DE10333157A1 - Verfahren zur Herstellung eines Behälters - Google Patents

Abstract

Eine Spritzgießform zur Herstellung eines Behälters (10) enthält eine Mantelform (26), einen Kern (27) und eine Kopfform (22) mit auseinander bewegbaren Backen (23, 24). Um der Behälterwand eine Deckschicht anzuformen, wird ein Deckblatt (30) in gerollter Form in den Formhohlraum (20) eingeführt. Das Einführen erfolgt von der Seite her, der die Stirnwand des Behälters angeformt wird. Dadurch werden kurze Arbeitswege der Maschine ermöglicht.

Description

• Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters, der eine Umfangswand und an einem Ende der Umfangswand eine Stirnwand aufweist und am anderen Ende offen ist, im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Mantelform, eines Kernes und einer Kopfform.
• In DE 43 18 014 C1 (Fischbach) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kartusche für pastöse Massen beschrieben. Das Verfahren sieht vor, dass die Kartusche in einer Spritzgießform aus Kunststoff geformt wird, wobei der Formhohlraum durch eine Mantelform, einen Kern und eine Kopfform begrenzt ist. Die fertige Kartusche wird dadurch aus der Form entfernt, dass zunächst der Kern ein Stück weit zurückgezogen wird, während die Kartusche an der Kopfform festgehalten wird. Anschließend er folgt ein gemeinsames Zurückziehen von Kern und Mantelform, bis die Kartusche von dem Kern freigekommen ist. Danach wird die Mantelform zurückgezogen und Backen der Kopfform werden geöffnet, so dass die Kartusche herunterfallen kann.
• Bei einem weiteren Verfahren gemäß DE 197 03 316 A1 wird im Spritzgießverfahren eine Düsenkartusche mit angeformter Düse in einer Hohlform hergestellt, in der sich ein Kern befindet. Da die Düse gewindelos ist, ist eine Kopfform mit Backen, die zum Entformen der Kartusche auseinanderbewegbar sind, nicht erforderlich.
• Es ist ferner bekannt, Etiketten und andere Deckblätter festsitzend in die Wand eines Behälters zu integrieren. Hierfür wurde das In-Mould-Labelling (IML) entwickelt, bei dem in eine Spritzgießform zunächst ein Deckblatt eingebracht wird, das sich an die Mantelfläche anlegt, bevor die Form geschlossen und die Kunststoffschmelze injiziert wird. Der fließfähige Kunststoff wird gewissermaßen durch die Prozesswärme fest mit dem Deckblatt verbunden. Das Deckblatt ist danach integraler Bestandteil des Behälters. Dieses Verfahren wird insbesondere bei der Herstellung von Dünnwandbehältern, wie Joghurtbechern, angewandt, die eine konische Gestalt haben. Das Etikett wird in dasjenige Ende der Spritzgießform eingeführt, welches das Öffnungsende des Behälters formt. Beim Entformen muss der Kern über die Artikellänge aus der Mantelform herausgezogen werden. Anschließend muss der Kern noch einmal um etwa dieselbe Länge weiterbewegt werden, damit der auf dem Kern sitzende Artikel von diesem entformt oder ausgeworfen werden kann. Dies erfordert einen längeren Öffnungsweg des Kernes relativ zu der Mantelform und somit eine große Länge der Spritzgießmaschine.
• Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters anzugeben, in dessen Umfangswand ein Deckblatt integriert ist und das einen geringen Öffnungsweg der Spritzgießmaschine erfordert.
• Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß mit den im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmalen. Hiernach wird in das der Kopfform zugewandte Ende der Mantelform ein gerolltes Deckblatt eingeführt und an die Mantelform oder den Kern angelegt.
• Die Besonderheit des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, dass ein Deckblatt nicht von derjenigen Seite her eingelegt wird, die der Öffnungsseite des fertigen Behälters entspricht, sondern von der Seite, an der die geschlossene Stirnwand des Behälters geformt wird, also gewissermaßen von der Bodenseite des Behälters her.
• Gemäß einer möglichen Ausgestaltung der Erfindung wird das Deckblatt in die Mantelform eingeführt, während sich der Kern in der Mantelform befindet. Dabei wird das Deckblatt in den ringförmigen Schlitz zwischen Mantelform und Kern eingeschoben, so dass nachfolgend nur noch das Schließen der Spritzgießform erforderlich ist, um den Einspritzvorgang durchführen zu können. Ein weiterer Vorteil besteht darin, dass das Deckblatt wahlweise entweder an den inneren Kern des Formhohlraums oder an die äußere Mantelform angelegt werden kann, so dass die zu erzeugende Deckschicht wahlweise an der Innenseite oder an der Außenseite des Behälters erzeugt werden kann.
• Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von im Wesentlichen zylindrischen Behältern, wie Kartuschen zur Aufnahme auspressbarer Materialien, oder zur Herstellung im Wesentlichen zylindrischer Tubenkörper, die aus einem flexiblen Material bestehen und bei denen das offene rückwärtige Ende nach dem Füllvorgang flachgedrückt und versiegelt wird.
• Die von dem Deckblatt gebildete Deckschicht auf der Innenseite oder der Außenseite der Behälterwand kann verschiedene Funktionen haben. Beispielsweise bildet sie ein bedrucktes Etikett oder ein Dekorblatt. Es kann sich aber auch um eine Folie mit bestimmten Gleiteigenschaften handeln. Die Deckschicht, die von dem Deckblatt gebildet wird, kann auch ein Textilmaterial oder ein Material mit einer anderen dreidimensionalen Struktur sein. Bei der Herstellung von Kartuschen, die einen Kolben zum Auspressen des Kartuscheninhalts enthalten, kann ein Vorteil darin bestehen, dass die Innenseite der Kartuschenwand bestimmte Gleiteigenschaften besitzt. Hierfür eignet sich die Anbringung einer inneren Deckschicht aus einem Material, das die erforderlichen Laufeigenschaften des Kolbens sicherstellt. Es kann auch eine Deckschicht benutzt werden, die Barriereeigenschaften für Dampf, Gase oder Lösungsmittel hat. Ein derartiges Deckblatt kann beispielsweise aus einem Metallfolienverbund bestehen. Ebenso kann das Material des Deckblatts so gewählt werden, dass eine gewünschte chemische Beständigkeit gegen das Füllgut gewährleistet ist bzw. das Füllgut von dem Kunststoff der Kartusche ferngehalten wird.
• Das Anlegen des Deckblattes an die Mantelform oder den Kern der Spritzgießform kann durch elektrostatische Aufladung oder durch Vakuum erfolgen.
• Im Folgenden wird unter Bezugnahme auf die Zeichnungen ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläutert. Diese Erläuterung ist nicht so zu verstehen, dass sie den Schutzbereich der Patentansprüche einschränkt.
• Es zeigen:
• 1 eine Schnittdarstellung der Spritzgießform während des Einsetzens eines Deckblattes,
• 2 die Spritzgießform mit eingesetztem Deckblatt,
• 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III von 2,
• 4 die Spritzgießform im geschlossenen Zustand,
• 5 den Beginn des Öffnens der Spritzgießform, und
• 6 das Auswerfen des fertigen Behälters aus der Spritzgießform.
• Zunächst wird unter Bezugnahme auf 6 der herzustellende Behälter 10 beschrieben, der hier aus einer Kartusche besteht, welche eine im Wesentlichen zylindrische Umfangswand 11 aufweist. An einem Ende der Umfangswand 11 ist der Behälter durch eine geformte Stirnwand 12 verschlossen, während das gegenüberliegende Ende 13 offen ist. An der Stirnwand 12 befindet sich ein Auslassstutzen 14. Am Umfang der Stirnwand 12 ist außen eine Hinterschneidung 15 in Form einer umlaufenden Nut angeformt, mit der der Behälter 10 an der Kopfform festgehalten werden kann. Die bisher beschriebene Kartusche entspricht derjenigen von DE 43 18 018 C1 .
• In die Umfangswand 11 des Behälters 10 ist eine Deckschicht 16 integriert, die sich hier an der Außenseite der Umfangswand befindet. Die Deckschicht 16 ist beispielsweise ein Etikett, das an das Kunststoffmaterial der Umfangswand 11 angeschmolzen ist und dass daher eine klebemittelfreie innige Verbindung mit der Umfangswand 11 eingegangen ist.
• Zur Herstellung des Behälters 10 dient eine Spritzgießform. Diese weist eine Kopfform 22 auf, die feststehend in der Spritzgießmaschine montiert ist und mit zwei in einer gemeinsamen Ebene relativ zueinander verschiebbaren Backen 23, 24 versehen ist. Die Backen 23, 24 bilden denjenigen Teil des Formhohlraums 20, der den Bodenbereich des Behälters 10 mit der Stirnwand 12 formt. In dem feststehenden Teil der Kopfform 22 befindet sich ein Kanal 25 zum Injizieren des flüssigen Kunststoffs in den geschlossenen Formhohlraum 20.
• Der rohrförmige Teil des Behälters 10 wird von der Mantelform 26 geformt, die einen generell zylindrischen Formkanal aufweist. In das Ende der Mantelform 26 taucht der Kern 27 ein, der generell zylindrisch ausgebildet ist und von einem Kernträger 28 frei absteht. Der Kern 27 weist an seinem freien Ende einen Ansatz 29 auf, der das Innere des Auslassstutzens 14 freihält.
• 1 zeigt die Spritzgießform im geöffneten Zustand, wobei der Kern 27 in der Mantelform 26 sitzt, die Mantelform 26 zusammen mit dem Kernträger 28 jedoch von der Kopfform 22 entfernt ist, so dass der Formhohlraum 20 an einem Ende offen ist. In dieses offene Ende des Formhohlraumes 20 wird ein gerolltes Deckblatt 30 in Richtung des Pfeils 31 eingeschoben. Das Deckblatt 30 ist beispielsweise ein Etikett, das bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel an der Außenseite der Behälterwand 11 durch Anspritzen befestigt werden soll. Das Deckblatt 30 ist zu diesem Zweck zu einem Zylinder vorgerollt, wobei seine beiden längslaufenden Kanten 32 einen geringen Abstand voneinander ha ben, so dass sie auf dem fertigen Behälter auf Stoß gegeneinander liegen oder sich auch überlappen können.
• Das Deckblatt 30 wird bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel zuvor gerollt und von einem Roboter in die Spritzgießform eingeführt. Die 2 und 3 zeigen das zu einer Hülse geformte Deckblatt 30 im Innern des Formhohlraums 20.
• Das Deckblatt 30 kann auch aus einer geschlossenen Hülse bestehen oder aus einem oder mehreren Streifen, die in die Mantelform 26 eingebracht werden.
• In 4 ist die Spritzgießform im geschlossenen Zustand dargestellt, in welchem der Kunststoff in den Formhohlraum 20 injiziert wird, um den Behälter 10 zu bilden. Das Deckblatt 30 kann sich sogar über den gesamten zylindrischen Teil der Behälterlänge erstrecken.
• Das Deckblatt kann durch ein rondenförmiges Stirnblatt ergänzt werden, welches die Stirnwand 12 der Kartusche bedeckt und zu diesem Zweck in die Kopfform 22 oder den Stirnbereich des Kernes 27 eingesetzt ist, um sich beim Spritzgießvorgang einstückig mit der Stirnwand der Kartusche zu verbinden. Ein solches Stirnblatt ist insbesondere dann von Vorteil, wenn bestimmte Barriereeigenschaften der Kartuschenwand gefordert sind. Beispielsweise kann das Stirnblatt in einem solchen Fall aus einer Metallfolie bestehen.
• In 5 ist das Öffnen der Spritzgießform dargestellt. Dabei wird zuerst der Kernträger 28 mit dem Kern 27 zurückgezogen, um das Anhaften des Kernes an der Umfangswand zu beenden. Hierzu kann der Kern eine geringfügige Entformungsschräge haben. Nach einer kurzen Lösebewegung des Kerns 27 folgt die Mantelform 26 dem Kern nach, so dass der Behälter 10 nur noch an der Kopfform 22 hängt. Dann werden bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel gemäß 6 die beiden Backen 22,23 der Kopfform 22 auseinander gefahren und der Behälter 10 wird freigegeben, so dass er herunterfällt.
• In 3 ist dargestellt, dass das Deckblatt 30 durch elektrostatische Kräfte an die Außenwand des Formhohlraums 20 gedrückt wird. Zu diesem Zweck ist die Mantelform 26 kurzzeitig an positives Potential und das Deckblatt 30 an negatives Potential gelegt. Alternativ hierzu könnte das Deckblatt auch an den Kern 27 angelegt werden, wenn dieser ein entsprechendes Potential erhalten würde.
• Das Andrücken gegen das jeweilige Formteil kann alternativ auch durch Anlegen von Vakuum erfolgen, das durch entsprechende Spalte in den Formhohlraum 20 eingebracht wird.

Claims (11)

1. Verfahren zur Herstellung eines Behälters (10), der eine Umfangswand (11) und an einem Ende der Umfangswand eine Stirnwand (12) aufweist und am anderen Ende (13) offen ist, im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Mantelform (26), eines Kernes (27) und einer Kopfform (22), dadurch gekennzeichnet, dass in das der Kopfform (22) zugewandte Ende der Mantelform (26) ein Deckblatt (30) eingeführt und an die Mantelform (26) oder den Kern (27) angelegt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (30) in die Mantelform (26) eingeführt wird, während sich der Kern (27) in der Mantelform befindet.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen des Deckblattes (30) an die Mantelform (26) oder den Kern (27) durch elektrostatische Aufladung erfolgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen des Deckblattes (30) an die Mantelform (26) oder den Kern (27) durch Vakuum erfolgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass mit der Kopfform (22) ein Auslassstutzen (14) des Behälters (10) geformt wird.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass dem Behälter (10) durch die Kopfform (22) eine Hinterschneidung (15) angeformt wird, durch die der Behälter (10) an der Kopfform (22) festgehalten wird, bis die Backen (23, 24) der Kopfform geöffnet werden und dadurch den Behälter (10) freigeben.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (30) aus einem Material besteht, das eine hohe chemische Beständigkeit gegen das für den Behälter (10) vorgesehene Füllgut hat.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (30) aus einem für Dampf oder Gase undurchlässigen Material besteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (30) ein bedrucktes Etikett oder Dekorblatt ist.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (30) einen geringeren Reibwiderstand hat als Behältermaterial.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass in die Stirnwand (12) des Behälters (10) ein Stirnblatt auf der Außenseite oder der Innenseite integriert wird.