DE2223249A1

DE2223249A1 - Verfahren und Vorrichtung zur Anbringung einer Schweissnaht an einem Behaelter aus Kunstschaumstoff-Lagen

Info

Publication number: DE2223249A1
Application number: DE19722223249
Authority: DE
Inventors: Teunis Frieling
Original assignee: STICHTING ONTWIKK VERPAK
Current assignee: STICHTING ONTWIKK VERPAK
Priority date: 1971-05-13
Filing date: 1972-05-12
Publication date: 1972-11-30
Also published as: CA984772A; ES403059A1; DK139062C; ES180598U; FR2137532B1; NO138440C; ES402962A1; GB1369095A; AU4162472A; AT324954B; FR2137532A1; IE36282B1; LU65343A1; IE36282L; NL7106615A; BE783392A; US3849227A; CH551856A; SE388160B; ES180598Y

Description

Patentanwalt Patentanwälte

Dr. phil. Gerhard Henkel Dr. rer. nat. Wolf-Dieter Henkel

D-757 Baden-Baden Balg Dipl.-Ing. Ralf M. Kern

Dr. rer. nat. Lothar Feller

D-8 München 90 Eduord-Sditnld-Str. 2 r- -η Tel.: (0811) 663197

Telegr.-Adr.i Elllpcold Mandian

Stichting Ontwikkeling ^Τβ|βχ: '-

Verpakkingsmethoden in de
Zuivelindustrie

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B»wmi Verfahren und Vorrichtung zur Anbringung einer Sehweissnaht an einem Behälter aus Kunstschaumstoff-Lagen ■

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Anbringung einer Sehweissnaht an einem Behälter aus lagenförmigem Kunstschaumstoff sowie einen mit einer solchen Sehweissnaht versehenen Behälter.

Die Anbringung von Überlapp-Schweissnähten an Schäumstoff-Folien oder -Bahnen ist in der offengelegten niederländischen Patentanmeldung 69,09,354 beschrieben. Mit Hilfe des darin beschriebenen Verfahrens kann aus einem Zuschnitt aus Schaumstoff, vorzugsweise mit geschlossenen Zellen und einer Dichte von weniger als 250 kg/nr und vorzugsweise weniger als 100 kg/nr ein offener Behälter mit flüssigkeitsdichten Nähten hergestellt werden. Wenn dieser Behälter mit einer Flüssigkeit, wie Milch gefüllt wird, muss er unmittelbar nach dem Befüllen verschlossen werden, damit die Flüssigkeit nicht ausgeschüttet oder verunreinigt wird,

Mit Hilfe des bekannten Verfahrens kann unmittelbar eine Sehweissnaht angebracht werden, die jedoch dem Nachteil unterworfen ist, dass sie sich nicht leicht öffnen lässt, weil der

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Schaumstoff an allen Stellen und auch in den Schweissnähten duktil ist. Wenn versucht wird, diesen Behälter von Hand aufzureissen, was manchmal an einer aufrechten Schweissnaht möglich ist, ist die Anfangskraft für das Aufreissen ziemlich hoch, so dass der Behälter verformt wird und die Flüssigkeit unter Druck gelangt. Wenn die Schweissnaht schliesslich einreisst, setzt sich der Riss plötzlich und unkontrolliert bis unter die Füllhöhe der Flüssigkeit in der Behälterwand fort, so dass ein grosser, unregelmässiger Einriss hervorgerufen wird und die Flüssigkeit ungeregelt herausfliesst.

Um die Flüssigkeit geregelt ausschütten zu können, wird daher entweder ein Loch in die Behälterwand gebohrt oder mittels Messers oder Schere eine Behälterecke abgeschnitten. Dies setzt voraus, dass zum üffnen stets ein Hilfswerkzeug verwendet werden muss, wobei man obendrein dafür sorgen muss, dass eine zweckmässige Schüttlippe gebildet und aufrechterhalten wird, damit für Haushaltszwecke kleine Flüssigkeitsanteile verschüttfrei entnommen werden können.

Aufgabe der Erfindung ist demgegenüber in erster Linie die Anbringung einer Schweissnaht an einem Behälter aus Kunstschaumstoff, die allen Anforderungen genügt, aber so geschaffen ist, dass sie eine Weichstelle aufweist und leicht von Hand geöffnet werden kann.

Die Anbringung von Weichstellen mittels verklebter Perforationen, Rippen und Aufreißstreifen bei Flüssigkeitsbehältern aus kunststoffbeschichtetem Papier oder Karton ist an sich bekannt. Bei ihrer Anbringung an einem Kunstschaumstoff-Behälter ergeben sich jedoch insofern Schwierigkeiten, als der Schaumstoff letztlich doch dazu verwendet wird, um dem Behälter bei minimalem Eigengewicht grosse Steifheit und Festigkeit zu verleihen und

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eine Schwächung ausserordentlich schwierig zu realisieren ist, ohne dass sich womöglich der gefüllte Behälter beim Transport infolge Bruchs oder Einrisses durch Belastung von aussen her spontan öffnet.

Aus der US-PS 3 4^3 826 ist beispielsweise eine Schweissnaht bekannt, bei welcher der Schaumstoff zusammengeklemmt und längs der Klemmstelle mittels Flamme heissverschweist wird. Hierbei entsteht aber eine spröde Wulstnaht, die bereits bei leichter Belastung aufbricht. Man kann auch mit Hilfe eines sehr heissen Körpers stellenweise eine spröde Bruchlinie anbringen, wo dann das Schäumstoffgefüge vollständig verlorengeht. Die unmittelbare Umgebung dieser Linie gelangt dann unter innere Spannung, so dass bei plötzlich auftretender Belastung die Gefahr besteht, dass die Bruchlinie aufbricht. Bei diesem Verfahren bewirkt zudem die hohe Temperatur von Flamme oder Körper eine Depolymerisation des Schaumstoffs mit der Möglichkeit einer Beeinträchtigung des Geschmacks der Flüssigkeit.

Gemäss einem weiteren Verfahren kann mit Hilfe eines oder mehrerer Messer in der Schweissnaht eine Kerbe angebracht werden, deren Lage dann aber besonders gut auf die vorher erzeugte Schweissnaht abgestimmt sein muss, und obendrein die Tatsache, dass die Messer stumpf werden oder sich abnützen, technologische Probleme bei der Massenherstellung aufwirft.

Diese Nachteile werden erfindungsgemäss dadurch vermieden, dass am Behälter mindestens eine aufrechte Schweissnaht in Form einer Kerbnaht auf der dem Behälterinhalt zugekehrten Seite angebracht wird, die aufreissbar und praktisch vollständig durch jene Teile der Schweissnaht und des Behälters geschützt ist, welche duktil geblieben und durch Aufschäumen gebildet sind. , Die Weichstelle ist innerhalb des Schweissnahtmaterials ausgebildet und von ihm vollständig umgeben. Dennoch kann sie ohne

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weiteres von Hand und ohne Hilfsgeräte durch eine auf das öffnen abzielende Tätigkeit geöffnet werden, während willkürliche äussere Belastungen oder Stö'sse während des Transports keinen Nahtbruch hervorrufen.

Zur Erzielung der erfindungsgemässen, leicht von Hand auftrennbaren Schweissnaht müssen ihre Herstellungsbeiwerte bestimmten Anforderungen genügen, die natürlich von der Art des den Behälter liefernden Kunstschäumstoffs abhängen. Zu ihnen gehören in erster Linie die Temperatur und der Druck sowie die Zeitspanne, bei denen die Schweissnaht.und gleichzeitig damit die Kerbnaht angebracht werden. Wichtig sind fernerhin die Abmessungen der Kerbnaht in bezug auf den übrigen Teil der Schweissnaht, doch hängen diese Paktoren auch von der Form des Behälters sowie der Vorrichtung ab, mit der das Verfahren durchgeführt wird.

Erfindungsgemäss werden mindestens zwei plane Teile des Schaumstoff-Zuschnitts, aus dem der Behälter hergestellt wird, zusammengedrückt und weniger als 10 und vorzugsweise weniger als 4 Sekunden lang mittels Schweissbacken auf eine Temperatur erwärmt, die etwa 2O⁰C über dem Erweichungspunkt des Schaumstoffs liegt, wobei Abschnitte der planen Teile auf etwa 20$ der ursprünglichen Dicke und Jene Abschnitte, welche die Kerbnaht bilden sollen, unter einem Druck von wesentlich mehr als 200 kg/cm auf weniger als 2$ der ursprünglichen Dicke zusammengedrückt werden, wobei die Höhe der Kerbe wesentlich geringer als die ursprüngliche Dicke der Teile ist.

Behandlungstemperatur und -dauer hängen dabei insbesondere von der Art des verwendeten Kunstschaumstoffs ab. Im Fall einer 2,5 mm dicken Polystyrol-Schaumstoffbahn mit geschlossenen Zellen wird beispielsweise 4 Sekunden lang eine Temperatur von 127° + 5⁰C angewandt. Für dickere Materialien kann sich diese Temperatur bis auf 145°C erhöhen und für dünnere Materialien

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bis auf 120⁰G verringern, wobei jeweils die Behandlungsdauer entsprechend angepasst wird. Für geschlossenzelligen Schaumstoff aus vernetztem Weichpolyäthylen beträgt die Temperatur vorzugsweise etwa 127° + 1°C und die Schweissdauer 4 Sekunden und für solchen aus vernetztem Polypropylen beträgt die Temperatur etwa 183⁰C und die Schweissdauer etwa 8 Sekunden.

Die Behälter, an denen die erfindungsgemässe Schweissnaht vorgesehen wird, besitzen vorzugsweise prismatische Form, wobei an ihrer Oberseite ein Kopf aus zusammengefalteten Laschen gebildet ist, die nach Befüllung in einer erfindungsgemässen Vorrichtung gegeneinander gepresst und verschweisst werden.

Die zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens verwendete Vorrichtung weist zwei Schweissbacken auf, von denen mindestens eine unterseitig mit einem Steg versehen ist, der über die restliche Backenoberfläohe um weniger als 20$ der Dicke der zu verschweissenden Bahnen hinausragt und eine Höhe besitzt, die etwa gleich der Dicke einer der zu verschweissenden Schaumstofflagen ist. Es können auch beide Schweissbacken mit je einem Steg versehen sein, wobei diese einander zugewandt sind und je um weniger als 10$ der Dicke der zu verschweissenden Lagen über die restliche Backenoberfläche hinausragen. Die Schweissbacken werden auf eine Temperatur erwärmt, die etwa 20⁰C oberhalb des Erweichungspunkts des verwendeten Kunststoffs liegt.

Die Hohe der genannten restlichen Schweissbackenflächen ist an die Höhe der Schweissnaht an einem Behälter angepasst. Es ist von Vorteil, wenn die Behälter beispielsweise in einem Transportbehälter übereinander stapelbar sind, so dass der Kopf eines Behälters den Boden eines auf ihn aufgesetzten Behälters zu tragen vermag, ohne dass seine aufrechte Schweissnaht zusammenfällt. Im Hinblick auf diese Überlegungen wird eine Schweiss-

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naht gewählt, die niedrig und vorzugsweise" nicht höher als die Summe der Dicken der verschweissten und wiederaufgeschäumten Lagen, wohl aber wesentlich grosser als die Dicke der aufreissbaren Kerbnaht ist, welche im wesentlichen den Unterteil der Schweissnaht bildet. Wenn dann auf die Schweissnaht eine lotrechte Belastung ausgeübt wird, dann kippt der über der Kerbnaht befindliche Teil der Schweissnaht neben sie um und wird von den unter der Kerbnaht befindlichen Teilen der Laschen oder von den lotrechten Behälterwänden getragen, die ihre ursprüngliche Dicke beibehalten haben und wie die Schweissnaht selbst duktil und nachgiebig geblieben sind. Bei diesem Verfahren wird die verletzliche Kerbnaht nicht lotrecht überlastet und unterliegt nicht der Gefahr des Aufbrechens; sie ist vielmehr vom sie umgebenden, nachgiebigen Schaumstoff umhüllt und in ihn eingebettet.

Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung anhand einer Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 einen in stark vergrössertem Masstab gehaltenen Schnitt durch eine Schweissnaht aus vier Schaumstofflagen,

Fig. 2 einen in vergrössertem Masstab gehaltenen Teilschnitt durch die beim erfindungsgemässen Verfaliren angewandten Schweissbacken,

Fig. 5 eine Darstellung des Kopfteils eines Behälters mit einer Schweissnaht und

Fig. 4 eine Darstellung des Kopf teils eines Behälters mit zwei Schweissnähten.

In Fig. 1 sind vier je etwa 2,5 mm dicke Lagen 1, 2, J> und \ aus Polystyrol-Schaumstoff mit einer Dichte von etwa ¹IO kg/nr dargestellt. Diese Lagen sind mit Hilfe der beheizten Schweiss-

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backen einer Schweissvorriehtung geraäss Fig. 2 miteinander verschweisst. Mit Hilfe dieser Backen wird eine Einschnürung 5 der Lagen mit einem darüber vorstehenden Teil 6 hervorgebracht, wobei die Lagen sowohl ober- als auch etwas unterhalb der Einschnürung 5 ohne sichtbaren Übergang zwischen ihnen miteinander verschweisst sind,

Die Einschnürung 5 ist jedoch beim Verschweissen derart zusammengedrückt worden, dass sich eine vorbestimmte Zerreissbarkeit an einer Stelle ergibt, die sich überraschenderweise als nicht verletzlich herausgestellt hat· Dicke und Höhe der Einschnürung 5 sind im Vergleich zur ursprünglichen Lagendicke sehr klein. Da der Schaumstoff nach Aufhebung der Verdichtung, die am Ort von Teil 6 wesentlich geringer als an der Einschnürung 5 war, wieder aufschäumt und sich Ober- und Unterteil einander nähern, ist die stark zusammengedrückte, aber ebenfalls wieder aufgeschäumte Einschnürung 5 an ihrer ursprünglichen Stelle eingebettet. Infolge dieses WiederaufSchäumens behält die Schweissnaht zum grösseren Teil die Nachgiebigkeit des ursprünglichen Schaumstoffs bei, während die Lagen beim Verschweissen zu einem Ganzen verschmolzen werden. Wenn der Teil 6 kraftvoll seitlich weggerissen wird, reisst die Einschnürung 5 auf und die direkt darunter befindliehe Lagenverbindung wird aufgehoben. Ein Hin- und Herbiegen des Teils mit Einschnürung 5 als Falzlinie hat jedoch kein augenblickliches Aufreissen der Schweissnaht an dieser Einschnürung 5 zur Folge, weil der darüber und darunter befindliche Schaumstoff nachgiebt und die aufreissbare Einschnürung 5 zwischen dem sie umhüllenden Schaumstoff geschützt und spannungsfrei auf der Neutrallinie liegt.

Vorzugsweise wird die Höhe des Teils 6 gegenüber der Gesamtdicke der wiederaufgeschäumten, verschweissten Lagen nicht gross gewählt und vorzugsweise ebenso gross oder nicht wesentlich grosser als die Summe der ursprünglichen Lagendicken ge-

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halten. Bei grösserer Höhe des Teils β und grossen lotrechten Klappen unterhalb der Einschnürung 5 könnten sonst Knickstellen entstehen, wodurch die Kerbnaht besonders starker Belastung ausgesetzt werden und ungewollt unter der Last eines oben auf dem. Kopf des Teils 6 ruhenden Gewichts zerfallen könnte. Bezüglich dieses Problems spielen Jedoch auch die Art der Schweissnahtanbringung an der Behälteroberseite und speziell die geometrische Form, in die der Behälterkopf gebracht wird, eine Rolle. Dies wird bei der Beschreibung der Fig. J5 und 4 noch näher erläutert werden.

Zur Anbringung einer Schweissnaht gemäss Fig. 1 an einer Anzahl von Schäumstoff-Lagen wird eine Heiz- und Druckvorrichtung mit einer beispielsweise Fig. 2 entsprechenden Schweissbacken-Konstruktion verwendet. Diese Konstruktion weist zwei beheizte Schweissbacken 7 und 8 auf, zwischen denen die Schweissnaht gebildet wird.

Die Backen, von denen bei der dargestellten Ausführungsform die eine mit einem abstehenden Steg 9 versehen ist, werden auf eine um etwa 20⁰C über dem Schaumstoff-Erweichungspunkt liegende Temperatur erwärmt. Der Steg 9 weist abgerundete Ecken auf, damit er beim Zusammendrücken der Lagen keine Risse in die an ihm anliegende Schäumstoff-Lage einführt. Ausserdem weisen die Schweissbacken einander zugewandte ebene Flächen 10 und 11 auf. Zur Herstellung einer Schweissnaht werden die Backen mit den dazwischen eingeführten Schäumstoff-Lagen gegeneinander bewegt, so dass die Lagen, ausser am Ort des Stegs 9, auf etwa 20$ ihrer ursprünglichen Dicke zusammengedrückt werden. Am Ort des Stegs kann die Verdichtung mit maximaler Kraft der Druckvorrichtung erfolgen, wodurch die Lagen auf weniger als 2% ihrer Dicke zusammengedrückt werden, wobei der auf sie einwirkende, spezifisehe Flächendruck bis auf weit über 200 kg/cm ansteigt. Es besteht eine Beziehung zwischen dem Ausmass des Herausragens des

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Stegs 9 über die Fläche 10 und der Dicke der zu verschweissenden Schaumstoff-Lagen, Im allgemeinen kann angenommen werden, dass dieses Ausmass weniger als 20$ und etwa 18$ aller Lagendicken zusammen betragen muss. Die (lotrechte) Höhe des Stegs 9 wird im allgemeinen gleic-h gross oder kleiner als die Dicke einer Schaumstoff-Lage gewählt, während die Höhe der Flächen 10 und 11 mehr als die Summe der Lagendicken beträgt·

Obgleich nur eine der Backen einen Steg 9 trägt, zeigt es sich, dass sich am Ende des Verfahrens, wenn die zu verschweissenden Lagen nach etwa ^ Sekunden langem Zusammendrücken wieder freigegeben werden, nicht nur der Teil β wieder auf die ursprüngliche Dicke der Lagen, sondern auch der Schaumstoff unterhalb der Einschnürung wieder ausdehnt bzw. "aufschäumt", so dass die vorbestimmt aufreissbare Einschnürung 5 praktisch in die Mitte der Lagenanordnung zu liegen kommt. Diese Ausbildung kann selbstverständlich noch dadurch verbessert werden, dass beide Backen mit je einem Steg versehen werden, der in diesem Fall j<3 um weniger als 10$ der Lagendicke über die über ihnen liegenden Flächen 10 oder 11 hinausragt.

Die Temperatur, auf welche die Backen erwärmt werden, liegt über dem Schäumstoff-Erweichungspunkt, doch ist die Zeitdauer, während der die Backen gegeneinander gepresst bleiben, ziemlich kurz und darf auch nicht so lang sein, dass der Schaumstoff eine Temperatur erreicht, bei welcher er sein Schaumgefüge verliert und sich als nicht wieder aufschäumbar erweist. Vorzugsweise wird eine Zeitdauer von 2 - 10 Sekunden gewählt.

Am Steg 9 findet wahrscheinlich eine solche Verdichtung der in den Schaumstoffzellen enthaltenen Luft statt, dass in den einander zugewandten Lagenebenen eine höhere Temperatur auftritt, wodurch die gewünschte Aufreissbarkeit erzielt und die Nahteinschnürung 5 zu einer Kerbnaht wird, welche längs der gewünschten Linie aufreissbar 1st»

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Als Versuchsbeispiel wurden je^vier 2,5 mm dicke Polystyrol-Schaumstoff lagen aus Aphrolan®der Firma Delta Plastic GmbH und Co. KG mittels einer Schweissbacken-Konstruktion gemäss Fig. 2 je 4 Sekunden lang zusammengedrückt. An diesen Lagen wurden Versuchsschweissungen bei Schweissbacken-Temperaturen zwischen 125 - 145°C und mit einem Verdichtungsdruck von über 200 kg/cm und wesentlich mehr am Ort des Stegs 9 durchgeführt, dessen Abstand von der gegenüberliegenden Backe zwischen etwa 0,5 mm und 0,01 mm variiert wurde. Es ergab sich, dass die besten Ergebnisse bei einem Abstand von 0,1 - 0,2 mm, nämlich bei 2$ der ursprünglichen Lagendicke, und bei einer Backen-Temperatur von etwa 127°C erzielt wurden. Bei Anwendung höherer Temperaturen stieg die Temperatur in der Einschnürung 5 zu stark an, und nicht nur an der Einschnürung 5, sondern auch auf grösserer Breite trat eine Eigenschaftsveränderung auf, wobei die Sprödigkeit zu gross wurde und das Material nicht mehr ausreichend wiederaufschäumen konnte. Bei diesen Schaumstofflagen zeigte es sich, dass die ideale Kerbdicke der Einschnürung 5 bei weniger als 1,2 mm nach Beendigung der Behandlung lag, während eine Dicke von unter 0,1 mm zu schwach war und eine Dicke von wesentlich mehr als 1,2 mm nicht mehr die gewünschte Aufreissbarkeit gewährleistete.

Wenn aus diesen Lagen ein Behälter gebildet wird, ist eine Verdichtung am Ort der Schweissnaht der vier Lagen auf 2.% ihrer Gesamtdicke am Steg 9, d.h. auf eine Dicke von 0,2 mm, besonders vorteilhaft. Die (lotrechte) Höhe des Stegs 9 wird etwa gleich der Dicke der Einzel-Lagen, d.h. im vorliegenden Fall 2,5 mm gewählt. Dies bedeutet aber nicht, dass die Höhe der Kerbnaht 5 gleich bleibt; vielmehr nimmt sie bei der fertigen Schweissung überraschenderweise beträchtlich ab. Dies ist in erster Linie darauf zurückzuführen, dass sich diejenigen Teile der Schaumstoff-Lagen, die nicht an der Verdichtung auf den kleineren Wert teilnahmen und nur in ihrem schaumförmigen Zustand mit-

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einander versehweisst wurden, nach dem Zurückziehen der Backen 7 und 8 auch in lotrechter Richtung ausdehnen und die Kerbnaht an Ort und Stelle einbetten. Dies zeigt sich besonders in Fig, I links, während rechts gegenüber, wo die glatte Fläche 11 der Backe 7 wirksam wurde, dennoch eine tiefe Eindrückung vorhanden ist und folglich die Kerbnaht 5 nahezu symmetrisch zur Gesamtverschweissung zu liegen kommt und vollständig vom Schaumstoff umhüllt ist.

In Fig. 3 ist eine Form eines Behälter-Kopfes dargestellt, bei der eine Schaumstoff-Lage eines Behälters 12 gefaltet und schweissverklebt worden ist. Der Kopfteil dieses Behälters besteht aus Laschen, die in Form eines Y gegeneinander gefaltet sind. In den Faltteilen I5 und 14 sind nur je zwei Lagen-Dicken vereinigt und ohne Kerbnaht miteinander verschweisst. Im Fussschenkel des Y liegen vier Lagen des Schaumstoffs zusammen und sind erfindungsgemäss sehweissverklebt. Die Linie I5 zeigt die Kerbnaht 5 gemäss Fig. 1 an, über der sich ein dem Teil 6 von Fig. 1 entsprechender, lotrechter Teil 16 befindet. Bei dieser Bauform wird eine Y-förmige Auflagefläche gebildet, auf die ein weiterer Behälter im Stapel aufgesetzt werden kann. Da der Teil 16 im Vergleich zur Dicke niedrig ist (Fig. 1 veranschaulicht die gewünschten Abmessungen), ruft die lotrechte Last des auf ihm ruhenden Behälters an ihm keine Verformung, wie Kräuseln oder dergleichen, hervor. Andererseits bildet dieser Teil 16 einen besonders zweckmässigen Griff und vermag als Aufreissstreifen zu dienen, der längs der Kerbnaht I5 seitwärts abgerissen werden kann. Nach seiner Entfernung bedarf es nur noch einer kneifenden Bewegung im Behälter-Kopf, um die restliche Lagenverbindung unterhalb der Kerbnaht 5, wie sie in Fig. 1 dargestellt ist, aufzureissen und den Behälter zu öffnen.

Bei der Bauform gemäss Fig. 4 ist ein andersartiger Kopfteil an einem Behälter I7 zusammengefaltet, bei dem eine kreuzförmige

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Auflagefläche für einen darauf aufgesetzten Behälter dient. Bei dieser Ausführungsform sind die Faltteile in lotrechten Ebenen 18 gegeneinander angelegt und oberseitig miteinander schweissverklebt. Obgleich in allen vier Ebenen erfindungsgemasse Schweissnähte vorgesehen sein können, empfiehlt sich ihre Anbringung in nur zwei Ebenen, wobei die dick ausgezogenen Linien I9 die Kerbnähte gemäss Teil 5 von Pig. I andeuten. Durch Abreissen des dein Teil β entsprechenden Teils 20 lässt sich auch dieser Behälter leicht öffnen. Dabei ist aber zu beachten, dass nur zwei Lagen gegeneinander verschweisst sind und folglich die Kerbnähte I9 nicht ebenso stark eingebettet sind, wie es bei der Kerbnaht 5 gemäss Fig. 1 der Fall ist. Bei Verwendung der Schweiss-Backen überragt der Steg 9 nunmehr die Fläche 10 um weniger als 20$ der Gesamtdicke der beiden Lagen,

Da oberhalb der Kerbnaht I9 ein Griffteil für den Aufreißstreifen 20 vorgesehen sein muss, um ihn abzutrennen, besitzt dieser Streifen eine Höhe von mehr als zwei Lagendicken, d.h, von 5 mm oder etwas mehr bei einer anfänglichen Lagendicke von 2,5 mm. Die lotrechte Knickbelastung ist auch geringer, weil ein kreuzförmiges Auflageschema gewählt wurde.

Die erf indungsgemässe S.chweissnaht wurde auch bei anderen Materialien hergestellt. Beispielsweise wurden vier 2,5 mm dicke Lagen aus geschlossenzelligem vernetzten! Welch-Polyäthylen mit einer Dichte von etwa 45 kg/nr und einem Vernetzungsgrad entsprechend 18,β gew.-^iger Löslichkeit in siedendem Xylol mit Hilfe einer Schweissback'en-Konstruktion gemäss Fig. 2 miteinander verschweisst.

Die Temperatur der Schweiss-Backen betrug 127° + 1°C und ihre Sohliessdauer k Sekunden.

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Auch bei diesem Versuch wurden verschiedene öffnungsabstände zwischen dem Steg 9 und der Fläche 11 im Bereich von 0,05 mm und 0,4 mm angewandt. Nach dem Verschweissen dehnte sich das Material auch an der Kerbnaht 5 aus, und die beste Auftrennbarkeit wurde bei einer öffnungsweite von weniger als 0,2 mm erzielt, so dass die Verdichtung wiederum etwa 2$ betrug. Diese Schweissnaht Hess sich durch seitliches Abziehen des Teils β besonders leicht aufreissen, obwohl die Kerbnahtdicke etwa 3,8 + 0,2 mm betrug.

Ausserdem erzeugte man auch eine Anzahl von Schweissnähten bei einer Bauform aus zwei Lagen von geschlossenzelligem Schaumstoff aus vernetztem Polypropylen in Form der Handelssorte Haveg Minicel-PPF Typ 5B-1 mit einer Dichte von etwa 70 kg/mr, einem Vernetzungsgrad entsprechend j52,7#-iger Löslichkeit in siedendem Xylol und einer Dicke von 2 mm. Hierfür wurden die Schweiss-Backen gemäss Fig. 2 benutzt, deren Steg 9 dabei um 0,5 mm, d.h. um weniger als 10$ der Summe der Lagendicken über die Fläche 10 hinausragte. Die Temperatur der Schweissbacken betrug I8j5° + 1°C, die öffnungsweite am Steg 9 0,05 mm und die Gesamt-Schliesskraft der Presse etwa 7OOO kg. Zwecks Erzielung eines zufriedenstellenden Ergebnisses musste dabei jedoch mit wesentlich längerer, d.h. um etwa 8 Sekunden liegender Schweissdauer gearbeitet werden. Auf diese Weise wurde ein ausreichend gut aufreissbarer Verschluss mit etwa 1 mm dicker Kerbnaht hervorgebracht.

Ersichtlicherweise können auch andere Kunstschaumstoffe andersartiger Dicken mittels entsprechend abstehender Stege 9 mit einer Schweissnaht versehen werden, die gleichzeitig eine Kerbnaht enthält» Die verwendeten Kunststoffe müssen dabei Thermoplaste sein und sich ohne zusätzliche Vorrichtungen, mit Ausnahme von Wärme und Druck, versohweissen lassen.

Als Beispiel für geeignete Werkstoffe kann auf die Polymerisate

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- 14 und Mischpolymerisate hingewiesen werden, die aus Monomeren

mit der allgemeinen Formel CHp=C^: hergestellt werden.

In dieser Formel kann X beispielsweise H oder CIL, und Y z.B. H, Cl, C₆H₅, COCH, COOCH₅ClI, O'CO'CIL, oder C₂II₅ darstellen. In das Mischpolymerisat kann ein Diolefin eingebaut sein, und auch Modifikationen und Gemische dieser Polymere gehören zu diesen geeigneten Werkstoffen.

Brauchbar sind insbesondere Polystyrol, Polystyrol-Kautschuk-Zusammensetzungen (schlagfestes Polystyrol), Polyvinylchlorid, Mischpolymerisate von Vinylverbindungen, Polyolefine wie Polyäthylen, Polypropylen nebst deren Mischpolymerisaten, in vernetzter als auch unvernetzter Form, sowie Acrylonitril-Butadienstyrol-Zusammensetzungen.

Ebenfalls brauchbar sind Kunstschaumstoff-Folien und -Bahnen aus Polymerisationsprodukten mit heteroatomigen Ketten, wie Polyoxymethylen, Polyäthylenoxid, Propylenoxid, Nylon^-' 6 (aus Caprolactam)·

Polykondensate und Polyadditionsprodukte mit Umordnungen, wie z.B. Polyurethanschaummassen schaffen dagegen besondere Schwierigkeiten,

Die aus einem der genannten Kunstschaumstoffe hergestellten Behälter werden hauptsächlich zum Befüllen mit abgemessenen Flüssigkeitsmengen verwendet. Diese Flüssigkeiten sind in erster Linie Milch oder Molkereiprodukte und im weiteren Sinn für menschlichen Verbrauch oder Verzehr bestimmte Flüssigkeiten, wobei die Garantieanforderungen bezüglich Reinheit der Flüssigkeit und deren Nlchtbeeinflussung durch Schaumstoffbestandteile vor und nach dem Verschweissen ebenfalls eine besondere Rolle spielen. Selbstverständlich können auch andere Substanzen in

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den Behältern aufbewahrt werden, wobei die Art des Schaumstoffs auch dadurch bestimmt wird, dass diese Substanzen weder mit dem Schaumstoff noch mit den in ihm enthaltenen VJeichmachern, Stabilisatoren, Blälimitteln oder Farbstoffen derart reagieren dürfen, dass ihre Qualität in verpacktem Zxistand beeinträchtigt wird.

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Claims

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Patentansprüche

1«\ Verfahren zur Anbringung einer Schweissnaht an einem <-/ Behälter aus Kunstschaumstoff-Lagen mit einer Dichte von weniger als 250 kg/nr, wobei die zu verschweissenden Teile durch Druck bei einer Temperatur oberhalb des Schaumstoff-Erweichungspunktes und ohne Zerstörung des Schaumgefüges der Schweissnaht verschweisst werden, dadurch gekennzeichnet, dass eine aufrechte Schweissnaht vorgesehen wird, die an der dem Behälterinhalt zugewandten Seite mit einer Kerbnaht versehen ist, die aufreissbar unfl nahezu vollständig durch die duktil gebliebenen Teile der Schweissnaht und des Behälters geschützt ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest zwei ebene Teile eines Schaumstoff-Zuschnitts, aus dem der Behälter hergestellt ist, weniger als 10 Se-. künden lang durch Schweissbacken bei einer etwa 20⁰C über dem Schaumstoff-Erweichungspunkt liegenden Tempera·^ tür zusammengedrückt und erwärmt werden, wobei bestimmte Abschnitte der ebenen Teile auf etwa 20# der ursprünglichen Dicke und die die Kerbnaht liefernden Teile bei einem wesentlich über 200 kg/cm liegenden Druck auf weniger als 2# der ursprünglichen Dicke zusammengedrückt werden,

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j5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe der Kerbnaht erheblich grosser als die ursprüngliche Dicke der Teile eingestellt wird und etwa im Zentrum der verschweissten Teileanordnung zu liegen kommt.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass

im Fall von Polystyrolsohaumstoff mit einer Sohweissteraperatur von etwa 120 - 145°C und einer Sohweissdauer von 2-10 Sekunden gearbeitet wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass bei einer Schäumst off dicke von etwa 2,5 nun mit einer Schweisstemperatur von 127° + 3°C und einer Sohweissdauer von etwa 4 Sekunden gearbeitet wird,

6. Verfahren nach Anspruch 2, daduroh gekennzeichnet, dass im Falle von 2,5 mm dickem Polyäthylensohaumstoff mit einer Schweisstemperatur von 127° + I⁰C und einer Schweissdauer von etwa 4 Sekunden gearbeitet wird.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass im Falle von 2 mm dickem Polypropylenschaumstoff mit einer Dichte von etwa 70 kg/nr. mit einer Sohweisstemperatur von l8j^G + l°c und einer Sohweissdauer von etwa 8 Sekunden gearbeitet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei welcher die zu verschweissenden Schaumstoff-Teile zwischen zwei erwärmten Schweiss-Baoken verspannt und erwärmt werden, daduroh gekennzeichnet, dass mindestens die eine Sohwelss-Baoke (8) unterseitig mit einem Steg (9) versehen ist, der über'die restliche Fläche (10) dieser Backe um weniger als 20^ der Lagen-

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dicke hinausragt und eine Höhe besitzt, welche etwa der Dicke einer der zu verschweissenden Lagen entspricht,

9, Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass beide Schweiss-Baoken (7, 8) mit einander zugewandten Stegen (9) versehen sind, die je um weniger als 10$ der Dicke der zu verschweissenden Lagen über die restlichen Flächen (10 bzw· 11) hinausragen·

10· Mit Hilfe der Vorrichtung nach Anspruch 8 und 9 hergestellte Sohwelssnaht, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine auf vorbestiirante Weise aufreiasbare Kerbnaht (z.B. 5) sowie einen Teil (ζ·Β· β) aufweist, der nicht wesentlich höher als die Summe der Dioken der zu verschweissenden und wiederaufgeschäumten Lagen (1-4) ist, und dass die Kerbnahthöhe erheblich geringer alä die ursprüngliche Dicke einer der Lagen ist·

11, Behälter für Flüssigkeiten, insbesondere für Milch oder Molkereiprodukte, dadurch gekennzeichnet, dass er mindestens eine Schweissnaht nach Anspruch 10 aufweist·

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