DE2661111C2

DE2661111C2 -

Info

Publication number: DE2661111C2
Application number: DE19762661111
Authority: DE
Inventors: Lars Eric Dalby Se Piltz; Bo Thomas Bjarred Se Quist; Folke Barsebaeck Se Kiellarsson; Siwer Lund Se Mansson; Bengt G. Soedra Sandby Se Nielsson
Original assignee: Akerlund and Rausing AB
Current assignee: Akerlund and Rausing AB
Priority date: 1975-09-12
Filing date: 1976-09-08
Publication date: 1993-07-08
Anticipated expiration: 1996-09-09
Also published as: GB1551122A; DE2661044C2; US4267937A; FR2464890A1; GB1551121A; FR2464815A1; IE43546B1; CH611221A5; DE2640311A1; DE2640311C2; JPS5239489A; NO763086L; NO147297C; US4268336A; IT1065440B; NL7609638A; NO147297B; IE43546L; DK404276A; FI762596A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines topfförmigen Behälters mit einem hülsenförmigen Mittelstück, einem Boden und einem Deckel, wobei der Boden, der Deckel und das Mittelstück je aus einem Laminat von mehreren Schichten, z. B. Kunststoff und/oder Metall, hergestellt werden, und wobei der Boden und der Deckel an ihren Rändern eingezogen werden und die eingezogenen Teile so in das hülsenförmige Mittelstück gefügt werden, daß diese mit der Kunststoffschicht an der inneren aus Kunststoff bestehenden Wand des hülsenförmigen Mittelstückes anliegen und gegeneinander verschweißt werden.

Ein derartiges Verfahren ist durch die US-A-34 06 891 bekanntgeworden.

Mit dem Verfahren soll vor allem eine dichte, leicht zu öffnende und topfförmige Verpackung mit niedrigem Gewicht herstellbar sein, die sich sowohl für fließende als auch für trockene Erzeugnisse eignet.

Das Herstellungsverfahren einer Packung nach der vorgenannten Patentschrift ist umständlich, weil das hülsenförmige Mittelstück nicht durch Extrudieren hergestellt wird, die Endstücke nicht durch Spritzgießen vorgefertigt werden und zum Anschweißen auch nicht das Induktionsschweißen verwendet wird.

Aufgabe gemäß der Erfindung ist es daher, ausgehend von dem eingangs bezeichneten Verfahren, ein Herstellungsverfahren für in vorgenannter Patentschrift gezeigte Packungen mit Kunststoff zu schaffen, welches ohne kostspielige Investitionen in herkömmlichen Fabrikations linien für Dosen einsetzbar ist, wobei ein dreistückiger Behälteraufbau möglich wird, dessen beide Endstücke ohne aufwendige Abdichtungsgerätschaften dichtend am Mittelstück anbringbar sind und wo von der Produktion bis zur Abfüllung die Hygienebedingungen gut erfüllt werden können.

Die Lösung dieser Aufgabe gelingt gemäß der Erfindung dadurch, daß

a) das hülsenförmige Mittelstück durch Extrudieren eines nahtlosen Rohres hergestellt wird, welches vor dem Folien vorzugsweise in das jeweils gewünschte Querschnittsprofil umgeformt wird,
b) eine Schicht aus gasdichtem Material, z. B. Metall, auf die Außenseite des Rohres laminiert wird,
c) das derart laminierte Rohr in Stücke mit vorgegebener Länge geschnitten wird,
d) Boden und Deckel durch Spritzgießen vorgefertigt werden und
e) Boden oder Deckel permanent durch induktives Schweißen am Ende des hülsenförmigen Mittelstückes befestigt wird und daß
f) das einseitig geschlossene Mittelstück dann gefüllt und verschlossen wird.

Nach dem erfindungsgemäßen Verfahren wird somit eine innere, ungebrochene Kunststoffschicht des Mittelstückes durch Extrudieren in Form eines Rohres hergestellt. An diesem Rohr werden eine Mittelschicht aus Aluminiumfolie oder entsprechendem, im wesentlichen gasdichtem Material und eine äußere, die Mittelschicht schützende Kunststoffschicht auflaminiert. Das auf diese Weise hergestellte Erzeugnis wird auf geeignete Längen abgekürzt, wobei dies vor oder auch nach dem Laminieren erfolgen kann. Schließlich können Deckel und Boden an die abgekürzten Längen der Rohrteile angefügt werden.

Die Erfindung schafft somit ein Herstellungsverfahren, mit welchem preiswert ein topfförmiger Behälter der eingangs genannten Art herstellbar ist.

Das Extrudieren eines nahtlosen Rohres aus Kunststoff und das Schneiden des Rohres in Stücke mit vorgegebener Länge ist aus dem DE-GM 18 84 259 bekannt. Die Dose nach dieser Schrift weist ein Hauptteil in Form eines nahtlosen, stranggepreßten Rohres aus Kunststoff auf, bei dem danach für den Fachmann vermutbaren Verfahren sind aber keine der erfindungsgemäßen Merkmale b) bis f) bekannt. Das Abschneiden eines extrudierten Rohres gemäß Merkmal c) ist zwar an sich bekannt; das Abschneiden des Rohres auf die gewünschte Länge zeitlich nach einem Belegen oder Laminieren eines Kunststoffrohres mit einer zusätzlichen Schicht aus gasdichtem Material ist aber in vorgenannter Schrift weder angeregt noch für möglich erachtet.

Die Lehre dieses Gebrauchsmusters wendet sich zudem von Metallen oder Papieren ausdrücklich ab und betrachtet den Kunststoff als einzig zweckmäßiges Material, weshalb auch alle Teile aus Hart-Polyvinylchlorid hergestellt sein sollen.

Das Aufbringen einer Schicht aus gasdichtem Material auf ein Verpackungsmateral als Barrierenmaterial ist an sich aus der US-A-36 32 461 bekannt. Der in dieser Schrift gezeigte Aufbau einer Behälterwandung legt dem Fachmann jedoch nahe, das Barrierenmaterial an die metallene Behälterwand anzukleben, während erfindungsgemäß die umgekehrte Reihenfolge vorgesehen ist, nämlich die Schicht aus gasdichtem Material auf die Außenseite des Rohres zu laminieren, nachdem dieses Rohr aus Kunststoff nahtlos durch Extrudieren hergestellt war. Schritt b) wird erfindungsgemäß nach Durchführung des Schrittes a) vorgesehen. Außerdem handelt es sich bei dem in dieser Schrift beschriebenen Verfahren um ein solches anderer Gattung, weil ein anderer Behälteraufbau vorgesehen ist.

Bei vorteilhafter weiterer Ausgestaltung der Erfindung wird auf die Außenseite des Kunststoff rohres als gasdichtes Material eine Schicht aus Kunststoff und/oder eine Metallfolie, insbesondere aus Aluminium, laminiert.

Zweckmäßig ist es erfindungsgemäß dabei, wenn beim Extrudieren eines Kunststoffrohres auf eine Wandstärke desselben von 0,4 mm bis 0,8 mm geachtet wird, so daß dieses im Bereich dieser Wandstärken extrudiert wird.

Besondere Vorteile ergeben sich ferner, wenn der Boden oder Deckel an der Füllstation durch Induktion am Mittelstück angeschweißt wird.

Es ist vorgesehen, daß die innere Plastik schicht des Mittelstückes in Form eines runden Rohres extru diert wird und dieses Rohr gegebenenfalls in eine erwünschte Querschnittsform durch Eichung in einem Eichkanal mit entspre chender Form umgeformt wird. Dabei wird das Rohr zur Erleichte rung der Formung gleichzeitig vorzugsweise einem äußeren Va kuum ausgesetzt. Außerdem erfolgt eine Schmierung mit Hilfe von Wasser oder dergleichen zur Erleichterung beim Ziehen und zwecks Kühlung. Vorteilhaft ist es dabei, wenn das Rohr bei der Inbetriebsetzung auch einem inneren Überdruck ausgesetzt wird.

Gute Vorteile und ein günstiges Produkt hat man mit den vor stehenden Maßnahmen erreicht, wenn insbesondere dem Mittel stück die erwähnte Mittelschicht aus Aluminiumfolie oder ent sprechendem Material zusammen mit der erwähnten äußeren Kunst stoffschicht in Form eines Laminates zugeführt wird, welches an der inneren, extrudierten Kunststoffschicht festgeklebt wird. Dabei wird eine Härtung des Klebstoffes hervorgerufen, insbesondere wenn es sich um eine unregelmäßige Querschnitts form des Mittelstückes handelt, bevor das laminierte Erzeug nis in geeigneten Längen abgeschnitten wird.

Im folgenden wird die Erfindung unter Hinweis auf bevorzugte Ausführungsformen eines topfförmigen Behälters und eines Ver fahrens zur Herstellung desselben anhand der folgenden Zeich nungen beispielsweise beschrieben.

Fig. 1 zeigt hierbei schematisch den fertigen topfförmigen Behälter mit angedeuteter Öffnungsvorrichtung,

Fig. 2a und 2b zeigen zwei zueinander senkrechte Schnitte durch einen Körper, der für die Herstellung des Mittelstückes des Behälters gemäß Fig. 1 bestimmt ist,

Fig. 3 ist ein Schnitt durch einen Teil der Wand des Mittel stückes des Behälters gemäß Fig. 1,

Fig. 4a zeigt einen Boden für den Behälter gemäß Fig. 1 vor dem Aufsetzen,

Fig. 4b veranschaulicht das Verfahren zur Herstellung des Bo dens gemäß Fig. 4a,

Fig. 5 zeigt den an dem topfförmigen Behälter gemäß Fig. 1 befestigten Boden, d. h. einen Schnitt nach der Linie V-V durch den unteren Teil der Fig. 1,

Fig. 6 zeigt schematisch eine Anlage für die Herstellung von Behältern gemäß Fig. 1-5,

Fig. 7 zeigt wie ein rundes extrudiertes Plastikrohr in eine rechtwinklige Querschnittsform umgeformt wird. Auch andere Querschnittsformen sind jedoch gemäß der Erfin dung möglich.

Fig. 8 zeigt schematisch ein Verfahren, um den Körper gemäß Fig. 2a und 2b mit Hilfe einer Folie aus Aluminium oder ähnlichem dichtem Material zu umkleiden,

Fig. 9a-9c veranschaulicht näher, wie diese Umkleidung ausge führt wird,

Fig. 10 zeigt wie die umkleideten Körperteile in einem Ofen gehärtet werden, bevor das Abkürzen in der Weise gemäß Fig. 9c erfolgt,

Fig. 11 veranschaulicht, wie die Körperteile umgeformt werden können, bevor sie mit Verschlußkappen bzw. Böden verse hen werden. Eine solche Umformung ist jedoch nicht immer erforderlich.

Der in Fig. 1 als Beispiel dargestellte Behälter besteht aus einem hülsenähnlichen Mittelstück 1 und an diesem befestigten Deckel 2 und Boden 3, wobei der Deckel 2 mit einer Öffnungs vorrichtung 4 versehen ist.

Wie am besten aus Fig. 2a, 2b und 3 hervorgeht, ist das Mittel stück 1 aus einem inneren Körper 1a zusammengesetzt, der eine nach innen zu ungebrochene Plastikschicht, einer Zwischen schicht 1b aus Aluminiumfolie oder einem entsprechenden, im wesentlichen gasdichten Material sowie einer äußeren, die Zwi schenschicht 1b schützende Kunststoffschicht 1c bildet. Die Zwischenschicht aus Aluminium kann hierbei auf beiden Seiten von Klebstoffschichten 1d bzw. 1e umgeben sein. Das Anheften kann jedoch auch in einer anderen Weise, beispielsweise durch induktives Schweißen, erzielt werden.

Der Boden 3 wird näher in Fig. 4a und 4b gezeigt, wobei Fig. 4b das Verfahren zur Herstellung des Bodens veranschaulicht. Dieser Boden 3 besteht aus einer äußeren Kunststoffschicht 3a, die thermogeformt oder in einer anderen Weise geformt, beispielsweise spritzgegossen ist, und zwar mit einem in den Zwischenteil 3b hineinragenden Teil 3b und einem die Bodenkan te 1f des Mittelstückes 1 umschließenden Rahmenteil 3c. Auf der Innenseite ist der Boden 3 mit einer Schicht 3d aus Alu miniumfolie oder einem entsprechenden, im wesentlichen gasdich ten Material versehen, die somit von der äußeren Kunststoff schicht 3a geschützt wird. Die Aluminiumschicht 3d kann an der äußeren, zweiten Kunststoffschicht 3a in der aus Fig. 4b ersichtlichen Weise befestigt werden. Die Kunststoffschicht 3a wird dabei auf einen Stempel 5 gesetzt, der mit einem inne ren Induktor 6 für induktives Schweißen versehen ist. Oben auf die Kunststoffschicht 3a wird die Schicht 3d aus Alufo lie aufgelegt, die in der Form einer vollen Bahn ausgeführt werden kann, wobei sie mit Hilfe der schematisch gezeigten Stanze 7 gestanzt wird. Nach der Stanzung wird die Folie 3d mit Hilfe eines Formungswerkzeuges 8 in den Rahmenteil 3c nie dergepreßt. Falls erforderlich kann dieses Werkzeug gekühlt sein, um für die mit Hilfe des Induktors geleistete Schweißung eine Kühlung vorzusehen. Vorzugsweise wird dabei die Schwei ßung so geleistet, daß der größere Teil der Folie 3d an der Kunststoffschicht 3a befestigt wird, während jedoch ein Kanten teil 3d′ frei gelassen wird. In der Praxis hat es sich als geeignet erwiesen, für die Schicht 3d ein Laminat aus Alumi niumfolie zwischen zwei Außenschichten 3d′′ aus Polypropen zu wählen.

In Fig. 5 ist der Boden 3 am Mittelstück 1 befestigt. Auch diese Befestigung kann vorzugsweise mit Hilfe eines induktiven Schweißens in wesentlich derselben Weise wie das Schweißen der inneren Schicht 3d aus metallischem Material, z. B. Alumi niumfolie, gemäß Fig. 4b vorgenommen werden. Gleichzeitig kann eine gewisse Kalibrierung im Boden erfolgen, wie aus Fig. 5 hervorgeht, um zu weit hinausragende Teile zu vermeiden.

In Fig. 6 wird schematisch eine Anlage zur Herstellung des oben beschriebenen Behälters gezeigt. Da viele Einzelheiten in dieser Anlage entweder an sich dem Fachmann bekannt oder selbstverständlich sind, genügt ihre Darstellung teilweise in Form eines Blockdiagrammes. Mit 14 ist dabei ein Extruder für die Extrudierung eines runden Rohres aus Plastik, z. B. Polypropen, Polyethylen oder dergleichen, bezeichnet. Das Rohr ist mit 1a′ bezeichnet. Dieses laminierte Rohr passiert dann eine Eichvorrichtung 15, die in Fig. 7 näher dargestellt ist, in der das Rohr in ein viereckiges Querprofil umgeformt wird. Das Rohr wird dann mit 1a′′ bezeichnet. Das Ziehen durch die Eichvorrichtung 15 erfolgt mit Hilfe einer Ziehvorrichtung 16 und wird in einer Abkürzvorrichtung 17 beendet, in der Rohr teile 1a′′′ gebildet werden. Diese Rohrteile 1a′′′ entsprechen zwei oder mehreren der in Fig. 2a und 2b gezeigten Körpertei len 1a. Diese werden an eine Bogenauflegevorrichtung 19 ge führt, die mit Bogen von einer Klebstofftrageeinheit 18 ge speist wird. In dieser Einheit 18 wird ein bahnförmiges Mate rial, z. B. ein Laminat aus beispielsweise Aluminium und Poly propen, mit einem Klebstoff versehen, der teilweise getrocknet wird. Dieses Material wird dann in Form von geeigneten Bogen abgekürzt, die auf die Rohreinheiten 1a′′′ gerollt werden, wie in Fig. 9a und 9b dargestellt ist. Die Klebstoffauftragung selbst geht am besten aus Fig. 8 hervor. In dieser Weise werden Rohrstücklängen 1′ gebildet, die zwei oder mehreren Mittel stücken 1 gemäß Fig. 1 entsprechen. Diese Längen 1′ werden in eine Härtevorrichtung 20 eingeführt, die näher in Fig. 10 dargestellt ist. Dann werden sie weiter an eine Fertigschneide vorrichtung 21 geführt, in der sie auf Zwischenteile 1 gekürzt werden. Diese werden in eine Verschlußkappen- und Schweißvor richtung 22 eingeführt. Die Mittelstücke 1 mit aufgesetzten Deckeln 2 werden dann an eine Bodenaufsetzvorrichtung 23 ge führt, die mit Böden 3 von einer Bodenherstellungsanlage 24, beispielsweise einer Vakuumformungsmaschine, gespeichert wird. Diese Böden 3 werden hier lose aufgesetzt, worauf die fertigen Behälter in eine Einpackeinheit 25 eingeführt werden. Von die ser Einheit werden die häufig Verpackungen darstellenden Behäl ter zur Füllung geführt, wobei die losen Böden während der Füllung zufällig entfernt werden, um dann definitiv festge schweißt zu werden. Durch dieses Verfahren kann eine sehr hohe Hygiene aufrechterhalten werden.

Fig. 7 zeigt die Eicheinheit 15, in der das extrudierte Rohr 1a′ in ein Rohr 1a′′ mit rechteckiger Querschnittsform umgeformt wird. Dies wird mit Hilfe von dicht angeordneten Platten 26 durchgeführt, zwischen denen zwecks Schmierung und Kühlung die ganze Zeit lang eine gewisse Menge von Wasser sickert, und die in einem Raum 27 eingeschlossen sind, der unter einem gewissen Unterdruck steht, um die Formung des Rohres 1a′ zu erleichtern. An seinem hinteren Ende ist der Raum 27 von einer Manschettendichtung 28 abgeschlossen. Außerhalb dieser Dich tung sind weitere Kühlwasserverteiler 29 vorgesehen. Diese Umformung eines dünnen Materiales ist an sich eine wesentliche Neuheit. Mit dünnem Material ist hier Material mit einer Stärke von etwa 1 Mm oder kleiner gemeint.

In Fig. 8 ist die Klebstoffauftrageeinheit 18 gezeigt. In die ser wird ein Laminat 31 von einer Rolle 30 abgenommen und über die eigentliche Klebstoffauftragevorrichtung 32 in einen Troc kenofen 33 über mehreren Umlenkrollen (ohne Bezeichnungen) und an eine Bogenabschneideeinheit 34 mit einem Messer 35 und einer Vorschubkette 36 geführt. Diese Kette kann beispielswei se mit Greifern für den Vorschub der abgeschnittenen Bogen versehen sein. Diese sind in Fig. 6 mit 37 bezeichnet und wer den mit Hilfe einer Preßwalze 39 auf die Rohrstücke 1a′′′ auf getragen, die auf den Dorn 40 gesteckt werden. Bevor die Bogen 37 in Berührung mit den Stücken 1a′′′ gelangen, werden diese mit Hilfe einer schematisch dargestellten Behandlungsanlage 41 behandelt. Vorzugsweise besteht diese Anlage aus einer so genannten Coronavorrichtung, aber die Behandlung kann auch in anderer Weise ausgeführt werden, beispielsweise mit Hilfe einer offenen Flamme. Dabei wird eine Oxydation der Fläche erzielt, wodurch die Anhaftung der Bogen 37 erleichtert wird.

In Fig. 9a-9b wird schematisch gezeigt, wie das Etikett oder der Bogen 37 auf das Rohrstück 1a′′′ angebracht wird, das dann mit Hilfe der Abschermesser 42 abgeschnitten wird. Vor diesem Abkürzen werden jedoch die Rohrstücke 1a′′′ vorzugsweise durch den in Fig. 10 gezeigten Härteofen 20 geführt. Es hat sich dabei gezeigt, daß eine derartige Zwischenhärtung das Abkürzen in der nachfolgenden Abscherstation 21 erleichtert, indem die Härtung die Gefahr einer Delaminierung während des Abkürzens reduziert.

Die Stärke der verschiedenen Materialschichten kann im Rahmen der Erfindung innerhalb weiter Grenzen geändert werden. In der Praxis hat es sich jedoch dabei als vorteilhaft gezeigt, für die innere extrudierte Hülse ein Polypropenmaterial mit einer Wandstärke kleiner als 1 Mm. und vorzugsweise zwischen 0,4 und 0,8 Mm. zu verwenden. Auf der Außenseite wird diese innere Hülse vorzugsweise mit einem Laminatmaterial aus Aluminium und Polypropen versehen. Hier haben praktische Versuche erge ben, daß die Aluminiumschicht zwischen 8 und 20 my, vorzugs weise 12 my, liegen soll und die äußere Polypropenschicht zwi schen 20 my und etwa 60 my, vorzugsweise etwa 50 my. In ent sprechender Weise haben praktische Versuche es als vorteilhaft gezeigt, für die Innenschicht 3d der Böden ein Laminat aus einer Aluminiumfolie von zwischen 8 und 20 my, vorzugsweise 12 my, zwischen zwei Polypropenschichten von etwa 50 my, zu verwenden. In der Verschlußkappe wird statt dessen als Innen schicht vorzugsweise ein Laminat aus einer Aluminiumfolie zwi schen zwei Filmen aus orientiertem Polypropen verwendet. Für die Aluminiumfolie sind dabei dieselben Werte wie oben gültig. Für die Filme aus orientiertem Polypropen wird eine Stärke von 18-35 my, vorzugsweise 20-25 my, gewählt. Auch die Form und Konstruktion der Einzelheiten kann selbstverständlich ge ändert werden.

Claims

1. Verfahren zur Herstellung eines topfförmigen Behälters mit einem hülsenförmigen Mittelstück (1), einem Boden (3) und einem Deckel (2), wobei der Boden (3), der Deckel (2) und das Mittelstück (1) je aus einem Laminat von mehreren Schichten, z. B. Kunststoff und/oder Metall, hergestellt werden, und wobei der Boden (3) und der Deckel (2) an ihren Rändern eingezogen werden und die eingezogenen Teile so in das hülsenförmige Mittelstück (1) gefügt werden, daß diese mit der Kunststoff schicht an der inneren aus Kunststoff bestehenden Wand des hülsenförmigen Mittelstückes (1) anliegen und gegeneinander verschweißt werden, dadurch gekennzeichnet, daß

a) das hülsenförmige Mittelstück (1) durch Extrudieren eines nahtlosen Rohres (1a′) hergestellt wird, welches vor dem Füllen vorzugsweise in das jeweils gewünschte Querschnittsprofil umgeformt wird,
b) eine Schicht (1b) aus gasdichtem Material, z. B. Metall, auf die Außenseite des Rohres (1a′) laminiert wird,
c) das derart laminierte Rohr (1a′) in Stücke mit vor gegebener Länge geschnitten (in 21) wird,
d) Boden (3) und Deckel (2) durch Spritzgießen vorgefertigt werden und
e) Boden (3) oder Deckel (2) permanent durch induktives Schweißen (in 22) am Ende des hülsenförmigen Mittelstückes (1) befestigt wird und daß
f) das einseitig geschlossene Mittelstück (1) dann gefüllt und verschlossen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf die Außenseite des Kunststoffrohres (1a′) als gasdichtes Material eine Schicht (1c) aus Kunststoff und/oder eine Metall folie laminiert wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunststoffrohr (1a′) mit einer Wandstärke von 0,4 bis 0,8 mm durch Extrudieren hergestellt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Boden (3) oder Deckel (2) an der Füllstation durch Induktion am Mittelstück (1) angeschweißt wird.