DE102011051109A1

DE102011051109A1 - Verfahren zum Herstellen von Rohrkörpern für Verpackungstuben sowie Verpackungstube mit Rohrkörper

Info

Publication number: DE102011051109A1
Application number: DE102011051109A
Authority: DE
Inventors: wird später genannt werden Erfinder
Original assignee: Packsys Global Switzerland Ltd
Current assignee: Packsys Global Switzerland Ltd
Priority date: 2011-06-16
Filing date: 2011-06-16
Publication date: 2012-12-20

Abstract

Die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen von eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche (8) aufweisenden Rohrkörpern (1) für Verpackungstuben aus einem bandförmigen Foliensubstrat (2), welches mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht (3) aufweist oder aus dieser besteht und welches eine sich in Längsrichtung des Foliensubstrates (2) erstreckende, abgeschrägte erste Randseite (5) und eine um die Breite des Foliensubstrates (2) zu der ersten Randseite (5) beabstandete, abgeschrägte zweite Randseite (6) umfasst, wobei die erste Randseite (5) und die zweite Randseite (6) unter Ausbildung einer Rohrform einander gegenüberliegend angeordnet und unter Wärmeeinwirkung verschweißt werden. Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass die erste und die zweite Randseite (5, 6) derart relativ zueinander angeordnet werden, dass vor dem Verschweißen die erste Randseite (5) die Außenumfangsfläche (8) in Umfangsrichtung überragt, so dass zwischen der ersten Randseite (5) und der Außenumfangsfläche (8) ein äußerer Längsspalt (11) gebildet wird. Ferner betrifft die Erfindung eine Verpackungstube.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche aufweisenden Rohrkörpern für Verpackungstuben aus einem bandförmigen Foliensubstrat gemäß Anspruch 1 sowie eine Verpackungstube, umfassend einen, vorzugsweise nach einem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Rohrkörper sowie einen fest mit dem Rohrkörper verbundenen Tubenkopf gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 10.
Aus der WO 2007/113781 A2 ist ein Rohrkörper für Verpackungstuben bekannt. Der Rohrkörper der bekannten Verpackungstube wird hergestellt, indem zwei im rechten Winkel zur Außenumfangsfläche orientierte Randseiten bündig aneinander angelegt und dann auf der Außenumfangsfläche ein von dem den Rohrkörper bildenden Foliensubstrat separater Siegelstreifen vorgesehen wird, mit welchem das Foliensubstrat zu der vorerwähnten Rohrform fixiert (geschweißt) wird. Nachteilig bei der bekannten Verpackungstube ist, dass zum Verschweißen des Foliensubstrates bzw. zum Herstellen des Rohrkörpers ein zusätzliches Material in Form eines Siegelstreifens verwendet werden muss, der noch dazu optisch aufträgt. Alternativ zur Anordnung des Siegelstreifens auf der Außenumfangsfläche beschreibt die vorgenannte Druckschrift das Vorsehen des Siegelstreifens auf der Innenseite mit der Gefahr einer Spaltbildung im eigentlichen Foliensubstrat. Zudem ist die Herstellung aufgrund der Verwendung eines separaten Siegelstreifens vergleichsweise aufwändig und materialintensiv.
Aus der CH 686 665 A5 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Rohrkörpers für eine Verpackungstube bekannt, bei welcher nicht abgeschrägte Randseiten des Foliensubstrates aneinander angelegt und dann das Foliensubstrat miteinander verschweiß wird. Im Gegensatz zu dem vorerwähnten Stand der Technik kommt das beschriebene Verfahren ohne separaten Siegelstreifen aus. Nachteilig bei der bekannten Tube ist die vergleichsweise kleine Kontaktfläche (Schweißfläche).
Aus der DE 41 21 427 C2 ist ein alternatives Verfahren zum Herstellen eines Rohrkörpers bekannt. Dort ist in 8 ein Ausführungsbeispiel gezeigt, bei welchem die einander gegenüberliegenden, sich in Längsrichtung erstreckenden Randseiten eines bandförmigen Foliensubstrates nicht rechtwinklig zur Außenumfangsfläche verlaufen, sondern abgeschrägt ausgebildet sind, wobei die Randseiten derart aneinandergelegt werden, dass die Randseiten radial außen bündig abschließen, d. h. zwei benachbarte Außenumfangsflächenabschnitte gehen vor dem Schweißen in Umfangsrichtung stufenlos ineinander über bzw. liegen auf demselben Radius. In diesem Zustand werden die Randseiten dann durch gesandwichte Aufnahme zwischen zwei Schweißbändern miteinander verschweißt. Auf diese Weise hergestellte Rohrkörper haben sich bewährt. Insbesondere ist positiv hervorzuheben, dass das bekannte Verfahren ohne zusätzlichen Siegelstreifen auskommt. Auch sind die Kontaktflächen vergleichsweise groß. Es bestehen jedoch Bestrebungen die Verbindung, insbesondere die Schweißnaht zwischen den Randseiten weiter zu verbessern, insbesondere im Hinblick auf die Robustheit und im Hinblick auf eine noch geringere Durchlässigkeit für Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff. Bevorzugt sollen Fehlverschweißungen in einem radial äußeren Bereich der aneinander anliegenden Randseiten, genauer in einem geradlinig nach außen führenden Grenzbereich zwischen den Randseiten vermieden werden, um somit ein unerwünschtes Aufplatzen oder selbsttätiges Öffnen einer Verpackungstube im Bereich der Schweißnaht sicher zu verhindern.
Ausgehend von dem vorgenannten Stand der Technik liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zum Herstellen von Rohrkörpern für Verpackungstuben anzugeben, welches ohne zusätzliches Siegelband auskommt und zudem eine bessere (robustere bzw. sichere) Verbindung zwischen den Randseiten des Rohrkörpers sicherstellt. Ferner besteht die Aufgabe darin eine entsprechend verbesserte, insbesondere robustere Verpackungstube anzugeben.
Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Verpackungstube mit den Merkmalen des Anspruchs 10 gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben. In den Rahmen der Erfindung fallen sämtliche Kombinationen aus zumindest zwei von in der Beschreibung, den Ansprüchen und/oder den Figuren offenbarten Merkmalen. Zur Vermeidung von Wiederholungen sollen vorrichtungsgemäß offenbarte Merkmale auch als verfahrensgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein. Ebenso sollen verfahrensgemäß offenbarte Merkmale als vorrichtungsgemäß offenbart gelten und beanspruchbar sein.
Der Erfindung liegt der Gedanke zugrunde, in Abkehr der Lehre der DE 41 21 427 C2 , die abgeschrägten Randseiten nicht derart bündig anzuordnen, dass die einander gegenüberliegenden Randseiten auf denselben Radius in Bezug auf eine Längsachse des Rohrkörpers enden, sondern derart, dass die erste der beiden Randseiten die Außenumfangsfläche des Rohrkörpers vor dem Schweißvorgang (ein Stück weit) in Umfangsrichtung überragt, derart, dass zwischen dieser etwas weiter nach radial außen versetzten ersten Randseite und der zur zweiten Randseite unmittelbar benachbarten Außenumfangsfläche des Rohrkörpers ein, vorzugsweise im Querschnitt im Wesentlichen dreieckiger, sich schräg nach außen öffnender Längsspalt gebildet wird. Anders ausgedrückt wird durch die in radialer Richtung orientierte, höhenversetzte (radial versetzte) Anordnung der beiden abgeschrägten Randseiten vom radial äußeren Bereich der ersten Randseite eine Art überstehender Zipfel gebildet, der sich oberhalb der Außenumfangsfläche des Rohrkörpers befindet, so dass eine langgestreckte Nut bzw. Aufnahme, d. h. Längsspalt gebildet wird. Dieser äußere Längsspalt wird bei dem auf den vorgenannten Positionierschritt folgenden Schweißschritt mit Kunststoffmaterial, insbesondere des vorerwähnten Zipfels gefüllt, so dass sich ein sanfter, d. h. nicht kantiger bzw. stufenloser Übergang ausbildet, der die Grenzfläche zwischen den aneinanderliegenden Randseiten in einem radial äußeren Bereich überdeckt und somit ein Ablösen der beiden Randseiten voneinander sicher verhindert. Darüber hinaus setzt sich die gedachte Grenzfläche zwischen den beiden abgeschrägten, aneinander anliegenden Randseiten nicht linear wie im Stand der Technik bis an den Außenumfang fort, sondern wird von dem Übergangsabschnitt verschlossen. Hieraus resultiert eine dichtere Verpackungstube, welche noch dazu robuster ist. Das verbesserte Verfahren kommt ohne zusätzliches Siegelband aus und ist daher materialsparend und überraschend einfach, da der später mit Kunststoffmaterial gefüllte Längsspalt vergleichsweise einfach durch nicht bündiges bzw. höhenversetztes Aneinanderanlegen der beiden abgeschrägten Randseiten erhalten werden kann.
Das Umformen des zunächst bandförmigen Foliensubstrates 2 zu dem Rohrkörper bzw. der Rohrform erfolgt bevorzugt in an sich bekannter Weise beispielsweise über Formbänder, die über konkav konturierte Walzen angetrieben sind, wie dies beispielsweise in der CH 686 665 A5 dargestellt ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht es erstmals auch asymmetrisch aufgebaute Foliensubstrate ohne die Verwendung von zusätzlichem Siegelmaterial zu einem Rohrkörper für Verpackungstuben zu verarbeiten.
Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn zusätzlich zu dem vorerwähnten äußeren Längsspalt im Bereich des Innenumfangs des herzustellenden Rohrkörpers durch das Aneinanderanlegen der abgeschrägten Randseiten auch ein innerer, vorzugsweise in Umfangsrichtung zu dem äußeren Längsspalt versetzter Längsspalt gebildet wird, welcher noch weiter bevorzugt bei dem auf den Positionierschritt folgenden Schweißschritt ebenfalls mit Kunststoffmaterial gefüllt wird, so dass auch im Innenbereich ein abgeschrägter bzw. nicht gestufter Übergangsabschnitt zwischen höhenversetzten in Umfangsrichtung beabstandeten beim Schweißprozess nicht aufgeschmolzenen Innenumfangsflächeabschnitten gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform ist also nicht nur nach dem Verschweißvorgang ein Übergangsabschnitt zwischen höhenversetzten Außenumfangsflächenabschnitten realisiert, sondern analog auch ein innerer Übergangsabschnitt.
Als besonders vorteilhaft hat es sich herausgestellt, wenn die erste Randseite und die zweite Randseite derart relativ zueinander angeordnet werden, dass die erste Randseite die Außenumfangsfläche, genauer die benachbart zur zweiten Randseite liegende bzw. an diese angrenzende Außenumfangsfläche um eine bestimmte Strecke aus einem Wertebereich zwischen 0,01 mm und 1,50 mm, vorzugsweise zwischen 0,05 mm und 1,00 mm, überragt. Bevorzugt überragt die zweite Randseite die an die erste Randseite angrenzende Innenumfangsfläche ebenfalls um eine Strecke aus den vorerwähnten Wertebereichen, ganz besonders bevorzugt um die gleiche Strecke, wie die erste Randseite die an die zweite Randseite angrenzende Außenumfangsfläche in Umfangsrichtung überragt.
Um eine besonders feuchtigkeits- und/oder sauerstoffdichte Verpackung zu schaffen, ist in Weiterbildung der Erfindung mit Vorteil vorgesehen, dass das zur Herstellung des Rohrkörpers zum Einsatz kommende Foliensubstrat mehrschichtig ist und, vorzugsweise neben einer verschweißbaren Kunststoffschicht eine Barriereschicht, beispielsweise eine Metallfolie oder eine Metallisierung und/oder eine Barrierekunststoffschicht umfasst.
Besonders bevorzugt ist es, wenn die erste und die zweite Randseite derart relativ zueinander höhenversetzt (radial versetzt) angeordnet werden, dass die Barriereschicht sich selbst in Umfangsrichtung, zumindest mit einem Teilstück überragt, d. h. überlappt, da hierdurch die Durchlässigkeit der Verpackungstube für Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff noch weiter verbessert werden kann. Ganz besonders bevorzugt werden die Randseiten derart relativ zueinander angeordnet, dass eine radial äußere Grenze (Längskante, Längsgrenze) einer ersten sich in Längsrichtung des Foliensubstrates erstreckenden (einen Teil der ersten Randseite bildenden) Barriereschichtrandseite um eine Strecke aus einem Wertebereich zwischen 10 μm und 300 μm, vorzugsweise zwischen 20 μm und 250 μm, von einer radial inneren Grenze einer zweiten (einen Abschnitt der zweiten Randseite bildenden) Barriereschichtrandseite in Radialrichtung beabstandet ist.
Dabei gibt es für die relative Anordnung der beiden Barriereschichtrandseiten (in Abhängigkeit der Dickenverhältnisse) unterschiedliche Möglichkeiten. So können die beiden Barriereschichtrandseiten in radialer Richtung beabstandet sein, in radialer Richtung unmittelbar aneinander angrenzen oder sich in radialer Richtung ein Stück weit überlappen.
Als besonders zweckmäßig hat es sich im Hinblick auf eine verbesserte Dichtheit erwiesen, wenn die erste und die zweite Randseite in Umfangsrichtung gegeneinander gepresst werden, dass die Barriereschicht, zumindest im Verbindungsbereich des Foliensubstrates, vorzugsweise unter Ausbildung einer Wellengeometrie, gestaucht wird. Der hierzu notwendige Druck ist im Wesentlichen abhängig von der Beschaffenheit des Foliensubstrates, d. h. seiner Dicke bzw. Stärke (Schichtdicke) und/oder Schichtzusammensetzung.
Wie eingangs erwähnt, kann die Ausbildung des äußeren und/oder inneren Längsspaltes dadurch realisiert werden, dass die beiden Randseiten außen nicht bündig aneinander angrenzen, sondern in radialer Richtung höhenversetzt angeordnet sind. Gemeint ist also, dass die Dickenmitten der abgeschrägten, aneinander anliegenden Randseiten in radialer Richtung beabstandet sind, vorzugsweise um eine Strecke aus einem Bereich zwischen 10 μm und 300 μm, vorzugsweise um 20 μm und 250 μm. Dies führt dann zu einer Höhenversetzung des ersten, an die erste Randseite angrenzenden Außenumfangsflächenrandabschnittes zu dem zweiten, an die zweite Randseite angrenzenden Außenumfangsflächenrandabschnittes.
Wie eingangs erwähnt, sind beide Randseiten abgeschrägt, d. h. verlaufen unter einem von 90° unterschiedlichen Winkel zur Dickenerstreckungsrichtung des Foliensubstrates. Denkbar ist es den ersten Winkel, unter dem die erste Randseite zu Dickenerstreckungsrichtung verläuft unterschiedlich zu wählen von dem zweiten Winkel, den die zweite Randseite zur Dickenerstreckungsrichtung mit der Dickenerstreckungsrichtung einschließt. Alternativ ist es möglich, dass der erste und der zweite Winkel, zumindest näherungsweise gleich sind. Bevorzugt ist sowohl der erste Winkel als auch der zweite Winkel aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80° gewählt vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60°. Bei der Dickenerstreckungsrichtung handelt es sich um eine Dickenerstreckungsrichtung an einer Umfangsposition, an der die Dickenerstreckungsrichtung an eine der Randseiten angrenzt, oder zumindest einer der Randseiten schneidet. Es kann alternativ auch davon ausgegangen werden, dass es sich um die Dickenerstreckungsrichtung des Foliensubstrates in einem flachen (ebenen) abgewickelten Zustand handelt.
Bevorzugt sind die Randseiten als geradliniger, winklig zum Außenumfang verlaufender Schnitt ausgeführt, d. h. erstrecken sich eben bzw. geradlinig vom Außen- bis zum Innenumfang.
Wie ebenfalls eingangs erwähnt, ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren sowohl die Verwendung von symmetrisch zu einer gedachten Mittelebene ausgebildeten Foliensubstraten als auch von asymmetrischen Substraten, wobei das Foliensubstrat bevorzugt entweder aus siegelfähigem, vorzugsweise thermoplastischem Kunststoff, beispielsweise Polyethylen, Polypropylen, oder aus deren Copolymeren besteht. Alternativ ist mindestens eine, insbesondere aus dem vorerwähnten Material ausgebildete (verschweißbare) Kunststoffschicht vorgesehen, die noch weiter bevorzugt eine äußerste Schicht des Foliensubstrates bildet. Bevorzugt ist die verschweißbare Kunststoffolie gepaart mit einer Barriereschicht, beispielsweise eine Aluminiumfolie oder einer Aluminiumschicht.
Die Erfindung führt auch auf eine Verpackungstube, die neben dem Rohrkörper einen in an sich bekannter Weise an dem Rohrkörper festgelegten Tubenkopf (mit Auslass) umfasst. Ganz besonders bevorzugt ist der Rohrkörper der Verpackungstube mit einem zuvor im Detail erläuterten, nach dem Konzept der Erfindung ausgebildeten Verfahren hergestellt, wobei jedenfalls der Rohrkörper (Tubenkörper) durch ein mit sich selbst Verschweißen des Foliensubstrates hergestellt ist. Die erfindungsgemäße Verpackungstube zeichnet sich dadurch aus, dass ein erster (beim Schweißen bevorzugt nicht aufgeschmolzener, d. h. seine ursprüngliche Form aufweisender) Außenumfangsflächenabschnitt des Rohrkörpers in radialer Richtung beabstandet ist von einem zweiten (bevorzugt ebenfalls beim Schweißen nicht aufgeschmolzenen, d. h. seine ursprüngliche Form aufweisenden) Außenumfangsflächenabschnitt, wobei zwischen den beiden vorerwähnten, in radialer Richtung betrachtet höhenversetzten Außenumfangsflächenabschnitten ein äußerer Übergangsabschnitt aus geschmolzenem Kunststoffschichtmaterial ausgebildet ist, mit dem ein (schräger) stufenloser Übergang in Umfangsrichtung zwischen den Außenumfangsflächenabschnitten gebildet ist. Bevorzugt entsteht dieser Übergangsabschnitt durch Aufschmelzen eines Überstandszipfels einer ersten Randseite des Foliensubstrates, welcher vor dem Verschweißen einen an die zweite Randseite angrenzenden Außenumfangsflächenrandabschnitt unter Ausbildung eines äußeren Längsspaltes überragt hat.
Bevorzugt ist in analoger Weise am Innenumfang der Verpackungstube ein eben solcher, dann innerer Übergangsabschnitt zwischen zwei in radialer Richtung beabstandeten Innenumfangsflächenabschnitten vorgesehen.
Besonders bevorzugt überragt der vorerwähnte äußere Übergangsabschnitt einen zwischen Randseiten des Foliensubstrates ausgebildeten Verbindungsbereich bzw. eine Grenzfläche zwischen diesen beiden Randsätzen in Umfangsrichtung, so dass sich dieser Grenzbereich nicht geradlinig nach außen fortsetzt. Bevorzugt ist eine Überdeckung des vorerwähnten Grenzbereichs zusätzlich am Innenumfang mittels des inneren Übergangsabschnittes realisiert.
Ganz besonders bevorzugt ist der äußere Übergangsabschnitt ausschließlich aus geschmolzenem Kunststoffschichtmaterial des Folienmaterials, insbesondere einer äußersten Kunststoffschicht ausgebildet. Analog besteht bevorzugt, falls vorgesehen, ein innerer Übergangsabschnitt ausschließlich aus geschmolzenem Kunststoffschichtmaterial des Foliensubstrates, insbesondere aus einer innersten Kunststoffschicht.
Wie im Rahmen des Verfahrens offenbart, ist es besonders zweckmäßig, wenn das Foliensubstrat mindestens eine Barriereschicht gegen Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff umfasst, wobei die Barriereschicht eine erste zur ersten Randseite gehörende Barriereschichtrandseite aufweist und eine zweite zur zweiten Randseite gehörende Barriereschichtrandseite, wobei diese analog zu den Randseiten in einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen orientiert sind bzw. weisen.
Besonders zweckmäßig ist es, wenn sich die Barriereschicht (d. h. ihre in einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen weisenden Enden) ein Stück weit in Umfangsrichtung überlappt (überlappen), bevorzugt um eine Strecke aus einem Wertebereich, welche im Zusammenhang mit einer bevorzugten Ausführungsform des Verfahrens offenbart wurde. Ganz besonders bevorzugt ist es, wenn die Barriereschicht, insbesondere durch Gegeneinanderpressen der Randseiten des Foliensubstrates bei der Herstellung und anschließender Fixierung mittels des Schweißprozesses auch noch in der Verpackungstube gestaucht ist, vorzugsweise gewellt ist.
Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung bevorzugter Ausführungsbeispiele sowie anhand der Zeichnungen.
Diese zeigen in:
1: eine schematische Querschnittsansicht eines Rohrkörpers einer Verpackungstube mit einem übertrieben abgeflacht dargestellten Umfangsabschnitt, in welchem zwei Längsrandseiten des den Rohrkörper bildenden Foliensubstrates verbunden sind,
2a: einen Ausschnitt aus einem späteren Verbindungsbereich eines zu einem Rohrkörper umgeformten Foliensubstrates, wobei das Foliensubstrat mit zwei abgeschrägten, höhenversetzten Randseiten aneinander anliegt, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel ein dreischichtiges, symmetrisches Folienmaterial zur Anwendung kommt, bei welchem zwei Barriereschichtrandseiten in radialer Richtung beabstandet sind,
2b: einen Ausschnitt eines aus der Situation gemäß 2a durch Verschweißen hergestellten Verbindung des Foliensubstrates zu einem Rohrkörper,
3a: eine Situation während der Ausbildung eines Rohrkörpers aus einem Foliensubstrat, bei welcher zwei Randseiten des Foliensubstrates derart höhenversetzt zueinander angeordnet sind, dass die zwei Barriereschichtrandseiten sich nicht überlappen, sondern gerade aneinander in radialer Richtung einander angrenzen,
3b: einen Ausschnitt eines aus der Situation gemäß 3a hergestellten Rohrkörpers einer Verpackungstube,
4: eine Situation während des Herstellungsprozesses eines Rohrkörpers für eine Verpackungstube, wobei die beiden Randseiten des Foliensubstrates so höhenversetzt sind und aneinander anliegen, dass eine Barriereschicht sich in radialer Richtung überlappt, und
5: einen Ausschnitt aus einem Rohrkörper für eine Verpackungstube, bei welchem bei der Herstellung die Barriereschicht gestaucht wurde, wodurch sich eine gestauchte bzw. gewellte Ausformung der Barriereschicht ergeben hat, wobei in dem gezeigten Ausführungsbeispiel sich die Barriereschichtrandseiten in radialer Richtung nicht überlappen sondern aneinander angrenzen – bei alternativen, nicht gezeigten Ausführungsvarianten überlappen sich diese auch noch im gestauchten Zustand oder sind alternativ in radialer Richtung voneinander beabstandet.
In den Figuren sind gleiche Elemente und Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
In 1 ist in einer Querschnittsansicht ein im Wesentlichen kreisrund konturierter Rohrkörper 1 für eine ansonsten nicht weiter dargestellte, an sich bekannte Verpackungstube im Wesentlichen bestehend aus Kunststoff gezeigt. Der Rohrkörper 1 ist gebildet von einem ein- oder mehrschichtigen Foliensubstrat 2, umfassend oder bestehend aus mindestens einer verschweißbaren Kunststoffschicht 3.
Zur Herstellung des Rohrkörpers 1 wird das bandförmige Foliensubstrat 2 zu einer Zylinderform geformt, wobei in 1 nicht im Detail zu erkennende, abgeschrägte Randseiten aneinander angelegt werden und dann das Foliensubstrat zur Fixierung des Rohrkörpers 1 in dem eingekreisten Bereich 4 miteinander verschweißt wird, wobei mögliche detaillierte Ansichten bzw. Ausführungsvarianten des Bereichs 4 (vor und nach dem Verschweißen) in den folgenden Figuren noch näher erläutert werden. Das Verschweißen erfolgt beispielsweise derart, dass der Bereich 4 sandwichartig zwischen zwei Schweißbändern aufgenommen wird, die dann, insbesondere mittels einer HF-Schweißeinrichtung erwärmt werden, was zur zumindest teilweisen Aufschmelzung des Foliensubstrates 2 im Bereich 4 führt. Auf die Verschweißstation folgt bevorzugt in an sich bekannter Weise eine Kühlstrecke zur Ausbildung (d. h. Aushärtung) der Schweißnaht.
In 2a ist eine mögliche Situation vor dem Verschweißschritt gezeigt. Das Foliensubstrat 2, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dreischichtig ausgeführt ist, wurde beispielsweise mit Hilfe eines Formbandes und/oder konkaver Rollen zu einem Rohrkörper verformt, derart, dass eine schräg verlaufende, in eine erste Umfangsrichtung orientierte erste Randseite 5 abschnittsweise, d. h. lediglich partiell bzw. nicht vollflächig an einer gegenüberliegenden zweiten, ebenfalls schräg verlaufenden Randseite 6 anliegt.
Wie aus 2a deutlich hervorgeht sind die beiden Randseiten 5, 6 radial höhenversetzt zueinander angeordnet, so dass die jeweiligen, nicht eingezeichneten Dickenmitten in radialer Richtung höhenversetzt sind. Dies führt dazu, dass die erste Randseite mit einem radial äußeren Bereich 7 eine Außenumfangsfläche 8 des Rohrkörpers in Umfangsrichtung, hier in der Zeichnungsebene nach rechts überragt, und zwar um eine in Umfangsrichtung gemessene Strecke a von in dem gezeigten Ausführungsbeispiel zwischen 0,05 mm und 0,3 mm. Dies ist, wie eingangs in anderen Worten ausgedrückt der Fall, da ein erster, an die erste Randseite 5 winklig angrenzender Außenumfangsflächenrandabschnitt 9 in radialer Richtung in Bezug auf eine nicht dargestellte Längsmittelachse des Rohrkörpers radial weiter außen angeordnet ist als ein zweiter Außenumfangsflächenrandabschnitt 10, der winklig an die zweite Randseite 6 angrenzt. Anders ausgedrückt sind der erste und der zweite Außenumfangsflächenrandabschnitt 9, 10 um das Maß b von 80 μm in radialer Richtung höhenversetzt. Dadurch, dass die erste Randseite 5 abgeschrägt ausgebildet ist wird aufgrund der dargestellten relativen Anordnung der beiden Randseiten 5, 6 zwischen der ersten Randseite 5, genauer zwischen dem radial äußeren (überragenden) Bereich 7 (Zipfel) und der Außenumfangsfläche 8, genauer dem zweiten Außenumfangsflächenrandabschnitt 10 ein äußerer Längsspalt 11 mit einer zumindest näherungsweise dreieckigen Querschnittskontur gebildet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel schließt die erste Randseite 5 mit einer Dickenerstreckungsrichtung D des Foliensubstrates 2 einen Winkel α von 30° ein. Die zweite Randseite 6 schließt mit der Dickenerstreckungsrichtung D einen Winkel β ein, der in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dem Winkel α entspricht.
Wie in 2a weiter zu entnehmen ist, überragt die zweite Randseite 6 die Innenumfangsfläche 12 in einer Umfangsrichtung, die der Umfangsrichtung entgegengesetzt ist, in der die erste Randseite 5 die Außenumfangsfläche 8 überragt, mit dem Resultat, dass zwischen der zweiten Randseite 6, genauer einem radial inneren Bereich 13 und der Innenumfangsfläche 12, genauer einem ersten, an die erste Randseite 5 winklig angrenzenden ersten Innenumfangsflächenrandabschnitt 14 ein innerer Längsspalt 15 ausgebildet ist. Der erste Innenumfangsflächenrandabschnitt 14 ist in radialer Richtung weiter außen angeordnet, und zwar um das Maß b, wie ein zweiter Innenumfangsflächenrandabschnitt 16, welcher an die zweite Randseite 6 angrenzt und winklig zu dieser angeordnet ist.
Die beiden Längsspalte 11, 15, werden bei einem folgenden Schweißprozess verschlossen bzw. zumindest teilweise aufgefüllt von Kunststoffmaterial des Foliensubstrates 2 unter Ausbildung von noch zu erläuternden Übergangsabschnitten.
Wie erwähnt, kann das Foliensubstrat 2 vollständig aus einer einzigen, dann verschweißbaren Kunststoffschicht bestehen. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist das symmetrisch ausgestaltete Foliensubstrat 2 dreischichtig ausgebildet und umfasst neben einer äußeren, hier äußersten, verschweißbaren Kunststoffschicht 17 eine innere, hier innerste, verschweißbare Kunststoffschicht 18, wobei die beiden Kunststoffschichten 17, 18 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel die gleiche Dicke aufweisen (was nicht zwingend der Fall ist) und eine Barriereschicht 19, beispielsweise eine Aluminiumschicht sandwichartig zwischen sich aufnehmen. Wie sich ferner aus dem gezeigten Ausführungsbeispiel ergibt, überlappt sich die Barriereschicht 19 in Umfangsrichtung, um das Maß a, welches gemessen ist zwischen einer radial äußeren Grenze 20 einer ersten Barriereschichtrandseite 21 und einer radial inneren Grenze 22 einer zweiten Barriereschichtrandseite 23. Die erste Barriereschichtrandseite 21 ist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel in radialer Richtung beabstandet von der zweiten Barriereschichtrandseite 23, wobei dies, wie später noch erläutert werden wird, nicht zwingend der Fall sein muss – möglich ist auch ein aneinander Angrenzen oder ein Überlappen in radialer Richtung.
In 2b ist ein Ausschnitt eines fertigen, d. h. verschweißten Rohrkörpers 1 gezeigt. Zu erkennen ist in der Schnittdarstellung ein Höhenversatz (Radialversatz) zwischen einem ersten (beim Verschweißen nicht verformten) Außenumfangsflächenabschnitt 24 und einem in Umfangsrichtung beabstandeten zweiten Außenumfangsflächenabschnitt 25. Die beiden, auf unterschiedlichen Radien liegenden Außenumfangsflächenabschnitte 24, 25 sind über einen äußeren Übergangsabschnitt 26 verbunden, der beim Verschweißen der in 2a gezeigten Situation entsteht. Dieser äußere Übergangsbereich 26 verbindet stufenlos, d. h. fließend die beiden radial versetzten Außenumfangsflächenabschnitte 24, 25 und überdeckt bzw. überlappt einen Grenzbereich 27 bzw. Anlagebereich zwischen den (ursprünglichen) Randseiten, so dass sich dieser Verbindungs- bzw. Grenzbereich nicht linear bis an die Außenumfangsfläche 8 fortsetzt.
Analog ist der Rohrkörper 1 am Innenumfang ausgebildet. Dort ist ein innerer Übergangsabschnitt 28 zur stufenlosen Verbindung von in radialer Richtung versetzten Innenumfangsflächenabschnitten 29, 30 ausgebildet.
In dem gezeigten Ausführungsbeispiel ist der äußere Übergangsabschnitt 26 gebildet von wieder erkaltetem Kunststoffmaterial aus dem ersten Umfangsflächenrandabschnitt 9, ggf. teilweise zusätzlich aus Kunststoffmaterial des zweiten Umfangsflächenrandabschnittes 10. Analog ist der innere Übergangsabschnitt 28 gebildet von Kunststoffmaterial des ursprünglichen zweiten Innenumfangsrandabschnittes 16 und ggf. von Kunststoffmaterial des ersten Innenumfangsflächenrandabschnittes 14.
Im Folgenden werden weitere alternative Ausführungsbeispiele erläutert, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf Unterschiede zu den Ausführungsbeispielen gemäß den 2a und 2b eingegangen wird.
Der Unterschied zwischen dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a und gemäß 3a besteht ausschließlich darin, dass die erste Randseite 5 und die zweite Randseite 6 weniger stark höhenversetzt, d. h. radial versetzt sind – das Maß b ist also geringer als bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2a und beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel etwa 65 μm. Aus dem geringeren Höhenversatz resultiert auch eine geringere Überlappungsstrecke a, die in dem gezeigten Ausführungsbeispiel lediglich 37,5 μm beträgt. Wie sich aus 3a entnehmen lässt, ist dennoch ein äußerer Längsspalt 11 sowie ein innerer Längsspalt 15 gebildet, welchem im weiteren Verlauf mit geschmolzenem Kunststoffmaterial zur Ausbildung eines entsprechenden Übergangsabschnittes gefüllt werden. Zu erkennen ist, dass die erste Barriereschichtrandseite 21 mit ihrer Unterkante bzw. unteren Grenze an die obere Grenze bzw. obere Kante der zweiten Barriereschichtrandseite 23 angrenzt. Es existiert also kein Radialabstand, auch überlappen sich die Barriereschichtrandseiten 21, 23 nicht in radialer Richtung.
In 3b ist die Situation gemäß 3a in einem verschweißten Zustand gezeigt. Zu erkennen ist der äußere Übergangsabschnitt 26 zwischen dem ersten Außenumfangsflächenabschnitt 24 und dem radial weiter innen angeordneten zweiten Außenumfangsflächenabschnitt 25. in analoger Weise ist ein innerer Übergangsabschnitt 28 zwischen dem radial weiter außen angeordneten ersten Innenumfangsflächenabschnitt 29 und dem radial weiter innen angeordneten zweiten Innenumfangsflächenabschnitt 30 ausgebildet, wodurch sich der Grenzbereich 27 zwischen den Randseiten weder bis zum Außenumfang noch bis zum Innenumfang erstreckt, sondern außen in radialer Richtung von dem äußeren Übergangsabschnitt 26 und innen von dem inneren Übergangsabschnitt 28 in Umfangsrichtung überdeckt wird.
Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist ein noch geringerer Höhen- bzw. Radialversatz zwischen den Randseiten 5, 6 im noch nicht verschweißten Zustand realisiert. Die Randseiten sind derart angeordnet, dass sich die erste Barriereschichtrandseite 21 und die zweite Barriereschichtrandseite 23 in radialer Richtung etwas überlappen. Zu erkennen sind sowohl der äußere Längsspalt 11 als auch der innere Längsspalt 15.
5 zeigt einen verschweißten Rohrkörper 1, wobei in diesem Fall die Randseiten 5, 6 so stark gegeneinander gepresst wurden, dass die Barriereschicht 19 unter Ausbildung einer Wellengeometrie 31 gestaucht wurde. Zu erkennen ist auch, dass sich die Barriereschicht 19 in Umfangsrichtung überlappt, derart, dass eine radial äußere Grenze 20 der ersten Barriereschichtrandseite 21 in Umfangsrichtung über die Strecke c von der radial inneren Grenze 22 der zweiten Barriereschichtrandseite 23 in Umfangsrichtung beabstandet ist.
Bezugszeichenliste

1: Rohrkörper
2: Foliensubstrat
3: verschweißbare Kunststoffschicht
4: (Detail-)Bereich
5: erste Randseite
6: zweite Randseite
7: radial äußerer Bereich
8: Außenumfangsfläche
9: erster Außenumfangsflächenrandabschnitt
10: zweiter Außenumfangsflächenrandabschnitt
11: äußerer Längsspalt
12: Innenumfangsfläche
13: radialer innerer Bereich
14: erster Innenumfangsflächenrandabschnitt
15: innerer Längsspalt
16: zweiter Innenumfangsflächenrandabschnitt
17: äußere Kunststoffschicht
18: innere Kunststoffschicht
19: Barriereschicht
20: radial äußere Grenze
21: erste Barriereschichtrandseite
22: radial innere Grenze
23: zweite Barriereschichtrandseite
24: erster Außenumfangsflächenabschnitt
25: zweiter Außenumfangsflächenabschnitt
26: äußerer Übergangsabschnitt
27: Grenzbereich (Grenze/Verbindungsbereich)
28: innerer Übergangsabschnitt
29: erster Innenumfangsflächenabschnitt
30: zweiter Innenumfangsflächenabschnitt
31: Wellengeometrie
D: Dickenerstreckungsrichtung
a: Umfangsversatzmaß bzw. Überlappungsmaß
b: Höhenversatzmaß (Radialversatzmaß)
c: Umfangsversatzmaß bzw. Überlappungsmaß

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

WO 2007/113781 A2 [0002]
CH 686665 A5 [0003, 0008]
DE 4121427 C2 [0004, 0007]

Claims

Verfahren zum Herstellen von eine Innenumfangsfläche sowie eine Außenumfangsfläche (8) aufweisenden Rohrkörpern (1) für Verpackungstuben aus einem bandförmigen Foliensubstrat (2), welches mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht (3) aufweist oder aus dieser besteht und welches eine sich in Längsrichtung des Foliensubstrates (2) erstreckende, abgeschrägte erste Randseite (5) und eine um die Breite des Foliensubstrates (2) zu der ersten Randseite (5) beabstandete, abgeschrägte zweite Randseite (6) umfasst, wobei die erste Randseite (5) und die zweite Randseite (6) unter Ausbildung einer Rohrform einander gegenüberliegend angeordnet und unter Wärmeeinwirkung verschweißt werden. dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Randseite (5, 6) derart relativ zueinander angeordnet werden, dass vor dem Verschweißen die erste Randseite (5) die Außenumfangsfläche (8) in Umfangsrichtung überragt, so dass zwischen der ersten Randseite (5) und der Außenumfangsfläche (8) ein äußerer Längsspalt (11) gebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die erste und die zweite Randseite (5, 6) derart relativ zueinander angeordnet werden, dass die zweite Randseite (6) die Innenumfangsfläche des Foliensubstrates (2) in Umfangsrichtung überragt, so dass zwischen der zweiten Randseite (6) und der Innenumfangsfläche ein innerer Längsspalt (15) gebildet wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Randseiten (5, 6) derart angeordnet werden, dass die erste Randseite (5) die Außenumfangsfläche (8) und/oder die zweite Randseite (6) die Innenumfangsfläche (12 um eine in Umfangrichtung gemessene Strecke (a) aus einem Wertebereich zwischen 0,05 mm und 1,5 mm, vorzugsweise zwischen 0,10 mm und 1,00 mm überragt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliensubstrat (2) mehrschichtig ist und eine Barriereschicht (19), insbesondere gegen Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff, umfasst, und dass die Randseiten (5, 6) derart angeordnet werden, dass sich die Barriereschicht (19) in Umfangsrichtung überlappt, bevorzugt derart, dass eine radial äußere Grenze (20) einer ersten sich in Längsrichtung des Foliensubstrates (2) erstreckenden Barriereschichtrandseite (21) zwischen 0,05 mm und 1,50 mm, vorzugsweise zwischen 0,10 mm und 1,00 mm, von einer radial inneren Grenze (22) einer zweiten Barriereschichtrandseite (23) in Umfangsrichtung beabstandet ist.
Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Randseiten (5, 6) derart relativ zueinander angeordnet werden, dass die erste und die zweite Barriereschichtrandseite (21, 23) sich in radialer Richtung überlappen oder in radialer Richtung voneinander beabstandet sind oder in radialer Richtung unmittelbar aneinander angrenzen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Randseiten (5, 6) derart in Umfangsrichtung gegeneinander gepresst werden, dass die Barriereschicht (19), vorzugsweise unter Ausbildung einer Wellengeometrie (31), gestaucht wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Randseiten (5, 6) derart relativ zueinander angeordnet werden, so dass ein erster Außenumfangsflächenrandabschnitt (9) und ein zweiter Außenumfangsflächenrandabschnitt (10) um 10 μm bis 300 μm, vorzugsweise um 20 μm bis 250 μm in radialer Richtung höhenversetzt zueinander sind.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Randseite (5) unter einem ersten Winkel zu einer Dickenerstreckungsrichtung (D) des Foliensubstrates (2) und die zweite Randseite (6) unter einem zweiten Winkel zur Dickenerstreckungsrichtung (D) des Foliensubstrates (2) angeordnet ist, und dass der erste Winkel und/oder der zweite, vorzugsweise dem ersten Winkel entsprechende Winkel aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80°, vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60° gewählt sind/ist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliensubstrat (2) symmetrisch oder asymmetrisch zu einer gedachten Mittelebene ausgebildet ist.
Verpackungstube mit einem einen Auslass umfassenden Tubenkopf, der an einem aus einem mindestens eine verschweissbare Kunststoffschicht (3) aufweisenden oder aus dieser bestehenden Foliensubstrat (2) durch Verschweißen hergestellten, eine Außenumfangsfläche (8) und eine Innenumfangsfläche (12) aufweisenden Rohrkörper (1) festgelegt ist, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung des Tubenrohres erstreckender erster Außenumfangsflächenabschnitt (24) und ein zweiter sich in Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung des Tubenrohres erstreckender Außenumfangsflächenabschnitt (25) in radialer Richtung höhenversetzt sind, und dass in Umfangsrichtung zwischen den höhenversetzten Außenumfangsflächenabschnitten (24, 25) äußerer Übergangsabschnitt (26) aus geschmolzenem und wieder erkaltetem Kunststoffschichtmaterial als stufenloser Übergang in Umfangsrichtung ausgebildet ist.
Verpackungstube nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich in Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung des Tubenrohres erstreckender erster Innenumfangsflächenabschnitt (29) und ein zweiter sich in Längsrichtung sowie in Umfangsrichtung des Tubenrohres erstreckender Innenumfangsflächenabschnitt (30) senkrecht zur Umfangserstreckung in radialer Richtung höhenversetzt sind und dass in Umfangsrichtung zwischen den höhenversetzten Innenumfangsflächenabschnitten (29, 30) innerer Übergangsabschnitt (28) aus geschmolzenem und wieder erkaltetem Kunststoffschichtmaterial als stufenlosen Übergang in Umfangsrichtung ausgebildet ist.
Verpackungstube nach einem der Ansprüche 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass ein zwischen den Randseiten (5, 6) ausgebildeter Grenzbereich (27) außen in Umfangsrichtung überdeckt ist von dem äußeren Übergangsabschnitt (26) oder von dem ersten Außenumfangsflächenabschnitt (24) und/oder dass ein zwischen den Randseiten (5, 6) ausgebildeter Grenzbereich (27) innen in Umfangsrichtung überdeckt ist von dem inneren Übergangsabschnitt (28) oder von dem zweiten Außenumfangsflächenabschnitt (25).
Verpackungstube nach einem der Ansprüche 10 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass der äußere und/oder innere Übergangsabschnitt (28) ausschließlich aus geschmolzenem Kunststoffschichtmaterial des Foliensubstrates (2), insbesondere einer äußersten bzw. innersten Kunststoffschicht (17, 18) besteht.
Verpackungstube nach einem der Ansprüche 10 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliensubstrat (2) mehrschichtig ist und eine Barriereschicht (19) gegen Feuchtigkeit und/oder Sauerstoff umfasst, und dass die Barriereschicht (19) zwei sich in Längsrichtung des Foliensubstrates (2) erstreckenden und in einander entgegengesetzte Umfangsrichtungen orientierte Barriereschichtrandseiten (21, 23) aufweist.
Verpackungstube nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Barriereschicht (19) in Umfangsrichtung überlappt, bevorzugt um eine in Umfangsrichtung gemessene Strecke aus einem Wertebereich zwischen 0,05 mm und 1,50 mm, vorzugsweise zwischen 0,10 mm und 1,00 mm.
Verpackungstube nach einem der Ansprüche 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (19) in Umfangsrichtung gestaucht ist, vorzugsweise derart, dass die Barriereschicht (19), zumindest in einem Abschnitt, gewellt ist.