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Bes ehre ibung Verschlussaum für Behälter aus thermoplastischem Material
Priorität: 30. Juni 1964, V.St.v.Araerika Diese Erfindung bezieht sich auf das Verschliessen
geschmeidiger Kunststoffbehälter, insbesondere auf einen neuartigen Saum für Beutel
aus thermoplastischem Material, wie z.B. Polyolefin, und ein Verfahren, einen solchen
Saum zu bilden. Mit dem Aufkommen verschiedener Kunststoffe, insbesondere Polyolefin,
in der Behälter- und Beutelmanufaktur entstanden eine Anzahl von Schwierigkeiten,
wie sie bei älteren Verpackungsmitteln, z.B. Papier, nicht auftraten. Ein besonderes
Problem, dem sich die Kunststoffverpackungindustrie gegenübersah, bestand in der
Unfähigkeit, Säume, insbesondere Bstelverschlusskume an thermoplastischen Werkstoffen,
wie z.B. Polyäthylen, herzustellen, die einerseits stark genug waren, Rissen zu
widerstehen, andererseits aber leicht mit der Hand geöffnet werden konnten. Bisher
sind die Verschlusasäume
an Polyolefinbeuteln normalerweise so
stark gewesen, dass der Beutel leichter aufzuschneiden, als dass der Saum selbst
aufzubrechen oder aufzureissen war. Oft wurde der Beutel durch ungenaues Schneiden
völlig zerstört, so dass sein gesamter Inhalt auf einmal entnommen werden musste.
Das war natürlich ganz besonders dann nachteilig, wenn der Verbraucher nur einen
kleinen Teil des Inhalts verwenden und den Rest aufbewahren wollte. Demzufolge sind
zahlreiche Versuche unternommen worden, Säume für thermoplastische Beutel zu schaffen,
die sich, ohne die Beutel zu zerstören, leicht öffnen lassen. Allerdings fahrten
jene Versuche bis zur gegenwärtigen Erfindung zu keinen zufriedenstellenden Ergebnissen,
d.h. es gelang nicht, einen Beutelverschlussaum zu entwickeln, dessen Stärke der
Widerstandsfähigkeit des Beutels gleichkam oder etwas darüber lag und dennoch leicht
von Hand geöffnet werden konnte.
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Die gegenwärtige Erfindung löst auch das Problem, thermoplastische
Behälter oder Beutel für pulvrige Massen, wie Mehl, pulverförmige Chemikalien usw.,
zu verschliessen. Mit den früheren Verschlussäumen konnten thermoplastische Verpackungen,
z.B. aus Polyolefin, nicht sicher verschlossen werden, nachdem sie mit einer staubigen
oder feinkörnigen Masse gefüllt worden waren. Staub oder Puder auf den Oberflächen
der zu schliessenden Schichten verhinderten, dass diese zu einem zufriedenstellenden
Verschlussaum zusammengefügt werden konnten.
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Das Misslingen früherer Versuche, dieses Problem zu lösen, hat verhindert,
thermoplastische Beutel is rentable und wirksame Verpackungsmittel für Pulver und
dergleichen zu
benutzen. Um dieses Problem zu umgehen, hat die Verpackungsindustrie
eine ganze Reihe kostspieliger und umständlicher Maschinen zum Entfernen des Staubes
oder der Körnchen an den zu verschliessenden Flächen geschaffen. Diese Maschinen
sind aber nicht nur teuer, sondern auch sehr unzuverlässig.
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Demzufolge liegen dieser Erfindung folgende Erwägungen zugrunde:
Erstens soll für geschmeidige thermoplastische Behälter und Beutel, besonders aus
Polyolefin, ein Verschlussaum geschaffen werden, derleicht mit der Hand geöffnet
werden kann, und zweitens soll dieser Verschlussaum für thermoplastische, d. h.
insbesondere Polyolefinbehälter, zum Verpacken pulvriger Materialien genau so stark
oder stärker als der Behälter selbst sein.
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Erfindungagemäss besteht dieser Saum aus einer Vielzahl von Lagen
thermoplastischen Materials, die eine dffnung des Behälters umschreiben und die
an ihren Zwischenflächen zusammengeschweisst sind. Diese Lagen liegen im Querschnitt
gesehen bogenförmig über der dRfnung. Ferner sind an gegenüberliegenden Seiten des
Behälters aus Verlängerungen der Lagen gebildete brfnungslaschen vorgesehen. Des
weiteren sieht die Erfindung ein Verfahren vor, das darin besteht, dass die die
oeffnung des Behälters umschreibenden Lagen an einer bestimmten Stelle gegen ein
Ausdehnen festgehalten werden. Eine Ueber diese Halterung hinausragende Spitze des
umschriebenen Teils wird dann unter Hitzeeinwirkung in ihrer
Längsausdehnung
verschweisst.
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In den Abbildungen ist: Fig. leine schaubildliche Ansicht im Schnitt
eines im vergrösserten Masstab dargestellten thermoplastischen Behälters mit einem
Verschlussaum gemäss vorliegender Erfindung, wobei die Schnittflächen zwecks Klarheit
ausgelassen sind, Fig. 2 eine schaubildliche Sicht in kleinerem Masatab eines Teiles
des normalerweise offenen thermoplastischen Beutelendes mit dem Verschlussaum gemäss
vorliegender Erfindung, und Fig. 3 eine schaubildliche Sicht auf noch kleinerem
Masstab, die die leicht zu öffnende Verbindung des Verschlusssaumes gegenwärtiger
Erfindung darstellt.
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Der in den Zeichnungen dargestellte und im folgenden beschriebene
besondere Verschlussaum stellt nur eine Ausführung der Erfindung, d.h. nur eine
Beutelart dar, für die sich die gegenwärtige Erfindung eignet. Es gilt jedoch als
vorausgesetzt, dass der Verschlussaum und das Verfahren, einen solchen herzustellen,
auf jeden beliebigen thermoplastischen Behälter oder Beutel oder auf andere Gebilde,
die nicht unbedingt Behälter zu sein brauchen, uebertragen werden können, solange
mehrere Schichten zu einer Vielzahl verbundener Flächen zusammengefügt werden können,
die sich bogenförmig über und um den Endteil der Seitenwände, z.B. die oeffnung
eines Behälters, legen können. Dass dabei auch gesondertes, d.h. also nicht mit
dem Beutel, Behälter oder Gebilde einheitliches Material zur Verwendung kommen kann,
ist gleichfalls vorausgesetzt.
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Die in den Zeichnungen dargestellte Faltung kann sehr
einfach
dadurch hergestellt werden, dass die die dffnung des thermoplastischen Beutels B
darstellenden Kanten 10 abgefluchtet werden, ehe ein Saum geformt wird. Eine erste
Lasche entsteht an dem Beutel dadurch, dass die abgefluchteten Kanten 10 über eine
beliebige Linie, die normalerweise entlang der dffnung des Beutels und parallel
zu den Kanten 10 verläuft, gefaltet werden. Diese erste Faltung oder tasche ist
bewusst verhältnismässig weit gefaßt, um genügend Material übrig zu lassen, um in
die entgegengesetzte Richtung eine zweite Falte zu schlagen. Das so entstandene
gefaltete Ende des Beutels ist in Fig. 1 dargestellt und besteht ausser den ursprünglich
angeglichenen Kanten 10 aus Beutelw@nden 12 und 13 und herabhängenden Laschen 14
und 16, die beide lang genug sind, um zwischen Daumen und Zeigefinger ergrifren
zu werden.
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Die Lasche 14 besteht aus vier Schichten und die Lasche 16 aus zwei
Schichten.
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Um den Verschlussaum fertigzustellen, wird der gefaltete Teil, der
sich von einer Linie 18 abwärts erstreckt, ~die gewöhnich die Spitze der Faltung
darstellt, thermoplastisch verschweisst. Während der Hitzeeinwirkung werden die
Laschen 14 und 16 durch nicht gezeigte Stangen, die entlang den Linien 20 und 22
parallel mit der Linie 18 verlaufen, gehalten.
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Unter Umständen konnten die Laschen 14 und 16 unter den Linien 20
und 22 durch Platten abgedeckt werden. Die Hitzeeinwirkung auf den sich über den
Linien 20 und 22 erstreckenden gefalteten Teilen erzeugt eine Vielzahl verschweisster
Flächen 30, 32 und 34 an den sich berührenden Oberflächen der gefalteten Schichten
des Beutelmaterials. Diese Flächen sind, im
Schnitt (Fig. 1) gesehen,
bogenformig und umschreiben die Beutelwande 12 und 13.
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Die inneren Oberflächen der Beutelwände 12 und 13 liegen bei 38 gegeneinander
und erstrecken sich oberhalb der Laschen llC und 16 in eine Fläche 40, die den innersten
verschweissten Teil des Verschlussaumes dieser Erfindung darstellt. Wie in Fig.
1 dargestellt, sind die inneren Oberflächen 12i und 13i der Behälterwände 12 und
13"schmutzige Oberflächen", während die Oberflächen 12e und 13e an der Aussenseite
des Beutels saubere Oberflächen" sind und nicht mit dem pulvrigen oder staubigen
Material in Berührung kommen. Somit werden die Flächen 40 und 34 wie auch die verschweisste
Fläche 30 zwischen "schmutzigen Oberflächen" gebildet. Die gesamte bogenförmige
Fläche 32 liegt jedoch zwischen "sauberen Oberflkohen"12e und 13e, wie auch die
innere verschweisste Fläche 42. Beide Flächen bestehen aus den sauberen Oberflächen
12e und 13e.
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Auf diese Weise treffen insgesamt zwei Verschweissungen auf völlig
saubere Oberflächen und zwei auf schmutzige Oberflächen.
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Damit löst der Saum das Problem, mit pulvrigen Massen gefüllte thermoplastische
Behälter zu verschliessen.
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Die verschweissten Flächen enden an einem Hals, der durch die an
den Linien 20 und 22 liegenden Stangen gebildet wird. Die Vielzahl verschweisster
bogen- oder hufeisenförmiger Flächen bildet nicht nur einen Verschluss zwischen
den bezüglichen sauberen und schmutzigen Oberflächen" sondern wirkt auch als Verklemmung.
Die am stärksten auf ein bffnen des Saumes hinwirkenden Kräfte sind durch den Beutelinhalt
auftretende Kräfte, die darauf hinwirken, die Flächen 12i
und 13i
" auseinande rzupellen" , besonders an der verschweissten Flache 40. Es ist bekannt,
dass lamellenartige Schichten leichter auseinanderpellen", als dass sie durch Querkräfte
oder Spannungen zerstört werden können, Jedoch stellen dem die vereinten Klemmkräfte
der bogenförmigen Flächen 30 und 32 als auch die Starrheit der verschweissten Fläche
42 einen hinreichenden Widerstand entgegen, so dass die Flächen 121 und 131 nicht
nauseinanderpellen". .
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Neben den Vorteilen, die aus den"sauberen Flächen" entstehen, wirkt
die durch den gefalteten Verschluss entstehende Vielzahl von Schichten der Schwierigkeit
entgegen, die sich durch staubiges oder feinkörniges Material ergibt, und zwar indem
die übereinanderliegenden Schichten den über dem Hals liegenden Teil beim Verschweissen
narbeiten" lassen, so dass Fremdkörper, wie Staub oder Körnchen, in den verschweissten
Flächen 34 und 40 eingeschlossen werden.
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Wie in Fig. 3 dargestellt, können die in Fig. 1 und 2 dargestellten
Säume einfach dadurch geöffnet werden, dass auf die Laschen 14 und 16 gleichzeitig
eine nach oben gerichtete Kraft einwirkt. Die Aufwärtsbewegung der Laschen 14 und
16 lässt Kräfte auf die Beutelwände 12 und 13 en der Stelle, wo durch die Hitzeeinwirkung
deren Stärke reduziert wurde, einwirken. In Verbindung mit dieser Wandstärkeverschwächung
kann der Behälter 12 durch Hochziehen der Laschen 14 und 16 leicht geöffnet werden.
Ein derartiges dffnen des Behälters erlaubt, ihn wiederholt zu benutzen.
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Das Verfahren dieser Erfindung besteht darin, dass die Beutelwände
12 und 13 des thermoplastischen Behälters mit
thermoplastischem
Material umschrieben werden und dass dieser umschriebene Teil gegen ein Ausdehnen
festgehalten wird, wobei die Spitze des umschriebenen Teils über die Halterung hinausragt
und durch Hitzeeinwirkung in ihrer Ltngsausdehnung verschweisst wird.