Verfahren zur Herstellung von stapelbaren Verschlussmembranen mit hoher Planlage aus Deckelfolien, wobei die Deckelfolien zwei Seiten, eine Oberseite und eine Unterseite, aufweisen und die Deckelfolien als Endlosmaterial oder als Formate mit einer Prägung versehen werden und die Verschlussmembranen aus dem Endlosmaterial oder den Formaten ausgestanzt und gestapelt werden. Ferner betrifft die Erfindung eine Vorrichtung und die Anwendung des Verfahrens.
Es ist bekannt, Behälter, beispielsweise für Nahrungs-, Lebens- und Genussmittel, mit einem Deckel in Form einer Folie oder einer Verschlussmembrane, zu versehen, um den Behälterinhalt vor Ausschütten, Auslaufen, dem Einfluss von Stoffen von aussen und vor Verderb zu schützen. Solche Behälter sind beispielsweise Becher, Schalen, Gobelets, Portionenpackungen usw. Die Deckel sind beispielsweise Folien oder Folienverbunde aus Metallen, Kunststoffen, Papier oder Kombinationen davon. In die Behälter können beispielsweise Milch oder Milchprodukte, wie Dickmilch, Buttermilch, Sauermilch, Sahne, Rahm, Sauerrahm, Quark, Topfen, Yoghurt, Pudding und andere Nahrungs- und Lebensmittel, sowie Speisezubereitungen abgefüllt sein.
In der Praxis besteht eines der Abfüllverfahren darin, dass die Behälter in eine Abfüllstation geliefert werden und die Behälter mit dem Inhalt befüllt werden. Nach dem Befüllen wird der Behälter bedeckelt. Aus einem Deckelvorrat und dabei insbesondere einem Stapel an Deckeln, die bereits auf die endgültige Grösse vorgestanzt worden sind, wird - in der Regel maschinell - ein Deckel gegriffen, mit dem Behälterrand in Übereinstimmung gebracht und am Behälterrand angesiegelt oder angeklebt.
Um eine qualitativ hochwertige Bedeckelung zu gewährleisten und um Betriebsstörungen zu vermeiden, darf jeweils nur ein einzelner Deckel gegriffen und auf den Behälter aufgelegt werden. Der aufgelegte Deckel muss eine hohe Planlage aufweisen, d.h. im Wesentlichen flach und in vollständiger Berührung mit dem Behälterrand aufliegen. Würden zwei oder mehrere Deckel aufeinander liegend in den Verschliessvorgang geraten, würde z.B. die Wärmeeinwirkung des Siegelwerkzeuges nicht mehr genügend und damit die Siegelung unvollständig sein, oder überzählig gegriffene Deckel könnten den Verschliessrhythmus einer Maschine stören. Bei Taktfrequenzen von Sekundenbruchteilen pro Verschliessvorgang wären grosse Maschinentotzeiten und Unproduktivitäten zu erwarten.
Deshalb ist es von grosser Bedeutung, dass die gestapelten Deckel sich mechanisch, wie gegebenenfalls auch von Hand, sicher und schnell von einem Stapel vereinzeln lassen und nicht durch Kohäsionskräfte aneinander haften.
In der Praxis wird dies dadurch erreicht, dass man der Deckelfolie, die vor dem Ausstanzen der Einzeldeckel beispielsweise als Endlosware oder Rollenware oder in Formaten vorliegen kann, eine Prägung verleiht. In der Regel angewendete Prägemuster sind Nadelprägungen, die sogenannte Würmchenprägung oder die Pünktchenprägung. Mit dem Prägevorgang, der fallweise zugleich mit einem Abwickelvorgang von einer Vorratsrolle und weiteren maschinellen Transportvorgängen der Deckelfolie über Rollen und Gleitflächen verbunden ist, kann der fertige, ausgestanzte Deckel eine Biege- oder Rolltendenz aufweisen, die sich aus dem Verstreckungsvorgang vor, nach und während des Prägens und des der Deckelfolie innewohnenden "Erinnerungsvermögens" an die ursprünglich gerollte Lage ergibt.
Diese Biege- und Rolltendenz steht der maschinellen Bedeckelung und dem Verschliessvorgang, wie einem Klebe- oder Siegelvorgang, erheblich entgegen. Der Einzeldeckel oder die Deckelfolie oder die Verschlussmembrane muss demnach eine hohe Planlage aufweisen.
Aufgabe vorliegender Erfindung ist es, ein Verfahren für die Herstellung von aus einem Stapel leicht vereinzelbaren Deckeln oder Verschlussmembranen vorzuschlagen, wobei die Deckel oder Verschlussmembranen eine hohe Planlage und keine oder nur eine geringfügige Biege-, Aufwölb- oder Rolltendenz aufweisen.
Erfindungsgemäss wird dies dadurch erreicht, dass in einem ersten Prägeschritt die Deckelfolie durch ein Prägewalzenpaar geführt wird und eine erste Prägung von der einen Seite her aufgebracht wird und in einem zweiten Prägeschritt die Deckelfolie durch ein zweites Prägewalzenpaar geführt wird und eine zweite Prägung von der anderen Seite her aufgebracht wird und die Prägedrücke des ersten und des zweiten Prägewalzenpaares unabhängig voneinander einstellbar sind und die geprägten und gestanzten Verschlussmembranen kontinuierlich oder taktweise auf ihre Planlage geprüft werden und bei unzureichender Planlage der Druck des ersten oder des zweiten Prägewalzenpaares oder beider Prägewalzenpaare soweit verändert wird, dass sich die Planlage für die nachfolgend geprägten Verschlussmembranen einstellt.
Für vorliegendes Verfahren besonders geeignete Deckelfolien können beispielsweise Kunststoffe, Metalle oder Papier oder Kombinationen davon enthalten. Die Kunststoffe und Metalle werden vorzugsweise in Folienform oder in Form von Folienverbunden angewendet. Das Papier kann beispielsweise kaschiert sein oder Teil eines Folienverbundes darstellen. Die Deckelfolien können bedruckt, mit einem Konterdruck versehen oder durchgefärbt sein und können fallweise Deck- und Schutzlacke aufweisen. Die Kunststoffe können auch als Extru sionsschichten Anwendung finden. Beispielhaft können als Kunststoffe aufgezählt werden Polyolefine, wie Polyethylene und Polypropylene; Polystyrole; Polykarbonate; Polyamide; Polyester, wie Polyethylenterephthalate und Polyvinylchloride.
Die Kunststoffe können als Monofolien oder als Folienverbunde, die Folienverbunde gegebenenfalls auch in Kombination mit Metallfolien oder Papieren angewendet werden. Folienverbunde können durch Kaschieren oder Extrudieren hergestellt sein. Zwischen den Schichten aus Kunststoffen und gegebenenfalls Metallfolien, Papieren etc. können Haftvermittler und Kaschierkleber wie Acrylatkleber oder Ein- oder Zweikomponenten-Polyurethankleber verwendet werden. Um die Deckelfolien undurchlässig für Dämpfe und Gase zu machen, können die Deckelfolien aus den genannten Kunststoffen wenigstens eine Barriere- oder Sperrschicht aus keramischem Material, beispielsweise aus Siliciumoxyden oder Aluminiumoxyden, aufweisen.
Das keramische Material wird insbesondere durch Verdampfung im Vakuum und Abscheidung auf dem Kunststoff auf die Folie in Dicken von beispielsweise 5 bis 500 nm (Nanometer) aufgetragen. Solche Verfahren sind bekannt als Chemical Vapour Deposition (CVD), Physical Vapour Deposition (PVD) oder Sputtern. Es ist möglich, Metallfolien und dabei insbesondere Aluminiumfolien anzuwenden, wobei typische Dicken solcher Metallfolien von 6 bis 100 mu m und vorteilhaft von 8 bis 50 mu m reichen. Die Aluminiumfolien können ein- oder beidseitig mit Kunststoffschichten und/oder Lacken überdeckt sein. Die Metallfolien weisen ebenfalls eine hervorragende Sperrwirkung auf. Beide oder wenigstens eine Seite und dabei bevorzugt die Unterseite einer Deckelfolie, kann eine kalt oder insbesondere heiss siegelfähige Schicht, wie eine Siegelschicht, eine Siegelfolie oder einen Siegellack aufweisen.
Siegelschichten, Siegelfolien und Siegellacke können beispielsweise aus Polyolefinen, wie Polyethylenen oder Polypropylenen, bestehen oder diese Materialien enthalten. Statt der Siegelschicht kann zum späteren Verschliessen eines Behälters ein Klebstoff vorgesehen werden.
Typische Beispiele von Deckelfolien können extrudierte oder coextrudierte Polyesterfolien in einer Dicke von 10 bis 300 mu m enthalten, die beispielsweise auf einer Seite bedruckt und/oder hitzepressfest lackiert sind und die auf der anderen Seite beispielsweise heisssiegellackiert oder mit einer Heisssiegelschicht versehen sind.
Die Deckelfolien können dabei Monofolien oder Folienverbunde aus Polyestern enthalten oder daraus bestehen. Beispiele von Polyestern sind z.B. Polyalkylenterephthalate oder Polyalkylenisophthalate und dabei insbesondere Polyethylenterephthalat, Polypropylenterephthalat, Polybutylenterephthalat, Polymethylenterephthalat Poly-1,4-cyclohexyldimethyloltherephalat oder Polyethylen-2,6-naphthalen-dicarboxylat oder Mischungen davon.
Andere Beispiele von Deckelfolien sind beispielsweise 10 bis 300 mu m dicke Polyolefin-Folien oder orientierte Polyolefin-Folien. Die Polyolefin-Folie oder orientierte Polyolefin-Folie kann auch Teil eines Folienverbundes sein. Eine Seite der Folie oder des Folienverbundes kann frontal oder konterbedruckt und/oder hitzepressfest lackiert sein. Die andere Seite kann mit einer Heisssiegelschicht oder einem Heisssiegellack versehen sein.
Solche Deckelfolien in Form von Monofolien oder Folienverbunden können bevorzugt aus Polypropylen bestehen oder dieses enthalten. Neben dem Polypropylen können auch weitere Polyolefine angewendet werden, wie Polyethylen, lineares oder nicht lineares Polyethylen hoher, mittlerer oder niedriger Dichte, isotaktisches oder ataktisches oder kristallines, teilkristallines oder amorphes Polypropylen, Poly-1-butene usw.
Die Deckelfolien können auch Monofolien oder Folienverbunde sein, enthaltend oder bestehend aus Polyamiden, wie z.B. Polyamid 6, Polyamid 11, Polyamid 12, Polyamid 6,6, Polyamid 6,10, Polyamid 6,12, Polyamid 6-3-T oder Gemischen davon.
Die Deckelfolien können auch Monofolien oder Folienverbunde, enthaltend oder bestehend aus Polystyrolen oder Copolymeren aus Styrol und Butadien, darstellen.
Je nach Anwendung kann die Deckelfolie beispielsweise eine extrudierte oder coextrudierte 40 bis 300 mu m dicke Polystyrol-Folie oder eine orientierte Polystyrol-Folie sein. Die Polystyrol-Folie oder orientierte Polystyrol-Folie kann auch Teil eines Folienverbundes, beispielsweise mit einer Schicht eines Polyethylenterephthalates oder eines Polybutylenterephthalates sein. Die Folie oder der Folienverbund kann auf einer Seite frontal oder konterbedruckt und/oder hitzepressfest lackiert und auf der anderen Seite mit einer Heisssiegelschicht oder einem Heisssiegellack versehen sein.
Somit stellen die Deckelfolien Monofolien oder Folienverbunde als Endlosmaterial oder als Format dar, mit einer Dicke von beispielsweise 10 bis 300 mu m und vorteilhaft 15 bis 50 mu m. Der Schichtaufbau kann beispielsweise eine erste Schicht, welche die Oberseite darstellt, aufweisen. Diese erste Schicht kann beispielsweise ein Druck oder ein Lack oder ein Druck und ein Lack in einer Dicke von beispielsweise 0,01 bis 5 mu m darstellen. Der Schichtaufbau kann eine mittlere Schicht aus einer Monofolie oder einen Folienverbund aus einem der genannten Kunststoffe enthalten. Die mittlere Schicht kann eine Dicke von ca. 10 bis knapp 300 mu m aufweisen. Der Schichtaufbau kann eine dritte Schicht, welche die Unterschicht darstellt und in der Regel eine siegelfähige Schicht in einer Dicke von z.B. 1 bis 50 mu m ist, um fassen.
Vorliegende Erfindung umfasst auch die Verwendung des beschriebenen Verfahrens zur Herstellung solcher Deckelfolien.
Die Deckelfolie weist zwei Seiten auf, nämlich eine Oberseite und eine Unterseite. In der Regel bildet die Oberseite bei der späteren Anwendung der Verschlussmembranen, welche aus den Deckelfolien hergestellt werden, die nach aussen gerichtete Seite der Verschlussmembran an einem Behälter und die Unterseite bildet die gegen den Behälterinnenraum gerichtete Seite.
Die Deckelfolie wird zweckmässig als Endlosmaterial oder in Formaten zur Verfügung gestellt. Das Endlosmaterial wird insbesondere als Rollenware, d.h. als Rolle, Wickel oder Haspel in beliebiger Breite zur Verfügung gestellt, wobei sich die Breite der Rollen, Wickel oder Haspel nach den verfügbaren Verarbeitungsmaschinen richtet. Die Formate können beispielsweise Blätter, Bögen, Streifen oder Abschnitte sein und deren Grösse richtet sich beispielsweise auch nach den verfügbaren Verarbeitungsmaschinen.
Erfindungsgemäss wird die Deckelfolie durch ein erstes und ein zweites Prägewalzenpaar geführt. Die Prägewalzenpaare können gleich aufgebaut sein und aus einer Prägewalze bestehen, welche das positive Prägemuster aufweist und einer Gegenwalze, welche das negative Prägemuster aufweist oder die Gegenwalze kann glatt und aus elastischem Material sein, wobei das positive Prägemuster der Prägewalze während des Prägevorganges das elastische Material der Gegenwalze verformt. Die Prägewalzen können vorzugsweise aus Metall und dabei insbesondere aus Stahl sein. Das Prägemuster kann auf an sich bekannte Weise auf die Prägewalzen aufgebracht werden, wie z.B. durch Prägen, Schleifen, Funkenerosion, Ätzen, Giessen usw. Die Gegenwalze kann frei mit der Prägewalze mitlaufen oder kann durch einen Zwangsantrieb angetrieben werden.
Die Prägewalzenpaare können ein Prägemuster aufweisen, wie ein Würmchenprägemuster, ein Pünktchenprägemuster und bevorzugt ein Nadelprägemuster. Das erste und das zweite Prägewalzenpaar weisen eine Verstellvorrichtung auf, durch welche die Distanz der Prägewalzen zueinander und insbesondere der Druck der Prägewalzen gegeneinander stufenlos eingestellt werden kann. Die Druckerzeugung kann durch mechanische, pneumatische oder hydraulische Mittel erfolgen, wobei eine pneumatische Druckerzeugung bevorzugt wird. Die Steuerung der Druckbeaufschlagung kann von Hand, mechanisch oder elektronisch erfolgen. Die elektronische Steuerung kann mit Signalgebern, welche die Planlage resp. Rolltendenz oder Aufwölbung der jeweils gerade gefertigten Verschlussmembranen erfasst, verbunden sein.
Beispielsweise kann die Deckelfolie zwischen ein erstes Walzenpaar geführt werden, wobei das Walzenpaar eine an die Oberseite der Deckelfolie anliegende Gegendruckwalze und eine an die Unterseite der Deckelfolie anliegende Prägewalze mit dem positiven Prägemuster aufweist. Das zweite Walzenpaar ist in Verarbeitungsrichtung der Deckelfolie nach dem ersten Prägewalzenpaar angeordnet, wobei das zweite Prägewalzenpaar eine Gegendruckwalze, welche der Unterseite der Deckelfolie anliegt und eine Prägewalze mit positivem Prägemuster aufweist, welche der Oberseite der Deckelfolie anliegt. Beispielsweise wird bei Verfahrensbeginn das erste Prägewalzenpaar mit einem, beispielsweise durch Vorversuche oder auf Erfahrungswerten beruhenden Druck angefahren und das zweite Prägewalzenpaar wird mit sehr geringern Druck mitlaufen gelassen.
Der Deckelfolie wird dabei zuerst von unten, dann von oben ein positives Prägemuster aufgedrückt. Unmittelbar anschliessend werden aus der kontinuierlich zulaufenden Deckelfolie die Verschlussmembranen ausgestanzt. An diesen Verschlussmembranen wird dann laufend oder taktweise die Planlage festgestellt und ist die Planlage ungenügend, wird durch Steuerung des Druckes des ersten und/oder des zweiten Walzenpaares für die nachfolgenden Verschlussmembranen die Planlage hergestellt. Die Planlage kann laufend, d.h. an jeder Verschlussmembrane z.B. gleich nach dem Ausstanzen festgestellt werden oder die Planlage kann taktweise, jeweils durch Prüfung eines Musters nach einer vorbestimmten oder willkürlich gewählten Zahl von ausgestanzten Verschlussmembranen, nachgeprüft werden.
Zeigen die Verschlussmembranen eine Aufwölbung der Oberseite, kann beim beschriebenen Verfahrensverlauf der Druck des ersten Walzenpaares reduziert und/oder der Druck des zweiten Walzenpaares erhöht werden. Stellt sich dann die Planlage ein, werden diese Druckverhältnisse der Walzenpaare beibehalten, bis sich eine neuerliche Abweichung von der Planlage ergibt. Zeigen die Verschlussmembranen beispielsweise eine Aufwölbung der Unterseite, d.h. die Oberseite ist konkav und die Unterseite konvex geformt, wird der Druck des ersten Walzenpaares erhöht und der Druck des zweiten Walzenpaares erniedrigt bis wieder eine Planlage der erzeugten Verschlussmembranen hergestellt ist.
Bevorzugt wird der Druck des ersten Walzenpaares möglichst unverändert belassen und die Auf- oder Abwölbung der Verschlussmembranen nur über das zweite Walzenpaar gesteuert, um die Zahl der Parameter möglichst klein zu halten. Wird allein mit der Drucksteuerung des zweiten Walzenpaares eine Planlage der Verschlussmembranen nicht mehr erreicht, kann selbstverständlich der Druck des ersten Walzenpaares mit in die Verfahrensführung einbezogen werden. Die Planlage der Verschlussmembranen kann visuell oder durch mechanisches oder optisches oder elektronisches Abtasten erfolgen und entsprechend kann die Steuerung des Druckes der Walzenpaare von Hand, elektronisch oder elektronisch und unter Zuhilfenahme von Computersteuerungen erfolgen.
Bei den bevorzugten Verfahren nach vorliegender Erfindung werden Prägewalzenpaare, welche eine Nadelprägung erzeugen, eingesetzt. Möglich sind aber auch Würmchen- oder Pünktchenprägungen. Das erste und das zweite Prägewalzenpaar kann auch unterschiedliche Prägungen erzeugen. Zweckmässig kann der Deckelfolie auch durch das erste Walzenpaar eine positive Prägung von der Oberseite der Deckelfolie her und das zweite Prägewalzenpaar eine positive Prägung von der Unterseite der Deckelfolie her verliehen werden.
Bevorzugt erzeugt das zweite Prägewalzenpaar einen höheren Flächendruck auf das Endlosmaterial als das erste Prägewalzenpaar.
Vorteilhaft ist die erste und die zweite Prägung eine Nadelprägung zur Erzeugung eines Nadelprägemusters mit einer Nadeldichte von 1 bis 100 Einprägungen pro cm<2> und einer Einprägetiefe von 5 bis 200 mu m. Die erste Prägung kann von der zweiten Prägung sich unterscheidende Nadeldichten oder unterschiedliche Prägemuster (z.B. Kombination von Nadel- und Würmchen- oder Pünktchenprägung) aufweisen.
Vorliegende Erfindung betrifft auch eine Vorrichtung zum Herstellen von stapelbaren Verschlussmembranen mit hoher Planlage aus Deckelfolien, wobei die Deckelfolien zwei Seiten, eine Oberseite und eine Unterseite aufweisen, und die Deckelfolien als Endlosmaterial oder als Formate mit einer Prägung versehen werden und die Verschlussmembranen aus der Deckelfolie ausgestanzt und gestapelt wird, wobei die Vorrichtung einen Zuführteil für die Deckelfolie zu den Mitteln zum Prägen, Mittel zum Prägen der Deckelfolie und Mittel zum Ausstanzen und Stapeln der Verschlussmembranen aufweist. Erfindungsgemäss sind die Mittel zum Prägen der Deckelfolie zwei Walzenpaare, wobei jedes Prägewalzenpaar eine Verstellvorrichtung zum individuellen Steuern des Anpressdruckes der Walzenpaare aufweist.
Der Zuführteil kann für Endlosmaterial eine Abhaspel- oder Abwickelvorrichtung für Rollenware sein oder kann für Formate eine Greifvorrichtung sein.
Zur Erzeugung des Prägedruckes werden mechanische, hydraulische oder pneumatische Mittel angewendet. Die Prägewalzen können daher durch Gewindestangen, durch Gestänge oder durch Federn, durch hydraulisch oder pneumatisch beaufschlagte Druckzylinder usw. gegeneinander gepresst werden. Der Prägedruck der Prägewalzenpaare wird vorteilhaft zwischen 0 und 25 bar reguliert, wobei eine pneumatische Regulierung bevorzugt wird.
Die Prägewalzen können eine Breite von beispielsweise unter 100 bis über 1000 mm aufweisen, wobei in der Praxis vor allem mit Prägewalzenbreiten von etwa 200 bis 400 mm gearbeitet wird. Der Durchmesser der Prägewalzen kann beispielsweise von 30 bis 300 mm betra gen. Anstelle der Prägewalzen ist es sinngemäss auch möglich, besonders für Formate, Prägeplattenpaare einzusetzen.
Die nach dem Verfahren vorliegender Erfindung hergestellten Verschlussmembranen weisen eine hohe Planlage auf und können leicht gestapelt, gelagert und dann vereinzelt werden, d.h. die Einzeldeckel resp. Verschlussmembranen können dem Stapel entnommen und beispielsweise maschinell verarbeitet werden. Die maschinelle Verarbeitung kann das maschinelle Verschliessen von Behältern wie Bechern, Schalen, Menuschalen, Portionenschalen, Gobelets, Portionenpackungen usw. sein, wobei die Behälter mit Nahrungs, Lebens- oder Genussmitteln befüllt sein können. Zu diesen Produkten gehören beispielsweise Milch oder Milchprodukte wie Dickmilch, Buttermilch, Sauermilch, Sahne, Rahm, Sauerrahm, Quark, Topfen, Yoghurt, Butter, Pudding und andere Speisezubereitungen. Das Verschliessen kann einen Siegel-, Heisssiegel- oder Klebevorgang darstellen.
Das Prägemuster an den Verschlussmembranen erzeugt einen Luftspalt zwischen den einzelnen Verschlussmembranen. Dieser Luftspalt verhindert eine Bindung durch Kohäsion zwischen den einzelnen Verbundmembranen und ermöglicht somit eine leichte Vereinzelung der gestapelten Verschlussmembranen.
Process for the production of stackable closure membranes with a high flatness from cover films, the cover films having two sides, an upper side and a lower side, the cover films being embossed as continuous material or as formats and the closure membranes being punched out and stacked from the endless material or the formats will. The invention further relates to a device and the application of the method.
It is known to provide containers, for example for foodstuffs, foodstuffs and luxury foods, with a lid in the form of a film or a sealing membrane, in order to protect the contents of the container from spilling, leakage, the influence of substances from outside and from spoilage. Such containers are, for example, cups, bowls, tapestries, portion packs, etc. The lids are, for example, foils or foil composites made of metals, plastics, paper or combinations thereof. Milk or milk products such as thick milk, buttermilk, sour milk, cream, cream, sour cream, curd cheese, curd cheese, yoghurt, pudding and other foodstuffs and food preparations, as well as food preparations, can be filled into the containers.
In practice, one of the filling methods is that the containers are delivered to a filling station and the containers are filled with the contents. After filling, the container is covered. From a supply of lids and in particular a stack of lids that have already been pre-punched to the final size, a lid is gripped - as a rule by machine -, brought into line with the edge of the container and sealed or glued to the edge of the container.
In order to guarantee a high-quality cover and to avoid malfunctions, only a single cover may be gripped and placed on the container. The lid placed on it must have a high flatness, i.e. lie essentially flat and in full contact with the edge of the container. If two or more lids were placed on top of one another in the closing process, e.g. the heat from the sealing tool is no longer sufficient and the sealing may be incomplete, or excessively gripped lids could disrupt the closing rhythm of a machine. At cycle frequencies of fractions of a second per closing process, long machine dead times and unproductivities would be expected.
It is therefore very important that the stacked lids can be mechanically and safely separated from a stack mechanically, as well as by hand, if necessary, and that they do not adhere to one another through cohesive forces.
In practice, this is achieved by embossing the cover film, which can be present, for example, as continuous goods or in rolls or in formats before the individual covers are punched out. Embossing patterns that are usually used are needle embossing, the so-called worm embossing or the dot embossing. With the embossing process, which is occasionally connected to an unwinding process from a supply roll and further mechanical transport processes of the cover film via rollers and sliding surfaces, the finished, punched-out cover can have a bending or rolling tendency that results from the stretching process before, after and during the Embossing and the "memory" inherent in the lid film to the originally rolled position.
This bending and rolling tendency stands in the way of mechanical covering and the closing process, such as an adhesive or sealing process. The individual cover or the cover film or the sealing membrane must therefore have a high flatness.
The object of the present invention is to propose a method for the production of lids or closure membranes which can be easily separated from a stack, the lids or closure membranes having a high flatness and no or only a slight tendency to bend, bulge or roll.
According to the invention, this is achieved in that in a first stamping step the cover film is passed through a pair of stamping rollers and a first stamping is applied from one side and in a second stamping step the cover film is guided through a second stamping roller pair and a second stamping from the other side is applied here and the embossing pressures of the first and second embossing roller pairs can be set independently of one another and the embossed and punched sealing membranes are checked continuously or intermittently for their flatness and, if the flatness is inadequate, the pressure of the first or second embossing roller pair or both embossing roller pairs is changed to such an extent that the flatness for the following embossed sealing membranes is established.
Cover films which are particularly suitable for the present process can contain, for example, plastics, metals or paper or combinations thereof. The plastics and metals are preferably used in film form or in the form of film composites. The paper can, for example, be laminated or be part of a film composite. The cover foils can be printed, provided with a counterprint or colored through and can occasionally have top and protective lacquers. The plastics can also be used as extrusion layers. Polyolefins, such as polyethylenes and polypropylenes; Polystyrene; Polycarbonates; Polyamides; Polyesters such as polyethylene terephthalates and polyvinyl chlorides.
The plastics can be used as monofilms or as film composites, the film composites optionally also in combination with metal foils or papers. Foil composites can be produced by lamination or extrusion. Adhesion promoters and laminating adhesives, such as acrylate adhesives or one- or two-component polyurethane adhesives, can be used between the layers of plastics and possibly metal foils, papers, etc. In order to make the cover films impermeable to vapors and gases, the cover films made of the plastics mentioned can have at least one barrier or barrier layer made of ceramic material, for example made of silicon oxides or aluminum oxides.
The ceramic material is applied in particular by evaporation in a vacuum and deposition on the plastic onto the film in thicknesses of, for example, 5 to 500 nm (nanometers). Such methods are known as chemical vapor deposition (CVD), physical vapor deposition (PVD) or sputtering. It is possible to use metal foils and in particular aluminum foils, typical thicknesses of such metal foils ranging from 6 to 100 μm and advantageously from 8 to 50 μm. The aluminum foils can be covered on one or both sides with plastic layers and / or lacquers. The metal foils also have an excellent barrier effect. Both or at least one side, and preferably the underside of a cover film, can have a cold or in particular hot sealable layer, such as a sealing layer, a sealing film or a sealing wax.
Sealing layers, sealing foils and sealing lacquers can consist, for example, of polyolefins, such as polyethylenes or polypropylenes, or contain these materials. Instead of the sealing layer, an adhesive can be provided for closing a container later.
Typical examples of cover foils can contain extruded or coextruded polyester foils with a thickness of 10 to 300 μm, which are, for example, printed on one side and / or lacquered in a heat-resistant manner and which are, for example, heat-sealed lacquered or provided with a heat-sealing layer.
The cover films can contain or consist of monofilms or film composites made of polyesters. Examples of polyesters are e.g. Polyalkylene terephthalates or polyalkylene isophthalates, and in particular polyethylene terephthalate, polypropylene terephthalate, polybutylene terephthalate, polymethylene terephthalate, poly-1,4-cyclohexyldimethylol terephthalate or polyethylene-2,6-naphthalene dicarboxylate or mixtures thereof.
Other examples of cover films are, for example, 10 to 300 μm thick polyolefin films or oriented polyolefin films. The polyolefin film or oriented polyolefin film can also be part of a film composite. One side of the film or the film composite can be frontally or counter-printed and / or heat-resistant coated. The other side can be provided with a heat seal layer or a heat seal lacquer.
Such cover films in the form of monofilms or film composites can preferably consist of or contain polypropylene. In addition to polypropylene, other polyolefins can also be used, such as polyethylene, linear or non-linear high, medium or low density polyethylene, isotactic or atactic or crystalline, partially crystalline or amorphous polypropylene, poly-1-butenes, etc.
The cover films can also be monofilms or film composites containing or consisting of polyamides, such as e.g. Polyamide 6, polyamide 11, polyamide 12, polyamide 6.6, polyamide 6.10, polyamide 6.12, polyamide 6-3-T or mixtures thereof.
The cover films can also be monofilms or film composites containing or consisting of polystyrenes or copolymers of styrene and butadiene.
Depending on the application, the cover film can be, for example, an extruded or coextruded 40 to 300 μm thick polystyrene film or an oriented polystyrene film. The polystyrene film or oriented polystyrene film can also be part of a film composite, for example with a layer of a polyethylene terephthalate or a polybutylene terephthalate. The film or the film composite can be frontally or counter-printed and / or heat-resistant coated on one side and provided with a heat seal layer or a heat seal lacquer on the other side.
The cover films thus represent monofilms or film composites as continuous material or as a format, with a thickness of, for example, 10 to 300 μm and advantageously 15 to 50 μm. The layer structure can have, for example, a first layer, which represents the upper side. This first layer can represent, for example, a print or a varnish or a print and a varnish in a thickness of, for example, 0.01 to 5 μm. The layer structure can contain a middle layer made of a monofilm or a film composite made of one of the plastics mentioned. The middle layer can have a thickness of approximately 10 to almost 300 μm. The layer structure can be a third layer, which represents the underlayer and usually a sealable layer with a thickness of e.g. Is 1 to 50 µm to grasp.
The present invention also includes the use of the method described for the production of such cover films.
The cover film has two sides, namely a top and a bottom. As a rule, when the closure membranes which are produced from the cover films are subsequently used, the top forms the outward side of the closure membrane on a container and the underside forms the side directed towards the interior of the container.
The lidding film is expediently provided as a continuous material or in formats. The continuous material is especially rolled up, i.e. provided as a roll, reel or reel in any width, the width of the reel, reel or reel depending on the available processing machines. The formats can be sheets, sheets, strips or sections, for example, and their size also depends on the processing machines available.
According to the invention, the cover film is passed through a first and a second pair of embossing rollers. The embossing roller pairs can be constructed identically and consist of an embossing roller which has the positive embossing pattern and a counter roller which has the negative embossing pattern or the counter roller can be smooth and made of elastic material, the positive embossing pattern of the embossing roller during the embossing process being the elastic material of the Counter roll deformed. The embossing rollers can preferably be made of metal and in particular steel. The embossing pattern can be applied to the embossing rollers in a manner known per se, e.g. through embossing, grinding, spark erosion, etching, casting etc. The counter roller can run freely with the embossing roller or can be driven by a positive drive.
The embossing roller pairs can have an embossing pattern, such as a worm embossing pattern, a dot embossing pattern, and preferably a needle embossing pattern. The first and the second pair of embossing rollers have an adjusting device, by means of which the distance of the embossing rollers to one another and in particular the pressure of the embossing rollers against one another can be set continuously. The pressure can be generated by mechanical, pneumatic or hydraulic means, with pneumatic pressure being preferred. The pressurization can be controlled manually, mechanically or electronically. The electronic control can with signal transmitters, which the flatness resp. Rolling tendency or bulge of the sealing membranes just manufactured are connected.
For example, the cover film can be guided between a first pair of rollers, the pair of rolls having a counter-pressure roller lying against the top of the cover film and an embossing roller with the positive embossing pattern lying against the underside of the cover film. The second pair of rollers is arranged in the processing direction of the lid film after the first pair of embossing rollers, the second pair of embossing rollers having a counter-pressure roller which abuts the underside of the lid foil and has an embossing roller with a positive embossing pattern which abuts the top of the lid foil. For example, at the start of the process, the first pair of embossing rollers is started with a pressure based, for example, on preliminary tests or on empirical values, and the second pair of embossing rollers is run at very low pressure.
A positive embossing pattern is first pressed on the cover film from below, then from above. Immediately afterwards, the sealing membranes are punched out of the continuously tapered cover film. The flatness of these sealing membranes is then determined continuously or intermittently and if the flatness is insufficient, the flatness is produced for the subsequent sealing membranes by controlling the pressure of the first and / or the second pair of rollers. The flatness can continuously, i.e. on each sealing membrane e.g. can be determined immediately after the punching out or the flatness can be checked periodically, in each case by checking a sample according to a predetermined or arbitrarily selected number of punched-out sealing membranes.
If the sealing membranes show a bulge on the upper side, the pressure of the first pair of rollers can be reduced and / or the pressure of the second pair of rollers can be increased in the process described. If the flatness then arises, these pressure ratios of the roller pairs are maintained until there is another deviation from the flatness. If the sealing membranes show, for example, a bulge on the underside, i.e. the upper side is concave and the lower side is convex, the pressure of the first pair of rollers is increased and the pressure of the second pair of rollers is reduced until a flatness of the sealing membranes produced is again achieved.
The pressure of the first pair of rollers is preferably left unchanged as far as possible and the upward or downward curvature of the sealing membranes is controlled only via the second pair of rollers in order to keep the number of parameters as small as possible. If a flat position of the sealing membranes is no longer achieved with the pressure control of the second pair of rollers, the pressure of the first pair of rollers can of course be included in the process. The flatness of the sealing membranes can be done visually or by mechanical or optical or electronic scanning and accordingly the pressure of the roller pairs can be controlled manually, electronically or electronically and with the aid of computer controls.
In the preferred methods according to the present invention, pairs of embossing rollers which generate a needle embossing are used. Worm or dot embossing is also possible. The first and the second pair of embossing rollers can also produce different embossings. Advantageously, the cover film can also be given a positive embossing from the top of the cover film by the first pair of rollers and a positive embossing from the underside of the cover film by the second pair of embossing rolls.
The second pair of embossing rollers preferably generates a higher surface pressure on the continuous material than the first pair of embossing rollers.
The first and the second embossing are advantageously a needle embossing for producing a needle embossing pattern with a needle density of 1 to 100 embossings per cm 2 and an embossing depth of 5 to 200 μm. The first embossing can have different needle densities or different embossing patterns (e.g. combination of needle and worm or dot embossing).
The present invention also relates to a device for producing stackable closure membranes with high flatness from cover films, the cover films having two sides, an upper side and a lower side, and the cover films being embossed as continuous material or as formats and the sealing membranes being punched out of the cover film and is stacked, the device having a feed part for the cover film to the means for embossing, means for embossing the cover film and means for punching out and stacking the closure membranes. According to the invention, the means for embossing the cover film are two pairs of rollers, each pair of embossing rollers having an adjusting device for individually controlling the contact pressure of the pairs of rollers.
The feed part can be a decoiler or unwinding device for rolled goods for continuous material or can be a gripping device for formats.
Mechanical, hydraulic or pneumatic means are used to generate the embossing pressure. The embossing rollers can therefore be pressed against one another by threaded rods, by rods or by springs, by hydraulically or pneumatically actuated pressure cylinders, etc. The embossing pressure of the embossing roller pairs is advantageously regulated between 0 and 25 bar, with pneumatic regulation being preferred.
The embossing rollers can have a width of, for example, less than 100 to more than 1000 mm, and in practice, embossing roller widths of approximately 200 to 400 mm are used in particular. The diameter of the embossing rollers can be, for example, from 30 to 300 mm. Instead of the embossing rollers, it is also analogously possible to use pairs of embossing plates, particularly for formats.
The sealing membranes produced by the method of the present invention have a high flatness and can be easily stacked, stored and then separated, i.e. the single lid resp. Sealing membranes can be removed from the stack and processed, for example, by machine. The mechanical processing can be the mechanical closing of containers such as cups, trays, menu trays, portion trays, tapestries, portion packs etc., it being possible for the containers to be filled with food, foodstuffs or luxury foods. These products include, for example, milk or milk products such as thick milk, buttermilk, sour milk, cream, cream, sour cream, curd cheese, curd cheese, yoghurt, butter, pudding and other food preparations. The closing can be a sealing, heat sealing or gluing process.
The embossed pattern on the sealing membranes creates an air gap between the individual sealing membranes. This air gap prevents binding through cohesion between the individual composite membranes and thus enables the stacked sealing membranes to be separated easily.