5 hinausragt, jedoch nicht bis zur Unterkante der äusseren Behälterwand 21 reicht. Um das Drückerelement 502 läuft eine konzentrische zur Standfläche hin nach aussen gewölbte Ringfläche 503, die durch Druck auf das Druckerelement umstülpbar ist.

[0023] An der konzentrischen Ringfläche 503 schliesst sich der umlaufende Dichtbereich 500 an. Die innere Wand 20 des Behälters 2 liegt in einer Ringnut 504 im Dichtbereich 500. Eine erste Dichtung erfolgt durch eine Dichtwulst 505, die auf der Innenseite der inneren Wand 20 anliegt. Eine zweite Dichtung erfolgt durch eine umlaufende Dichtlippe 506 an der peripheren Kante des Bodens 5. Die Dichtlippe 506 liegt dichtend an der inneren Wandfläche der äusseren Wand 21 an.

[0024] Man fragt sich, weshalb die einlagige relativ dünne Wand des Bodens 5 hier zu genügen vermag, während es bei der restlichen Flasche nicht genügt und einer Doppelwandigkeit bedarf. Tatsächlich dichtet der Boden, der nur eine geringe Fläche des gesamten Behältnisses bildet, keineswegs. Vielmehr führt die Dünnwandigkeit zu einer schnellen Diffusion. Verschiedene Materialien führen dann an der Kontaktfläche mit dem Boden sofort zu einer Reaktion und dadurch bildet sich eine passivierende Schicht. Diese einfache Lösung lässt sich nur bei gewissen Inhaltsstoffen realisieren, wie beispielsweise hei gewissen Klebstoffen und nur unter der Bedingung, dass die Bodenfläche zur gesamten Behälterfläche klein ist.

Ansprüche

1. Aus Kunststoff, spritztechnisch hergestellte Flasche (1) mit Verschluss (6) zur Aufnahme und dosierten Abgabe von Flüssigkeiten, dadurch gekennzeichnet, dass die Flasche (1) aus mindestens einem doppelwandigen (20,21) Behälter (2) besteht, der mittels einem flexiblen, elastisch verformbaren Boden (5) verschlossen ist, wobei die äussere Behälterwand länger ist als die innere behälterwand (20) und der Boden die innere Behälterwand (20) innen und aussen umgreifend, die äussere Behälterwand (21) jedoch nur innen anliegend dichtend verschliesst.

2. Flasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5) doppelwandig ist und die beiden Wände des Bodens zwei membranartige Elemente (50,51) sind, die an ihrer Peripherie umlaufend aufeinander liegen und mindestens gegenüber der inneren Behälterwand (20) einzeln oder gemeinsam dichten.

3. Flasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden membranartigen Elemente (50,51), die den doppelwandigen Boden (5) bilden, je eine bombierte Fläche bilden.

4. Flasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden, den Boden bildenden, membranartigen Elemente (50,51) miteinander über ein Gelenk verbunden sind.

5. Flasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein erstes membranartiges Element (50) die innere Wand (20) des doppelwandigen Behälters (2) umgreift und dieser Wand entlang nach innen gestülpt und danach nach aussen gewölbt verläuft, während ein zweites membranartiges Element (51) dichtend auf der Innenfläche der äusseren Behälterwand (21) aufliegt und nach aussen gewölbt verläuft, wobei die Wölbung in axialer Richtung nicht aus der äusseren Behälterwandung (21) hinausragt.

6. Flasche nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die beiden membranartigen Elemente (50,51) mindestens zentrisch über mindestens eine vorzugsweise stiftförmige Kontaktstelle (55) miteinander verbunden sind.

7. Flasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Flasche (1) eine Schulterpartie (3) aufweist, von der aus die beiden Behälterwände (20,21) sich konzentrisch zum Boden (5) hin erstrecken.

8. Flasche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass von der Schulterpartie (3) bezüglich der Behälterwände (20,21) zentrisch nach innen versetzt, zwei mindestens annähernd konzentrische nach oben gerichtete Wände (40,41) einen doppelwandigen Flaschenhals (4) bilden.

9. Flasche nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Schulterpartie (3) sich mindestens streckenweise über die äussere der beiden Behälterwände (20,21) nach aussen erstreckt (30).

10. Flasche nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die äussere der beiden Flaschenhalswände (41) mit einem Aussengewinde (47) versehen ist, auf das eine Schraubkappe (60) eines Verschlusses (6) mit einer zentralen Dichtstiftöffnung (65) passt, während an der Innenseite der inneren Wand (40) des Flaschenhalses (4) der Dichtzapfen (44), der mit dem Verschluss zusammenwirkt angeformt ist.

11. Flasche nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass das äusserste Ende der inneren Flaschenhalswand (40) als gleitende Dichtfläche (46) an der Innenwandung (62) der Schraubkappe anliegt, so dass im geschlossenen Zustand des Verschlusses die Doppelwandigkeit von einer Ausgussöffnung im Verschluss bis zum Boden des Behälters gewährleistet ist.

12. Flasche nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Boden (5) einteilig und einlagig ist und ein zentrisches Drückerelement aufweist, das von einer konzentrischen gewölbten umstülpbaren Ringfläche umgeben ist.

Zeichnung