CH681616A5

CH681616A5 -

Info

Publication number: CH681616A5
Application number: CH2091/90A
Authority: CH
Inventors: Franz Lothar Miczka
Original assignee: Polypag Ag
Priority date: 1989-06-24
Filing date: 1990-06-22
Publication date: 1993-04-30
Also published as: GB9014058D0; FR2648794A1; GB2233396A; DE3925211A1; GB2233396B; FR2648794B1; US5217139A

Description

1

CH 681 616 A5

2

Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine geneckte Druckdose mit einem im Dosenzylinder untergebrachten, ein Substrat aufnehmenden Folienbeutel gemäss dem Oberbegriff des Anspruches 1. Ausserdem bezieht sich die Erfindung auf ein Verfahren zur Herstellung einer derartigen Druckdose.

Druckdosen mit Folienbeutel beruhen auf dem Prinzip, das in dem Folienbeutel eingeschlossene Substrat nicht mit einem unter Druck stehenden Gas zu vermischen, welches zum Ausbringen des Substrates aus der Druckdose erforderlich ist. Auf diese Weise soll einerseits eine Verschlechterung der Eigenschaften des Substrates verhindert werden, andererseits wird darin eine Möglichkeit gesehen, schädliche Treibgase in der Druckdose zurückzuhalten oder durch umweltverträgliche Treibgasarten zu ersetzen. Bei der erfindungsge-mässen Druckdose kann der Folienbeutel als Substrat ein Prepolymeres mit einem Schäumungsmittel enthalten, das ansteile von dem bislang als Treibgas häufig verwendeten, aber aus Naturschutzgründen bedenklichen Freon mit Hilfe eines der umweltverträglichen Gase aus der Druckdose ausgebracht wird und einen konstruktiven Polyurethanschaum bildet.

Die Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Substrat in dem Folienbeutel beschränkt und kann das jeweils geeignete Treibgas einsetzen. Das wird hauptsächlich durch die erhebliche Festigkeit des Domanschlusses an den Dosenzylinder bei geneckten Druckdosen gewährleistet. Diese Verbindung hält einem Druck von beispielsweise 24 bar stand. In der Regel handelt es sich um einen Mehrfachfalz, welcher aus dem Flansch des aus beispielsweise Weissblech bestehenden Dosenzylinders und der Nut des ebenfalls beispielsweise aus Weissblech bestehenden Domes geformt wird, wobei diese Blechteile nach aussen und unten ineinander verschränkt werden. Bei Mehrfachfalzen ist bis jetzt auf dem Nutboden des Domes eine Flachdichtung angeordnet und in den aussen liegenden Mehrfachfalz einbezogen. Sie hält dem Druck des Treibgases stand, das zum Ausbringen des Substrates dient. Bei geneckten Druckdosen dieser Art kommt das Treibgas nicht unmittelbar mit der Flachdichtung in Berührung. Dadurch wird verhindert, dass das Treibgas von oben in den Folienbeutel eindringen und sich mit dem Substrat vermischen kann.

Die Erfindung ist nicht auf ein bestimmtes Treibgas beschränkt. Insbesondere kommen ausser den bereits erwähnten Treibgasen, welche im flüssigen Zustand zwischen Folienbeutel und Druckdose eingebracht werden, inerte Treibgase in Betracht, wie z.B. Kohlendioxyd oder Stickstoff und Lösungen hieraus. Dabei hält die erfindungsgemässe Druckdose nicht nur dem erheblichen Druck des Treibgases stand und verhindert dessen Vermischung mit dem Substrat. Sie weist auch die erforderliche Festigkeit der Verbindung zwischen dem Folienbeutel und dem Mehrfachfalz der Druckdose auf. Diese Beanspruchungen ergeben sich einerseits aus der mechanischen Belastung der Verbindung, die beim Einfüllen des Substrates durch die später mit einem

Ventil verschlossene Öffnung des Domes bei der Massenfertigung besonders hoch ist, weil das Substrat dabei meistens stossartig eingebracht wird. Die Beanspruchung kann auch durch gelegentlich auftretende Druckunterschiede zwischen dem Treibgasraum, der sich zwischen dem Folienbeutel und der Druckdose befindet und dem Raum des Beutels auftreten, bei denen die Verbindung des Beutels mit der Druckdose belastet wird.

Diesen hohen Anforderungen an die Verbindung des Folienbeutels mit dem Dosenfalz ist bei den bekannten geneckten Druckdosen bisher auf verschiedene Weise, jedoch nicht ausreichend Rechnung getragen worden. So ist es bei Mehrfachfalzen bekannt, den oberen Rand des Folienbeutels in den Mehrfachfalz über die innere Falzkante hinaus bis in die Verschränkung zwischen die Blechteile des Falzes einzubringen. Hierbei hat sich jedoch herausgestellt, dass die Beutelfolie im Falz überlastet wird. Die hierbei entstehenden Verformungen der Folie ergeben keine ausreichende Abdichtung des Treibgases gegen das Substrat im Foiienbeutel. Wenn man dagegen gemäss einem anderen Vorschlag den oberen Rand der Beutelfolie nur über den Dosenflansch zieht, ist die Abdichtung nur mit zusätzlichen, d.h. eingelegten Dichtungen zu erreichen. Das erschwert und verteuert den Herstellungsvorgang erheblich. Ausserdem kann dadurch die mechanische Festigkeit des Anschlusses des Beutels nicht gewährleistet werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Druckdose der eingangs bezeichneten Art zu schaffen, welche eine ausreichende mechanische Festigkeit und Druckdichtigkeit des Folienbeutels mit dem Mehrfachfalz des Dosendomes gewährleistet.

Diese Aufgabe wird gemäss der Erfindung mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Weitere Merkmale der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Gemäss der Erfindung besteht die Verbindung des Folienbeutels mit der Druckdose nur zwischen dem inneren zylindrischen Nutrand des Domes und dem zylindrischen Rand der Druckdose, wobei der zwischen diesen Teilen eingeschlossene obere Rand des Folienbeutels seinerseits zylindrisch bleibt. Die freie Kante dieses Folienrandes stützt sich in der Nut ab, was dadurch gewährleistet wird, dass sich die Aussenseite des Folienrandes auf der Innenseite des Dosenrandes abstützt. Es hat sich überraschend herausgestellt, dass diese gegenüber den bekannten Verbindungen wesentlich verkürzte und nur kraftschlüssige Befestigung des Folienrandes mit der Druckdose einerseits die erforderliche Festigkeit gewährleistet, die in der Grössenordnung der Beutelfestigkeit jjegt oder diese übersteigt, so dass erst eine Überbeanspruchung des Folienbeutels zum Versagen oder teilweisen Versagen der Beutelverbindung mit der Druckdose führt. Andererseits aber wird die geforderte Druckdichtigkeit erreicht, welche Verluste des Treibgases auch über längere Lagerungszeiträume ausschliesst. Einerseits wird nämlich durch die Erfindung erreicht, dass eine mechanische Überbeanspruchung des oberen Folienrandes entfällt, wel5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

2

3

CH 681 616 A5

4

che die Folge der bisher durch die Formänderungen des Beutelrandes sind, die dieser bei seiner Einbeziehung oder teilweisen Einbeziehung in den Mehrfachfalz zwangsläufig erfährt. Andererseits wirkt der der Innenseite des Dosenrandes abgestützte Folienrand als Dichtung. Sie kann als solche ausreichen, so dass eine Flachdichtung bekannter Art entfällt. Sie kann aber auch mit der bekannten Flachdichtung zusammenwirken.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass sie eine absolut druckdichte und mechanisch hinreichend widerstandsfähige Verbindung des Folienbeutels mit dem oberen, geneckten Dosenrand gewährleistet und dadurch die Voraussetzungen dafür schafft, dass Substrate dauerhaft verpackt werden können, auch wenn sie empfindlich gegen eindringendes Treibgas sind und Treibgase verwendet werden müssen, welche unter hohem Druck stehen, ohne dass bei längeren Lagerungszeiten Druckverluste entstehen.

Erfindungsgemäss bieten sich mehrere Möglichkeiten um zu erreichen, dass der eingeklemmte Beutelrand vorschriftsmässig zwischen Dosenzylinder und dem Rand des Domes zu liegen kommt, andererseits aber auch erreicht wird, dass auch zwischen dem Folienbeutel und der zylindrischen Druckdosenwand und nicht nur unter dem Boden des Folienbeutels Raum für die Druckgasfüllung verbleibt. Diese Ausführungsformen der Erfindung sind Gegenstand der Ansprüche 2 bis 5 und eignen sich daher besonders für Treibgase, welche bei den üblichen Treibgasdrücken nicht flüssig sind und daher relativ viel Platz beanspruchen.

Mit den Merkmalen des Patentanspruches 3 wird erreicht, dass trotz Verwendung einer Metallfolie für den Folienbeutel die erforderliche Dichtigkeit und Festigkeit der Verbindung erzielt wird. Metallfolien sind im Gegensatz zu den meisten Kunststofffolien diffusionsdicht gegen das Treibgas, schützen also das im Folienbeutel enthaltene Substrat gegen nachteilige Einflüsse des Treibgases. Die beidseitige Beschichtung der Metallfolie mit thermoplastischem Kunststoff hat den Vorteil, dass sich solche Folien abschweissen lassen, weil die Beschichtungswerkstoffe in der Wärme zusammen-fliessen.

Die erfindungsgemässe Druckdose kann nach einem Verfahren hergestellt werden, das Gegenstand der Ansprüche 7 und 8 ist und in den Figuren der Zeichnung schematisch dargestellt ist. Es zeigen

Fig. 1 einen Folienbeutel in Draufsicht, wie er in der erfindungsgemässen Druckdose verwendet wird,

Fig. 2 einen Schnitt längs der Linie II-II der Fig. 1,

Fig. 3 den Folienbeutel nach den Fig. 1 und 2, nachdem er zum Einführen in den Dosenzylinder vorbereitet worden ist,

Fig. 4 einen Schnitt längs der Linie IV—IV der Fig. 3,

Fig. 5 die Teile der Druckdose vor der Befestigung des Domes unter Verbindung des Druckbeutels mit dem Dosenzylinder in Ansicht und teilweise im Schnitt,

Fig. 6 in abgebrochener Darstellung den Gegenstand der Fig. 5 im Bereich des oberen Dosenrandes, bevor die Dose geneckt wird,

Fig. 7 den Mehrfachfalz vor seiner Fertigstellung und

Fig. 8 in den Fig. 6 und 7 entsprechender Darstellung den Mehrfachfalz der fertig geneckten Dose.

Die Druckdose (1) nach Fig. 5 weist einen gesondert hergestellten Dosenzylinder (2) auf. Diesem kann ein Weissblechzuschnitt zugrundeliegen, der in die Zylinderform gerollt und an seinen Längskanten verschweisst wird. Im unteren Teil der Fig. 5 ist der aus einer Ronde hergestellte Boden (3) gezeichnet, welcher mit einem geneckten Rand (4) an den Dosenzylinder angeschlossen ist. In der Druckdose befindet sich ein Folienbeutel (5), in dem später ein Substrat eingebracht wird.

Der Folienbeutel (5) wird nach den Fig. 1 und 2 aus einer Folienbahn geschweisst. Die Folienbahn wird über parallele Kanten (6 und 7) gefaltet und mit ihren Seitenkanten (8 bzw. 9) übereinandergelegt. Die Folienbahn besteht aus einer Metallfolie (10), die beidseitig mit einem thermoplastischen Kunststoff bei (11 und 12) beschichtet ist. Als Metallfolie eignet sich eine Aluminiumfolie, während als Beschichtungswerkstoff Polypropylen in Betracht kommt. Die Beschichtungswerkstoffe verbinden sich unter Druck und Hitze in der aus Fig. 1 ersichtlichen Längsnaht (14).

Während der Folienwerkstoff von einer Rolle abgezogen und dabei bei (6 und 7) gefaltet wird, erfolgt eine Querabschweissung, die bei (15) in Fig. 1 dargestellt ist. Längs der Kante (16) werden die Folienbeutel voneinander getrennt.

In einem weiteren Verfahrensschritt wird jeder Folienbeutel mit seiner offenen Seite (17) auf einen Dorn gezogen, welcher aus dem Flachbeutel nach Fig. 2 einen Zylinder formt, der in Fig. 4 dargestellt ist.

Nach Fig. 3 ist der die Öffnung (17) umgebende obere Rand des Folienbeutels aufgeweitet, d.h. sein Durchmesser (d) ist grösser als der Durchmesser (D) des an den Rand anschliessenden Folienabschnittes. Der Übergang vom Durchmesser (D) in den Durchmesser (d) ist annähernd konisch und bei (19) dargestellt.

Der Dosenzylinder (2) ist zur Vorbereitung der Verbindung mit einem domförmigen Oberteil (20) mit einem ebenen Flansch (21) versehen. Der Dom (20) weist seinerseits einen ebenen Flansch (22) auf, dessen äusserer Rand (23) nach innen, d.h. über den Flansch (22) gebogen ist. Die Unter- oder Innenseite des Flansches (22) trägt eine Flachdichtung (24), welche dementsprechend in einer Nut untergebracht ist, deren innere Wand (25) zylindrisch ist.

Zunächst wird der Folienbeutel (5), nachdem er in die Form gebracht worden ist, die sich aus den Fig. 3 und 4 ergibt, in den Dosenzylinder derart eingeführt, dass der obere Rand (18) so weit über den Flansch (21) vorsteht, dass die obere Randkante (26) des Folienbeutels (5) auf die Flachdichtung (24) stösst, sobald der Dom (20) von oben aufgesetzt wird. In dieser Stellung wird der Folienbeutel

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

3

5

CH 681 616 A5

6

(5) durch den Kraftschluss der Aussenseite des Randes (18) mit der Innenseite des Dosenzylinders festgehalten. Diese Flächen sind bei (27 und 28) in Fig. 5 angegeben.

Im folgenden Schritt wird der Dom (20) in Richtung des Pfeiles (43) nach unten geführt. Es hat sich überraschend herausgestellt, dass die Formsteifigkeit des aus Fig. 3 ersichtlichen Gebildes, insbesondere des oberen Beutelrandes (18) so gross ist, dass der Folienbeutel (5), sobald der Rand (26) sich auf der Fiachdichtung (24) abstützt, in den Innenraum des Dosenzylinders eingeschoben wird, so dass schliesslich der Zustand nach Fig. 6 erreicht wird. Hierbei ist der obere Abschnitt des Randes (18), der mit (29) bezeichnet ist, zwischen der zylindrischen Nutwand (25) und dem zylindrischen Dosenrand (30) eingeschlossen, welcher unmittelbar unterhalb des Flansches (21) im Dosenzylinder (2) liegt. Das ist der Ausgangszustand, an den sich der Neckvorgang anschliesst. Hierbei werden zunächst entsprechend der Darstellung der Fig. 7 der Nutboden (31) und damit die Flachdichtung, sowie die auf den Flansch (22) zurückgebogene Nutwand (23) mit dem einfach abgeknickten Flansch (21) des Dosenzylinders verschränkt. Das geschieht durch mehrfaches Falzen der Teile bei (32-39) nach Fig. 7. Hierbei bleibt jedoch die Zylinderform des inneren Nutrandes (25) erhalten. Ebenso bleibt die Zylinderfläche (30) bestehen. Folglich wird der Randstreifen (29) des Beutels (5) ebenfalls nicht verformt.

Zum Abschluss des Neckvorganges werden die miteinander verschränkten Blechstreifen zusammengedrückt und nehmen dann die Formgebung nach Fig. 8 an. Dadurch wird der Randstreifen (29) mit den benachbarten Blechteilen, also der zylindrischen Nutwand (25) und dem zylindrischen Randstreifen (30) des Dosenzylinders verspannt. Die Beschichtungen (11 und 12) werden dadurch unter Druck gesetzt und wirken als Dichtungen.

Infolge der im Zusammenhang mit den Fig. 3 und 4 beschriebenen Formgebung des Folienbeutels (5) ergibt sich in der fertigen Dose unter der Quer-schweissung (15) und dem Boden (3), sowie zwischen dem Dosenzylinder (2) und den Teilen des Folienbeutels, welche unter dem Konus (19) liegen und allgemein mit (40) in Fig. 5 bezeichnet sind, ein Zwischenraum (41), in dem eine Treibgasfüllung untergebracht wird. Im allgemeinen wird die Treibgasfüllung durch eine Aussparung im Boden (3) des Dosenzylinders eingebracht, nachdem das Substrat durch die obere Öffnung (42) des Domes in den Folienbeutel eingebracht worden ist. Die Öffnung (42) ist danach mit einem Ventileinsatz verschlossen worden, durch den später das Substrat ausgebracht wird.

Claims

Patentansprüche

1. Geneckte Druckdose (1) mit einem im Dosenzylinder (2) untergebrachten, ein Substrat aufnehmenden Folienbeutel (5), dessen oberer Rand (29) in einem Falz (32-39) befestigt ist, der den Dosenzylinder (2) mit einem Abschlussdom (20) verbindet, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand (29)

des Folienbeutels (5) zwischen der Innenwand (30) des Dosenzylinders und einem anschliessenden Rand (25) des Domes (20) eingeklemmt ist, und dass der eingeklemmte Rand (18) des Folienbeutels im Durchmesser (d) gegenüber dem anschliessenden Beutelzylinder (40) vergrössert, sowie innen (bei 28) an dem Dosenzylinder (2) abgestützt ist.

2. Druckdose nach Anspruch 1, bei der zur Verbindung zwischen Dosenzylinder (2) und Abschlussdom (20) ein Mehrfachfalz (32-39) dient, der von einem Flansch (21) des Dosenzylinders, sowie von den äusseren Teilen (22, 23) einer Ringnut des Domes (20) gebildet wird, in der eine Flachdichtung (24) untergebracht ist, dadurch gekennzeichnet, dass die obere Randkante (26) des Folienbeutels (5) auf der Flachdichtung (24) der Nut (22, 23) abgestützt ist.

3. Druckdose nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eingeklemmte Rand (18) des Folienbeutels (5) den Abschluss eines kegelstumpfförmigen Folienbeutelmantels bildet.

4. Druckdose nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der eingeklemmte Rand (18) des Folienbeutels (5) an dem Beutel gefalzt ist.

5. Druckdose nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Dosenzylinder einen oberen zylindrischen und eingezogenen Rand (30) aufweist, von dem der Flansch (21) für den Mehrfachfalz (32-39) nach aussen vorsteht, und dass der im Durchmesser (d) vergrösserte zylindrische Rand (18) des Folienbeutels (5) an dem eingezogenen Rand (30) des Dosenzylinders abgestützt ist.

6. Druckdose nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienbeutel (5) aus einer beidseitig mit thermoplastischem Kunststoff (11, 12) beschichteten Metallfolie (10) besteht und die Beschichtungen (11,12) zum Ver-schweissen der Beutelnähte (14, 15) und als Dichtung am oberen Beutelrand (29) dienen, welche aussen auf dem Dosenrand (30) und innen auf der inneren Nutwand (25) des Domes (20) dichtet.

7. Verfahren zur Herstellung der Druckdose nach Anspruch 1 und einem der Ansprüche 2 bis 6, bei dem der Dom mit der in der auf dem Nutboden festen Flachdichtung auf dem Dosenzylinderflansch aufgesetzt und der Mehrfachfalz hergestellt, sowie zusammengedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienbeutel (5) so weit in den Dosenzylinder (2) eingeführt wird, dass sein oberer Rand (18) über den Flansch (21) des Dosenzylinders (2) vorsteht, worauf der Dom (20) auf die Randkante (26) des Folienbeutels (5) aufgesetzt und dieser mit dem Dom (20) in den Dosenzylinder (2) geschoben wird, bis der Flansch (21) sich in der Nut (22, 23) des Domes (20) abstützt.

8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der obere Rand (18) des Folienbeutels mit einem Übergangskonus (19) in den Beutelzylinder (40) auf der Innenseite (28) des Dosenzylinders (2) abgestützt und mit diesem kraftschlüssig mit Hilfe des Domes (20) eingeschoben wird.

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

55

60

65

4