DE102011051111A1 - Verfahren zum Herstellen von Rohrkörpern für Verpackungstuben - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft Verfahren zum Herstellen von eine Innenumfangsfläche (8) sowie eine Außenumfangsfläche (7) 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 erste Randseite (5) und eine um die Breite des Foliensubstrates (2) von der ersten Randseite (5) beabstandete zweite Randseite (6) umfasst, wobei die erste Randseite (5) zu einer ersten Dickenerstreckungsrichtung (D1) an einer ersten radial innersten Kante (9) der ersten Randseite (5) unter einem ersten Winkel (α) verläuft und wobei die zweite Randseite (6) zu einer zweiten Dickenerstreckungsrichtung (D2) an einer zweiten radial äußersten Kante (10) der zweiten Randseite (6) unter einem zweiten Winkel (β) verläuft und wobei das Foliensubstrat (2) derart zu einer Rohrform geformt wird, dass ein an der ersten radial innersten Kante (9) an die erste Randseite (5) angrenzender erster Innenumfangsflächenrandabschnitt (11) des Foliensubstrates (2) auf einem an der zweiten radial äußersten Kante (10) an die zweite Randseite (6) angrenzenden zweiten Außenumfangsflächenrandabschnitt (12) des Foliensubstrates (2) aufliegt, und dass das Foliensubstrat (2) anschließend mit sich selbst verschweißt wird, erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der erste und der zweite Winkel (α, β) unterschiedlich groß sind.

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, wobei vor dem Verschweißen des Foliensubstrates mit sich selbst zwei flächenseitige Randlängsabschnitte des Foliensubstrates in radialer Richtung betrachtet aufeinander gelegt werden, also derart, dass sie sich in Umfangsrichtung des Rohrkörpers überlappen. Ferner betrifft die Erfindung eine Verpackungstube mit einem gemäß dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte Rohrkörper gemäß Anspruch 9.
• Aus der WO 2007/1137818 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 Foliensubstrats 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 einer Verpackungstube bekannt, bei welchem nicht abgeschrägte Randseiten des Foliensubstrates aneinander angelegt und dann das Foliensubstrat miteinander verschweißt wird. Im Gegensatz zu dem vorerwähnten Stand der Technik kommt das beschriebene Verfahren ohne separaten Siegelstreifen aus. Nachteilig bei der bekannten Verpackungstube ist die vergleichsweise kleine Kontaktfläche der beiden Randseiten und die Tatsache, dass ein Verschweißen nur in einem radial inneren Bereich und in einem davon radial beabstandeten äußeren Bereich stattfindet.
• Aus der DE 41 24 427 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 bandseitigen Foliensubstrates nicht rechtwinklig zur Außenumfangsfläche verlaufen, sondern abgeschrägt ausgebildet sind. Wobei die Randseiten derart aneinander gelegt werden, dass die Randseiten radial außenbündig abschließen, d. h. zwei benachbarte Außenumfangsflächenabschnitte gehen vor dem Verschweißen in Umfangsrichtung stufenlos ineinander über bzw. liegen auf dem selben 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 zusätzliche Siegelstreifen auskommt. Auch sind die Kontaktflächen vergleichsweise groß. Es bestehen jedoch Bestrebungen, die Schweißnaht, mit welcher das Foliensubstrat zu dem Rohrkörper mit sich selbst verschweißt ist im Hinblick auf eine verbesserte Robustheit, zu optimieren. Bevorzugt sollen Fehlverschweißungen vermieden werden, um somit ein unerwünschtes Aufplatzen oder selbsttätiges Öffnen einer Verpackungstube im Bereich der Schweißnaht sicher zu verhindern.
• Ferner ist es bekannt, in Abkehr des zuvor beschriebenen Standes der Technik nicht die Randseiten des Foliensubstrates aneinander anzulegen, sondern den Rohrkörper derart auszuformen, dass ein an eine erste radial innerste Kante der ersten Randseite angrenzender erster Innenumfangsflächenrandabschnitt des Foliensubstrates auf einem an der zweiten radial äußersten Kante an die zweite Randseite angrenzenden zweiten Außenumfangsflächenrandabschnitt des Foliensubstrates aufliegt, bevor das Foliensubstrat mit sich selbst verschweißt wird. Anders ausgedrückt liegt ein radial nach innen gerichteter Flächenabschnitt des Foliensubstrates auf einem parallel dazu angeordneten, radial nach außen gerichteten Flächenabschnitt des Foliensubstrates auf, so dass der Rohrkörper in den Überlappungsbereich eine Radialerstreckung aufweist, die der doppelten Foliensubstratdicke entspricht. Die winklig zu den sich überlappenden Flächenabschnitten orientierten Randseiten des Foliensubstrates sind in Umfangsrichtung voneinander beabstandet, wobei die beiden Winkel, die die Randseiten mit der Dickenerstreckungsrichtung des Foliensubstrates im abgewickelten Zustand einschließen gleich groß sind. Beim Verschweißen schmelzen die erste und die zweite Randseite auf, wobei sich das Material der ersten Randseite mit dem darunter befindlichen, nach außen gerichteten Flächenabschnitt des Foliensubstrates und das Material der zweiten Randseite mit der radial nach innen gerichteten Flächenseite des in radialer Richtung betrachtet darüber bzw. außerhalb des befindlichen Flächenabschnittes des Foliensubstrates verbindet. Es bestehen Bestrebungen, diese Schweißverbindung zu verbessern, insbesondere für den Fall, dass asymmetrische Foliensubstrate zur Anwendung kommen, deren innerste Schicht unterschiedlich dick ist wie die parallel dazu verlaufende äußerste Schicht und/oder aus einem von dem äußersten Schichtmaterial unterschiedlichen Material ausgebildet ist.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren anzugeben, bei welchem das Foliensubstrat vor der Verschweißung mit sich selbst zu der Rohrform überlappt wird, wobei sich das Verfahren, insbesondere bei der Verwendung von asymmetrisch aufgebauten Foliensubstraten zu einer im Vergleich zum Stand der Technik verbesserten (robusteren) Schweißverbindung führen soll. Ferner besteht die Aufgabe darin, eine Verpackungstube anzugeben, die sich durch eine verbesserte Schweißverbindung, insbesondere im Falle des Einsatzes von asymmetrischem Foliensubstrat auszeichnet.
• Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und hinsichtlich der Verpackungstube mit den Merkmalen des Anspruchs 9 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 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, das Foliensubstrat derart anzuschneiden bzw. ein derart an beiden Längsrändern angeschnittenes Foliensubstrat einzusetzen, dass bei sich zur Rohrform überlappendem Foliensubstrat der zwischen der ersten Randseite und der ersten Dickenerstreckungsrichtung eingeschlossene erste Winkel unterschiedlich groß ist von dem zweiten Winkel der von der zweiten Randseite und der zweiten Dickenerstreckungsrichtung eingeschlossen wird. Dies führt dazu, dass der Winkel, der die erste Randseite mit einer Außenfläche des Foliensubstrates, genauer einer Tangente an die Außenfläche einschließt unterschiedlich groß ist von dem Winkel, den die zweite Randseite mit einer Innenfläche, genauer einer Tangente an die Innenfläche einschließt, was erfindungsgemäß gezielt genutzt werden kann, um die Menge an in Umfangsrichtung überstehendem Kunststoffmaterial an jeder Längsrandseite des Foliensubstrates individuell zu beeinflussen, bzw. einzustellen, um diese überstehende, beim Schweißprozess aufgeschmolzene Kunststoffmenge bzw. den vom Verschweißprozess tangierten Umfangsabschnitt an die Dickenerstreckung der mindestens einen Kunststoffschicht anzupassen. Ganz besonders bevorzugt wird der erste Winkel mit zunehmender Dickenerstreckung einer äußersten heißsiegelbaren (verschweißbaren) Kunststoffschicht größer gewählt, ebenso wird bevorzugt der zweite Winkel mit zunehmender Dickenerstreckung an einer radial innersten verschweißbaren Kunststoffschicht des vorzugsweise mehrschichtigen, noch weiter bevorzugt asymmetrischen Foliensubstrates größer gewählt, um somit zu erreichen, dass auch bei vergleichsweise großen Dickenerstreckungen der äußersten und/oder innersten Schicht ein gutes Aufschmelzen beim Schweißprozess gewährleistet ist, um somit eine robuste Verbindung zu erhalten. Ganz generell ist es durch das erfindungsgemäße Verfahren möglich, nach Wunsch, am Innenumfang und am Außenumfang eine gleiche Verschweißwirkung oder bewusst eine unterschiedliche Verschweißwirkung bzw. Robustheit der Verbindung einzustellen. Das verbindungsgemäße Verfahren kommt vorteilhafter Weise ohne zusätzlichen Siegelstreifen aus, d. h., das Foliensubstrat kann ausschließlich durch Aufschmelzen seiner mindestens einen Kunststoffschicht mit sich selbst gesiegelt werden. Wie bereits erläutert, liegen die Randseiten, die sich vor dem Verschweißen bevorzugt jeweils geradlinig unter dem jeweiligen Winkel zwischen den Flächenseiten des Foliensubstrates erstrecken, nicht aneinander an, sondern sind in radialer Richtung um die Foliensubstratdicke versetzt zueinander angeordnet sowie um eine einstellbare Strecke in Umfangsrichtung. Das Verschweißen des Foliensubstrates mit sich selbst erfolgt in einem auf den vorerwähnten Positionierschritt folgenden Schritt bei der Fertigung der Rohrkörper unter Wärmeeinwirkung, beispielsweise indem ein bei beiden Randseiten einschließender Schweißbereich, in welchem das Foliensubstrat mit sich selbst verschweißt werden soll, sandwichartig zwischen zwei sich zusammen mit dem Foliensubstrat bewegenden Schweißbändern aufgenommen und mit Wärmeenergie, beispielsweise über Hochfrequenzstrahlung beaufschlagt wird. Bei diesem Verschweißen schmelzen die von den Randseiten in Umfangsrichtung begrenzten Randabschnitte auf und verbinden sich mit der jeweils zugeordneten Flächenseite des Foliensubstrates.
• Die erste Dickenerstreckungsrichtung befindet sich gemäß patentanspruchlicher Definition an einer Umfangsposition des Rohrkörpers, an welcher die erste radial innerste Kante der ersten Randseite angeordnet ist, also an einer Umfangsposition, bei welcher die erste Randseite auf die Innenumfangsfläche, genauer auf einen Innenumfangsflächenrandabschnitt des Foliensubstrates trifft. Bei dem ersten Winkel handelt es sich also um den Winkel, der von der ersten Randseite und der sich senkrecht zu einer Tangente an der Außenumfangsfläche und einer dazu parallelen Tangente an der Innenumfangsfläche erstreckenden Dickenerstreckungsrichtung (Stärkenerstreckungsrichtung) aufgespannt wird. Dieser erste Winkel beträgt weniger als 90°. Die zweite Dickenerstreckung ist in Umfangsrichtung unweit von der ersten Dickenerstreckungsrichtung entfernt und an derjenigen Umfangsposition des Rohrkörpers angeordnet, an welcher sich die zweite radial äußerste Kante der zweiten Randseite befindet, also an der Umfangsposition, an welcher die zweite Randseite an die Außenumfangsfläche des Foliensubstrates trifft. Der zweite Winkel wird zwischen dieser zweiten Dickenerstreckung und der zweiten Randseite aufgespannt und beträgt ebenfalls weniger als 90°. Bevorzugt kann in einer ersten Näherung davon ausgegangen werden, dass die erste Dickenerstreckungsrichtung und die zweite Dickenerstreckungsrichtung nicht nur bei abgerolltem Foliensubstrat parallel zueinander verlaufen, sondern auch bei einem zu einem Rohrkörper verformten Foliensubstrat, da die Foliensubstratdicke sowie der Abstand zwischen der ersten Dickenerstreckungsrichtung und der zweiten Dickenerstreckungsrichtung im Vergleich zu dem Radius bzw. zu dem Durchmesser des Rohrkörpers vernachlässigbar klein sind. Bevorzugt ist die Dickenerstreckung (Folienstärke) des Foliensubstrates aus einem Wertebereich zwischen 100 μm und 500 μm, vorzugsweise zwischen 150 μm und 400 μm gewählt. Besonders bevorzugt ist die erste Dickenerstreckungsrichtung und die zweite Dickenerstreckungsrichtung 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 voneinander beabstandet. Bevorzugt ist der Durchmesser des Rohrkörpers von einem Durchmesserbereich zwischen 10 mm und 70 mm, vorzugsweise zwischen 12,7 mm und 60 mm, gewählt.
• Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zum Verschweißen eines Foliensubstrates zu einer Rohrform, das mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht aufweist oder aus dieser besteht. Hierbei kann es sich beispielsweise um einen thermoplastischen Kunststoff insbesondere Polyethylen, Polypropylen oder ein Copolymer der vorgenannten Verbindungen handeln. Bevorzugt ist die mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht gepaart mit mindestens einer Barriereschicht gegen Feuchtigkeit und/oder Gasdurchtritt, beispielsweise einer Aluminiumfolie oder einer Aluminiumschicht, insbesondere einer Bedampfung. Ganz besonders zweckmäßig handelt es sich, wie bereits angedeutet, um eine im Bezug auf eine gedachte Dickenmittenebene des Foliensubstrates asymmetrisch aufgebaute Folie, wobei sich die Asymmetrie durch die Materialwahl der Schichten und/oder durch die Dickenerstreckung der Schichten begeben kann. Alternativ ist die Erfindung auch mit einer symmetrischen Folie realisierbar.
• Bevorzugt erfolgt das Umformen des bandförmigen Substrates zu dem Rohrkörper bzw. der Rohrform in an sich bekannter Weise, beispielsweise über mindestens ein Formband, welches über konkav konturierte Walzen angetrieben ist, wie dies beispielsweise in der CH 686,665 A5 beschrieben ist. Das Ablängen des hergestellten Rohres zum Rohrkörper erfolgt bevorzugt nach dem Aushärten der Schweißnaht. Das Schneiden der Randseiten des Foliensubstrates unter den unterschiedlichen Winkeln, kann inline vor dem Umformen zur Rohrform mit Hilfe entsprechend abgewinkelter randseitig angeordneter Messer erfolgen oder in einem vorgelagerten Schneidschritt.
• Insgesamt wird durch das erfindungsgemäße Verfahren eine wesentlich robustere Verpackungstube erhalten, insbesondere für den Fall der Verwendung eines asymmetrischen Foliensubstrates.
• Als besonders zweckmäßig hat es sich herausgestellt, wenn der erste Winkel aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80°, vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60° gewählt ist und/oder der zweite Winkel aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80°, vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60°.
• Idealer Weise beträgt die Winkeldifferenz zwischen dem ersten und dem zweiten Winkel zwischen 1° und 70°, vorzugsweise zwischen 1° und 30°, noch weiter bevorzugt zwischen 3° und 7°.
• Besonders bevorzugt ist es, wenn das Foliensubstrat mehrschichtig ausgebildet ist und neben einer äußersten, vorzugsweise verschweißbaren Kunststoffschicht und einer innersten, vorzugsweise verschweißbaren Kunststoffschicht mindestens eine dazwischen angeordnete Barriereschicht gegen Feuchtigkeit und/oder Gasdurchtritt aufweist. Bei der Barriereschicht kann es sich beispielsweise um eine Metallfolie oder eine Metallisierung handeln.
• Besonders zweckmäßig ist es, wenn es sich, insbesondere in Bezug auf die Dickenerstreckung der äußersten Schicht und der innersten Schicht um asymmetrisches Foliensubstrat handelt, bei welchem die äußerste Schicht dicker ist, vorzugsweise um mindestens 5 μm noch weiter bevorzugt um mindestens 100 μm dicker ist als die innerste Schicht, wobei in diesem Fall der erste Winkel bevorzugt größer gewählt wird, noch weiter bevorzugt um 20° größer gewählt wird, ganz besonders bevorzugt um 5° größer gewählt wird als der zweite Winkel, um somit zu erreichen, dass trotz der größeren Dicke der radial äußersten Schicht eine gute Aufschmelzung derselben in ihrem Randbereich gewährleistet wird. Dies ist der Fall, da durch die größere Wahl des ersten Winkels eine vergleichsweise große Umfangserstreckung der ersten Randseite erreicht wird, wodurch die äußerste Schicht über eine vergleichsweise große Umfangserstreckung (in ihrem Randbereich) eine geringe Dickenerstreckung erhält.
• Ganz besonders zweckmäßig ist es, wenn die Schichtdicke, d. h. die Dicke der äußersten Schicht in einem bestimmten Verhältnis steht zu der Größe des ersten Winkels. Bevorzugt ist dieser Verhältniswert aus einem Wertebereich zwischen 200 μm/° und 2,5 μm/°, vorzugsweise zwischen 20 μm/° und 3,3 μm/° gewählt. Zusätzlich oder alternativ ist es von Vorteil, wenn ein definierter Verhältniswert zwischen der Dicke der innersten Schicht und dem zweiten Winkel, insbesondere aus einem Wertebereich zwischen 75 μm/° und 0,94 μm/°, noch weiter bevorzugt zwischen 7,5 μm/° und 1,25 μm/° gewählt wird. Die Einstellung dieses Verhältnis der vorgenannten Verhältniswerte erfolgt über die Wahl des ersten bzw. zweiten Winkels, welche wiederum über den Einstellwinkel eines entsprechenden Schneidmessers definiert werden.
• Die Erfindung führt auch auf eine Verpackungstube mit einem einen Auslass umfassenden Tubenkopf, der an einem mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht aufweisenden oder aus dieser bestehenden Foliensubstrat gebildeten Rohrkörper in an sich bekannter Weise festegelegt ist, wobei der Rohrkörper nach einem nach dem Konzept der Erfindung gebildeten Verfahren hergestellt ist und eine Außenumfangsfläche und eine Innenumfangsfläche aufweist. Dabei ist es besonders bevorzugt, wenn es sich bei dem Foliensubstrat um ein asymmetrisches Foliensubstrat handelt, bei welchem noch weiter bevorzugt eine äußerste Kunststoffschicht eine Dickenerstreckung aufweist, die unterschiedlich ist von einer Dickenerstreckung einer radial innersten Kunststoffschicht.
• 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 Querschnittansicht eines Rohrkörpers einer Verpackungstube mit einem übertrieben flach dargestellten Umfangsabschnitt, in welchem zwei sich in Umfangsrichtung überlappende Abschnitte durch Verschweißen miteinander verbunden sind; dabei überlappt sich das Foliensubstrat derart, dass zwischen der ersten Randseite und einer Außenumfangsfläche des Foliensubstrates ein nach außen offener (äußerer) Längsspalt gebildet wird und zwischen der zweiten Randseite und der Innenumfangsfläche des Foliensubstrates ein innerer Längsspalt.
• 2 einen Ausschnitt aus einem späteren Verbindungsbereich eines zu einem Rohrkörper umgeformten Foliensubstrates, wobei das Foliensubstrat sich mit Flächenseiten überlappend angeordnet ist, derart, dass ein erster Innenumfangsflächenrandabschnitt auf einem Außenumfangsflächerandabschnitt zum Liegen kommt (der eingezeichnete Radialabstand ist in der Praxis nicht vorhanden sondern dient lediglich einer klareren Darstellung),
• 3 ein Ausschnitt aus der Situation gem. 2 durch Verschweißen hergestellten Verbindung des Foliensubstrates zu einem Rohrkörper,
• 4 eine alternative Situation des Verbindungsbereichs vor dem Verschweißen, wobei im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 ein asymmetrisches Foliensubstrat zur Anwendung kommt,
• 5 eine weitere alternative Situation vor dem Verschweißen mit einem asymmetrischen Foliensubstrat, wobei hier im Gegensatz dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 die äußerste Schicht dünner ist als die innerste Schicht,
• 5 eine Darstellung eines abgerollten Foliensubstrates zur genaueren Erläuterung der Lage des ersten und zweiten Winkels.
• In den Figuren sind gleiche Elemente mit der gleichen Funktion mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet.
• In 1 ist in einer Querschnittsansicht ein im Wesentlichen kreisrund konturierter Rohrkörper für eine ansonsten nicht weiter dargestellte, an sich ansonsten bekannte Verpackungstube im Wesentlichen bestehend aus Kunststoff gezeigt. Der Rohrkörper 1 ist gebildet von einem ein- oder mehrschichtigen symmetrischen oder asymmetrischen Foliensubstrat 2, umfassend oder bestehend aus mindestens einer verschweißbaren Kunststoffschicht 3.
• Zur Herstellung des Rohrkörpers wird das bandförmige Foliensubstrat 2 zu einer Zylinderform geformt, wobei in 1 nicht im Detail zu erkennende, abgeschrägte Randseiten in Umfangsrichtung beabstandet sind, wobei sich Flächenseiten des Foliensubstrates in radialer Richtung in dem eingekreisten Bereich 4 überlappen, d. h. aufeinander liegen. Mögliche (alternative) detaillierte Ansichten bzw. Ausführungsvarianten des Bereichs 4 (vor und nach dem Verschweißen) sind in den 2 bis 5 dargestellt. 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 zu zumindest teilweisem Aufschmelzen des Foliensubstrates im Bereich 4 führt. Auf die Verschweißstation folgt bevorzugt in an sich bekannter Weise eine Kühlstrecke zur Ausbildung (d. h. Aushärtung der Schweißnaht).
• Bevorzugt sind der Positioniereinrichtung zum Umformen des Foliensubstrates zu der Rohrform Schneidmesser zum abgeschrägten Anschneiden der (Längs-)Randseiten vorgeordnet.
• In 2a ist eine mögliche Situation vor dem Verschweißschritt (und nach dem Schneidschritt zum Anschneiden der Randseiten) gezeigt. Das Foliensubstrat 2, welches in dem gezeigten Ausführungsbeispiel dreischichtig ausgeführt ist, wurde beispielsweise mit Hilfe eines Formbandes und/oder konkaver Rollen zu dem im Querschnitt gezeigten Rohrkörper bzw. der Rohrform verformt, derart, dass eine in eine erste Umfangsrichtung orientierte erste Randseite 5 des Foliensubstrates in Umfangsrichtung von einer in die entgegengesetzte zweite Umfangsrichtung orientierte zweite Randseite 6 des Foliensubstrates beabstandet ist.
• Wie sich aus 2a ergibt, ist die erste Randseite 5, ebenso wie die zweite Randseite 6 in der Querschnittsansicht geradlinig konturiert, erstreckt sich also geradlinig von einer Außenumfangsfläche 7 des Rohrkörpers bis zu einer Innenumfangsfläche 8. Dabei ist die erste Randseite 5 unter einem ersten Winkel α zu einer ersten Dickenerstreckungsrichtung D₁ des Foliensubstrates 2 angeordnet, wobei dieser erste Winkel α in dem gezeigten Ausführungsbeispiel größer ist, hier um mindestens 5° größer als ein zweiter Winkel β, den die zweite Randseite 6 mit einer zweiten Dickenerstreckungsrichtung D₂ einschließt. Der erste Winkel α beträgt in dem gezeigten Ausführungsbeispiel 40° und der zweite Winkel β 35°. Die erste Dickenerstreckungsrichtung D₁ befindet sich an einer ersten Umfangsposition des Rohrkörpers 1, an welcher sich eine erste radial innerste Kante 9 der ersten Randseite 5 befindet. Die zweite Dickenerstreckungsrichtung D₂ befindet sich an einer zu der ersten radial innersten Kante 9 in Umfangsrichtung versetzten zweiten radial äußersten Kante 10 der zweiten Randseite 6, also an einer von der ersten Umfangsposition beabstandeten zweiten Umfangsposition. Bei der Darstellung wird ein möglicher (geringer) Winkel zwischen den beiden Dickenerstreckungsrichtungen D₁ und D₂ vernachlässigt, d. h. es wird in Näherung davon ausgegangen, dass die beiden Dickenerstreckungsrichtungen (Dickenerstreckungslinien) parallel verlaufen.
• Wesentlich ist, dass die beiden Randseiten 5, 6 in radialer Richtung um die Foliensubstratdicke höhenversetzt sind (der eingezeichnete Abstand zwischen den Foliensubstratabschnitten ist in der Realität nicht vorhanden). Ein in der Zeichnungsebene links an die innerste Kante 9 angrenzender erster Innenumfangsflächenrandabschnitt 11 liegt außen auf einem zweiten Außenumfangsflächenrandabschnitt 12 auf, welcher in der Zeichnungsebene rechts an die zweite radial äußerste Kante 10 anschließt. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel liegt also die erste radial innerste Kante 9 auf der Außenumfangsfläche 7 des Foliensubstrates auf und ist in Umfangsrichtung von der zweiten radial äußersten Kante 10 beabstandet, vorzugsweise generell, d. h. unabhängig von dem konkreten Ausführungsbeispiel um eine Strecke aus einem Wertebereich zwischen 0,05 mm und 1,00 mm, noch weiter bevorzugt zwischen 0,05 mm und 0,30 mm.
• Durch die Wahl unterschiedlicher Winkel α und β ergeben sich unterschiedliche Umfangserstreckungen der Randseiten 5, 6, wobei die erste Randseite 5 in dem gezeigten Ausführungsbeispiel durch eine größere Wahl des ersten Winkels α im Vergleich zum zweiten Winkel β größer ist als die Umfangserstreckung der zweiten Randseite 6. Dies spiegelt sich auch wieder in unterschiedlichen Dimensionierungen bzw. Öffnungswinkeln eines äußeren Längsspaltes 13 und eines inneren Längsspaltes 14. Der Öffnungswinkel des äußeren Längsspaltes 13 beträgt 90° – α, wobei der äußere Längsspalt 13, der im Querschnitt im Wesentlichen dreieckförmig ist, begrenzt wird von der ersten Randseite 5 und einem Abschnitt der Außenumfangsfläche 7. Analog wird der zweite Längsspalt 14 begrenzt von der zweiten Randseite 6 und der Innenumfangsfläche 8. Der Öffnungswinkel des inneren Längsspaltes 14 beträgt 90° – β.
• Wie sich aus 2 weiter ergibt, wird von der ersten Randseite 5 ein im Querschnitt dreieckiger erster Randabschnitt 15 (erster Zipfel) begrenzt, der in der Zeichnungsebene links von der ersten Durchmesserlinie D₁ begrenzt wird und in der Zeichnungsebene oben von einem ersten Randflächenabschnitt 16 der Außenumfangsfläche 7. Analog wird von der zweiten Randseite 6 in Umfangsrichtung ein zweiter Randabschnitt 17 (zweiter Zipfel) begrenzt, der in die entgegengesetzte Umfangsrichtung von der zweiten Durchmesserlinie D2 und in der Zeichnungsebene unten von einem zweiten Randflächenabschnitt 18 begrenzt wird. Zu erkennen ist, dass selbstverständlich aufgrund der unterschiedlichen Winkelwahl die Umfangserstreckung des ersten Randflächenabschnittes 16 geringer ist als die des zweiten Randflächenabschnittes 18, so dass beim Schweißprozess eine größere Menge Kunststoffmaterial einer äußersten Kunststoffschicht 19 aufgeschmolzen wird, als von einer innersten Kunststoffschicht 20. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel nehmen die äußerste Kunststoffschicht 19 und die innerste Kunststoffschicht 20 eine dazwischen liegende Barriereschicht 21 sandwichartig zwischen sich auf. Bei einer alternativen Ausführungsvariante kann das Foliensubstrat 2 auch ausschließlich aus einer einzigen verschweißbaren Kunststoffschicht bestehen.
• Zur Verdeutlichung der Lage des ersten und des zweiten Winkels α, β bei abgerolltem Foliensubstrat wird auf 6 verwiesen. Dort ist allgemein ein abgerolltes, seitlich angeschnittenes Foliensubstrat 2 dargestellt, wobei es sich um ein einschichtiges, mehrschichtiges, symmetrisches oder asymmetrisches Folienmaterial handeln kann. Eingezeichnet sind die beiden Dickenerstreckungsrichtungen D₁ und D₂, die bei abgewickeltem Foliensubstrat parallel angeordnet sind. Zu erkennen sind die beiden Randseiten 5, 6 die unter unterschiedlichen Winkeln, α, β zu jeweiligen Dickenerstreckungslinie D₁, D₂ verlaufen. Aus 6 ergibt sich, dass die erste Randseite 5 mit der späteren Innenumfangsfläche 8 im abgewickelten Zustand einen Winkel 90° + α einschließt und die zweite Randseite 6 zu der zur Innenumfangsfläche 8 parallelen Außenumfangsfläche einen davon unterschiedlichen Winkel 90° + β. Die unterschiedlichen Winkel α, β können generell erhalten werden durch Anschneiden des Foliensubstrates mit Hilfe zweier im Bezug auf die Flächenerstreckungsfoliensubstrates unterschiedlich angewinkelten Schneiden (Messer), wobei dieser Schneidschnitt beispielsweise inline vor dem Positionierschnitt zur Umformung des Foliensubstrates zu der Rohrform realisiert wird, oder außerhalb der Vorrichtung in ein vorgelagerten Verfahrensschritt.
• In 3 ist die in 2 dargestellte Situation nach dem Schweißvorgang gezeigt. Zu erkennen ist, dass der erste Randabschnitt 15 nicht mehr in der ursprünglichen Form vorhanden sondern abgeschmolzen ist, so dass sich Kunststoffmaterial dieses ersten Randabschnittes 15 verbunden hat mit Material eines angrenzenden Außenumfangsflächenbereichs des Substrates. Aufgrund des zuvor größeren Winkels α erstreckt sich aufgeschmolzenes und wieder erstarrtes Kunststoffmaterial gemessen von einem in der Zeichnungsebene rechten Ende der Barriereschicht 21 über eine Strecke a in Umfangsrichtung, die größer ist als eine Strecke b über die sich aufgeschmolzenes Kunststoffmaterial des zweiten Randabschnittes 17 in die entgegengesetzte Richtung erstreckt, gemessen ausgehend von dem anderen Ende der Barriereschicht 21.
• Im Folgenden werden die Ausführungsbeispiele gemäß den 4 und 5 erläutert, wobei zur Vermeidung von Wiederholungen im Wesentlichen nur auf Unterschiede zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 eingegangen wird. Im Hinblick auf die Gemeinsamkeiten wird auf vorstehende Ausführungsbeispiele verwiesen. Auch bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ist der erste Winkel α, den die erste Randseite 5 mit der Dickenerstreckungsrichtung D₁ einschließt größer als der korrespondierende Winkel β, den die zweite Randseite 6 mit der zweiten Dickenerstreckungsrichtung D₂ einschließt. Im Unterschied zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 kommt bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 ein asymmetrisches Foliensubstrat 2 zur Anwendung, bei welchem die äußerste verschweißbare Kunststoffschicht 19 eine geringere Dickenerstreckung aufweist, als die innerste Kunststoffschicht 20. Äußerste und innerste Kunststoffschicht 19, 20 nehmen sandwichartig, wie bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 2 eine Barriereschicht 21 zwischen sich auf.
• Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß 5 kommt wiederum ein asymmetrischen Foliensubstrat 2 zur Anwendung, wobei im Gegensatz zu dem Ausführungsbeispiel gemäß 4 die radial äußerste Schicht eine geringere Dickenerstreckung aufweist als die radial innerste Schicht. Der erste Winkel α ist kleiner gewählt als der zweite Winkel β.
• Bezugszeichenliste

1

Rohrkörper

2

Foliensubstrat

3

verschweißbare Kunststoffschicht

4

(Detail-)Bereich

5

erste Randseite

6

zweite Randseite

7

Außenumfangsfläche

8

Innenumfangsfläche

9

erste radial innerste Kante

10

zweite radial äußerste Kante

11

erster Innenumfangsflächerandabschnitt

12

zweiter Außenumfangsflächenrandabschnitt

13

äußerer Längsspalt

14

innerer Längsspalt

15

erster Randabschnitt

16

erster Randflächenabschnitt

17

zweiter Randabschnitt

18

zweiter Randflächenabschnitt

19

äußerste Kunststoffschicht

20

innerste Kunststoffschicht

21

Barriereschicht

D₁

erste Dickenerstreckungslinie an der Umfangsposition der ersten innersten Kante

D₂

zweite Dickenerstreckungslinie an der Umfangsposition der zweiten äußersten Kante

a

Umfangsmaß

b

Umfangsmaß

α

erster Winkel

β

zweiter Winkel

• ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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• Zitierte Patentliteratur
• WO 2007/1137818 [0002]
• CH 686665 A5 [0003, 0012]
• DE 4124427 C2 [0004]

Claims (9)

1. Verfahren zum Herstellen von eine Innenumfangsfläche (8) sowie eine Außenumfangsfläche (7) aufweisenden Rohrkörpern (1) für Verpackungstuben aus einem bandförmigen Foliensubstrat (2), welches mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht (3, 19, 20) aufweist oder aus dieser besteht und welches eine sich in Längsrichtung des Foliensubstrates (2) erstreckende erste Randseite (5) und eine um die Breite des Foliensubstrates (2) von der ersten Randseite (5) beabstandete zweite Randseite (6) umfasst, wobei die erste Randseite (5) zu einer ersten Dickenerstreckungsrichtung (D₁) an einer ersten radial innersten Kante (9) der ersten Randseite (5) unter einem ersten Winkel (α) verläuft und wobei die zweite Randseite (6) zu einer zweiten Dickenerstreckungsrichtung (D₂) an einer zweiten radial äußersten Kante (10) der zweiten Randseite unter einem zweiten Winkel (β) verläuft, und wobei das Foliensubstrat (2) derart zu einer Rohrform geformt wird, dass ein an der ersten radial innersten Kante (9) an die erste Randseite (5) angrenzender erster Innenumfangsflächenrandabschnitt (11) des Foliensubstrates (2) auf einem an der zweiten radial äußersten Kante an die zweite Randseite (6) angrenzenden zweiten Außenumfangsflächenrandabschnitt (12) des Foliensubstrates (2) aufliegt, und dass das Foliensubstrat (2) anschließend mit sich selbst verschweißt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Winkel (α, β) unterschiedlich groß gewählt, insbesondere geschnitten, werden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α) aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80°, vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60° und/oder der zweite Winkel (β) aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 80°, vorzugsweise zwischen 5° und 70°, noch weiter bevorzugt zwischen 10° und 60° gewählt sind/ist.
3. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste Winkel (α) um eine Winkeldifferenz aus einem Winkelbereich zwischen 1° und 70°, vorzugsweise zwischen 1° und 30°, noch weiter bevorzugt aus einem Winkelbereich zwischen 3° und 7° kleiner oder größer gewählt wird als der zweite Winkel (β).
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Foliensubstrat (2) mehrschichtig ausgebildet ist und eine äußerste Schicht (19) und eine innerste Schicht (20) umfasst, die vorzugsweise eine, insbesondere als Metallfolie oder Metallisierung ausgebildete, Barriereschicht (21) zwischen sich aufnehmen.
5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die äußerste Schicht (19) dicker ist, als die innerste Schicht (20) und dass der erste Winkel (2) größer ist, vorzugsweise um 20°, noch weiter bevorzugt um 5° größer ist, als der zweite Winkel (β).
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Schicht (20) dicker ist, als die äußerste Schicht (19) und dass der erste Winkel (α) kleiner ist, vorzugsweise um 20°, noch weiter bevorzugt um 5° kleiner ist, als der zweite Winkel (β).
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das ein Verhältniswert zwischen der äußeren Schicht (19) gemessen in μm und dem ersten Winkel (α) gemessen in Grad aus einem Wertebereich zwischen 200 μm/° und 2,5 μm/°, vorzugsweise zwischen 20 μm/° und 3,3 μm/°, gewählt ist und/oder dass ein Verhältniswert zwischen der innersten Schicht (20) gemessen in μm und dem zweiten Winkel (β) gemessen in Grad aus einem Wertebereich zwischen 75 μm/° und 0,94 μm/°, vorzugsweise zwischen 7,5 μm/° und 1,25 μm/°, gewählt ist
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Foliensubstrat (2) ein asymmetrisch in Bezug auf eine Dickenmittenebene des Foliensubstrates (2) ausgebildetes Foliensubstrat (2) verwendet wird.
9. Verpackungstube mit einem einen Auslass umfassenden Tubenkopf, der an einem aus einem, mindestens eine verschweißbare Kunststoffschicht aufweisenden oder aus dieser bestehenden, Foliensubstrat gemäß einem Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche hergestellten, eine Außenumfangsfläche (7) und eine Innenumfangsfläche (8) aufweisenden Rohrkörper (1) festgelegt ist.

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