CH609635A5

CH609635A5 - Packaging tube

Info

Publication number: CH609635A5
Application number: CH1425175A
Authority: CH
Inventors: Karl Maegerle
Original assignee: Karl Maegerle
Priority date: 1975-11-05
Filing date: 1975-11-05
Publication date: 1979-03-15
Also published as: JPS581656A; JPS6241943B2

Abstract

In a packaging tube, whose top (6) is produced independently of the tube body (2), the top and the tube body are combined by a connecting element (4) which, like the tube body, is formed by composite material and, in addition to outer layers (20, 22) made of thermoplastic, contains an inner layer (18) made of metal whose heating in a magnetic alternating field brings about the welding of the layers of plastic to the top likewise formed of thermoplastic and to a thermoplastic layer of the tube body without conducting off the heat of the metal layer of the tube body which is generated to a considerable degree. <IMAGE>

Description

       

  
 

**WARNUNG** Anfang DESC Feld konnte Ende CLMS uberlappen **.

 



   PATENTANSPRÜCHE
1. Verpackungstube mit einem Tubenrohr und einem unabhängig von diesem hergestellten Tubenkopf, der mit dem Rohr über an beiden Teilen vorhandenem thermoplastischem Kunststoff verschweisst ist, wobei das Tubenrohr aus einem eine Metallschicht enthaltenden Verbundmaterial gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass im Schulterbereich eine in einem magnetischen Wechselfeld als Wärmeerzeuger wirkende Schicht angeordnet ist, die von der Metallschicht des Tubenrohres isoliert ist.



   2. Verpackungstube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Wärmeerzeugerschicht eine innere Schicht eines ringförmigen Verbindungskörpers bildet, dessen äusserer Rand vom benachbarten Ende des Tubenrohres von aussen überlappt ist, wobei der Verbindungskörper mit seinem inneren Rand ein Schulterstück des Kopfteils von aussen überlappt.



   Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verpackungstube, mit einem Tubenrohr und einem unabhängig von diesem hergestellten Tubenkopf, der mit   dem    Rohr über an beiden Teilen vorhandenem thermoplastischem Kunststoff verschweisst ist, wobei das Tubenrohr aus einem eine   Metalischicht    enthaltenden   Verbundmateriai    gebildet ist.



   Verfahren, bei welchen das Tubenrohr und der Tubenkopf getrennt hergestellt und als vorgefertigte Teile miteinander verschweisst werden, sind schon seit längerem bekannt und kommen grundsätzlich auch für die Herstellung von Tuben in Betracht, bei weichen das Tubenrohr eine metallische Sperrschicht enthält.



   Es ist auch schon ein Verfahren bekannt geworden, bei welchem die Verbindung zwischen einem aus Verbundmaterial mit Metallschicht bestehenden Tubenrohr und dem Tubenkopf durch   Induktionsschweissung    hergestellt wird.



   Durch die induktive Verschweissung wird die Wärme in der metallischen Schicht des Tubenrohres erzeugt, das sich zu diesem Zweck in die Schulterpartie ersteckt und dort den Kopfteil überlappt.   Dabei    kann nicht verhindert werden, dass in dieser Schicht im Schulterbereich erzeugte Wärme auch in Bereiche abgeleitet wird, in welchen keine Wärme benötigt wird oder diese sich sogar schädlich auswirkt, indem z.B. Deformationen, Verfärbungen oder gar Blasen in der Verbundfolie entstehen können. Obwohl im Zusammenhang mit dem vorerwähnten bekannten Verfahren   Msassnahmen,    wie z.B.



  Kühlung der den   Schweissstellen    unmittelbar benachbarten Bereiche des Tubenkörpers während des Schweissvorganges, bekannt sind, die zur Vermeidung dieser unerwünschten Er   scheinungen    dienen sollen, bleibt die Tatsache, dass vergleichsweise erheblich mehr Wärme erzeugt werden muss als für den   Schweissvorgang      erforderlich    wäre.



   In vielen Fällen ist die Erzeugung der Verlustwärme, d.h.



  der durch die Metalischicht abgeleiteten Wärme, nicht ohne Verlängerung der   Sdickzeit    möglich. In einer dünnwandigen Metalleinlage kann kurzzeitig nicht beliebig viel Wärme erzeugt werden, ohne die   Verbundfolle    zu beschädigen oder gar zu zerstören.



   Die Erfindung bezweckt nun die Schaffung einer Verpakkungstube, bei welcher die vorgenannten Nachteile vermieden sind.



   Die erfindungsgemässe Verpackungstube zeichnet sich dadurch aus, dass im Schulterbereich eine in einen magnetischen Wechselfeld als Wärmeerzeuger wirkende Schicht angeordnet ist, die von der   Metalischicht    des Tubenrohres isoliert ist.



   In der Zeichnung sind mehrere beispielsweise Ausführungsformen der erfindungsgemässen Verpackungstube dargestellt.



   Es zeigen:
Fig. leinen Schnitt durch die   Einzelteile    einer Tube vor der Verschweissung derselben, zusammen mit einer Einrichtung zur Herstellung der Schweissverbindung, und
Fig. 2 einen Ausschnitt einer anderen Ausführungsform einer   erfindungsgemässea    Verpackungstube im fertigen Zustand.



   Eine   erfindungsgemässe    Ausführung der Verpackungstube besteht aus einem vorgefertigten Kopfteil, einem die Wärmeerzeugerschicht enthaltenden Verbindungskörper und einem eine metallische Sperrschicht enthaltenden, vorzugsweise aus einem mehrschichtigen   Verbundmaten.al    gefertigten Rohrkörper. Der Kopfteil besteht vorzugsweise aus Kunststoff, während der Verbindungskörper aus einem mehrschichtigen Verbunldmaterial gebildet sein kann.



   In Fig. 2 ist eine Ausführungsform bestehend aus einem Rohrkörper 2, einem Verbindungskörper 4 und einem Kopfteil 6 dargestellt. Der Rohrkörper 2 ist aus einem dreischichtigen Verbundmaterial gebildet, dessen innere Schicht 12 und äussere Schicht 14 vorzugsweise aus Polyäthylen, die mittlere Schicht 16 aus Metall bestehen. Der Verbindungskörper 4 ist als aus einem dreischichtigen Verbund bestehend dargestellt, dessen Wärmeerzeugerschicht 18 aus einer Aluminiumlegierung besteht und dessen innerste Schicht 20 und äussere Schicht 22 Heisssiegelschichten sind, die vorzugsweise aus   Palyäthylen    oder einem auf der Metallschicht gut haftenden Copolymer bestehen. Der Kopfteil 6 ist ein aus Kunststoff, wie beispielsweise Polyäthylen, bestehender Formkörper, der in bekannter Weise durch Spritzformen hergestellt wird.



   In Fig. 1 ist ein für die Herstellung der vorbeschriebenen Verpackungstube geeignetes   Verfahren    dargestellt. Dieses Verfahren bezieht sich   ausschliesslich    auf Ausführungsformen, deren Verbindungskörper eine induktiv ansprechende   Wärmeerzeugerschicht    haben, wie beispielsweise eine Metallschicht. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, ist der Kopfteil 6 auf einem   Haltedorn    8 angeordnet. Anschliessend wird der Verbindungskörper 4 in geeigneter Weise auf den Kopfteil 6 aufgesetzt und der Rohrkörper 2 in die geeignete Schweissposition gebracht, sowie die Einschnürung 24 geformt Schliesslich wird mittels des Presswerkzeuges 10 und der Induktionsspule 26, die für die Verbindung notwendige Wärme sowie der zugehörige Druck hergestellt.



   Es ist   selbstverständlich,    dass die Verfahrensschritte nicht zwangsläufig in der oben erwähnten Reihenfolge erfolgen müssen. Insbesondere ist es auch möglich, z.B. zuerst die Verbindung zwischen dem Verbindungskörper 4 und dem Kopfteil 6 oder dem Rohrkörper 2 und dem Verbindungskörper 4 getrennt   heruustellen.   



   Diese   Anorcinungs-    und Verfahrensweise gestattet es nun, die notwendige Schweisswärme ausschliesslich im Verbindungskörper zu erzeugen. Dies kann in den Ausführungsformen, in denen der Verbindungskörper eine wesentlich dickere Metallschicht als der Rohrkörper enthält, dadurch geschehen, dass die für die induktive Erhitzung benötigte Frequenz auf die dickere, sich im Verbindungskörper befindliche Metallschicht abgestimmt wird, so dass sich diejenige im Rohrkörper praktisch nicht erwärmt.

 

   Eine weitere Möglichkeit besteht in der Konzentration der Magnetfelder im Bereich des Verbindungskörpers durch eine geeignete Gestaltung des Induktors. Schliesslich kann durch die Verwendung von magnetisch leitenden, möglichst verlustfrei arbeitenden Materialien, wie Ferrite und Pulverkerne die   Konzentration    des Magnetfeldes noch wesentlich verstärkt werden.



   Anstelle der Anordnung nach Fig. 1 ist es auch möglich, die Induktionsquelle im Dorn 8 anzuordnen und das Feld im Bereich des Rohrkörpers   gegebenenfalls    abzuschirmen. Da diese Anordnung die Möglichkeit bietet, das Presswerkzeug 10  



  aus Metall herzustellen, kann dadurch die   Abkühlzeit    nach dem Schweissprozess noch erheblich verkürzt werden.



   Ein besonderer Vorteil dieser Lösung ist, dass wenn die   Wärmeerzeugerschicht    zugleich   diffusionssperrend    wirkt, wie beispielsweise eine   Metalischicht,    sich die Diffusionssperre praktisch ohne Unterbrechung über die Schulterpartie des Körperteils auf einfache Weise bis zum Hals ausdehnen lässt.



  Dies im Gegensatz zu den bekannten Lösungen, welche vorschlagen, entweder das Rohrende in verschiedene Lappen zu unterteilen, welche sich anschliessend über die   Schulterpartie    falten lassen oder das Rohrende so mit Falten einzuschnüren, dass damit die Schulter des Kopfteils abgedeckt werden kann.



  Beide dieser bekannten Lösungen sind rationell schwer herstellbar. Ausserdem besteht die Gefahr, dass die in den einzelnen Lappen induzierten Ströme gegenseitig durchschlagen und dabei die Metallfolie verbrennen, während die durch Einfalten gebildete Schulterabdeckung dazu neigt, dass die gefaltete   Metalifolle    unter dem für die Verbindung von Kopfund Rumpfteil notwendigen Druck bricht, so dass die diffusionssperrende Wirkung nicht mehr genügend gewährleistet ist.



   Weitere bekannte Lösungen schlagen vor, die Diffusion mittels einer im Kopfteil eingespritzten oder durch eine im Kopfteil eingelegte   Sperreiniage    zu verhindern. Die Wirksamkeit dieser Massnahmen hängt jedoch wesentlich davon ab, wie klein der Abstand der Sperrschichten der   Schirlterpartie,    bzw. des Rohrkörpers zueinander   gehalten    werden kann. Es ist daher ein besonderer Vorteil der in Fig. 2 dargestellten Ausführungsform, diesen Abstand   kleinstmöglich    und die für eine Diffusion zurückzulegende Distanz zwischen den Sperrschichten genügend gross werden zu lassen.



   Ausserdem werden durch das vorgeschlagene Verfahren nach Fig. 1 die in Fig. 2 dargestellten Schnittkanten 32, 34 und 36 so durch überfliessenden Kunststoff abgedeckt, dass es nie zu einem direkten Kontakt zwischen dem   Füllgut    und dem Metall kommen kann, und dass auch auf der Tubenaussenseite keine offenen   Schnittkanlten    zu sehen sind.

 

   Wie in Fig. 2 weiter ersichtlich, kann die Gewindepartie des Kopfteils mit einer Kanüle 28 ausgerüstet sein, welche ein rasches Zurückfliessen des Füllgutes unmittelbar nach der Füllgutentnahme verhindert, um ein Nachziehen von für das Füllgut schädlicher Luft   weitmöglichst    zu verhindern. Ausserdem kann der bei dieser   Ausfübrungsform    entstehende Hohlraum 30 durch einen Ring, hergestellt aus einem Mate   rial    mit diffusionssperrenden Eigenschaften, ausgefüllt werden. 



  
 

** WARNING ** Beginning of DESC field could overlap end of CLMS **.

 



   PATENT CLAIMS
1. Packing tube with a tube tube and a tube head produced independently of this, which is welded to the tube via thermoplastic material present on both parts, the tube tube being formed from a composite material containing a metal layer, characterized in that in the shoulder area one in a magnetic Alternating field acting as a heat generator layer is arranged, which is isolated from the metal layer of the tube pipe.



   2. Packaging tube according to claim 1, characterized in that the heat generator layer forms an inner layer of an annular connecting body, the outer edge of which is overlapped from the outside by the adjacent end of the tube tube, the connecting body with its inner edge overlapping a shoulder piece of the head part from the outside.



   The present invention relates to a packaging tube with a tube tube and a tube head produced independently of the tube head, which is welded to the tube via thermoplastic material present on both parts, the tube tube being formed from a composite material containing a metal layer.



   Processes in which the tube tube and the tube head are manufactured separately and welded together as prefabricated parts have been known for a long time and are basically also suitable for the manufacture of tubes in which the tube tube contains a metallic barrier layer.



   A method has also become known in which the connection between a tube tube made of composite material with a metal layer and the tube head is produced by induction welding.



   As a result of the inductive welding, the heat is generated in the metallic layer of the tube tube, which for this purpose extends into the shoulder area and overlaps the head part there. It cannot be prevented that the heat generated in this layer in the shoulder area is also dissipated into areas in which no heat is required or where it even has a harmful effect, e.g. Deformations, discoloration or even bubbles can arise in the composite film. Although in connection with the above-mentioned known method, measures such as e.g.



  Cooling of the areas of the tube body immediately adjacent to the welding points during the welding process are known to serve to avoid these undesirable phenomena, the fact remains that comparatively much more heat has to be generated than would be required for the welding process.



   In many cases the generation of waste heat, i. E.



  the heat dissipated by the metal layer is not possible without extending the thickening time. A thin-walled metal insert cannot briefly generate any amount of heat without damaging or even destroying the composite film.



   The invention now aims to create a packaging tube in which the aforementioned disadvantages are avoided.



   The packaging tube according to the invention is characterized in that a layer which acts as a heat generator in an alternating magnetic field and is insulated from the metal layer of the tube tube is arranged in the shoulder area.



   Several exemplary embodiments of the packaging tube according to the invention are shown in the drawing.



   Show it:
FIG. 1 shows a section through the individual parts of a tube before they are welded together with a device for producing the welded connection, and FIG
2 shows a detail of another embodiment of a packaging tube according to the invention in the finished state.



   An embodiment of the packaging tube according to the invention consists of a prefabricated head part, a connecting body containing the heat generator layer and a tubular body containing a metallic barrier layer, preferably made of a multilayer composite material. The head part is preferably made of plastic, while the connecting body can be formed from a multilayer connecting material.



   In Fig. 2, an embodiment consisting of a tubular body 2, a connecting body 4 and a head part 6 is shown. The tubular body 2 is formed from a three-layer composite material, the inner layer 12 and outer layer 14 of which are preferably made of polyethylene, the middle layer 16 of metal. The connecting body 4 is shown as consisting of a three-layer composite, the heat generator layer 18 of which consists of an aluminum alloy and the innermost layer 20 and outer layer 22 of which are heat-sealing layers, which preferably consist of polyethylene or a copolymer that adheres well to the metal layer. The head part 6 is a molded body made of plastic, such as polyethylene, for example, which is produced in a known manner by injection molding.



   In Fig. 1, a suitable method for the production of the packaging tube described above is shown. This method relates exclusively to embodiments whose connecting bodies have an inductively responsive heat generator layer, such as a metal layer. As can be seen from FIG. 1, the head part 6 is arranged on a holding mandrel 8. Then the connecting body 4 is placed in a suitable manner on the head part 6 and the tubular body 2 is brought into the suitable welding position and the constriction 24 is formed. Finally, the pressing tool 10 and the induction coil 26 produce the heat and the associated pressure required for the connection .



   It goes without saying that the method steps do not necessarily have to take place in the order mentioned above. In particular it is also possible, e.g. first establish the connection between the connecting body 4 and the head part 6 or the tubular body 2 and the connecting body 4 separately.



   This anorcination and procedure now allows the necessary welding heat to be generated exclusively in the connecting body. In the embodiments in which the connecting body contains a much thicker metal layer than the tubular body, this can be done by adapting the frequency required for inductive heating to the thicker metal layer in the connecting body so that the one in the tubular body is practically non-aligned warmed up.

 

   Another possibility is to concentrate the magnetic fields in the area of the connecting body by means of a suitable design of the inductor. Finally, through the use of magnetically conductive materials that work with as little loss as possible, such as ferrites and powder cores, the concentration of the magnetic field can be significantly increased.



   Instead of the arrangement according to FIG. 1, it is also possible to arrange the induction source in the mandrel 8 and, if necessary, to shield the field in the region of the tubular body. Since this arrangement offers the possibility of using the pressing tool 10



  made of metal, the cooling time after the welding process can be reduced considerably.



   A particular advantage of this solution is that if the heat generator layer has a diffusion-blocking effect at the same time, such as a metal layer, the diffusion barrier can be easily extended to the neck practically without interruption over the shoulder area of the body part.



  This is in contrast to the known solutions, which propose either to divide the pipe end into different flaps, which can then be folded over the shoulder area or to constrict the pipe end with folds so that the shoulder of the head part can be covered.



  Both of these known solutions are difficult to produce economically. In addition, there is a risk that the currents induced in the individual flaps will break through and burn the metal foil, while the shoulder cover formed by folding tends to break the folded metal roll under the pressure required to connect the head and torso, so that the diffusion-blocking Effect is no longer sufficiently guaranteed.



   Further known solutions propose to prevent diffusion by means of a blocking insert injected into the head part or by means of a blocking insert inserted in the head part. The effectiveness of these measures, however, depends essentially on how small the distance between the barrier layers of the scraper section or the tubular body can be kept from one another. It is therefore a particular advantage of the embodiment shown in FIG. 2 to allow this distance to be as small as possible and to allow the distance to be covered between the barrier layers to be sufficiently large for diffusion.



   In addition, with the proposed method according to FIG. 1, the cut edges 32, 34 and 36 shown in FIG. 2 are covered by overflowing plastic so that there can never be direct contact between the filling material and the metal, and that also on the outside of the tube no open cut channels can be seen.

 

   As can also be seen in FIG. 2, the threaded section of the head part can be equipped with a cannula 28, which prevents the filling material from flowing back quickly after the filling material has been removed, in order to prevent air which is harmful to the filling material from being drawn in. In addition, the cavity 30 formed in this embodiment can be filled with a ring made of a material with diffusion-blocking properties.

Claims

PATENT CLAIMS 1. Packing tube with a tube tube and a tube head produced independently of this, which is welded to the tube via thermoplastic material present on both parts, the tube tube being formed from a composite material containing a metal layer, characterized in that in the shoulder area one in a magnetic Alternating field acting as a heat generator layer is arranged, which is isolated from the metal layer of the tube pipe.

2. Packaging tube according to claim 1, characterized in that the heat generator layer forms an inner layer of an annular connecting body, the outer edge of which is overlapped from the outside by the adjacent end of the tube tube, the connecting body with its inner edge overlapping a shoulder piece of the head part from the outside.

The present invention relates to a packaging tube with a tube tube and a tube head produced independently of the tube head, which is welded to the tube via thermoplastic material present on both parts, the tube tube being formed from a composite material containing a metal layer.

Processes in which the tube tube and the tube head are manufactured separately and welded together as prefabricated parts have been known for a long time and are basically also suitable for the manufacture of tubes in which the tube tube contains a metallic barrier layer.

A method has also become known in which the connection between a tube tube made of composite material with a metal layer and the tube head is produced by induction welding.

As a result of the inductive welding, the heat is generated in the metallic layer of the tube tube, which for this purpose extends into the shoulder area and overlaps the head part there. It cannot be prevented that the heat generated in this layer in the shoulder area is also dissipated into areas in which no heat is required or where it even has a harmful effect, e.g. Deformations, discoloration or even bubbles can arise in the composite film. Although in connection with the above-mentioned known method, measures such as e.g.

Cooling of the areas of the tube body immediately adjacent to the welding points during the welding process are known to serve to avoid these undesirable phenomena, the fact remains that comparatively much more heat has to be generated than would be required for the welding process.

In many cases the generation of waste heat, i. E.

the heat dissipated by the metal layer is not possible without extending the thickening time. A thin-walled metal insert cannot briefly generate any amount of heat without damaging or even destroying the composite film.

The invention now aims to create a packaging tube in which the aforementioned disadvantages are avoided.

The packaging tube according to the invention is characterized in that a layer which acts as a heat generator in an alternating magnetic field and is insulated from the metal layer of the tube tube is arranged in the shoulder area.

Several exemplary embodiments of the packaging tube according to the invention are shown in the drawing.

Show it: FIG. 1 shows a section through the individual parts of a tube before they are welded together with a device for producing the welded connection, and FIG 2 shows a detail of another embodiment of a packaging tube according to the invention in the finished state.

An embodiment of the packaging tube according to the invention consists of a prefabricated head part, a connecting body containing the heat generator layer and a tubular body containing a metallic barrier layer, preferably made of a multilayer composite material. The head part is preferably made of plastic, while the connecting body can be formed from a multilayer connecting material.

In Fig. 2, an embodiment consisting of a tubular body 2, a connecting body 4 and a head part 6 is shown. The tubular body 2 is formed from a three-layer composite material, the inner layer 12 and outer layer 14 of which are preferably made of polyethylene, the middle layer 16 of metal. The connecting body 4 is shown as consisting of a three-layer composite, the heat generator layer 18 of which consists of an aluminum alloy and the innermost layer 20 and outer layer 22 of which are heat-sealing layers, which preferably consist of polyethylene or a copolymer that adheres well to the metal layer. The head part 6 is a molded body made of plastic, such as polyethylene, for example, which is produced in a known manner by injection molding.

In Fig. 1, a suitable method for the production of the packaging tube described above is shown. This method relates exclusively to embodiments whose connecting bodies have an inductively responsive heat generator layer, such as a metal layer. As can be seen from FIG. 1, the head part 6 is arranged on a holding mandrel 8. Then the connecting body 4 is placed in a suitable manner on the head part 6 and the tubular body 2 is brought into the suitable welding position and the constriction 24 is formed. Finally, the pressing tool 10 and the induction coil 26 produce the heat and the associated pressure required for the connection .

It goes without saying that the method steps do not necessarily have to take place in the order mentioned above. In particular it is also possible, e.g. first establish the connection between the connecting body 4 and the head part 6 or the tubular body 2 and the connecting body 4 separately.

This anorcination and procedure now allows the necessary welding heat to be generated exclusively in the connecting body. In the embodiments in which the connecting body contains a much thicker metal layer than the tubular body, this can be done by adapting the frequency required for inductive heating to the thicker metal layer in the connecting body so that the one in the tubular body is practically non-aligned warmed up.

Another possibility is to concentrate the magnetic fields in the area of the connecting body by means of a suitable design of the inductor. Finally, through the use of magnetically conductive materials that work with as little loss as possible, such as ferrites and powder cores, the concentration of the magnetic field can be significantly increased.

Instead of the arrangement according to FIG. 1, it is also possible to arrange the induction source in the mandrel 8 and, if necessary, to shield the field in the region of the tubular body. Since this arrangement offers the possibility of using the pressing tool 10 ** WARNING ** End of CLMS field could overlap beginning of DESC **.