DE202013104468U1

DE202013104468U1 - Behältnis aus Kunststoff

Info

Publication number: DE202013104468U1
Application number: DE202013104468.7U
Authority: DE
Original assignee: Poeppelmann Holding GmbH and Co KG
Current assignee: Poeppelmann Holding GmbH and Co KG
Priority date: 2013-10-01
Filing date: 2013-10-01
Publication date: 2015-01-08
Anticipated expiration: 2023-10-02

Abstract

Behältnis aus Kunststoff mit zumindest einer Seitenwand (1), die mit einem Boden (2) einen Aufnahmebereich (5) für in diesen einzubringendes Gut ausbildet, und mit einem Siegelrand (3), der in Richtung seiner Längserstreckung (L) zumindest abschnittsweise entlang des Aufnahmebereichs (5) verläuft, vorzugsweise von der Seitenwand (1) ausgebildet wird, und auf dem durch Siegeln eine Siegelfolie aufbringbar ist, wobei der Siegelrand (3) einen Energierichtungsgeber (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegelrand (3) in Richtung Q quer zu seiner Längserstreckung zu dem ersten Energierichtungsgeber (9) wenigstens einen weiteren, von dem ersten Energierrichtungsgeber (9) beabstandeten Energierichtungsgeber (9) aufweist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Behältnis aus Kunststoff mit zumindest einer Seitenwand, die mit einem Boden einen Aufnahmebereich für in diesen einzubringendes Gut ausbildet, und mit einem Siegelrand, der in Richtung seiner Längserstreckung zumindest abschnittsweise entlang des Aufnahmebereichs verläuft, vorzugsweise von der Seitenwand ausgebildet wird, und auf dem durch Siegeln eine Siegelfolie aufbringbar ist, wobei der Siegelrand einen Energierichtungsgeber aufweist.
Ein Gegenstand nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 ist aus der DE 42 34 088 C2 bekannt. Ausgehend von einem solchen Stand der Technik mit einem relativ breiten und hoch über den Siegelrand aufbauenden Energierichtungsgeber sind die nicht nur im Spritzguss- sondern auch im Tiefziehbereich verwendeten Behältnisse zunehmend mit feineren Strukturen und dünneren Wänden ausgestattet worden. Neben den hiermit einhergehenden Materialersparnissen sind gleichzeitig die Anforderungen an die Lösbarkeit der auf dem Siegelrand befindlichen Siegelfolie vom Behältnis gestiegen. Die Siegelnähte sollen zunehmend einfacher zu lösen sein, gleichzeitig jedoch auch ausreichend dicht bleiben.
Unter Siegeln wird das Verbinden von einer thermoplastischen Schicht oder Beschichtung von Trägerstoffen unter Einwirkung von Wärme und gegebenenfalls auch Druck verstanden, wobei ein etwaig vorhandener Trägerstoff selbst nicht aufgeschmolzen werden muss. Entsprechend wird das Siegeln bzw. Heißsiegeln als Unterform des Kunststoffschweißens angesehen. Hierbei wird insbesondere auf das Ultraschall- bzw. Hochfrequenzschweißen abgestellt, wobei auch das typische Wärmeimpuls- bzw. Heißdrahtwiderstandsschweißen wie auch das Induktionsschweißen oder andere Verbindungsarten für die Herstellung der Siegelnaht des erfindungsgemäßen Behältnisses (zuzüglich einer Siegelfolie) zur Verfügung steht.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Behältnis nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bereitzustellen, welches einen Siegelrand aufweist, der bei geringem Materialeinsatz, insb. bei geringen Wandstärken des Behältnisses, eine ausreichend dichte Siegelnaht erlaubt.
Die Aufgabe wird gelöst durch einen Gegenstand gemäß Anspruch 1. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind den auf diesen Anspruch rückbezogenen Unteransprüchen sowie der Beschreibung zu entnehmen.
Erfindungsgemäß ist vorgesehen, dass der Siegelrand in Richtung quer zu seiner Längserstreckung zusätzlich zu dem ersten Energierichtungsgeber wenigstens einen weiteren, von dem ersten Energierichtungsgeber beabstandeten Energierichtungsgeber aufweist. Projeziert auf eine Ebene quer zur Längserstreckung des Siegelrandes sind die Energierichtungsgeber somit nebeneinander angeordnet.
In Richtung der kleinsten Erstreckung der zu erzeugenden Siegelnaht sind zwei Energierichtungsgeber vorhanden, die für eine sichere Festlegung der zu versiegelnden Folie Sorge tragen. Diese Energierichtungsgeber können jeder für sich kleiner ausgebildet sein, erhöhen jedoch deutlich die Dichtheit der jeweiligen Siegelnaht. Insbesondere sind bei einer Höhe von 0,05 mm bis 0,3 mm, vorzugsweise bis 0,2 mm, der Energierichtungsgeber über einer Umgebungsfläche des Siegelrandes weniger Materialeinsatz als im Stand der Technik notwendig, wobei die Energierichtungsgeber in Richtung quer zu Ihrer längsten Erstreckung vorzugsweise nicht breiter als 1 mm sind.
Statt der Verwendung eines breiten Energierichtungsgebers führt die Verwendung von zwei kleineren Energierichtungsgebern weiterhin dazu, dass die Siegelnaht schneller hergestellt werden kann. Die zur Herstellung der Siegelnaht zur Verfügung stehende Energie kann von zwei Energierichtungsgebern schneller und besser verteilt aufgenommen werden. Es sind höhere Taktzeiten beim Versiegeln möglich.
Selbst wenn es aufgrund eines Lufteinschlusses während des Siegelns zu einer Blasenbildung kommt, ist aufgrund des zweiten Anschmelzbereiches durch den zusätzlichen Energierichtungsgeber eine verbesserte Dichtung gewährleistet. Schließlich ist es auch bei in Grenzbereichen gefahrenen Taktzeiten, dass zumindest bei einem der beiden Energierichtungsgeber eine Siegelung der Siegelfolie auftritt. Verfahrenstechnische Fehler können so in gewisser Weise abgemildert werden.
Obgleich die Ausbildung von Schweißlinien auch bei tiefgezogenen Kunststoff-Behältnissen möglich ist, ist die vorbezeichnete Ausbildung der Erfindung insbesondere für spritzgegossene Behältnisse vorteilhaft, da die im Spritzguß herstellbaren Formen prozesssicherer hergestellt werden kann.
Die Verwendung von quer zur Längserstreckung nebeneinander angeordneten zumindest zwei, ggf. auch drei oder mehr Energierichtungsgebern, die vorzugsweise in Form von kleinen Stegen, die beispielsweise nach oben hin spitz oder gerundet zulaufen können, ausgebildet werden, ist insbesondere in Bereichen, die durch Einfallen während bzw. nach dem Spritzgießen bedroht sind, vorteilhaft. Insofern können die Energierichtungsgeber auch nur gezielt dort auf dem Siegelrand ausgebildet werden, wo die Gefahr einer durch Einfallen oder Schrumpfen entstehenden Unebenheit des Siegelrandes besteht. Besonders vorteilhaft ist die Verwendung von Energierichtungsgebern mit einer Höhe von vorzugsweise nicht mehr als 0,2 oder 0,3 mm für Kunststoff-Behältnisse, die im Lebensmittelbereich verwendet werden, sowie bei Behältnissen, bei denen der Siegelrand unterseitig durch ein oder mehrere Stabilisierungsmittel in Form beispielsweise einer Versteifungsrippe oder einem Steg stabilisiert ist. Ein solches Kunststoffbehältnis ist beispielsweise mit einem Siegelrand versehen, der innenseitig in Richtung des Aufnahmebereiches für das in diesen einzubringende Gut direkt von der Seitenwand ausgebildet wird und an eine Innenwand angrenzt. Sie Seitenwand bildet den Siegelrand entsprechend an ihrem oberen Ende aus. Alternativ kann ein solcher Siegelrand auch als Absatz oder Kragen, bevorzugt auf der Innenseite der Seitenwand und/oder als Teil der Innenwand, hin zum Aufnahmebereich und diesen nach oben hin begrenzend ausgebildet sein.
Typischerweise liegt die Breite des Siegelrands bei der Verwendung von zwei bis fünf nebeneinander angeordneten Energierichtungsgebern im Bereich zwischen 3 und 10 mm, wobei der Siegelrand in der Regel nahezu oder komplett parallel zu einer unteren Aufstandsfläche ausgebildet ist.
Vorzugsweise weist jeder unterseitig stabilisierte Siegelrandbereich ein oder mehrere weitere Energierichtungsgeber auf, so dass entlang des vorzugsweise geschlossen umlaufenden Siegelrandes die Gefahr von Undichtigkeiten insgesamt verringert ist.
Zur verbesserten Abdichtung einer anzubringenden Siegelnaht kann auf dem Siegelrand die Anzahl der Energierichtungsgeber quer zur Längserstreckung des Siegelrands in den stabilisierten oder anders einfallgefährdeten Siegelrandbereichen größer sein als außerhalb dieser Siegelrandbereiche. Besonders gefährdete Bereiche können so gesichert werden, während gleichzeitig der Materialeinsatz in den anderen Bereichen reduziert ist.
Der Verlauf der Energierichtungsgeber kann gerade in den unterseitig stabilisierten Siegelrandbereichen auf etwaige einfallende Bereiche hin optimiert werden. Hierzu ist es beispielsweise vorteilhaft, wenn zumindest zwei Energierichtungsgeber in dem unterseitig stabilisierten Siegelrandbereich einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als außerhalb dieses Bereiches, d. h., steg- oder wallartige Energierichtungsgeber können beispielsweise aufeinander zulaufen und auch wieder auseinanderlaufen. Zur vollständigen Absicherung des Siegelrandes und der herzustellenden Siegelnaht ist oder sind weitere Energierichtungsgeber vollständig umlaufend ausgebildet. Es kann jedoch genauso sinnvoll sein, abschnittsweise unterbrochene Energierichtungsgeber zu verwenden.
Als unterseitig verstärkter oder stabilisierter Siegelrandbereich wird hierbei wie auch im vor- oder nachbeschriebenen Teil ein Bereich verstanden, der betrachtet in Längserstreckung des Siegelrandes ausgehend von Rand der einfallenden Stelle maximal soweit reicht, wie der Siegelrand breit ist.
Um auch das Wandern von Luftblasen während des Siegelprozesses zu beschränken, können die Energierichtungsgeber ein vorzugsweise wellen- oder rautenförmiges Muster ausbilden, so dass auch in Längsrichtung des Siegelrandes betrachtet entweder teilweise überlappende Bereiche von Energierichtungsgebern vorhanden sind oder zumindest Schmalstellen ausgebildet werden.
Anstelle einer linienförmigen Ausbildung von Energierichtungsgebern kann es vorteilhaft sein, wenn der erste und der oder die weiteren Energierichtungsgeber durch bezüglich einer Umgebungsfläche des Siegelrandes lokale Erhebungen ausgebildet sind. Hierunter sind Erhebungen zu verstehen, deren Höhe bezogen auf eine Umgebungsfläche ein lokales Maximum (im mathematischen Sinn) darstellt, wobei in eingefallenen Bereichen dann eine Umgebungsfläche des eingefallenen Bereiches heranzuziehen ist. Ansonsten handelt es sich bei der Umgebungsfläche üblicherweise um die Oberfläche des Siegelrandes, die frei von Erhebungen ist. Es versteht sich, dass bei einer solchen, beispielsweise punkt- oder noppenförmigen Ausbildung von Energierichtungsgebern insbesondere mehr als lediglich zwei in Querrichtung betrachtet nebeneinander liegende Energierichtungsgeber vorhanden sind.
Bei den Energierichtungsgebern kann es sich alternativ oder ergänzend um kreis- oder punktförmige Erhebungen über der Umgebungsfläche des Siegelrandes handeln. Punktförmige Erhebungen müssen hierbei im (bezüglich einer unteren Aufstandsfläche horizontalen) Querschnitt nicht kreisförmig sein, sondern können tropfenförmig, wolkenförmig o. dgl. unregelmäßige Außenkontoren aufweisen.
Gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung können die Energierichtungsgeber durch eine vergleichsweise starke Rauhigkeit Ra der Oberfläche des Siegelrandes ausgebildet werden. Vorzugsweise liegt die Rauheit Ra eines solchen Siegelrandbereiches größer gleich einem Wert von 4,5 μm, was einer Rauhigkeitsklasse von zumindest K = 33 der VDI-Richtlinie 3400 entspricht. Eine solchermaßen raue Oberfläche kann auch zusätzlich mit den vor- oder nachbeschriebenen Energierichtungsgebern die Eigenschaften des Siegelrands verbessern. Die Energierichtungsgeber werden hierbei durch die Erhebungen der rauen Oberfläche ausgebildet.
Schließlich kann die Erfindung weiterhin ein Behältnis mit einem Deckel und einer Siegelfolie umfassen, wobei das Behältnis insbesondere vor der Anbringung der Siegelfolie auf dem Siegelrand wie vor- oder nachbeschrieben ausgebildet ist.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung lassen sich der nachfolgenden Figurenbeschreibung entnehmen. Schematisch dargestellt zeigt
1 einen erfindungsgemäßen Gegenstand,
2 einen Vertikalschnitt durch einen Teil eines Gegenstands gemäß 1,
3a) bis p) Draufsichten auf Siegelrandabschnitte erfindungsgemäßer Ausführungsbeispiele.
Einzelne technische Merkmale der nachbeschriebenen Ausführungsbeispiele können auch in Kombination mit vorbeschriebenen Ausführungsbeispielen sowie den Merkmalen des unabhängigen Anspruchs und etwaiger weiterer Ansprüche zu erfindungsgemäßen Gegenständen kombiniert werden.
Ein erfindungsgemäßes Behältnis gemäß 1 ist mit vier aneinander angrenzenden Seitenwänden 1 versehen, die in der Draufsicht betrachtet eine im Wesentlichen rechteckige Form ausbilden. Unterseitig wird das Behältnis von einem nicht näher zu erkennenden Boden 2 begrenzt. Zusammen mit den Wänden 1 bildet der Boden 2 einen Aufnahmebereich 5 für in diesen einzubringendes Gut aus. Eine Innenwand bzw. die Innenseiten der Seitenwände 1 gehen unmittelbar in einen Siegelrand 3 über, der in Richtung seiner Längserstreckung L entlang des Aufnahmebereiches 5 verläuft. Die Seitenwände 1 bilden somit durch ihr im Wesentlichen horizontal verlaufendes oberes Ende den Siegelrand 3 aus. Der Siegelrand 3 seinerseits geht dann wiederum in eine Schürze 4 über, die gegenüber dem Rest der Seitenwände vorstehend ausgebildet ist und unterseitig von Versteifungsrippen (vgl. 2) verstärkt wird. Am oberen Ende der Seitenwände 1 kann ein Deckel 6, vorzugsweise ein Stülpdeckel festgelegt werden. Schürze 4 und Siegelrand 3 werden als Teile der Seitenwände 1 angesehen. Eine auf dem Siegelrand 3 festlegbare Siegelfolie ist nicht gezeigt.
In einem Bereich, der unterseitig mit einem Versteifungsmittel 7 in Form einer Versteifungsrippe versehen ist, ist der Siegelrand 3 aufgrund von Schwindung des Kunststoffmaterials in Richtung Q quer zu seiner Längserstreckung L – kenntlich gemacht durch gestrichelt oder strich-punktiert dargestellte Linien 8 – geringfügig eingefallen. Um Undichtigkeiten in diesem Bereich zu vermeiden, ist der Siegelrand 3 in Richtung Q quer zu seiner Längserstreckung L mit einer Mehrzahl von in diesem Fall insgesamt drei Energierichtungsgebern 9 versehen. Projiziert auf eine auf einer unteren Aufstandsebene vertikal stehenden und quer zur Längserstreckung L verlaufende Ebene, die quer über den Siegelrand 3 verläuft, sind die Energierichtungsgeber 9 nebeneinander angeordnet. Während auf dem Siegelrand 3 ein vollständig umlaufender Energierichtungsgeber 9 in Form eines rund 0,2 mm auf der Grundfläche des Siegelrandes 3 hochstehenden Stegs umlaufend ausgebildet ist, sind die diesem zentralen Energierichtungsgeber benachbarten weiteren Energierichtungsgeber auf gegenüberliegenden Seiten und nur abschnittsweise, d. h. in dem unterseitig stabilisierten Siegelrandbereich angeordnet.
Durch die Verwendung mehrerer nebeneinander liegender Energierichtungsgeber wird die Siegelfolie, bei der es sich um eine Kunststoff- oder eine Aluminiumfolie, letztere mit zusätzlich siegelfähigem Belag, handeln kann, sicher auf dem Siegelrand 3 aufbringbar.
Alternative Ausführungsbeispiele von Energierichtungsgebern 9 sind den 3a) bis 3p) zu entnehmen, die jeweils einen Siegelrandabschnitt in einer Draufsicht zeigen. Anstelle der Verwendung zweier umlaufender Energierichtungsgeber in Form von Stegen 9 (3a)) können auch drei vollständig umlaufende Energierichtungsgeber 9 verwendet werden (3b)). Auch abschnittsweise beidseits eines zentralen Energierichtungsgebers 9 angeordnete Energierichtungsgeberabschnitte (3c)) führen zu einer sinnvollen Absicherung. Wesentlich ist die Anordnung einer Mehrzahl, d. h. von mindestens zwei, vorzugsweise von mehr als zwei Energierichtungsgebern 9 in einem einfallgefährdeten Bereich und in Querrichtung Q (3d)). Dabei können die Energierichtungsgeber zumindest in den eingefallenen oder einfallgefährdeten Bereichen bezogen auf die jeweilige Umgebungsfläche größere Höhe aufweisen, d. h. sie sind höher als die an die eingefallen oder einfallgefährdeten Stellen angrenzenden Umgebungsbereich. In den 3l), 3m) und 3o) ist dies durch die aufgrund ihrer größeren Höhe in der Draufsicht breiter dargestellten Energierichtungsgeberlinien ersichtlich.
Anstelle von vollständig oder abschnittsweise umlaufenden Energierichtungsgebern 9 können diese auch noppen- oder punktförmig angeordnet werden (3e) und 3j)).
Neben einer Überdeckung betrachtet in eine Richtung Q quer zur Längserstreckung des Siegelrandes 3 können sich die nebeneinander befindlichen Energierichtungsgeber 9 auch in Richtung L teilweise oder nahezu überlappen. Entsprechend können sich wellen-, kreuz oder rautenförmige sowie andere mehr oder weniger regelmäßige Muster ergeben (3f), 3g), 3h), 3k), 3m), 3n)). Vorteilhaft ist es insbesondere, die Anzahl der Energierichtungsgeber 9 in den Bereichen, die einfallgefährdet, da unterseitig beispielsweise stabilisiert, sind, zu erhöhen. So weisen die Ausführungsbeispiele gemäß der 3i) bis 3m) eine Vielzahl von Energierichtungsgebern 9 in dem durch Linien 8 kenntlich gemachten einfallgefährdeten Bereich auf. Es sind darüber hinaus auch Kombinationen von steg- und punkt- und/oder noppenförmigen Energierichtungsgebern möglich.
Zwei umlaufende Schweißlinien bzw. Energierichtungsgeber 9 können im Bereich der von Schwindungen bedrohten Siegelrandbereiche auch aufeinander zulaufen und einen geringen Abstand zueinander aufweisen als in den angrenzenden Bereichen (3n) bzw. aus einer Schweißlinie eine Mehrzahl von Schweißlinien aufweisen (3o)). 3p) wiederum zeigt das Ausführungsbeispiel der 2 in einer Draufsicht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 4234088 C2 [0002]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

VDI-Richtlinie 3400 [0020]

Claims

Behältnis aus Kunststoff mit zumindest einer Seitenwand (1), die mit einem Boden (2) einen Aufnahmebereich (5) für in diesen einzubringendes Gut ausbildet, und mit einem Siegelrand (3), der in Richtung seiner Längserstreckung (L) zumindest abschnittsweise entlang des Aufnahmebereichs (5) verläuft, vorzugsweise von der Seitenwand (1) ausgebildet wird, und auf dem durch Siegeln eine Siegelfolie aufbringbar ist, wobei der Siegelrand (3) einen Energierichtungsgeber (9) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass der Siegelrand (3) in Richtung Q quer zu seiner Längserstreckung zu dem ersten Energierichtungsgeber (9) wenigstens einen weiteren, von dem ersten Energierrichtungsgeber (9) beabstandeten Energierichtungsgeber (9) aufweist.
Behältnis nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass beide Energierichtungsgeber (9) in einem Siegelrandbereich angeordnet sind, der unterseitig von einem Versteifungsmittel, beispielsweise von einer Versteifungsrippe (7) oder einem Steg, stabilisiert ist.
Behältnis nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass jedem unterseitig stabilisierten Siegelrandbereich ein oder mehrere weitere Energierichtungsgeber (9) zugeordnet sind.
Behältnis nach Anspruch 3, das die Anzahl von Energierichtungsgebern (9) quer zur Längserstreckung des Siegelrands (3) in den stabilisierten Siegelrandbereichen größer ist als außerhalb dieser Siegelrandbereiche.
Behältnis nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei Energierichtungsgeber (9) in dem unterseitig stabilisierten Siegelrandbereich einen geringeren Abstand zueinander aufweisen als außerhalb dieses Bereiches.
Behältnis nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Energierichtungsgeber (9) vollständig umlaufend ausgebildet ist.
Behältnis nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierichtungsgeber (9) ein vorzugsweise wellen- oder rautenförmiges Muster ausbilden.
Behältnis nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der erste und der zweite Energierichtungsgeber (9) durch bezüglich einer Umgebungsfläche des Siegelrands (3) lokale Erhebungen ausgebildet sind.
Behältnis nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Erhebungen kreis- oder punktförmig ausgebildet sind.
Behältnis nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Energierichtungsgeber (9) durch eine Rauheit Ra der Oberfläche des Siegelrandes von Ra ≥ 4,5 μm ausgebildet werden.
Behältnis mit einem Deckel und einer Siegelfolie, wobei das Behältnis insbesondere vor der Anbringung der Siegelfolie auf dem Siegelrand nach einem der vorherigen Ansprüche ausgebildet ist.