DE102005003162B4 - Behälter zum Verpacken von stark klebenden Stoffen und dergleichen sowie Verfahren und Vorrichtung für seine Herstellung - Google Patents

Behälter zum Verpacken von stark klebenden Stoffen und dergleichen sowie Verfahren und Vorrichtung für seine Herstellung Download PDF

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Abstract

Behälter zum Verpacken von stark klebrigen Stoffen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer thermische verformbaren, insgesamt tiefgezogenen Kunststoff-Verbundfolie, zumindest bestehend aus einer äußeren Tragschicht und einer auf ihrer Innenseite durchgehenden Antihaftschicht, besteht.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Behälter zum Verpacken von stark klebenden und klebrigen Stoffen und dergleichen gemäß Oberbegriff von Anspruch 1 sowie ein Verfahren und eine Vorrichtung für seine Herstellung gemäß Oberbegriffen von Anspruch 1 bzw. 13 und 20.
  • Die DE 91 16 662 U1 beschreibt und beansprucht eine verpackte Klebstoffzusammensetzung, wie einen Schmelzklebstoff, der von einer Kunststofffilmverpackung, z.B. durch Aufsprühen, Tauchen oder dergleichen umgeben ist, die gemeinsam mit der Klebstoffzusammensetzung beim Verbrauch geschmolzen und dabei rückstandslos verbraucht wird. Es geht darum, die Klebrigkeit der als Verkaufseinheit vorgesehene Klebstoffmasse zu „Neutralisieren", so dass die Klebstoffportionen beim gemeinsamen Transport oder bei der Verarbeitung in einer Schmelzmaschine nicht aneinander bzw. an der Schmelzmaschine nicht anhaften. Es geht mithin darum, die nachteiligen Wirkungen der Klebrigkeit eines Portionsstückes der Klebstoffzusammensetzung dadurch einzudämmen, dass um die Klebstoffportion eine äußere Umhüllung geschaffen wird, die auf ihrer Außenseite nicht mehr klebrig ist. Die Antihaftbeschichtung wird als äußerlicher Überzug aufgebracht also offenbar durch Besprühen, Tauchen oder dergleichen.
  • Die DE 21 37 143 A sieht zwingend das Vorsehen einer äußeren Verpackung (Tragschicht) aus Karton, Wellpappe oder ähnlichem vor. Dieser Kartonagenbehälter erhält eine Innenbeschichtung aus einem Polyolephin, vorzugsweise aus Polypropylen.
  • Am Markt erhältliche, gattungsgemäße Behälter zum Verpacken von stark klebrigen Stoffen, vorzugsweise von Klebstoffen mit hoher Haftung (Klebrigkeit) an niederenergetischen Substraten, sind in der Vergangenheit u.a. aus an mehreren Nähten verschweißten Folien, z.B. als Rundbodenbehälter, hergestellt worden. Diese Folien waren in der Regel in sich plane Verbundfolien, bei denen eine Schicht, vorzugsweise Polypropylenschicht dem Befüllgut zugewandt war, um eine bestmögliche Temperaturverträglichkeit beim Heißbefüllen, d.h. bei vergleichsweise hohen Füllguttemperaturen, sowie beim späteren Entleeren eine bestmögliche Lösbarkeit vom erstarrten Füllgut sicherzustellen. Der zu verpackende Stoff könnte auch ein kalter Stoff sein, z.B. reine Klebrigmacher wie Balsam u.ä.. Einige Klebstoffe mit stark klebrigen Charakter sind feuchtigkeitsnachvernetzende Klebstoffe und erfordern deshalb Verpackungen mit feuchtigkeitsundurchlässigen Sperrschichten. Als Sperrschichtmaterialien werden Aluminiumfolien, aluminiumbedampfte Folien oder Ethylenvinylalkoholschichten (EVOH) eingesetzt.
  • Die übrigen nicht innenliegenden Schichten des Verbundwerkstoffes konnten aus Polyethylen, Polypropylen, Polyamid oder Polyester sowie deren Copolymere bestehen, insbesondere bei Verwendung als Außenschicht, und aus Aluminium als Zwischenschicht, insbesondere als Sperrschicht.
  • Andere Varianten sind zweilagige Verbundfolien aus Polypropylen und Polyethylen bzw. Polypropylen und Polyamiden sowie Mehrschichtfolien mit einer EVOH-Sperrschicht. Es wurde nämlich gefunden, dass die Aluminiumbarriere nicht in allen Fällen erforder lich ist, weil der durch das Aluminium verhinderte Wasserdampfzutritt auch durch andere Mittel, z.B. eine Umverpackung erzielt werden kann. Durch den Fortfall des Aluminiums wurde der Weg frei zur Anwendung der Tiefziehtechnik. Der Tiefziehprozess erfordert geringere Herstellungskosten. In der praktischen Anwendung wird das Hinterwanderungsrisiko vermindert, d.h. das eingefüllte Gut lässt sich einfacher und auch rückstandsfrei aus dem Behälter herauslösen. Dies spart Füllgutkosten und vermeidet, dass der entleerte Behälter als Sondermüll gilt. Der Tiefziehprozess gestattet auch, durch einen konischen Behälteraufbau den Behälter aufgerichtet und damit (anders als bodenverschweißte Rundbodenbehälter) faltenfrei zu verschicken und dies dennoch auf geringem Raum, d.h., dass auch der Aufrichtungsaufwand des gefalteten Rundbodenbehälters entfällt.
  • Antihaftmaterialien ließen sich bisher nicht sinnvoll einsetzen. Nach Überschreiten einer Grenzverformung reißt eine solche Schicht nämlich.
  • Die zu lösende Aufgabe besteht darin, die antiadhäsiven Eigenschaften gattungsgemäßer Behälter weiter zu verbessern. Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Behälter mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 13 und eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 20 vorgeschlagen. Die Lösung basiert auf dem Grundgedanken eines auf seiner Innenseite mit einer durch Tiefziehen verformten durchgehenden Antihaftschicht versehenen tiefgezogenen Behälters aus einer thermisch verformbaren Kunststoff-Verbundfolie.
  • Silikonbeschichtungen haben anerkanntermaßen ganz hervorragende Antihafteigenschaften. Sie sind als solche als Antihaftbeschichtungen für Etiketten oder Releasefolien durchaus bekannt; allerdings wurden in der Vergangenheit thermisch oder strahlenvernetzende Silane verwendet. Letztere sind jedoch nicht oder allenfalls bedingt geeignet, um in einem Tiefziehprozess Verformungen zu erlauben, nach denen hinterher noch eine geschlossene, d.h. ununterbrochene Antihaftschicht gewährleistet ist. Neuere, insbesondere thermoplastische Silikone gestatten hingegen eine überraschend star ke Umformung. Diese Silikone sind sowohl extrusionsfähig als auch auf der Folie, mit der sie coextrudiert werden, hervorragend haftfähig.
  • Als besonders vorteilhaft hat sich ein Behälter aus einer Verbundfolie erwiesen, die zumindest aus einer Tragschicht und einer antiadhäsiv beschichteten Überführungsschicht besteht. Letztere erlaubt es, den schwierigen Prozess der antiadhäsiven Beschichtung, z.B. mit einem Silikon, unter dafür besonders angepassten Bedingungen auf einem besonders geeigneten Dünnschicht-Substrat vorzunehmen und dieses als Überführungsschicht und, ggf., als Haftvermittler zu verwenden.
  • Eine erfindungsgemäße antiadhäsiv beschichtete Überführungsschicht kann aus Polyethylen von z.B. 0,070 mm Stärke bestehen, welche in einem Co-extrusionsprozess beschichtet wird mit einer Silikonschicht von z.B. 10 μm Stärke aus einem, insbesondere thermoplastischen Silikon. Diese silikonisierte Folie erweist sich als solche mangels ausreichender mechanischer Stabilität aber noch nicht als thermoverformbar. Insbesondere verliert das Polyethylen (zumindest in dünner Schichtstärke) beim Thermoverformen seine mechanische Geschlossenheit als Schicht. Ein Verbund mit einer thermoverformbaren Tragschicht, z.B. aus 400 μm starkem Polypropylen, führt aber zu ungewöhnlich guten Standfestigkeits- und Tiefzieheigenschaften bei Erhalt einer durchgehenden verbesserten Antiadhäsionsschicht. Wenn bei Raumtemperatur bis etwa 70°C befüllt wird, kann auch eine etwa 0,4 mm dicke PE-Schicht mit Silikonbeschichtung eine Lösung sein. Als besonders vorteilhaft wird daher eine zumindest dreischichtige Verbundfolie, bestehend aus einer Polypropylen-Tragschicht und einer silikonbeschichteten Polyethylenschicht angesehen. Bei dieser wirkt die Polyethylenschicht als Substrat und Überführungsschicht für das Silikon und – im Sinne der Erfindung – als Haftvermittler zum Polypropylen.
  • Es wurde nun erkannt, dass die Tiefziehbarkeit und Durchgängigkeit der Antiadhäsivbeschichtung auch dann erhalten bleibt, wenn das Polypropylen oder ein anderes Trä germaterial aus tiefziehbarer Kunststofffolie direkt mit einem, vorzugsweise thermoplastischen, Silikon oder einem anderen geeigneten Antiadhäsionsmaterial beschichtet wird.
  • Eine weitere Ausführungsform besteht darin, die Polypropylentragschicht durch mindestens einen noch höher schmelzenden Kunststoff zu ersetzen, etwa um Füllgüter mit noch höheren Fülltemperaturen verpacken zu können, und/oder einen solchen Kunststoff für die Tragschicht zu verwenden, welcher Verbesserungen im mechanischen Bereich erzielt (z.B. PET, COC-modifiziertes PE, PC, PS). Ein Beispiel für ein solches Material ist PE-HD, welches geringere Knickanfälligkeit und in gewissem Umfang auch eine noch bessere mechanische Stabilität bei günstigerem Preis einbringt.
  • Im Übrigen wird man die Behälter in Form eines Trays (Kassette oder Steige) aus einer Mehrzahl zusammenhängender Behälter herstellen, d.h. in einem einzigen Arbeitsgang eine Vielzahl von zusammenhängenden Behältern – eventuell mit Trennperforation.
  • Die Tiefziehbehälter können – wie bisher – hinsichtlich der Tragschicht mehr-, insbesondere zweilagig hergestellt werden, um den so genannten Pin-Hole-Effekt zu verringern.
  • Beim Kaschieren der Schichten wird für eine rasche Aufheizung derselben und deren Verbindung in einem Stempel gesorgt. Dies in einer die zwischen den Schichten befindlichen Luft verdrängenden Weise.
  • Die vorgenannten sowie die beanspruchten und in den Ausführungsbeispielen beschriebenen erfindungsgemäß zu verwendenden Bestandteile und Maßnahmen unterliegen in ihrer Größe, Formgestaltung, Materialauswahl und technischen Konzeption keinen besonderen Ausnahmebedingungen, so dass die in dem Anwendungsgebiet bekannten Auswahlkriterien uneingeschränkt Anwendung finden können.
  • Weitere Einzelheiten, Merkmale und Vorteile des Gegenstandes der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, sowie aus der vorangehenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Behälterherstellung.

Claims (30)

  1. Behälter zum Verpacken von stark klebrigen Stoffen und dergleichen, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einer thermische verformbaren, insgesamt tiefgezogenen Kunststoff-Verbundfolie, zumindest bestehend aus einer äußeren Tragschicht und einer auf ihrer Innenseite durchgehenden Antihaftschicht, besteht.
  2. Behälter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, dass die die Tragschicht für den Behälter bildende/n Schicht/en der Verbundfolie mindestens eine Schicht aus einer mit einem Antiadhäsionsmaterial beschichteten, insgesamt tiefgezogenen Kunststofffolie besteht.
  3. Behälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Antihaftschicht aus einem Silikon oder einer anderen adhäsiv wirkenden Oberflächenschicht besteht.
  4. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Antihaftschicht aus einem thermoplastischen Silikon besteht.
  5. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht einer Schicht aus Polypropylen, PET, COC-modifiziertes PE, PC, TS oder PE-HD besteht.
  6. Behälter nach Anspruch 5, gekennzeichnet durch, eine Tragschicht aus einer 400 μm starken Polypropylenfolie.
  7. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie aus einer etwa 400 μm dicken Polyethylenfolie mit einer Silikonbeschichtung besteht.
  8. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 7 dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie aus einer Polypropylen-Tragschicht und einer silikonbeschichteten Polyethylenschicht besteht.
  9. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Tragschicht verwendete Schicht der Verbundfolie im tiefgezogenen Zustand eine Stärke von 50 bis 1000 μm, vorzugsweise von 100 bis 500 μm aufweist.
  10. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragschicht mehrlagig ist.
  11. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Antihaftschicht verwendete Schicht der Verbundfolie im tiefgezogenen Zustand eine Stärke von 0,1 bis 100 μm, insbesondere von 1 bis 10 μm aufweist.
  12. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbundfolie zumindest aus der Tragschicht und einer Antiadhäsivbeschichteten Überführungsschicht besteht.
  13. Behälter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Überführungsschicht aus Polyethylen, Kopolymere des Polyethylen, Polypropylen o.ä. Stoffen besteht, die während des Tiefziehprozesses mit dem Trägermaterial direkt verschweißt oder heiß kaschiert sind.
  14. Behälter nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Überführungsschicht verwendete Schicht der Verbundfolie im tiefgezogenen Zustand eine Stärke von 10 bis 200 μm, insbesondere von 10 bis 100 μm aufweist.
  15. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass er eine rautenförmige, insbesondere rechteckige Grundfläche mit im wesentlichen zylindrischen Seitenwänden aufweist.
  16. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Seitenwände leicht konisch geformt sind.
  17. Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass er Teil eines Trays aus einer Mehrzahl zusammenhängender Behälter ist.
  18. Verfahren zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass eine zumindest einseitig mit einer Antihaftschicht versehene thermisch verformbare Kunststoff-Verbundfolie zu dem Behälter durch Tiefziehen im plastischen Zustand der Kunststoff-Verbundfolie geformt wird, wobei die Antihaftbeschichtung auf der Behälterinnenseite zu einer tiefgezogenen durchgehenden Schicht thermisch verformt wird.
  19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der Folienverbund zumindest einseitig mit Plastifizierwärme versorgt und die noch plastische Kunststoff-Verbundfolie in einem Blasprozess gestreckt und nachfolgend in ein die Behälteraußenkontur definierendes Formwerkzeug eingesaugt und gegebenenfalls eingeblasen wird und anschließend ein der Behälterinnenkontur angepasster Übernahmestempel in das die verformte Verbundfolie aufnehmende Formwerkzeug einfährt und, gegebenenfalls unter Abkühlen der Antihaftbeschichtung, den Behälter aus dem Formwerkzeug durch Ausblasen und/oder Ansaugen übernimmt.
  20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff-Verbundfolie in einem Pressspalt aus mehreren Einzelfolien unter Wärme- und Druckanwendung hergestellt wird.
  21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die zwischen den Einzelfolien der Verbundfolie zunächst befindlichen Gase in dem Pressspalt von einem zentralen Bereich nach radial außen ausgetrieben werden.
  22. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass die antihaftende Beschichtung auf eine als Tragschicht dienende zumindest einlagige Folie aus thermisch verformbarem Kunststoff mittels einer als Substrat für die antihaftende Schicht dienenden Überführungsschicht aufgebracht wird.
  23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch. gekennzeichnet, dass die Überführungsschicht als Haftvermittler zwischen der Tragschicht und der antihaftenden Schicht verwendet wird.
  24. Verfahren nach einem der Ansprüche 18 bis 23, dadurch gekennzeichnet, dass als Antihaftschicht ein Silikon verwendet wird und dieses mit dem Material der Tragschicht koextrudiert wird.
  25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass eine als Antihaftschicht dienende Silikonschicht mit einer aus Polyethylen bestehenden Überführungsschicht koextrudiert wird.
  26. Verfahren nach Anspruch 25, dadurch gekennzeichnet, dass die Polyethylenschicht eine Stärke von etwa 70 μm aufweist.
  27. Verfahren nach Anspruch 25 oder 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Silikonschicht eine Stärke von etwa 10 μm aufweist.
  28. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 27, gekennzeichnet durch die Verwendung mindestens eines der in den Ansprüchen 1 bis 17 angegebenen Materialien und/oder Materialstärken.
  29. Vorrichtung zum Herstellen eines Behälters nach einem der Ansprüche 1 bis 17 und/oder zum Durchführen des Verfahrens nach einem der Ansprüche 18 bis 28, gekennzeichnet durch eine die Kunststoffverbundfolie zumindest einseitig beheizende Plastifizierstation und eine Umformstation bestehend – aus Randhaltemitteln für eine zumindest innerhalb der von dem Rand aufgespannten Folienfläche, – Blasmitteln zum Blas-Strecken des plastifizierten Folienbereiches, – zumindest ein die Behälteraußenkontur definierendes Formgebungsmittel zum Einsaugen des gestreckten plastifizierten Verbundfolienbereiches sowie – Übernahmemitteln mit einer an die Behälterinnenkontur angepassten Außenkontur zum Einfahren in das/die den tiefgezogenen Behälter aufnehmende/n Formgebungsmittel und zur Übernahme des Behälters, insbesondere unter Kühlen der antihaftenden Behälterinnenbeschichtung.
  30. Vorrichtung nach Anspruch 29, ferner gekennzeichnet durch eine Zuführstation zum Zusammenführen von zumindest zwei Kunststofffolien und zum Zuführen derselben in eine kombinierte Plastifizier- und Pressstation und durch eine einen zumindest einseitig beheizbaren Pressspalt aufweisende Plastifizier- und Pressstation zum Verschmelzen nach Einzelfolien unter Austreiben der zwischen den Einzelfolien zunächst befindlichen Gase.
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