Kunststoffverpackunqsbehälter

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffverpackungsbehälters gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 . Ferner betrifft die Erfindung einen Kunststoffverpackungsbehälter nach den Oberbegriffen der unabhängigen Ansprüche 12 und 18 und dessen Verwendung in einem Verfahren zur Beschichtung mit einer, insbesondere in einem Vakuum, bevorzugt durch ein CVD- oder PVD-Verfahren, erzeugten, Barriereschicht und einem Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 .

Aus dem Stand der Technik sind Verfahren zur Herstellung von Kunst- Stoffverpackungsbehältern bekannt, bei denen Kunststoffverpackungsbehälter durch Spritzgießen, Tiefziehen und/oder Blasformen geformt werden. Auch ist es aus dem Stand der Technik bekannt, an den Kunststoffverpackungsbehältern Siegelzonen vorzusehen, an die Verschlussmittel, insbesondere in Form von Siegelfolien, mit einem Siegelmaterial gesiegelt werden.

Insbesondere dann, wenn in zumindest einer der Kammern ein feuchtig- keits- oder sauerstoffempfindliches Füllgut, insbesondere ein Lebensmittel, ist es wünschenswert, dass der Kunststoffverpackungsbehälter eine Barriereschicht zur Erhöhung der Durchtrittsperrwirkung gegen Feuchtigkeit und/oder Gase aufweist. Solche im Vakuum aufzubringenden Barriereschichten sind beispielsweise in der EP 1 048 746 A1 oder der WO2009/030425 A1 beschrieben. Nachteilig bei den bekannten Barriereschichten ist es, dass herkömmliche Siegelmaterialien schlecht an diesen haften, was zu einem ungewollten Ablösen von Siegelfolien oder sonstigen Verschlussmitteln, die zum Sie- geln an die Siegelzonen bestimmt sind, führen kann, weshalb unter Umständen auf eine solche Beschichtung wegen dieser Nachteile ganz verzichtet wird.

Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffverpackungsbehälters nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 anzugeben, bei dem die Siegelbarkeit zwischen Siegelzone und einem Siegelmaterial erhöht wird und ein ungewolltes Ablösen des Verschlussmittels unterbunden wird. Ferner besteht die Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, einen Kunststoffverpackungsbehälter für ein solches Verfahren anzugeben.

Die Aufgabe wird für ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 ge- löst, nämlich dadurch, dass der Kunststoffverpackungsbehälter so hergestellt wird, dass die Oberfläche, insbesondere der Großteil der Oberfläche, der Siegelzone eine höhere mittlere Rauheit aufweist als die Innenoberfläche, vorzugsweise als der Großteil der Innenoberfläche, der Kavität und/oder als die Außenoberfläche des Kunststoffverpackungsbehälters, vorzugsweise als der Großteil der Außenoberfläche oder der Mantelteil der Außenoberfläche und dass die Siegelzone eine mittlere Oberflächenrauheit von mindestens 200 nm aufweist. Vorrichtungsgemäß wird die Aufgabe mit einem Kunststoffverpackungsbehälter mit den Merkmalen der Ansprüche 12 und 14 gelöst. Weiter wird die Aufgabe durch die Verwen- dung eines solchen Kunststoffverpackungsbehälters in einem Verfahren zur Beschichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 18 gelöst. Dabei ist unter "Großteil" jeweils ein Flächenanteil von mehr als 50% zu verstehen und als Oberflächenrauheit die mittlere Rauheit R _a der Oberfläche gemessen nach DIN EN ISO 4288:1998. Die Rauheitswerte beziehen sich, soweit nicht abweichend angegeben, auf den unbeschichteten Zustand des Kunststoffverpackungsbehälters, also auf den Zustand vor dem Beschichten bzw. auf die Rauheit der Oberfläche des Kunststoffverpackungsbehälters ohne Barriereschicht. Wie in der DIN EN ISO 4288:1998 beschrieben, wird zur Bestimmung der Rauheitswerte eine etwaige Wel- ligkeit der Oberfläche auf übliche Weise, beispielsweise wie in der DIN EN ISO 1 1562:1998-09 beschrieben, gefiltert.

Die Siegelzone ist der Bereich des Kunststoffverpackungsbehälters, der geeignet und bestimmt ist, mit einem Verschlussmittel, insbesondere einer Siegelfolie, durch ein Siegelmaterial, insbesondere ein Lacksystem oder Polyethylen oder Polypropylen, gesiegelt zu werden und der nach dem Siegeln nur unter Krafteinwirkung von den Verschlussmitteln ablösbar ist bzw. von dem das Verschlussmittel nach dem Siegeln nur unter Krafteinwirkung ablösbar ist. Die Siegelzone kann insbesondere auf der Außen- seite, vorzugsweise an einem umlaufenden Siegelkragen bzw. Siegelrand des Behälterkörpers, oder alternativ im Inneren des Behälterkörpers, insbesondere zur Festlegung eines Verschluss- oder Trennmittels, vorgesehen werden und schließt bevorzugt umfangsgeschlossen einen Bereich, insbesondere eine Öffnung der Kavität ein. Auch ist es denkbar zusätzlich zu der ersten Siegelzone eine weitere Siegelzone an der Innen- oder Außenseite des Kunststoffverpackungsbehälters vorzusehen.

Das Siegelmaterial kann an dem Verschlussmittel aufgebracht sein und/oder vor dem Versiegelungsschritt gesondert auf die Siegelzone und/oder das Verschlussmittel aufgebracht werden. Die Innenoberfläche der Kavität ist der Bereich der Oberfläche des Kunststoffverpackungsbehälters, der (unter üblichen Lagerbedingungen) nach einem Befüllen mit Füllgut und dem Siegeln mit dem Verschlussmittel in Kontakt mit dem Füllgut treten kann. Insbesondere für den Fall, dass neben der Siegelzone die Innenoberfläche mit der Barriereschicht beschichtet wird bzw. zur Beschichtung bestimmt ist, ist der Rauheitsvergleich zwischen der Siegelzone und der zu beschichtenden Innenoberfläche durchzuführen. Mit anderen Worten ist bevorzugt für den Fall der (späteren) Be- Schichtung der Innenoberfläche mit der Barriereschicht die Oberfläche der Siegelzone zur besseren Siegelbarkeit mit einem Siegelmaterial, vorzugsweise in einem Flächenanteil von mindestens 50%, mit einer höheren mittleren Rauheit als die mittlere Oberflächenrauheit, vorzugsweise von mindestens 50% Flächenanteils der Innenoberfläche der Kavität herzustel- len.

Zusätzlich oder alternativ zur Beschichtung der Innenoberfläche der Kavität mit der Barriereschicht ist es möglich, die Außenoberfläche des Kunststoffbehälters mit der Barriereschicht zu beschichten, wobei in diesem Fall bevorzugt nach dem Beschichten mit der Barriereschicht noch eine Schutzlackschicht, insbesondere eine UV-Lackschicht auf die Barriereschicht aufgebracht wird. Für den Fall, der (späteren) Beschichtung der Außenoberfläche mit der Barriereschicht ist es bevorzugt, den vorgenannten Vergleich der Rauheit der Siegelzone mit der Rauheit der zu beschich- tenden Außenoberfläche durchzuführen, bevorzugt nur mit der Mantelfläche der Außenoberfläche, d.h. nicht mit der Standfläche bzw. dem Bodenbereich. Unter der Mantelfläche wird dabei die seitlich von der Bodenfläche aufragende äußere Umfangswandfläche verstanden. Mit anderen Worten ist bevorzugt für den Fall der (späteren) Beschichtung der Außen- Oberfläche, insbesondere der Mantelfläche, mit der Barriereschicht die Oberfläche der Siegelzone zur besseren Siegelbarkeit mit einem Siegel- material, vorzugsweise in einem Flächenanteil von mindestens 50%, mit einer höheren mittleren Rauheit als die mittlere Oberflächenrauheit, vorzugsweise von mindestens 50% des Flächenanteils, der Außenoberfläche, insbesondere der Mantelfläche, herzustellen.

Für den Fall des Vorsehens einer Barriereschicht zusätzlich zu der Siegelzone ausschließlich an der Außenoberfläche ist der anspruchsgemäße Vergleich der Rauheit der Siegelzone mit der zu beschichtenden Außenoberfläche vorzunehmen. Für den Fall des Vorsehens einer Barriere- Schicht zusätzlich zu der Siegelzone ausschließlich an der Innenoberfläche ist der anspruchsgemäße Vergleich der Rauheit der Siegelzone mit der zu beschichtenden Innenoberfläche vorzunehmen. Für den Fall der Beschichtung der Außenoberfläche und der Innenoberfläche kann der Vergleich mit der Außenoberfläche und/oder der Innenoberfläche vorge- nommen werden. Wesentlich ist, dass die Rauheit der Siegelzone höher ist, als die Rauheit der sonstigen zu beschichtenden Fläche, insbesondere der Innenoberfläche und/oder der Außenoberfläche.

Grundsätzlich müssen nicht sowohl die Innenoberfläche als auch die Au- ßenoberfläche mit der Barriereschicht beschichtet werden - es reicht (und ist bevorzugt) nur eine alternative Beschichtung vorzunehmen, wobei ganz besonders bevorzugt ausschließlich die Innenoberfläche beschichtet wird.

Es hat sich herausgestellt, dass die erfindungsgemäße Ausbildung der Oberflächenrauheit nach dem Beschichten der Siegelzonen dafür sorgt, dass die Barriereschicht im Bereich der Siegelzonen beim Aufsiegeln des Siegelmaterials durch einen gängigen Siegelprozess, insbesondere mit senkrecht zur Oberfläche wirkenden Flächendruck und/oder einer auf die Barriereschicht wirkenden Temperatureinwirkung, zumindest teilweise aufgebrochen wird, wodurch das Siegelmaterial in unmittelbaren Kontakt mit dem Kunststoffverpackungsbehälter kommt, also die Barriereschicht nicht vollständig das Siegelmaterial von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffverpackungsbehälters trennt, was insgesamt die Siegelbarkeit verbessert. Der Aufbrecheffekt kann nach dem Verständnis der Anmelderin u.a. dadurch erklärt werden, dass die Barriereschicht extra so dünn aufgebracht wird, dass aufgrund der Rauheit die entstehende Schichtdicke nicht homogen ist, und/oder die Schicht nicht die komplette Oberfläche der Siegelzone bedeckt. An den Stellen mit dünnerer Schicht kann diese durch die beim Siegeln wirkenden Kräfte aufgebrochen werden. Die dünnen Bereiche wirken demnach wie Sollbruchstellen. Insgesamt kann das Siegelmaterial durch das Aufbrechen in unmittelbaren Kontakt mit dem Kunststoffverpackungsbehälter kommen.

Durch die niedrigere Oberflächenrauheit der zu beschichtenden Innenoberfläche der Kavität und/oder der zu beschichtenden Außenoberfläche, insbesondere der Mantelfläche wird der - bei der Siegelzone gezielt gewünschte - Effekt des Brechens der Barriereschicht vermieden.

Auch wird einem ungewollten Durchdringen der Barriereschicht an der Innenoberfläche entgegengewirkt, wodurch die Barriereeigenschaft erhal- ten bleibt.

Bevorzugt wird die ein- oder mehrschichtige Barriereschicht so ausgebildet, dass diese eine Sperrvorrichtung gegen Gas und/oder Feuchtigkeit bildet und/oder eine Wechselwirkung des Füllgutes mit dem Kunststoffma- terial des Kunststoffbehälters, beispielsweise durch Migrationseffekte verhindert.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale, insbesondere des Kunststoffverpackungsbehälters, auch als vorrichtungsgemäß offenbart und beansprucht gelten sowie vorrichtungs- gemäß offenbarte Merkmale, insbesondere des Kunststoffverpackungsbehälters, auch als verfahrensgemäß offenbart und beansprucht gelten.

Bevorzugt ist der Kunststoffverpackungsbehälter so hergestellt, dass die Siegelzone an der Innen- und/oder Außenseite des Kunststoff verpa- ckungsbehälters, umfangsgeschlossen einen Bereich, insbesondere eine Öffnung der Kavität, bevorzugt als Öffnungsrand, einschließt.

Hierdurch kann zum Beispiel die Kavität durch Siegelung mit einer Siegelfolie hermetisch gegenüber der Umgebung versiegelt werden.

Bevorzugt ist die Siegelzone so hergestellt, dass sie vor dem Beschichten in mindestens 60%, besonders bevorzugt in mindestens 75%, weiter bevorzugt mindestens 99,9%, ihrer Oberfläche eine mittlere Oberflächenrauheit R _a nach DIN EN ISO 4288:1998 von mindestens 200 nm, bevorzugt mindestens 400 nm, weiter bevorzugt mindestens 600 nm, besonders bevorzugt mindestens 800 nm, noch weiter bevorzugt mindestens 1000 nm, weiter bevorzugt mindestens 1200 nm, besonders bevorzugt mindestens 1400 nm, noch weiter bevorzugt mindestens 1 600 nm, weiter bevorzugt mindestens 1800, besonders bevorzugt mindestens 2000 nm aufweist. Bevorzugt ist die Oberflächenrauheit R _a aus einem Wertebereich zwischen 200 nm und 2500 nm, insbesondere zwischen 400 nm und 2000 nm, gewählt.

Hierdurch wird ein großflächiges Durchbrechen der Barriereschicht beim Siegeln gewährleistet. Vorteilhaft ist die Innenoberfläche der Kavität so hergestellt dass sie, bevorzugt in mindestens 60%, besonders bevorzugt in mindestens 75%, weiter bevorzugt mindestens 99,9%, ihrer Oberfläche eine mittlere Oberflächenrauheit von weniger 200 nm, bevorzugt weniger als 150 nm, beson- ders bevorzugt weniger als 100 nm, bevorzugt weniger als 50 nm aufweist.

Vorteilhaft ist die Außenoberfläche des Kunststoffbehälters, insbesondere zumindest die Mantelfläche, d.h. die Nicht-Bodenfläche des Kunststoffver- packungsbehälters, die die Kavität auf der Behälteraußenseite umgibt so hergestellt, dass sie bevorzugt in mindestens 60%, besonders bevorzugt mindestens 75%, weiter bevorzugt mindestens 99,9% ihrer Oberfläche eine mittlere Oberflächenrauheit von weniger als 200 nm, bevorzugt weniger als 150 nm, besonders bevorzugt weniger als 100 nm, bevorzugt we- niger als 50 nm aufweist.

Weiter bevorzugt weist die Oberfläche der Siegelzone zumindest abschnittsweise eine Steigung von 1 /6 oder größer auf. Eine Steigung von z.B. 1 /6 bedeutet, dass auf einer Messlänge von 6 mm das Oberflächen- profil um 1 mm (also um 1/6 der Länge) ansteigt oder absinkt.

Anders ausgedrückt weist bei einer grafischen Darstellung der Messwerte die Verbindungsgerade zwischen zwei benachbarten Messpunkten eine Steigung von 1 /6 oder größer auf. Im (kartesischen) Koordinatensystem, das hier bevorzugt für die Erfassung der Steigung zugrunde gelegt wird, ist die Länge entlang der Messrichtung die Abszisse und die gemessene Höhe die Ordinate.

Bevorzugt ist die Oberflächenstruktur so beschaffen, dass bei einer Mes- sung, die ein konstantes Messintervall im Bereich von 0,1 μηπ bis 1 μηπ aufweist (ein Messintervall von z.B. 1 μηπ bedeutet, dass alle 1 μηπ ein Messwert aufgenommen wird), zwischen mehreren jeweils benachbarten Messpunkten eine Steigung von über 1 /6 vorliegt, bevorzugt bei mindestens 6% aller benachbarter Messpunkte. Anders ausgedrückt sollten die summierten Abstände aller benachbarter Messpunkte mit einer Steigung größer 1 /6 mindestens 6% der Messlänge ausmachen.

Bei einer solchen Messung sollte die Oberflächenhöhe in äquidistanten Abständen entlang einer Messrichtung erfasst werden, bevorzugt auf einer Mindestlänge von 4,8 mm.

Das Oberflächenprofil wird vorzugsweise mit einem Tastschnittgerät aufgenommen. Der Radius der Tastspitze ist dabei bevorzugt kleiner gleich 2,5 μηπ. Bevorzugt wird das so gemessene Profil, bzw. die aus der Messung erhaltenen Messwerte, entsprechend der Norm DIN EN ISO 1 1562:1998 gefiltert. Damit erhält man das Rauheitsprofil der Oberfläche. Im Folgenden bezieht sich der Ausdruck„Profil" auf das gefilterte Profil, also das Rauheitsprofil.

Bei Erfüllung der vorgenannten Anforderungen an die Steilheit, weist die Oberfläche besonders gute Siegeleigenschaften auf.

Als Herstellungsverfahren für den Kunststoffverpackungsbehälters eignen sich insbesondere Spritzgießen, Spritzblasen, Blasformen und/oder Tiefziehen, wobei die erwünschten Rauheiten der Oberflächen, insbesondere der Siegelzone, beispielsweise durch entsprechende Ausgestaltung der Negativform mit Unebenheiten und/oder durch einen nachgelagerten Abschleif- und/oder Abwetzprozess erreicht werden können. Bevorzugt erfolgt eine mechanische Bearbeitung zur Realisierung der Rauheit vor einer Beschichtung mit der Barriereschicht - eine nachträgliche mechani- sehe, bevorzugt abrasive, Bearbeitung unter zumindest teilweisem Abtragen der Barriereschicht in der Siegelzone ist ebenfalls realisierbar.

Als Verfahren zum Aufrauen, insbesondere der Oberfläche der Siegelzo- ne, hat sich eine Funkenerosion, insbesondere Drahterosion oder Senkerosion, als vorteilhaft herausgestellt. Hierdurch wird bevorzugt eine Oberfläche erhalten, die in der Norm VDI 3400 ("Elektroerosive Bearbeitung: Begriffe, Verfahren, Anwendung"; 1975) als Klasse 15 oder größer definiert ist. Dies entspricht einem Rauheitswert R _a von größer gleich 0,56 μηι.

Bevorzugt werden die Siegelzone und die Innenoberfläche der Kavität und/oder die Außenoberfläche des Verpackungsbehälters mit einer Barriereschicht gegen den Durchtritt mindestens einer chemischen Verbindung und/oder Elements beschichtet, bei der es sich weiter bevorzugt um eine funktionale Beschichtung handelt, die gegen den Durchtritt von Feuchtigkeit und/oder Gasen und/oder Wechselwirkungen zwischen Füllgut und dem Kunststoffmaterial des Kunststoffverpackungsbehälters schützt. Bevorzugt ist die Beschichtung derart gewählt, dass sie Migrationserschei- nungen von dem verpackten Produkt in die mindestens eine Kunststoffschicht reduziert. Ganz besonders bevorzugt ist die Barriereschicht zusätzlich oder alternativ derart ausgelegt, dass mit dieser der Eintritt von chemischen Substanzen und/oder Elementen aus der mindestens einen Kunststoffschicht in das verpackte Produkt minimiert wird.

Derartige Eigenschaften sind insbesondere äußerst vorteilhaft im Falle der Ausbildung des Kunststoffverpackungsbehälters als Lebensmittelverpackungsbehälter. Insbesondere für den Fall der Verpackung von Gewürzen ist es vorteilhaft, wenn die Barriereschicht eine Durchtrittssperrwirkung gegen ätherische Öle aufweist. Insbesondere dann, wenn in dem Kunststoffverpackungsbehälter technische Produkte verpackt werden sollen, ist es bevorzugt, wenn die Barriereschicht eine Durchtrittssperrwirkung gegenüber Lösemitteln aufweist. Als mögliche Beschichtungsverfahren, die in einer Vakuumkammer zur Anwendung kommen können, kommen insbesondere CVD (Chemical Vapor Deposition) Verfahren wie Plasma- Enhanced Chemical Vapor Deposition (PECVD) oder PVD (Physical Vapor Deposition) Verfahren wie Sputtern in Betracht.

Als Kunststoffmaterial zur Herstellung des Kunststoffverpackungsbehälters, beispielsweise durch Spritzgießen, Spritzblasen, Blasformen und/oder Tiefziehen, eignen sich insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Cycloolefincopolymere (COC), Cycloolefinpolymer (COP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET), Polyamid (PA) oder Polysyrol (PS).

Auch ist es möglich, die Verpackungsformteile aus kompostierbaren Polymeren, insbesondere auf erneuerbaren Rohstoffen basierenden Polymeren, wie stärkebasierende Polymere (stark blends, PLA (Polyazid), Polyester des Typs PAH (Polyhydroxyalkanoat), z.B. PHB (Polyhydroxybutyrat), PHV (Polyhydroxyvalerat), Cellulosematerialien aus chemisch modifizierter Cellulose hergestellte Materialien, auf erneuerbaren Rohstoffen basierende Polymere sind insbesondere spezifische Polymere, z.B. auf PDO (Biopropandiol) basierend, spezifische Polyamide, z.B. aus Rizinusöl hergestellte, sowie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) auf Bio-Ethanol aus z.B. Zuckerrohr basierend, sowie spezifische, aus Rohöl oder natürlichem Gas hergestellte synthetische Polyester, oder aus den genannten Werkstoffen hergestellten Laminaten geformt sind.

Die Barriereschicht, insbesondere für Spritzgussteile, umfasst bevorzugt eine Vakuumbeschichtung mit Metalloxiden, insbesondere Aluminiumoxi- den, und/oder Siliziumoxiden wegen ihrer guten Durchtrittssperrwirkun- gen. Bevorzugte Beschichtungsmittel sind so ausgebildet, dass die Barrie- reschicht (Vakuumbeschichtung) mittels eines Sputterverfahrens als oxidische, nitridische oder sulfidische Schicht aufgetragen wird. Auch kann mittels eines Plasma-CVD, bevorzugt einen PECVD (Plasma-Enhanced Chemical Vapor Deposition) Verfahrens mit einem Silizium Precursor, z.B. mit HMDSO (Hexamethyldisiloxan) oder mit TMDSO (Tetramethyldisilo- xan), insbesondere mit Plasma-Vorbehandlung mit Sauerstoff, Argon und/oder Stickstoff eine keramische Schicht als Beschichtung aufgetragen werden. Weiter bevorzugt sind die Beschichtungsmittel so ausgebildet, dass sie eine Vakuumbeschichtung durch Sputtern oder Verdampfen, ins- besondere von Metalloxiden, insbesondere Aluminiumoxiden, oder Siliziumoxiden, insbesondere SiO _x , wobei x bevorzugt eine Zahl um 2, bevorzugt 2,0 ist, oder durch Plasmapolymerisation von Organosilanen, insbesondere von Hexamethyldisiloxan (HMDSO) und Tetramethyldisiloxan (TMDSO) oder durch Plasmapolymerisation von hochvernetzten Kohlen- wasserstoffschichten, insbesondere ausgehend von Ethin auf den Verpackungskörper aufbringen. Die Barriereschicht hat üblicherweise eine Dicke im Bereich von 50 nm bis 200 nm.

Vorteilhaft können die Beschichtungsmittel auch so ausgebildet sein, dass die Beschichtung eine Kohlenstoffschicht ist, insbesondere eine amorphe Kohlenstoffschicht (englisch„Diamond-Like Carbon" bzw. DLC).

Es bieten sich insbesondere folgende amorphe Kohlenstoffschichten an, die nach der Richtlinie VDE 2840 wie folgt unterteilt sind:

- Wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten „a-C" bestehen überwiegend aus sp ² -hybridisierten Bindungen und werden deshalb auch als Graphitartige Kohlenstoffschichten bezeichnet. Tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten „ta-C" bestehen aus sp ³ -hybridisierten Bindungen, weshalb sie den Diamantschichten gleichzusetzen sind.

Metallhaltige wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:Me"

Wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:H" (H-Anteil > 35%)

Tetraedrische wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „ta-C:H" (H-Anteil >25%) mit überwiegend sp ³ - hybridisierten Kohlenstoffatomen

Metallhaltige wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten,„a-C:H:Me". Durch Dotieren mit Metallen bildet sich ein Verbund aus einer „a-C:H" Matrix und Metallkarbiden. Schichten aus diesem Material besitzen hohe Verschleißfestigkeiten, geringe Reibkoeffizienten sowie bessere Haftung der Schichten. Durch Veränderung des Metallgehaltes lassen sich die Materialeigenschaften stark beeinflussen.

Modifizierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten,„a-C:H:X". Durch Dotierung mit Elementen wie Si, O, N, F und B können amorphe Kohlenstoffschichten je nach gewünschten Eigenschaften stark modifiziert werden. Silizium beispielsweise erhöht die Temperaturbeständigkeit in sauerstoffhaltiger Umgebung. Eine Dotierung mit Silizium und Sauerstoff kann die Oberflächenspannung stark herabsetzen (bis hin zu Werten in der Größenordnung von PTFE). Außer- dem lassen sich transparente und äußerst kratzfeste Schichten herstellen.

Insbesondere für die Aufnahme von medizinischen und/oder biologischen Materialien, insbesondere Flüssigkeiten, bietet sich eine, bevorzugt fluoridierte, Kohlenstoffschicht an, da hierdurch unter anderem durch die gute Abbaubarkeit im Körper eine hohe biologische Verträglichkeit gegeben ist. Hier sei angemerkt, dass die Aufnahme auch lediglich kurzzeitig erfolgen kann, beispielsweise in einem Blutbeutel und/oder einer Durchflusskanüle.

Auch bei der Aufnahme von Lebensmitteln können durch die Beschich- tung mit Kohlenstoffschichten die Vorteile der hohen biologischen Verträglichkeit mit einer erhöhten Durchtrittssperrwirkung gegen Gase und/oder Feuchtigkeit vereint werden.

Teil des Verfahrens kann auch das Befüllen des Kunststoffverpackungsbehälters mit mindestens einem Füllgut sein, wobei die Verschlussmittel an die mindestens eine Siegelzone gesiegelt wird, bevor oder nachdem mindestens eine der Kammer mit Füllgut gefüllt wurde.

Das Siegeln kann durch einen Heißsiegelprozess und/oder durch einen Kaltsiegelprozess erfolgen.

Als Siegelmaterial können alle gängigen Siegelmaterialien, beispielsweise auf Basis von Polyethylen, Polypropylen und/oder Polyurethan zum Einsatz kommen.

Ganz besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn der zu beschichtende Kunststoffverpackungsbehälter inline hergestellt wird - es werden dann Behälterkörper aus einer Formeinrichtung, insbesondere einer Spritzguss-, Tiefzieheinrichtung oder Blasformeinrichtung entnom- men und dann auf Transportmittel aufgesetzt, mit denen der zu beschichtende Kunststoffverpackungsbehälters zu Beschichtungsmitteln gefördert und dort dann beschichtet wird. Weiterhin soll ein Kunststoffverpackungsbehälter gemäß Anspruch 12 als offenbart gelten und beanspruchbar sein.

Insbesondere sollen die Merkmale der Ansprüche 1 bis 1 1 (unabhängig voneinander sowie in Kombination), welche sich auf die Ausbildung des Kunststoffverpackungsbehälters beziehen, und die voranstehende Beschreibung auch für einen Kunststoffverpackungsbehälter mit den Merkmalen des Anspruchs 12 als offenbart und beansprucht gelten.

Weiterhin soll die Verwendung eines solchen Kunststoffverpackungsbe- hälters in einem Verfahren zur Beschichtung mit einer, insbesondere in einem Vakuum, bevorzugt durch ein CVD- oder PVD-Verfahren, erzeugten Barriereschicht und sowie für ein Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 1 1 und/oder nach der voranstehenden Beschreibung als offenbart und beansprucht gelten.

Ebenfalls als eigenständige Erfindung offenbart und beansprucht soll zudem ein Kunststoffverpackungsbehälter nach dem Oberbegriff des unabhängigen Anspruchs 14 gelten. Bei einem solchen Kunststoffverpackungsbehälter weist der Großteil der Oberfläche der beschichteten Siegelzone, also die Oberfläche der Barriereschicht im Bereich der Siegelzone, eine höhere mittlere Rauheit (R _a ermittelt nach DIN EN ISO 4288:1998) auf als der Großteil der (für den Fall einer Beschichtung mit der Barriereschicht) beschichteten Innenoberfläche der Kavität, also der Oberfläche der Barriereschicht im Bereich der Innenoberfläche der Kavität, und/oder (für den Fall einer Beschichtung mit der Barriereschicht) als die Oberfläche der Barriereschicht im Bereich der Außenoberfläche. Weiterhin weist die beschichtete Siegelzone eine mittlere Oberflächenrauheit R _a von mindestens 200 nm, bevorzugt mindestens 400 nm, weiter bevorzugt mindestens 600 nm, besonders bevorzugt mindes- tens 800 nm, noch weiter bevorzugt mindestens 1000 nm, weiter bevorzugt mindestens 1200 nm, besonders bevorzugt mindestens 1400 nm, noch weiter bevorzugt mindestens 1 600 nm, weiter bevorzugt mindestens 1800 nm, besonders bevorzugt mindestens 2000 nm. Bevorzugt ist die Oberflächenrauheit R _a aus einem Wertebereich zwischen 200 nm und 2500 nm gewählt.

Vorteilhaft weist die beschichtete Innenoberfläche der Kavität eine Oberflächenrauheit von weniger als 200 nm, bevorzugt weniger als 150 nm, besonders bevorzugt weniger als 100 nm, bevorzugt weniger als 50 nm auf.

Es hat sich herausgestellt, dass diese Ausbildung der Oberflächenrauheit der beschichteten Siegelzonen dafür sorgt, dass die Barriereschicht im Bereich der Siegelzonen beim Aufsiegeln des Siegelmaterials durch einen gängigen Siegelprozess, insbesondere mit senkrecht zur Oberfläche wirkenden Flächendruck und/oder einer auf die Barriereschicht wirkenden Temperatureinwirkung, zumindest teilweise aufgebrochen bzw. aufgeschmolzen wird, wodurch das Siegelmaterial in unmittelbaren Kontakt mit dem Kunststoffverpackungsbehälter kommt, also die Barriereschicht nicht vollständig das Siegelmaterial von dem Kunststoffmaterial des Kunststoffverpackungsbehälters trennt, was insgesamt die Siegelbarkeit verbessert.

Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen. Diese zeigen in:

Fig. 1 a eine Schnittansicht einer Ausführungsform eines nach dem

Konzept der Erfindung ausgebildeten Kunststoffverpa- ckungsbehälters vor dem Beschichten und vor dem Versiegeln,

Fig. 1 b eine Draufsicht des Kunststoffverpackungsbehälters aus Fig.

1 a,

Fig. 2a eine Schnittansicht des Kunststoffverpackungsbehälters aus

Fig. 1 a nach dem Beschichten und vor dem Versiegeln mit einer Barriereschicht, Fig. 2b eine Draufsicht des Kunststoffverpackungsbehälters aus Fig.

2a,

Fig. 3 der Kunststoffverpackungsbehälter aus Fig. 1 nach dem Beschichten und vor dem Versiegeln mit einer Siegelfolie,

Fig. 4a der Kunststoffverpackungsbehälter aus Fig. 3 nach dem Beschichten und nach dem Versiegeln mit der Siegelfolie, und in Fig. 4b eine Draufsicht des Kunststoffverpackungsbehälters aus Fig.

3, und in

Fig. 5 eine Darstellung eines aus einer Messung eines Verlaufs eines Oberflächenprofils erhaltener Messpunkte. In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform eines Kunststoffverpa- ckungsbehälters nach Anspruch 1 1 . Fig. 2 zeigt diese Ausführungsform in einer Draufsicht.

Der Kunststoffverpackungsbehälter 10 umschließt eine Kavität 12 mit einer Innenoberfläche 14 und einer (in der Figur 1 ) nach oben ausgerichte- ten Öffnung 1 6.

Die Öffnung 1 6 der Kavität 12 wird von einem umfangsgeschlossenen Öffnungskragen 18 umgeben, auf dem eine Siegelzone 20 angeordnet ist. Die Oberfläche 22 der Siegelzone 20 weist eine mittlere Oberflächenrauheit R _a (ermittelt nach DIN EN ISO 4288:1998) von über 200 nm auf. Diese Rauheit kann dadurch erzeugt werden, dass in einem Spritzguss eine entsprechende Negativform verwendet wird, die Unebenheiten aufweist, oder alternativ durch eine mechanische Nachbearbeitung des Rohlings nach dem Spritzgießen, nach oder bevorzugt vor dem Beschichten mit der Barriereschicht.

Die Oberflächenrauheit der Innenoberfläche 14 der Kavität 12 weist hingegen eine mittlere Oberflächenrauheit von unter 200 nm auf.

Fig. 2a und 2b zeigen den Verpackungsbehälter 10 aus den Fig. 1 a und 1 b jeweils in einer Seitenschnitt- bzw. Draufsicht.

Auf den Verpackungsbehälter 10 wurde eine Barriereschicht 40 aufgetra- gen, wobei die Barriereschicht 40 um eine funktionale Beschichtung handelt, die gegen den Durchtritt von Feuchtigkeit und/oder Gasen schützt. Die Barriereschicht umfasst einen Bereich 42, der der Siegelzone zugeordnet ist, und einen Bereich 44, der der Innenoberfläche der Kavität zugeordnet ist. Als mögliche Beschichtungsverfahren, die in einer Vakuumkammer zur Anwendung kommen können, kommen insbesondere CVD (Chemical Va- por Deposition) Verfahren wie Plasma-Enhanced Chemical Vapor Depositen (PECVD) oder PVD (Physical Vapor Deposition) Verfahren wie Sput- tern in Betracht.

In Fig. 3 ist zusätzlich zu dem in Fig. 2a gezeigten Verpackungsbehälter 10 ein Verschlussmittel 50, hier in Form einer Siegelfolie, dargestellt, welches eine Siegelschicht 52 aufweist, welche aus einem üblichen Siegelmaterial besteht.

Wird dieses Verschlussmittel 50 mit dem Verpackungsbehälter versiegelt, kommt es zu einer Anordnung, wie sie in den Figuren 4a und 4b jeweils in einer Seitenschnitt- bzw. Draufsicht dargestellt sind. Wesentlicher Unterschied zwischen dem in Fig. 3 und Fig. 4a dargestellten Zuständen ist, dass nach dem Siegeln die Barriereschicht 40 im Bereich 42, der der Siegelzone zugeordnet ist, zumindest teilweise durchbrochen ist und sich Teile der Siegelschicht mit der Oberfläche der Siegelzone des Behälters verbunden haben. Die Barriereschicht 40 des Bereichs 42 wird dabei von der Siegelschicht vollständig von oben bedeckt.

In sämtlichen beschriebenen Ausführungsbeispielen ist zusätzlich zu der Siegelzone eine Barriereschicht an der Innenoberfläche 14 der Kavität 12 vorgsehen. Zusätzlich oder bevorzugt alternativ zu einer Barriereschicht an der Innenoberfläche ist es möglich, eine solche Barriereschicht an einer Außenoberfläche 53 des Verpackungsbehälters 10 vorzusehen, ins- besondere an einer Mantelfäche 54, wobei die Mantelfläche 54 die Außenoberfläche 53 abzüglich einer Bodenfläche 55 ist.

Fig. 5 veranschaulicht eine Abbildung eines aus einer Messung ermittelten Verlaufs eines Oberflächenprofils zur Berechnung der Steilheit. Die Abbildung zeigt die gemessenen Punkte, die jeweils durch Verbindungslinien mit einander verbunden wurden, wodurch insgesamt das gemessene Profil wiedergegeben wird. Die Messpunkte wurden mit einem Tastschnittgerät entlang der Messrichtung äquidistant im Abstand Δ aufgenommen und anschließend, bevorzugt entsprechend der DIN EN ISO 1 1562:1998-09, gefiltert.

Die Steilheit berechnet sich aus der Höhenänderung δ des Profils zwi- sehen zwei Messpunkten zu σ = | δ / Δ |. Steilheit von 1/6 bedeutet, demnach, dass auf eine Länge von Δ = 6 mm das Oberflächenprofil um 5 = 1 mm ansteigt oder absinkt.