DE10000143B4

DE10000143B4 - Verfahren zur Herstellung einer bebilderten Wärmflasche und Wärmflasche

Info

Publication number: DE10000143B4
Application number: DE2000100143
Authority: DE
Inventors: Hugo Frosch
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2000-01-04
Filing date: 2000-01-04
Publication date: 2006-04-27
Anticipated expiration: 2020-01-05
Also published as: DE10000143A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung einer bebilderten Wärmflasche, wobei Vorder- und Rückteil aus Thermoplast durch Spritzgießen mit einem Formwerkzeug (1) hergestellt werden, wobei die dreidimensionale Raumform der herzustellenden Wärmflaschenteile durch ein Negativ mit zumindest einem räumlich gekrümmten Randbereich (4) und zumindest einer ebenen Grundfläche (2) erzeugt werden, und die Bebilderung der Wärmflasche durch mindestens eine, in das Formwerkzeug (1) eingelegte, Folie (5) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) so auf das Formwerkzeug (1) aufgelegt wird, daß sich auf der Seite, auf der die Folie aufgelegt wird, ein umlaufender Saum (9) ergibt, der frei von Folie (5) ist und anschließend Vorder- und Rückteil an diesem umlaufenden Saum (9) verschweißt werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer bebilderten Wärmflasche, wobei Vorder- und Rückteil aus Thermoplast durch Spritzgießen mit einem Formwerkzeug hergestellt werden, wobei die dreidimensionale Raumform der herzustellenden Wärmflaschenteile durch ein Negativ mit zumindest einem räumlich gekrümmten Randbereich und zumindest eine ebene Grundfläche erzeugt werden, und die Bebilderung der Wärmflasche durch mindestens eine, in das Formwerkzeug eingelegte, Folie erzeugt wird. Weiterhin betrifft die Erfindung eine bebilderte Wärmflasche, die nach einem solchen Verfahren hergestellt wird.

Aus der Offenlegungsschrift DE 197 30 798 A1 ist es bekannt, eine bebilderte Wärmflasche mittels eines Spritzverfahrens herzustellen, indem eine bebilderte Folie in ein Spritzwerkzeug eingelegt wird, so daß beim Spritzen der beiden Wärmflaschenteile sich die Folie mit der Oberfläche eines der beiden Wärmflaschenteile verbindet und anschließend die Folie und die Wärmflaschenteile randseitig miteinander verschweißt werden.

Ein Problem bei dieser Herstellung einer bebilderten Wärmflasche besteht darin, daß die so erzeugte bebilderte Wärmflasche Fehlstellen an der Oberfläche der Bebilderung aufweist, wobei die Oberfläche besonders an diesen Fehlstellen dazu neigt, sich vom Flaschenkörper zu lösen, insbesondere wenn der Flaschenkörper einer Walkbewegung ausgesetzt ist.

Außerdem wird bei starker Faltenbildung der optische Eindruck der Wärmflasche teilweise so stark vermindert, daß ein Verkauf nicht möglich ist.

Ergänzend wird zum Stand der Technik auf die folgenden Schriften verwiesen:
DE 298 12 124 U1 : Diese Schrift zeigt ebenfalls eine bebilderte Wärmflasche, die durch randseitiges Verschweißen von Vorder- und Rückteil hergestellt wird, jedoch reicht die Foleie zur Bebilderung in den Randbereich hinein und erzeugt daher die oben beschriebenen Probleme.

DE 195 30 696 A1 : Hier wird konkret eine, durch Spritzverfahren hergestellte, Babyflasche gezeigt, die durch eine bedruckte Folie innen oder außen bebildert ist, wobei die Folie während des Herstellungsprozesses der Flasche aufgebracht wird.

DE 85 04 306 U1 : Dieses Gebrauchsmuster zeigt eine Wärmflasche, die zur besseren Wärmerückhaltung auf einer oder beiden Seiten der Wärmflasche eine zusätzliche Isolierschicht aufweist.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Herstellungsverfahren für eine bebilderte Wärmflasche und eine bebilderte Wärmflasche zu finden, bei der die oben geschilderten Fehlstellen der Oberfläche im Bereich der Bebilderung beim Verschweißen von spritzgegossenen Vorder- und Rückteilen vermieden werden.

Die Aufgabe der Erfindung wird durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 4 gelöst.

Der Erfinder hat folgendes erkannt:
Bei dem bekannten Herstellungsverfahren aus der DE 197 30 798 A1 wird die bebilderte Folie zusammen mit den beiden spritzgegossenen Teilen der Wärmflasche randseitig verschweißt. Dieses Verschweißen soll dazu dienen, daß die Folie sich auch bei einer mechanischen Belastung der Wärmflasche, beispielsweise durch Walkarbeit, nicht von dem Grundkörper der Wärmflasche löst und so dauerhaft mit diesem verbunden bleibt. Hierzu ist es notwendig, daß die Folie bei der Herstellung so in die Spritzform eingelegt wird, daß die Ränder der Folie sich in den Bereich der Schweißnaht, das heißt also in den äußersten Randbereich des Spritzgußteiles erstrecken. Beim Zusammenschweißen der beiden Spritzgußteile der Wärmflasche werden dann nicht nur die beiden Spritzgußteile, sondern auch die außenliegende Folie miteinander verschweißt, so daß eine Ablösung der Folie vom Randbereich ausgehend verhindert wird.

Da die Spritzform der Wärmflasche allerdings regelmäßig einen aus der Ebene gewölbten Randbereich aufweist, während die Folie selbst nur eben ausgebildet ist, kommt es beim Einlegen der Folie in die Spritzform, aufgrund der unterschiedlichen räumlichen Ausbildung von Form und Folie, zu einer Faltenbildung der Folie im Bereich der räumlichen Krümmungen der Spritzform. Diese Falten führen dann beim Herstellungsprozeß zu Fehlstellen, in denen die Folie Falten aufweist, die zum Teil nicht mit dem Grundkörper der Wärmflasche verbunden sind und die sich bei einer Walkarbeit des Grundkörpers von diesem lösen können. Bei ungünstiger Konstellation kann es beim Spritzen sogar zu einem Wegschwemmen der Folie kommen, oder das Spritzgut verteilt sich so, daß die Folie zum Teil auf der inneren Seite und zum Teil auf der äußeren Seite der Wärmflaschenhälfte liegt.

Im übrigen ist es durch dieses Problem, daß eine ebene Folie nicht faltenfrei auf eine, in mehreren Ebenen gekrümmte Oberfläche aufzulegen ist, auch kaum möglich, das Einlegen der Folie in die Form zu automatisieren und es wird eine entsprechend teuere Handarbeit bei der Fertigung solcher Wärmflaschen notwendig.

Ein weiteres herstellungstechnisches Problem bei der Herstellung der Wärmflasche durch die Spritzgußtechnik entsteht dadurch, daß es aufgrund der teilweise gekrümmt ausgebildeten Oberfläche des Spritzgußform, der an sich ebenen Folie und der hierdurch nicht ausreichenden Anlage der Folie beim Überspritzen leicht zum Unterwandern der Folie durch das Spritzgut kommt. Dadurch wird die Folie verschoben und es kann die oben beschriebene Faltenbildung entstehen, die zu einer unsauberen Oberfläche der Wärmflasche führt.

Der Erfinder löst nun die oben genannten Probleme dadurch, daß er die ebene Folie nicht mehr in den gekrümmten Bereich der Wärmflaschenform hineinragen läßt, sondern lediglich auf die ebene Grundfläche der Spritzgußform auflegt. Hierdurch wird einerseits erreicht, daß sich eine hervorragende Planlage der Folie auf dem Formwerkzeug ergibt. Da nun eine fehlstellenfreie Verbindung der Oberfläche des Grundkörpers der Wärmflasche mit der Folie erzeugt werden kann, besteht auch nicht mehr die Gefahr, daß sich die Folie durch Walkarbeit vom Grundkörper ablöst. Hierdurch kann auch auf ein randseitiges Verschweißen der Folie mit dem Grundkörper der Wärmflasche verzichtet werden.

Vorteilhaft erweist sich dieses neue Verfahren auch bezüglich eines verbesserten Recyclings. Es entsteht nämlich bei der Herstellung im Spritzgußverfahren beim randseitigen Verschweißen der Wärmeflaschenteile ein ca. 5-8mm breiter Materialrand, der abgeschnitten wird. Im bisher bekannten Herstellungsverfahren ist dieser Rand mit der bedruckten Folie untrennbar verbunden und kann aufgrund seiner Materialvermischung nicht mehr wiederverwertet werden. Im erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren ist der Rand frei von Folienanteilen und kann daher problemlos wieder in den Produktionskreislauf zurückführt werden. Dadurch wird beim erfindungsgemäßen Herstellungsprozeß etwa 5% Material eingespart.

Insgesamt wird also aufgrund der besseren Planlage der Folie auf dem Formwerkzeug nun auch ein automatisiertes Einlegen der Folie im Herstellungsverfahren möglich, wodurch auf die kostenintensive Handarbeit im Herstellungsverfahren verzichtet werden kann. Im übrigen wird durch das erfindungsgemäße Verfahren auch vermieden, daß die eingelegte Folie beim Herstellungsverfahren verrutscht und somit kostenintensiver Ausschuß erzeugt wird.

Entsprechend dem oben geschilderten Erfindungsgedanken schlägt der Erfinder vor, das Verfahren zur Herstellung einer bebilderten Wärmflasche, wobei Vorder- und Rückteil aus Thermoplast durch Spritzgießen mit einem Formwerkzeug hergestellt werden, wobei die dreidimensionale Raumform der herzustellenden Wärmflaschenteile durch ein Negativ mit zumindest einem räumlich gekrümmten Randbereich und zumindest eine ebene Grundfläche erzeugt werden, und die Bebilderung der Wärmflasche durch mindestens eine, in das Formwerkzeug eingelegte, Folie erzeugt wird, dahingehend zu verbessern, daß die mindestens eine Folie so auf das Formwerkzeug aufgelegt wird, daß sich ein umlaufender Saum ergibt, der frei von Folie ist und anschließend Vorder- und Rückteil an diesem umlaufenden Saum verschweißt werden.

Eine verbesserte Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens sieht vor, daß die mindestens eine Folie so auf das Formwerkzeug aufgelegt wird, daß sich diese ausschließlich über die zumindest eine eben ausgebildete Grundfläche des Formwerkzeuges erstreckt.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung des Verfahrens sieht vor, daß die mindestens eine Folie beim Auflegen auf das Formwerkzeug über ihre gesamte Fläche formschlüssig und ohne Zwischenraum auf der Oberfläche des Formwerkzeuges aufliegt.

Besonders vorteilhaft kann das Herstellungsverfahren dahingehend ausgebildet werden, daß die Kontur der mindestens einen Folie der Kontur der Grundfläche des Formwerkzeuges nachgebildet ist. Durch dieses Ausgestaltung des Verfahrens wird erreicht, daß beim automatischen Einlegen der Folie in das Formwerkzeug ein Verrutschen der Folie beim Einspritzen des Thermoplast oder beim Hinzufügen des Grundkörpers besonders gut vermieden werden kann.

Eine besondere Ausgestaltung des Herstellungsverfahrens sieht vor, daß gegebenenfalls innerhalb der Grundfläche des Formwerkzeuges vorhandene Erhebungen und/oder Vertiefungen in der mindestens einen Folie ausgespart werden. Hierdurch wird auch an diesen Stellen eine Verwerfung der Folie vermieden.

Entsprechend dem Erfindungsgedanken schlägt der Erfinder auch eine Wärmflasche vor, die nach einem der oben geschilderten Verfahren hergestellt ist, wobei die mindestens eine Folie transparent oder opak, oder auch elastisch ausgebildet sein kann. Außerdem kann die Folie in an sich bekannter Weise bedruckt sein.

Eine besondere Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß die mindestens eine Folie aus Thermoplast besteht.

Es ist weiterhin anzumerken, daß das Problem des Ablösens der Folie und des Unterspritzens beim Spritzgußverfahren hauptsächlich daher rührt, daß für eine wirtschaftliche Produktionsweise die beiden Wärmflaschenhälften, die dann zu einer Wärmflasche verschweißt werden, gleichzeitig gespritzt werden und daher das Spritzgut parallel zur Grundfläche, vorzugsweise vom Trichter her, eingespritzt wird. Das Einspritzen senkrecht zur Grundfläche und etwa mittig würde einen zu hohen technischen Aufwand bei der Zuführung des Spritzgutes erfordern.

In der nachfolgenden Beschreibung wir die Erfindung anhand eines bevorzugten Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben.
1: Formwerkzeug in der Draufsicht;
2: Formwerkzeug im Schnitt A-A;
3: Querschnitt durch eine Wärmflasche;
4: Draufsicht auf die Wärmflasche;
5: Längsschnitt durch die Wärmflasche.
Die 1 und 2 zeigen ein Formwerkzeug 1 zur Herstellung der erfindungsgemäßen Wärmflasche in unterschiedlicher Darstellung.
Die 1 zeigt das konkave Formwerkzeug 1 in der Draufsicht und die 2 zeigt das konkave Formwerkzeug 1 im Schnitt A-A.
Das Formwerkzeug 1 verfügt in der Kontur für die herzustellende Wärmflasche über eine ebene Grundfläche 2, die randseitig durch die Linie 4 begrenzt wird und von da aus der Ebene heraus umlaufend über eine sich in den Raum erstreckende Krümmung aufweist. Es weisen also alle Schnittebenen, die senkrecht zur Grundfläche 2 stehen, eine konkave Form auf.
Im bekannten Stand der Technik wird eine, mit der Wärmflasche zu verbindende Folie, so in die konkave Form eingelegt, daß die Randbereiche der Folie in die Krümmung der Form hineinreichen, um diese später dort mit dem Grundkörper der Wärmflasche zu verschweißen. Aufgrund der räumlichen Krümmung der Form und der Flächigkeit der Folie kommt es zu einer Faltenbildung der Folie und den oben beschriebenen Problemen aufgrund dieser Faltenbildung. Es ist noch anzumerken, daß diese Faltenbildung nicht entsteht, wenn die Form lediglich in einer Ebene gekrümmt ist, wie es beispielsweise bei einer zylindrischen Form der Fall ist. In diesem Fall entsteht auch in den gekrümmten Bereichen keine Faltenbildung, jedoch ist dies nicht Gegenstand der Erfindung.
Um die Probleme der Faltenbildung zu lösen, wird erfindungsgemäß die mit der Wärmflasche zu verbindende Folie 5 ausschließlich in den ebenen Bereich 2 des Formwerkzeuges 1 eingelegt, so daß die Folie formschlüssig auf dieser Ebene aufliegen kann. Zur Sicherheit kann – wie in der 1 dargestellt – ein Abstand 6 zwischen dem Beginn der Krümmung 4 und dem Ende der Folie 5 eingehalten werden. Auf jeden Fall darf die Folie 5 keinesfalls in die Krümmung des Formwerkzeuges 1 hineinragen, so daß sich hier keine Falten bilden können und auch ein Unterspritzen der Folie 5 vermieden wird.
Entsprechend dem erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren wird also die Folie 5 auf die Grundfläche 2 so aufgelegt, daß zumindest der räumlich gekrümmte Bereich außerhalb der Linie 4 frei von Folie 5 ist und sich auf diese Weise nach dem Spritzen der Wärmflasche ein umlaufender Saum ergibt, in dem sich keine Folie befindet.
Zur Herstellung einer Wärmflasche mit Hilfe des Spritzverfahrens werden ein Vorderteil und ein Rückteil der Wärmflasche gespritzt und anschließend das Vorder- und das Rückteil aufeinandergelegt und randseitig verschweißt, wobei der Schweißvorgang die Folie nicht berührt.
Die 3 bis 5 zeigen verschiedene Schnitte durch die erfindungsgemäß hergestellte Wärmflasche.
Die 3 zeigt einen Querschnitt durch die Wärmflasche. Die Wärmflasche besteht aus einem Grundkörper 8, der eine ebene Grundfläche 11 und randseitig einen gekrümmten Saum aufweist. Auf den Außenflächen der jeweils im unbelasteten Zustand ebenen Grundfläche 11 ist die Folie 5 fixiert.
Die 4 zeigt eine entsprechende Draufsicht auf die erfindungsgemäße Wärmflasche. Hierbei ist der randständige Saum 9 zu erkennen, der frei von der bebilderten Folie 5 ist, während die eben ausgebildete Grundfläche hier paßgenau mit der Folie 5 belegt ist.
Die 5 zeigt einen Längsschnitt durch die erfindungsgemäße Wärmflasche, wobei hier die Bebilderung der Wärmflasche durch die Folie 5 auf der rechten Seite außen angebracht ist, während auf der linken Seite die bebilderte Folie 5 auf der Innenseite der Wärmflasche angebracht ist. In diesem Fall wird das Material des Grundkörpers 8 der Wärmflasche transparent ausgeführt, so daß das Motiv, das auf der Folie 5 dargestellt ist, von außen zu erkennen ist.
Es liegt natürlich auch im Rahmen der Erfindung, die Wärmflasche lediglich einseitig mit einer Folie zu belegen und damit auch nur einseitig zu bebildern.
Als Folie 5 wird hier bevorzugt eine bedruckte Thermoplastfolie verwendet, deren Druck auf der Seite des Grundkörpers der Wärmflasche aufgebracht ist und anschließend mit einem Siebdrucklack versiegelt wurde. Durch diesen Überzug mit Siebdrucklack entsteht eine besonders gute Verbindung zwischen dem Grundkörper der Wärmflasche und der bebilderten Folie.
Vorzugsweise werden einkomponentige, lösungsmittelbasierte Farben ohne Härterzugabe verwendet, wobei jeder Farbaufbau mit einem lösungsmittelhaltigen Siebdrucklack abgeschlossen wird.

Der Siebdrucklack weist vorzugsweise die folgende Zusammensetzung auf:

40-45 Gew.-%	4-Hydroxy-4Methyl-Pentan-2-ON CAS-Nummer: 123-42-2
20-25 Gew.-%	Lösungsmittelnaphta (Erdöl), leicht aromatische CAS-Nummer: 64742-95-6
15-20 Gew.-%	2-Butoxy-Ethylacetat CAS-Nummer: 112-07-2

1: Formwerkzeug
2: ebene Grundfläche
4: Linie/Krümmung
5: Folie
6: Abstand
7: Form für Einfülltrichter
8: Grundkörper
9: Saum
11: ebene Grundfläche

Claims

Verfahren zur Herstellung einer bebilderten Wärmflasche, wobei Vorder- und Rückteil aus Thermoplast durch Spritzgießen mit einem Formwerkzeug (1) hergestellt werden, wobei die dreidimensionale Raumform der herzustellenden Wärmflaschenteile durch ein Negativ mit zumindest einem räumlich gekrümmten Randbereich (4) und zumindest einer ebenen Grundfläche (2) erzeugt werden, und die Bebilderung der Wärmflasche durch mindestens eine, in das Formwerkzeug (1) eingelegte, Folie (5) erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) so auf das Formwerkzeug (1) aufgelegt wird, daß sich auf der Seite, auf der die Folie aufgelegt wird, ein umlaufender Saum (9) ergibt, der frei von Folie (5) ist und anschließend Vorder- und Rückteil an diesem umlaufenden Saum (9) verschweißt werden.
Verfahren gemäß dem Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Folie (5) beim Einlegen oder vor dem Einlegen in das Formwerkzeuge (1) zur besseren Haftung statisch aufgeladen wird.
Verfahren gemäß, einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, daß nach dem Einlegen zwischen der Folie (5) und dem Formwerkzeug (1) zur besseren Haftung ein Unterdruck erzeugt wird.
Wärmflasche, dadurch gekennzeichnet, daß sie nach einem Verfahren der voranstehenden Verfahrensansprüche hergestellt ist.
Wärmflasche gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) transparent oder opak ausgebildet ist.
Wärmflasche gemäß einem der Ansprüche 4 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) elastisch ausgebildet ist.
Wärmflasche gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) bedruckt ist.
Wärmflasche gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) aus Thermoplast besteht.
Wärmflasche gemäß einem der Ansprüche 4 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die mindestens eine Folie (5) zumindest an der Berührungsfläche mit dem Grundkörper der Wärmflasche eine Schicht mit Siebdrucklack aufweist.
Wärmflasche gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Siebdrucklack die folgende Zusammensetzung aufweist: 40-45 Gew.-% 4-Hydroxy-4Methyl-Pentan-2-ON CAS-Nummer: 123-42-2 20-25 Gew.-% Lösungsmittelnaphta (Erdöl), leicht aromatische CAS-Nummer: 64742-95-6

15-20 Gew.-% 2-Butoxy-Ethylacetat CAS-Nummer: 112-07-2