DE102011050015A1 - Apparatus, useful for coating packaging mold parts produced by injection molding, comprises a receiving area for receiving packaged goods, a supply unit for feeding the mold parts to a feeding position, and an extraction unit - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Herstellung von beschichteten Spritzgussteilen nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a device for producing coated injection-molded parts according to the preamble of
Aus der
Für den Beschichtungsvorgang verweist die
Die Beschichtungsvorrichtungen werden oft von Dienstleistungsanbieter im Rahmen von Beschichtungsdienstleistungen verwendet. Zwischen der Herstellungsstätte und der Beschichtungsstätte werden die zu beschichtenden Verpackungsformteile im Gütertransport transportiert, wobei neben dem Logistikaufwand auch eine mögliche Verunreinigung der Verpackungsformteile hinzu kommt, sodass diese vor dem Beschichten erst wieder gesäubert werden müssen. Insgesamt ergibt sich ein mit dem Beschichten verbundener hoher Aufwand.The coating devices are often used by service providers in coating services. Between the production site and the coating site to be coated packaging moldings are transported by freight, in addition to the logistics costs and a possible contamination of the packaging moldings is added, so they need to be cleaned again before coating. Overall, there is a high cost associated with the coating.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Verpackungsformteilen so zu verbessern, dass die Effizienz gesteigert wird, die Qualität der Endprodukte gesteigert wird, ein geringer Raumaufwand benötigt wird, ein erhöhter Durchsatz ermöglicht wird und die Kosten reduziert werden.The object of the present invention is to improve an apparatus and a method for the production of coated packaging moldings in such a way that the efficiency is increased, the quality of the end products is increased, a small amount of space is required, an increased throughput is made possible and the costs are reduced.
Diese Aufgabe wird durch eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1, sowie durch ein Verfahren mit den in der Beschreibung offenbarten Merkmalen, gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen beschrieben. Im Rahmen der vorliegenden Erfindung gelten insbesondere auch die weiterbildungsgemäß angegebenen Funktionsmerkmale der Vorrichtung als weiterbildende Verfahrensschritte für das erfindungsgemäße Verfahren offenbart und beansprucht. Weiterhin gelten auch die weiterbildungsgemäß angegebenen Verfahrensschritte des Verfahrens als weiterbildende Funktionsmerkmale für die erfindungsgemäße Vorrichtung offenbart und beansprucht.This object is achieved by a device having the features of
Die erfindungsgemäße Vorrichtung umfasst Formmittel, die die Verpackungsformteile etwa durch Spritzgießen, Spritzblasen (injection blowmolding), Tiefziehen etc. formen. Dadurch, dass die Formmittel Teil der Vorrichtung sind, entfallen etwaige logistische Transportschritte, wodurch insgesamt der Aufwand reduziert wird und sich eine höhere Effizienz ergibt. Die von den Formmitteln geformten Verpackungsformteil werden nach Austritt aus den Formmitteln durch Zufuhrmittel in einer Zuführposition auf Trägermittel aufgebracht, die beispielsweise durch eine Passform und/oder eine Auflagefläche etwa in Form eines Trays ausgebildet sein können. Weiterhin sind Transportmittel, beispielsweise Fließbänder, Schienen und/oder Rollen, vorgesehen, die die Trägereinheiten auf einem Transportweg unter anderem zu den Beschichtungsmittel hin und/oder durch diese hindurch befördern. In der Vakuumkammer der Beschichtungsmittel werden die Verpackungsformteile in einer Vakuumkammer mit einer Vakuumbeschichtung beschichtet. Als mögliche Beschichtungsverfahren, die in der Vakuumkammer zur Anwendungen kommen, kommen insbesondere CVD (Chemical Vapour Deposition) Verfahren wie Plasma Enhanced Chemical Vapour Deposition (PECVD) und PVD (Physical Vapour Deposition) Verfahren wie Sputtern in Betracht.The device according to the invention comprises shaping means which shape the shaped packaging parts by injection molding, injection blow molding, thermoforming etc. The fact that the forming means are part of the device eliminates any logistical transport steps, whereby the overall effort is reduced and results in a higher efficiency. The molded packaging formed by the molding means are applied after exit from the mold means by feeding means in a feed position on carrier means, which may be formed for example by a fit and / or a support surface in the form of a tray. Furthermore, means of transport, for example conveyor belts, rails and / or rollers, are provided, which convey the carrier units on a transport path, inter alia, to and / or through the coating means. In the vacuum chamber of the coating agent, the packaging moldings are coated in a vacuum chamber with a vacuum coating. As possible coating methods that are used in the vacuum chamber, in particular CVD (Chemical Vapor Deposition) methods such as plasma enhanced chemical vapor deposition (PECVD) and PVD (Physical Vapor Deposition) methods such as sputtering into consideration.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass es durch das Intergieren der Formmittel in die Vorrichtung häufiger zu Rissen und/oder zu Verzerrungen bei den beschichteten Verpackungsformteilen kommt. Der Erfindung liegt weiterhin die Erkenntnis zugrunde, dass diese Risse und/oder Verzerrungen dadurch entstehen, dass die kürzlich geformten Verpackungsformteile aufgrund des Formvorgangs noch eine erhöhte Temperatur aufweisen, zwischen 50°C und 80°C beim Verlassen der Formmitteln und/oder beim Zuführen in die Zuführposition, und dass durch diese erhöhte Temperatur der Beschichtungsvorgang negativ beeinflusst wird. Erfindungsgemäß wird dieses Problem dadurch gelöst, dass den Beschichtungsmitteln Kühlmittel vorgelagert sind, die die Verpackungsformteile so abkühlen, dass die Verpackungsformteile bei Eintritt in die Beschichtungsmittel, insbesondere bei Eintritt in die Vakuumkammer der Beschichtungsmittel, eine Temperatur zwischen 10°C und 45°C, insbesondere zwischen 15°C und 30°C, besonders bevorzugt zwischen 20°C und 30°C, aufweisen.In practice, it has been found that by intervening the shaping means in the device more frequent cracks and / or distortions in the coated packaging moldings occurs. The invention is further based on the finding that these cracks and / or distortions arise from the fact that the recently formed packaging moldings still have an elevated temperature due to the molding process, between 50 ° C and 80 ° C when leaving the mold means and / or when feeding into the feeding position, and that this increased temperature, the coating process is adversely affected. According to the invention, this problem is solved in that the coating agents are preceded by cooling agents, which cool the packaging moldings so that the packaging moldings when entering the coating agent, in particular when entering the vacuum chamber of the coating agent, a temperature between 10 ° C and 45 ° C, in particular between 15 ° C and 30 ° C, more preferably between 20 ° C and 30 ° C, have.
Nach dem Formen haben die Verpackungsformteile eine Temperatur von 50°C oder höher, die es abzukühlen gilt. Sobald die Temperatur ausreichend gesenkt wurde, sinkt auch die Schrumpfrate der Polymere der unbeschichteten Verpackungsformteile, sodass Spannungen und Spannungsrisse zwischen Polymer und Beschichtung vermieden werden.After molding, the packaging moldings have a temperature of 50 ° C or higher, which has to be cooled. As soon as the temperature has been lowered sufficiently, the shrinkage rate of the polymers of the uncoated packaging moldings decreases, so that stresses and stress cracks be avoided between polymer and coating.
Um einen möglichst hohen und reibungslosen Durchsatz zu erzielen, sind die Durchlaufzeiten der Verpackungsformteile durch die Kühlmittel ein ganzzahliges Vielfaches der Durchlaufzeiten der Verpackungsformteile durch die Beschichtungsmittel, da hierdurch ein durchgängiger Inline-Fluss der Verpackungsformteile durch die Vorrichtung mit keinen (oder minimalen) Stillstandzeiten gewährleistet wird. Die Durchlaufzeiten der Verpackungsformteile durch die Beschichtungsmittel betragen bevorzugt weniger als 60 Sekunden, besonders bevorzugt weniger als 30 Sekunden.In order to achieve the highest possible and smooth throughput, the throughput times of the packaging molded parts by the coolant are an integer multiple of the throughput times of the packaging molded parts by the coating agent, as this ensures a continuous inline flow of the packaging moldings by the device with no (or minimal) downtime , The throughput times of the packaging molded parts by the coating agent are preferably less than 60 seconds, more preferably less than 30 seconds.
Die Kühlmittel können die Verpackungsformteile mit einem Luft- und/oder Fluidstrom kühlend ausgebildet sein. Beispielsweise kann mittels eines Lüfters Wärme von den Verpackungsformteilen abgeführt werden.The coolant may be designed to cool the packaging moldings with an air and / or fluid stream. For example, by means of a fan heat can be removed from the packaging moldings.
Für eine besonders gleichmäßige Kühlung der Verpackungsformteile können die Kühlmittel auch durch eine Kühlkammer ausgebildet sein, die die Verpackungsformteile durchlaufen. Diese Kühlkammer kann die Wärmeenergie beispielsweise über ein gekühltes Gas (wie etwa Luft) und/oder gekühlte Flüssigkeiten (etwa in Form eines Kältebeckens) abführen.For a particularly uniform cooling of the packaging moldings, the coolant may also be formed by a cooling chamber, which pass through the packaging moldings. This cooling chamber can dissipate the heat energy, for example via a cooled gas (such as air) and / or cooled liquids (such as in the form of a cold pool).
Weiterhin ist es denkbar, dass die Kühlmittel zumindest teilweise durch die Transportmittel ausgebildet sind. So können die Kühlmittel durch verlängerte Bänder ausgebildet sind, die die Wärme selbst ableiten können und/oder bei denen die Wärmeenergie während des Transportes an die Umgebung (insbesondere die Umgebungsluft) abgegeben wird. Weiterhin können die Transportmittel selbst beispielsweise als gekühlte Metallkörper mit großem Flächenkontakt zu den Verpackungsformteilen als Kühlmittel ausgebildet sein.Furthermore, it is conceivable that the coolant is at least partially formed by the transport. Thus, the coolant can be formed by extended bands that can dissipate the heat itself and / or where the heat energy during transport to the environment (especially the ambient air) is discharged. Furthermore, the means of transport can themselves be designed, for example, as cooled metal bodies with a large surface contact with the packaging moldings as coolant.
Für eine Realisierung der Kühlmittel bietet sich insbesondere ein Paternoster an, also ein Transportabschnitt, bei dem die Trägereinheiten (und somit die Verpackungsformteile) unter einem Winkel zu einer Transportebene, insbesondere in vertikale Richtung, in Aufzugebenen nach oben befördert werden, dann einen Wendebereich durchlaufen und anschließend wieder unter einem Winkel zu der Transportebene, insbesondere in vertikale Richtung, vorzugsweise auf die vorherige Höhe zurück geführt werden. Hier ist es auch denkbar die Verpackungsformteile zeitweise von den Transportmitteln durch Belademittel des Paternosters zu entnehmen und durch Entlademittel des Paternosters nach dem Durchlauf wieder auf die Transportmittel anzubringen. Ein solcher Paternoster ermöglicht eine Kühlung durch Laufbandverlängerung mit einem minimalen Flächenaufwand für die Vorrichtung, da der Transport in vertikale Richtung erfolgt.For a realization of the coolant is in particular a paternoster, so a transport section, in which the carrier units (and thus the packaging moldings) are conveyed at an angle to a transport plane, in particular in the vertical direction, in Aufzugebenen up, then go through a turning area and subsequently again at an angle to the transport plane, in particular in the vertical direction, preferably guided back to the previous level. Here it is also conceivable to temporarily remove the packaging moldings from the means of transport by loading means of the paternoster and to attach them again to the means of transport by means of unloading means of the paternoster after the passage. Such a paternoster allows cooling by treadmill extension with a minimum area overhead for the device, since the transport takes place in the vertical direction.
Für einen hohen Produktionsdurchsatz hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Verpackungsformteile geometrisch linear (vorzugsweise translatorisch) durch die Beschichtungsmittel durchlaufen zu lassen, also den Transportweg so auszubilden, dass die Verpackungsformteile jeweils eine Position der Beschichtungsmittel nur einmal durchlaufen. Hierdurch wird eine durchlaufende Produktion ermöglicht und insbesondere gegenüber dem Drehteller aus dem Stand der Technik ein erhöhter Durchsatz ermöglicht, da zeitgleich Verpackungsformteile aus den Beschichtungsmitteln zu- und abgeführt werden können.For a high production throughput, it has been found to be advantageous to have the packaging molded parts run through the coating means in a geometrically linear (preferably translational) manner, ie to form the transport path in such a way that the packaging molded parts pass through a position of the coating agent only once. As a result, a continuous production is made possible and, in particular compared to the turntable from the prior art, an increased throughput possible, since at the same time packaging molded parts from the coating agents can be supplied and removed.
Bevorzugt umfassen die Beschichtungsmittel in Durchlaufrichtung (Transportrichtung) der Trägereinheiten zuerst eine Einlassschleuse, dann eine Vakuumkammer mit einer darauf folgenden Auslassschleuse. Durch den linearen Aufbau müssen die Schleusen und die Kammer nicht zeitlich aneinander synchronisiert sein, insbesondere können die Anzahl der Trägereinheiten in den jeweiligen Abschnitten und/oder die Verweildauer der einzelnen Trägereinheiten in den jeweiligen Abschnitten von einander abweichen.Preferably, the coating means in the direction of travel (transport direction) of the carrier units comprise first an inlet lock, then a vacuum chamber with a subsequent outlet lock. Due to the linear structure, the locks and the chamber need not be synchronized with one another in terms of time; in particular, the number of carrier units in the respective sections and / or the residence time of the individual carrier units in the respective sections may differ from one another.
Anlagentechnisch hat es sich als besonders vorteilhaft herausgestellt, wenn der Transportweg aus zwei Transportabschnitten besteht, die in zu einander parallelen und in um 180° zu einander gedrehten (also antiparallelen) Transportrichtungen verlaufen. Durch diese Rückführung können die Anlagen besonders kompakt ausgestaltet sein und somit wichtigen Produktionsraum einsparen. Hier ist es auch denkbar, auf diese Weise mehr als zwei Transportabschnitte vorzusehen, wobei ein dritter Transportabschnitt antiparallel zum zweiten Transportabschnitt ist, ein vierter Transportabschnitt antiparallel zum dritten Transportabschnitt ist, etc.Plant technology, it has been found to be particularly advantageous if the transport path consists of two transport sections which extend in parallel to each other and in 180 ° to each other rotated (ie anti-parallel) transport directions. Due to this feedback, the systems can be made particularly compact and thus save important production space. Here it is also conceivable to provide more than two transport sections in this way, wherein a third transport section is antiparallel to the second transport section, a fourth transport section is antiparallel to the third transport section, etc.
Für den Übergang von einem Transportabschnitt zum anderen können Übergabemittel vorgesehen sein, die die Trägereinheit übergeben. Solche Übergabemittel können beispielsweise durch einen Vakuumgreifarm oder andere Greifvorrichtungen, einen Druckschieber, Schienen, Rollen und/oder Laufbänder ausgebildet sein. Für einen besonders platzsparenden Aufbau erfolgt die Übergabe bevorzugt senkrecht zu den Transportrichtungen.For the transition from one transport section to the other transfer means may be provided, which transfer the carrier unit. Such transfer means may for example be formed by a vacuum gripper or other gripping devices, a pressure slide, rails, rollers and / or treadmills. For a particularly space-saving construction, the transfer is preferably perpendicular to the transport directions.
Als Material für die Verpackungsformteil kommen insbesondere Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Cycloolefincopolymer (COC), Cycloolefinpolymer (COP), Polyvinylchlorid (PVC), Polyethylenterephthalat (PET) oder Polyamid (PA) in Betracht.In particular, polyethylene (PE), polypropylene (PP), cycloolefin copolymer (COC), cycloolefin polymer (COP), polyvinyl chloride (PVC), polyethylene terephthalate (PET) or polyamide (PA) are suitable as the material for the packaging molding.
Auch ist es denkbar, dass die Verpackungsformteile aus kompostierbaren Polymeren, insbesondere auf erneuerbaren Rohstoffen basierenden Polymeren, wie auf Stärke basierende Polymere (stark blends), PLA (Polyacid), Polyester des Typs PHA (Polyhydroxyalcanoat), z. B. PHB (Polyhydroxybutyrat), PHV (Polyhydroxyvaleat), Cellulosematerialien aus chemisch modifizierter Cellulose hergestellte Materialien, auf erneuerbaren Rohstoffen basierende Polymere sind insbesondere spezifische Polyester, z. B. auf PDO (Bio-Propandiol) basierend, spezifische Polyamide, z. B. aus Rizinusöl hergestellt, sowie Polyethylen (PE), Polypropylen (PP), Polyvinylchlorid (PVC) auf Bio-Ethanol aus z. B. Zuckerrohr basierend, sowie spezifische, aus Rohöl oder natürlichem Gas hergestellte synthetische Polyester, oder aus den genannten Werkstoffen hergestellten Laminaten geformt sind. It is also conceivable that the packaging moldings from compostable polymers, in particular based on renewable raw materials polymers such as starch-based polymers (strong blends), PLA (polyacid), polyester of the type PHA (Polyhydroxyalcanoat), z. PHB (polyhydroxybutyrate), PHV (polyhydroxyvaleate), cellulosic materials made from chemically modified cellulose, polymers based on renewable raw materials are especially specific polyesters, e.g. Based on PDO (biopropanediol), specific polyamides, e.g. B. made of castor oil, and polyethylene (PE), polypropylene (PP), polyvinyl chloride (PVC) on bio-ethanol from z. Sugarcane based, as well as specific, made of crude oil or natural gas synthetic polyester, or laminates made from said materials are formed.
Als Beschichtungen insbesondere für Spritzgussteile hat sich eine Vakuumbeschichtung mit Metalloxiden, insbesondere Aluminiumoxiden, oder Siliziumoxiden wegen ihren guten Durchtrittssperrwirkungen, auch in dünnen Schichten, als zielführend herausgestellt.As coatings, in particular for injection-molded parts, a vacuum coating with metal oxides, in particular aluminum oxides, or silicon oxides has proven to be expedient because of their good penetration barrier effects, even in thin layers.
Vorteilhaft sind die Beschichtungsmittel so ausgebildet, dass sie die Vakuumbeschichtung mittels eines Sputterverfahrens als oxidische, nitridische oder sulfidische Schicht aufträgt.Advantageously, the coating agents are designed such that they apply the vacuum coating by means of a sputtering process as oxidic, nitridic or sulfidic layer.
Auch kann mittels eines Plasma-CVD, bevorzugt einem PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapour Disposition) Verfahren mit HMDSO (Hexamethyldisiloxan) oder TEOS (Tetraethoxysilan), insbesondere mit Plasma-Vorbehandlung mit HMDSO und Sauerstoff, HMDSO und Stickstoff eine keramische Schicht als Beschichtung aufgetragen werden.Also, by means of a plasma CVD, preferably a PECVD (Plasma Enhanced Chemical Vapor Disposition) method with HMDSO (hexamethyldisiloxane) or TEOS (tetraethoxysilane), in particular with plasma pretreatment with HMDSO and oxygen, HMDSO and nitrogen, a ceramic layer can be applied as a coating ,
Weiter vorteilhaft sind die Beschichtungsmittel so ausgebildet, dass sie eine Vakuumbeschichtung durch Sputtern oder Verdampfen insbesondere von Metalloxiden, insbesondere Aluminiumoxiden, oder Siliziumoxiden, insbesondere SiOx, wobei x eine Zahl kleiner 2 bevorzugt kleiner 0,9 ist, oder durch Plasmapolymerisation von Siliziumoxiden, bevorzugt ausgehend von Organosilanen, insbesondere von Hexamethyldisiloxan (HMDSO) und Tetramethyldisiloxan (TMDSO) oder durch Plasmapolymerisation von hochvernetzten Kohlenwasserstoffschichten, insbesondere ausgehend von Methan, Ethylen oder Acetylen auf die Verpackungsformteile aufbringen.Further advantageously, the coating compositions are formed such that they are preferably vacuum-coated by sputtering or evaporation of metal oxides, in particular aluminum oxides, or silicon oxides, in particular SiOx, where x is a number less than 2 smaller than 0.9, or by plasma polymerization of silicon oxides of organosilanes, in particular of hexamethyldisiloxane (HMDSO) and tetramethyldisiloxane (TMDSO) or by plasma polymerization of highly crosslinked hydrocarbon layers, in particular starting from methane, ethylene or acetylene on the packaging moldings.
Vorteilhaft können die Beschichtungsmittel auch so ausgebildet sein, dass die Beschichtung eine Kohlenstoffschicht ist, insbesondere eine amorphe Kohlenstoffschicht (englisch „diamond-like carbon” bzw. DLC).Advantageously, the coating compositions may also be formed so that the coating is a carbon layer, in particular an amorphous carbon layer ("diamond-like carbon" or DLC).
Es bieten sich insbesondere folgende amorphe Kohlenstoffschichten an, die nach der
- – Wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten „a-C” bestehen überwiegend aus sp2-hybridisierten Bindungen und werden deshalb auch als Graphitartige Kohlenstoffschichten bezeichnet.
- – Tetraedrische wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten „ta-C” bestehen aus sp3-hybridisierten Bindungen, weshalb sie den Diamantschichten gleichzusetzen sind.
- – Metallhaltige wasserstofffreie amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:Me”
- – Wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:H” (H-Anteil > 35%)
- – Tetraedrische wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „ta-C:H” (H-Anteil > 25%) mit überwiegend sp3-hybridisierten Kohlenstoffatomen
- – Metallhaltige wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:H:Me”. Durch Dotieren mit Metallen bildet sich ein Verbund aus einer „a-C:H” Matrix und Metallkarbiden. Schichten aus diesem Material besitzen hohe Verschleißfestigkeiten, geringe Reibkoeffizienten sowie bessere Haftung der Schichten. Durch Veränderung des Metallgehaltes lassen sich die Materialeigenschaften stark beeinflussen.
- – Modifizierte wasserstoffhaltige amorphe Kohlenstoffschichten, „a-C:H:X”. Durch Dotierung mit Elementen wie Si, O, N, F und B können amorphe Kohlenstoffschichten je nach gewünschten Eigenschaften stark modifiziert werden. Silizium beispielsweise erhöht die Temperaturbeständigkeit in sauerstoffhaltiger Umgebung. Eine Dotierung mit Silizium und Sauerstoff kann die Oberflächenspannung stark herabsetzen (bis hin zu Werten in der Größenordnung von PTFE). Außerdem lassen sich transparente und äußerst kratzfeste Schichten herstellen.
- Hydrogen-free amorphous carbon layers "aC" consist predominantly of sp 2 -hybridized bonds and are therefore also referred to as graphite-like carbon layers.
- - Tetrahedral hydrogen-free amorphous carbon layers "ta-C" consist of sp 3 -hybridized bonds, which is why they are equivalent to the diamond layers.
- - Metal-containing Hydrogen-Free Amorphous Carbon Layers, "aC: Me"
- - Hydrogen-containing amorphous carbon layers, "aC: H" (H content> 35%)
- - Tetrahedral hydrogen-containing amorphous carbon layers, "ta-C: H" (H content> 25%) with predominantly sp 3 -hybridized carbon atoms
- - Metal-containing hydrogen-containing amorphous carbon layers, "aC: H: Me". By doping with metals, a composite of an "aC: H" matrix and metal carbides is formed. Layers of this material have high wear resistance, low coefficients of friction and better adhesion of the layers. By changing the metal content, the material properties can be strongly influenced.
- - Modified hydrogen-containing amorphous carbon layers, "aC: H: X". By doping with elements such as Si, O, N, F and B, amorphous carbon layers can be strongly modified depending on the desired properties. Silicon, for example, increases the temperature resistance in an oxygen-containing environment. A doping with silicon and oxygen can greatly reduce the surface tension (up to values of the order of magnitude of PTFE). In addition, transparent and extremely scratch-resistant layers can be produced.
Insbesondere für die Aufnahme von medizinischen und/oder biologischen Materialien, insbesondere Flüssigkeiten, bietet sich eine, bevorzugt fluoridierte, Kohlenstoffschicht an, da hierdurch unter anderem durch die gute Abbaubarkeit im Körper eine hohe biologische Verträglichkeit gegeben ist. Hier sei angemerkt, dass die Aufnahme auch lediglich kurzzeitig erfolgen kann, beispielsweise in einem Blutbeutel und/oder einer Durchflusskanüle.In particular, for the inclusion of medical and / or biological materials, in particular liquids, offers a, preferably fluoridated, carbon layer, since this is among other things given by the good degradability in the body a high biological compatibility. It should be noted here that the recording can also take place only briefly, for example in a blood bag and / or a flow-through cannula.
Auch bei der Aufnahme von Lebensmitteln können durch die Beschichtung mit Kohlenstoffschichten die Vorteile der hohen biologischen Verträglichkeit mit einer erhöhten Durchtrittssperrwirkung gegen Gase und/oder Feuchtigkeit vereint werden.Even when taking up foodstuffs, the coating with carbon layers can combine the advantages of high biocompatibility with an increased penetration barrier action against gases and / or moisture.
Durch die Beschichtungen der Verpackungsformteile werden zwar einerseits erhöhte Durchtrittssperrwirkungen erzielt, andererseits erschweren sie in der Praxis das Siegeln an Siegelflächen. So kommt es nur zu ungenügendem Halt mit Standard-Siegelmethoden, wenn beispielsweise eine Deckelfolie unmittelbar auf die Beschichtung gesiegelt wird und es werden somit entweder haftvermittelnde Überlackschichten benötigt oder die Verpackungsteile müssen mit Stülp-, Schnapp- oder Klappdeckel verschlossen werden. Diese Lösungen machen jedoch das Endprodukt deutlich komplexer und sind somit mit weiteren Kosten verbunden.By the coatings of the packaging moldings are on the one hand increased On the other hand, in practice, they make sealing on sealing surfaces more difficult. Thus, it comes only to insufficient support with standard sealing methods, for example, when a lid film is sealed directly to the coating and thus either adhesion-promoting overcoats are required or the packaging must be sealed with slip-on, snap or hinged lid. These solutions, however, make the final product significantly more complex and therefore involve further costs.
Deshalb hat es sich als vorteilhaft herausgestellt, die Nachteile einer Beschichtung an Funktionsflächenbereichen zu umgehen, indem vor dem Beschichten die zu beschichtenden Verpackungsformteile durch Maskiermittel mit mindestens einem Maskierkörper versehen werden, der so an den Verpackungsformteilen anliegt, dass er die Funktionsflächenbereiche so abdeckt, dass sie während des Beschichtungsprozesses ein Ablagern einer Beschichtung an den maskierten Bereichen unterbindet.Therefore, it has been found to be advantageous to avoid the disadvantages of a coating on functional surface areas by the coating to be coated packaging moldings are provided by masking with at least one masking body, which rests against the packaging moldings so that it covers the functional surface areas so that they prevents deposition of a coating on the masked areas during the coating process.
Bei einem CVD-Verfahren liegt der Maskierkörper beispielsweise so eng und dichtend an den Verpackungsformteilen an, dass die Beschichtungsgase nicht an die abgedeckten Bereiche (die Funktionsflächenbereiche) gelangen können.For example, in a CVD method, the masking body is so close and sealing to the packaging moldings that the coating gases can not reach the covered areas (the functional area areas).
Ein solcher Maskierkörper umfasst bevorzugt eine Abdichtung, bevorzugt aus einem Elastomer, insbesondere eine Gummierung und/oder eine Silikonabdichtung. Diese Abdichtung wird bevorzugt unter einer Gewichtskraft (und gegebenenfalls unter einer zusätzlichen Anpresskraft) gegen die Verpackungsformteile angepresst, um Zwischenräume zwischen der Abdichtung und den Verpackungsformteilen zu minimieren und eine hohe Dichtwirkung zu gewährleisten. Die Kontaktbereiche zwischen der Abdichtung und den Verpackungsformteilen sowie die von der Abdichtung hermetisch abgeschlossen Zwischenbereiche an den Verpackungsformteilen werden während des Beschichtens nicht beschichtet.Such a masking body preferably comprises a seal, preferably made of an elastomer, in particular a rubber coating and / or a silicone seal. This seal is preferably pressed under a gravitational force (and optionally under an additional contact pressure) against the packaging moldings in order to minimize gaps between the seal and the packaging moldings and to ensure a high sealing effect. The contact areas between the seal and the packaging moldings as well as the hermetically sealed intermediate areas of the packaging moldings are not coated during the coating.
Bei einem PVD-Verfahren unterbindet der Maskierkörper beispielsweise ein Auftreffen des Elektronenstrahls auf die Oberfläche des Verpackungsformteils an definierten (abgedeckten) Stellen, wodurch diese Stellen bzw. Bereiche nicht beschichtet werden.For example, in a PVD process, the masking body prevents the electron beam from striking the surface of the packaging molding at defined (covered) locations, thereby not coating those locations.
Dies bedeutet, dass von der Abstützfläche (zwischen Verpackungsformteil und dessen Unterlage) verschiedene Funktionsflächenbereiche durch die Abdeckung nicht beschichtet werden. Bevorzugt werden die Maskierkörper nach dem Anbringen der Verpackungsformteile auf oder in einer Trägereinheit an den Verpackungsformteilen angebracht, jedoch ist es auch denkbar diese Reihenfolge umzukehren.This means that of the support surface (between the packaging molded part and its base) different functional surface areas are not coated by the cover. Preferably, the masking are attached to the packaging moldings after attachment of the packaging moldings on or in a carrier unit, but it is also conceivable to reverse this order.
Die Maskierkörper sind hierbei jeweils ein ein- oder mehrstückiger fester Körper, der am Stück (oder in Stücken) an die Verpackungsformteile angelegt und auch am Stück wieder von den Verpackungsformteilen entfernt werden kann, bevorzugt mechanisch. Insbesondere sind die Maskierkörper keine Lackschicht oder dergleichen, sodass kein aufwendiger Verarbeitungsschritt zum Entfernen der Lackschicht in einem Ablösevorgang benötigt wird. Die Maskierkörper werden durch Demaskiermittel ohne großen Aufwand nach dem Beschichten wieder von den Verpackungsformteilen abgenommen. Bevorzugt werden die Maskierkörper nach dem vor Entnahme der Verpackungsformteile aus der Trägereinheit von den Verpackungsformteilen entfernt, jedoch ist auch hier eine umgekehrte Reihenfolge denkbar. Hierbei kann ein Maskierkörper einem oder mehreren Verpackungsformteilen zugeordnet sein und bei diesen Verpackungsformteilen jeweils die Funktionsflächenbereiche abdecken. Vorzugsweise ist ein Maskierkörper für je eine Trägereinheit vorgesehen, wobei eine Trägereinheit einer Vielzahl von Verpackungsformteilen zugeordnet sein kann.In this case, the masking bodies are in each case a one-piece or multi-piece solid body which can be applied to the packaging moldings in pieces (or in pieces) and can also be removed piece by piece from the packaging moldings, preferably mechanically. In particular, the masking bodies are not a lacquer layer or the like, so that no elaborate processing step is required for removing the lacquer layer in a detachment process. The masking be removed by demasking without much effort after coating again from the packaging moldings. Preferably, the masking are removed after removing the packaging moldings from the carrier unit of the packaging moldings, but also here a reverse order is conceivable. In this case, a masking body can be assigned to one or more packaging molded parts and in each case cover the functional surface areas in these packaging molded parts. Preferably, a masking body is provided for each carrier unit, wherein a carrier unit may be associated with a plurality of packaging moldings.
Werden beispielsweise Siegelbereiche von den Maskierkörpern abgedeckt, so werden diese nicht beschichtet und weisen somit die ursprünglichen Siegeleigenschaften der zu beschichtenden Verpackungsformteile auf. Zwar ist durch die fehlende Beschichtung an den Funktionsflächenbereichen die Gas- und/oder Feuchtigkeitssperrwirkung geringer als mit Beschichtung, jedoch nehmen diese Funktionsflächenbereiche meist nur einen unbedeutenden Teil an der Gesamtfläche ein und/oder befinden sich an Abschnitten der Verpackungsformteile, an denen eine Gas und/oder Feuchtigkeitswirkung mehr oder weniger irrelevant ist, beispielsweise die als Ringkragen einen Behälter umrandenden Siegelflächen.If, for example, sealing areas are covered by the masking bodies, they are not coated and thus have the original sealing properties of the packaging moldings to be coated. Although the gas and / or moisture barrier effect is less due to the lack of coating on the functional surface areas than with coating, these functional surface areas usually occupy only an insignificant part of the total area and / or are located on sections of the packaging moldings where a gas and / or or moisture effect is more or less irrelevant, for example, the sealing ring surfaces surrounding a container as a ring collar.
Besonders vorteilhaft sind die Maskiermittel und die Demaskiermittel durch eine gemeinsame Einheit ausgebildet und bevorzugt die Maskierkörper jeweils direkt nach dem Entfernen von beschichteten Verpackungsformteilen wieder zur Maskierung von zu beschichtenden Verpackungsformteile verwendet werden. Hier bietet sich beispielsweise ein Vakuumgreifarm an, der die Maskierkörper von der Demaskierposition zur Maskierposition übergibt. Hierdurch werden Zwischenlager für Maskierkörper nicht zwingend benötigt und es wird eine Wiederverwendbarkeit der Maskierköper gewährleistet, was ökonomische und ökologische Vorteile mit sich bringt. Auch ist es auch denkbar, zwischen den Maskiermitteln und den Demaskiermitteln etwa eine Reinigungseinheit für die Maskierkörper vorzusehen.The masking agent and the demasking agent are particularly advantageously formed by a common unit, and the masking bodies are preferably used again in each case directly after the removal of coated packaging moldings for masking packaging molded parts to be coated. Here, for example, offers a vacuum gripping arm, which transfers the masking of the unmasking position to the masking position. As a result, intermediate storage for masking are not necessarily needed and it is a reusability of the Maskierköper guaranteed, which brings economic and environmental benefits. It is also conceivable to provide a cleaning unit for the masking bodies between the masking means and the demasking means.
Insbesondere ist es vorteilhaft, wenn durch diese Rückführung die Maskierposition und die Demaskierungsposition räumlich nah sind, etwa sich die Maskierposition senkrecht zu einer Transportrichtung eines Transportabschnitts neben der Demaskierungsposition befindet. Hierdurch werden Übergabedistanzen für die Maskierkörper gering gehalten. Bevorzugt ist hierfür die Maskierungspostition dem ersten Transportabschnitt zugeordnet und die Demaskierposition dem zweiten Transportabschnitt zugeordnet.In particular, it is advantageous if the masking position and the unmasking position are spatially close due to this feedback, for example the masking position is perpendicular to one Transport direction of a transport section is located next to the unmasking position. As a result, transfer distances for the masking are kept low. For this purpose, the masking position is preferably assigned to the first transport section and the unmasking position is assigned to the second transport section.
Ähnlicherweise ist es vorteilhaft, wenn durch diese Rückführung die Zuführposition in die Vorrichtung und die Entnahmeposition räumlich in Nähe fallen, etwa sich die Zuführposition senkrecht zu einer Transportrichtung eines Transportabschnitts neben der Entnahmeposition befindet. Hierdurch lässt sich ein besonders kompakter Aufbau realisieren.Similarly, it is advantageous if the feed position into the device and the removal position fall spatially close by this return, for example, the feed position is perpendicular to a transport direction of a transport section next to the removal position. This makes it possible to realize a particularly compact design.
Besonders synergistisch können die Maskierkörper und/oder die Trägereinheiten so ausgebildet sein, dass sie die Verpackungsformteile kühlen, indem sie Wärme von ihnen ableiten, zusätzlich oder alternativ zu sonstigen Kühlmitteln. Hierfür eignen sich beispielsweise Maskierkörper und/oder Trägereinheiten aus einem Material mit guten Wärmeleiteigenschaften wie etwa Metall, die bevorzugt mit einer möglichst großen Oberfläche versehen sind um besonders wirksam Wärme abzuleiten. Durchlaufen diese Maskierkörper und/oder Trägereinheiten sonstige Kühlmittel, wie etwa eine Kühlkammer, so werden sie mitgekühlt und können auch noch nach Verlassen der sonstigen Kühlmittel die Verpackungsformteile nachkühlen.Particularly synergistically, the masking bodies and / or the carrier units can be designed so that they cool the packaging moldings by dissipating heat from them, in addition to or as an alternative to other refrigerants. For this purpose, for example, masking and / or carrier units made of a material with good heat conduction properties such as metal, which are preferably provided with the largest possible surface to dissipate heat particularly effective. If these masking bodies and / or carrier units pass through other coolants, such as a cooling chamber, they are co-cooled and can even after leaving the other coolant cool the shaped packaging parts.
Weiterhin wird ein Verfahren zur Beschichtung von durch Spritzgießen, Spritzblasen und/oder Blasformen hergestellten Verpackungsformteilen mit einem Aufnahmebereich zur Aufnahme von Packgut, insbesondere Kosmetik-, Lebens- oder Arzneimitteln und mit einer Vakuumbeschichtung, offenbart und beansprucht, insbesondere mit einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, wobei zu beschichtende Verpackungsformteile durch Zufuhrmittel in einer Zuführposition in mindestens einer Trägereinheit platziert werden, diese mindestens eine Trägereinheit auf einem Transportweg durch Beschichtungsmittel hindurch transportiert wird, wo die Verpackungsformteile mit einer Vakuumbeschichtung beschichtet werden, und schließlich in einer Entnahmeposition aus der mindestens einen Trägereinheit entnommen werden, wobei die Verpackungsformteile durch Kühlmittel vor Eintritt in die Beschichtungsmittel so gekühlt werden, dass sie bei Eintritt in die Beschichtungsmittel eine Temperatur zwischen 10°C und 45°C, insbesondere zwischen 15°C und 30°C, besonders bevorzugt zwischen 20°C und 30°C, aufweisen.Furthermore, a method for coating produced by injection molding, injection blow molding and / or blow molding packaging moldings with a receiving area for receiving packaged goods, especially cosmetics, food or drugs and with a vacuum coating, disclosed and claimed, in particular with a device according to any one of
Insgesamt schafft es die Erfindung auf besonders vorteilhafte Weise, eine Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung von beschichteten Verpackungsformteilen so zu verbessern, dass der Logistikaufwand reduziert wird, die Effizienz gesteigert wird, ein geringer Raumaufwand benötigt wird und die Kosten reduziert werden. Durch die vorgelagerte Kühlung der Verpackungsformteile wird die Qualität der beschichteten Verpackungsformteile gesteigert. Auch ermöglicht die Vorrichtung durch ihren linearen Aufbau einen erhöhten Durchsatz gegenüber zyklischen Aufbauten. Weiterhin wird durch die Ausgestaltung des Transportweges ein besonders kompakter Aufbau ermöglicht, der in vielen Produktionsstätten kostbaren Raum zur Verfügung stellen kann.Overall, the invention provides in a particularly advantageous manner, an apparatus and a method for the production of coated packaging moldings to improve so that the logistics costs are reduced, the efficiency is increased, a small space requirement is required and the costs are reduced. The upstream cooling of the packaging moldings increases the quality of the coated packaging moldings. Also, the device allows through its linear structure an increased throughput over cyclic structures. Furthermore, the design of the transport path allows a particularly compact design, which can provide valuable space in many production facilities.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.Further advantages, features and details of the invention will become apparent from the following description of preferred embodiments and from the drawings.
Es zeigen:Show it:
Auch weist die Vorrichtung Beschichtungsmittel
Zum Beschichten von Verpackungsformteilen
Der Transportweg setzt sich hier aus zwei gleich langen Teilabschnitten zusammen, die zu einander parallel sind und in um 180° zueinander gedrehte Richtungen, d. h. entgegengesetzt, verlaufen, wobei der erste Teilabschnitt dem ersten Förderband zugeordnet ist und der zweite Teilabschnitt dem zweiten Förderband zugeordnet ist. The transport path is here composed of two equally long sections which are parallel to each other and in directions rotated by 180 ° to each other, ie opposite, run, wherein the first section is associated with the first conveyor belt and the second section is associated with the second conveyor belt.
Auf dem Transportweg durchlaufen die Trägereinheiten
Auf dem Transportweg gelangen die Trägereinheiten
Die Trägereinheiten wechseln nun durch nicht dargestellte erste Übergabemittel vom ersten Transportabschnitt (dem ersten Förderband
Hier werden die beschichteten Verpackungsformteile
Die leeren Trägereinheiten
In
Im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel in
Auch weist die Vorrichtung Beschichtungsmittel
Die Vorrichtung umfasst Formmittel
Da die Verpackungsformteile
In diesem Ausführungsbeispiel sind den Beschichtungsmitteln auf dem Transportweg fakultative Vorbehandlungsmittel
Nach dem Beschichten in den Beschichtungsmitteln werden die Maskierkörper
Die nun beschichteten Verpackungsteile
Nach der Qualitätskontrolle werden die Verpackungsformteile
Die genaue Reihenfolge des Durchlaufens der Kühlmittel
Ergänzend sei erwähnt, dass hier die Trägereinheiten stets getrennt von den Transportmitteln beschrieben wurden, diese können jedoch auch zusammen fallen, beispielsweise wenn die Verpackungsformteile direkt auf ein Förderband aufgebracht werden oder etwa wenn die Trägereinheiten durch selbstangetriebene Einheiten ausgebildet sind.In addition, it should be mentioned that here the carrier units have always been described separately from the means of transport, but these may also fall together, for example when the packaging moldings are applied directly to a conveyor belt or approximately when the carrier units are formed by self-propelled units.
BezugszeichenlisteLIST OF REFERENCE NUMBERS
- 11
- TransportmittelMode of Transport
- 22
- erstes Fließbandfirst assembly line
- 44
- zweites Fließbandsecond assembly line
- 66
- Trägereinheitsupport unit
- 88th
- VerpackungsformteilPackaging molding
- 1010
- Maskiermittelmasking
- 1111
- MaskierpositionMaskierposition
- 1212
- DemaskiermittelDemaskiermittel
- 1313
- DemaskierpositionDemaskierposition
- 1414
- MaskierkörperMaskierkörper
- 1616
- Beschichtungsmittelcoating agents
- 1717
- Einlassschleuseinlet sluice
- 1818
- Vakuumkammervacuum chamber
- 1919
- Auslassschleuseoutlet lock
- 2020
- Zufuhrmittelsupply means
- 2222
- Zuführpositionfeeding
- 2424
- Entnahmemittelextraction means
- 2626
- Entnahmepositionremoval position
- 2828
- Formmittelforming means
- 3030
- Kühlmittelcoolant
- 3232
- Vorbehandlungsmittelpretreatment agents
- 3434
- QualitätskontrollmittelQuality control agents
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- WO 2009/030425 A1 [0002, 0003] WO 2009/030425 A1 [0002, 0003]
- EP 1048746 B1 [0003] EP 1048746 B1 [0003]
Zitierte Nicht-PatentliteraturCited non-patent literature
- Richtlinie VDI 2840 [0026] Guideline VDI 2840 [0026]
Claims (13)
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---|---|---|---|
DE102011050015A DE102011050015A1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Apparatus, useful for coating packaging mold parts produced by injection molding, comprises a receiving area for receiving packaged goods, a supply unit for feeding the mold parts to a feeding position, and an extraction unit |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102011050015A DE102011050015A1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Apparatus, useful for coating packaging mold parts produced by injection molding, comprises a receiving area for receiving packaged goods, a supply unit for feeding the mold parts to a feeding position, and an extraction unit |
Publications (1)
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DE102011050015A1 true DE102011050015A1 (en) | 2012-10-31 |
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ID=47007705
Family Applications (1)
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DE102011050015A Withdrawn DE102011050015A1 (en) | 2011-04-29 | 2011-04-29 | Apparatus, useful for coating packaging mold parts produced by injection molding, comprises a receiving area for receiving packaged goods, a supply unit for feeding the mold parts to a feeding position, and an extraction unit |
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- 2011-04-29 DE DE102011050015A patent/DE102011050015A1/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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Effective date: 20130116 |