DE2718692A1 - Verschlussanordnung und verpackungseinheit aus behaelter und behaelterverschluss - Google Patents

Verschlussanordnung und verpackungseinheit aus behaelter und behaelterverschluss

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DE2718692A1 DE19772718692 DE2718692A DE2718692A1 DE 2718692 A1 DE2718692 A1 DE 2718692A1 DE 19772718692 DE19772718692 DE 19772718692 DE 2718692 A DE2718692 A DE 2718692A DE 2718692 A1 DE2718692 A1 DE 2718692A1
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Theodore Paul Scanga
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Description

IBERLIN 33 3 ΙΜϋΝΟΗΕΜβ· Dr. RUSCHKE & PARTNER 7ΓΖ£Ζ£ PATENTANWÄLTE
T.i.fon:0M/ JSSSi BERLIN - MÖNCHEN T# JJJ/i5S5
TELEX: 1W78· TELEX: 5»7§7
A 1622
Company of America, Pittburgh, Pennsylvania, V.St. A.
Verschlußanordnung und Verpackrungseinheit aus Behälter und BehälterverSchluß
J098U/1QH
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verschlußanordnung für das Verschließen von Behältern wie bspw. aus Pappe, Kunststoff oder Papier-Metallfolien-Verbundwerkstoff und dergl..
Paserstoff-Verbundbehälter werden zum Abpacken zahlreicher Produkte verwendet - einschl. Feststoffe, Flüssigkeiten und Halbflüssigkeiten. Derartige Verbundbehälter weisen eine Pappbzw. Kartonschicht sowie eine Innen- und/oder Außenschicht aus Metallfolie auf. Die Metallfolienbeschichtungen sind für die verpackte Ware und die Umwelt undurchlässig und schützen den Inhalt des Behälters und/oder die Pappschicht. Andere Faserstoffbehälter, die zum Abpacken trockener Erzeugnisse benutzt werden, können aus Pappe bzw. Karton, aber ohne Schutzfolie bestehen.
Es ist eine Anzahl von Verschlußsystemen zum Verschließen von Faserstoffbehältern bekannt. Bspw. offenbart die US-Patentschrift 3.892.351 einen rohrförmigen Verbund-Behälterkörper mit einem nach außen gerollten oberen Rand, auf dem ein Folienmembran-Verschluß dicht abschließend befestigt wird; auf diese Membrane wird dann eine Kunststoffkappe aufgesetzt. Die Folienmembrane wird durch Induktionsströme erwärmt, um sie mit dem gerollten Rand zu verschweißen. Die US* Patentschrift 3.396.899 offenbart ein weiteres System zum Verschließen eines Faserstoffbehälters, bei dem ein unter
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Wärme regenerierender Kleber als Ring auf die obere Kante des Behälters aufgebracht und an ihm eine Auflagefolie befestigt wird. Ein Schutzdeckel kann auf dem Behälter mit ei-
ηem druckempfindlichen Klebeband um den Verschluß herum j
i aufgebracht werden. Ein weiteres Beispiel für ein System
zum Verschließen von Paserstoffbehälter ist in der US - Pa- ι
tentschrift 3.353.759 gezeigt, bei der ein leicht zu öffnen- j
I des Ende aus Metall auf das Ende eines Verbundbehälters auf- ι
gefalzt wird.
Das Verschließen von Paserstoffbehältern ist eine schwierige Aufgabe infolge der fehlenden Flexibilität des Paaerstoffmaterials wie bspw. Pappe und der Unregelmäßigkeit der Kanten solcher Behälter, auf die ein Verschluß aufgebracht werden soll. Bei einem Rollen oder anderen Verformen der Kanten eines Paserstoffbehälters neigen die Kanten dazu, zu knittern und Schaden zu nehmen, so daß sich eine ungleichmäßige und zuweilen minderwertige Oberfläche ergibt, auf die der Verschluß aufgebracht werden soll.
Die Induktionserwärmung von Behältern ist bekannt, vergl0 bspw. die US-Patentschriften 3.815.314, 2.937.481, 2.62o.939 und 3.460.3I0. Bei vielen Induktionsversohließverfahren ist eine Polienmembrane oder eine Auflage erforderlich, die beiderseits mit einem wärmeverschließenden Harz versehen ist, um das Befestigen der Membran auf die Mündung eines Behälters
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und das Aufbringen einer Deckkappe auf der Folienauflage zu erleichtern. Zusätzliche Offenbarungen in dieser Hinsicht sind in den US-Patentschriften 2.964.2o8, 3.325.O34, und 3·445·ο24 enthalten, die Kunststoffverschlußringe offenbaren, die auf der Mündung eines Behälters befestigt werden können, um das Aufbringen eines Verschluß auf dem Behälter zu erleichtern«
Der Stand der Technik kennt nach kein einfaches und zuverlässiges V .··.:■.· System zum Verschließen von Faserstoff-Behältern mit hoher Geschwindigkeit.
Die vorliegende Erfindung schafft eine Verschlußanordnung mit einem Kunststoffverschlußring mit einer Vertiefung, die die Mündung eines Behälters aufnimmt, und auf diese aufgebracht wird, wobei eine Metallfolienauflage den Verschlußring überspannt und eine flexible Kunstetoffkappe auf dem Verschlußring über der Folienauflage aufgebracht ist« Die Folienauflage weist eine wärmeverschließende Beschichtung auf mindestens derjenigen Seite auf, die mit den Dichtring in Berührung tritt, um die Auflage durch Induktionserwärmung mit dem Dichtring zu verschweißen. An die Kunststoffkappe kann einteilig eine Lasche angeformt sein, um ein Abziehen der Kappe vom verschlossenen Behälter zu erleichtern. Die Erfindung schafft ebenso einen mit einer solchen Anordnung verschlossenen Behälter.
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Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, ein verbessertes System zum Verschließen von Paserstoff- oder Kunststoffbehältern anzugeben.
Es ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung, eine dreiteilige Verschlußanordnung anzugeben, die einen Verschlußring, eine Auflagefolie und eine Binststoffkappe enthält, die auf einen Paserstoff- oder Kunststoffbehälter durch Induktionserwärmung aufgebracht werden können.
Andere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich ausführlicher aus der folgenden Beschreibung und den beigefügten Zeichnungen.
Pig. 1 ist eine Explosionsschnittdarstellung durch die drei Teile, die eine Verschlußanordnung nach der vorliegenden Erfindung ausmachen;
Pig. 2 ist ein vergrößerter Schnitt durch einen Kantenteil einer Verschlußanordnung nach der vorliegenden Erfindung;
Fig. 3 ist ein Schnitt durch eine Verschlußanordnung nach der vorliegenden Erfindung, die auf einen Paserstoff-Verbundbehälter aufgebracht ist;
Pig. 4 ist eine Schnittdarstellung durch eine alternative
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Ausführungsfοrm einer Verschlußanordnung nach der vorliegenden Erfindung die auf einen Faserstoff-Behälterkörper aufgebracht ist.
Nach der vorliegenden Erfindung ist eine dreiteilige Verschlußanordnung 1o vorgesehen, die einen Verschlußring 12, eine Verschlußscheibe 14 aus Metallfolie und eine flexible Kunststoffkappe 16 aufweist. Die Anordnung kann durch Induktionserwärmung auf Paserstoffbehälter mit Geschwindigkeiten von 1oo...3oo Behältern pro Minute aufgebracht werden, wie sie für viele Füll- und Verschließanlagen üblich sind, Die Verschlußanordnung 1o, die hier zur Erläuterung gewählt wurde,
ist für einen zylindrischen Behälter gedacht und daher rund und mit einem in ihr enthaltenen Ring 12 ausgestaltet. Für andere - bspw. ovale oder allgemein rechteckige - Behälterformen entspricht die Gestalt der Verschlußanordnung der Gestalt des Behälters.
Der Ring 12 besteht vorzugsweise aus hoch- oder niederdichtem Polyäthylen, Polypropylen oder einem anderen Kunststoff, der sich leicht zu einer Vielfalt von Formen, wie sie bspw. in den Zeichnungen dargestellt sind, Spritz- oder Wärmeformen läßt. Der Ring weist eine Nut 18 auf, die die Umfangskante eines Behälterkörpers sowie dieser gegenüberliegend - eine flache Verschlußfläche aufnimmt.
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Die Nut 18 im Verschlußring 12 ist vorzugsweise zur Seitenwand eines Behälters, auf den die Verschlußanordnung aufgebracht werden soll, hin winklig bzw. geneigt angeordnet, damit die Kante der Seitenwand beim Einsetzen in die Nut auswärts gedreht wird· Die Nut 18 weist also eine radial auswärts gewandte Fläche 22 auf, die allgemein kegelstumpfförmig gestaltet ist, wobei die radiale Abmessung von der Unterkante 24 des Rings zur innersten fläche 26 in der Nut zunimmt. Ein solcher Winkel der Fläche 22 trägt dazu bei, den Ring 12 auf die Umfangskante eines Behälters zu führen und die Kante in der Nut 18 festzusetzen* Der Winkel bewirkt auch eine Druck-Berührung zwischen der Fläche 22 und der Innenfläche einer Behälterwand, wie im folgenden beschrieben wird. Im Ring 12, der hier zur Erläuterung gewählt wurde, weist die Fläche 22 ein .! Unterteil auf, der unter einem größeren Winkel zur Vertikalen liegt als der Oberteil der Fläche 22. Diese Ausbildung trägt dazu bei zu gewährleisten, daß die Kante eines Behälters in die Nut 18 hineingeführt wird, während die Ausbiegung dieser Behälterwand, wenn sie in der Nut sitzt, minimal bleibt. Der Verschlußring 12 weist weiterhin eine äußere Schulter 28 auf, an die sich eine Lippe auf der Kunststoffkappe anlegen kann, um die Kappe auf dem Verschlußring zu befestigen, wie in Fig. 2 ersichtlich.
Die Scheibe H besteht aus Metallfolie und vorzugsweise Aluminiumfolie einer Dicke im Bereich von etwa 25...15o/um. Bei
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- 1ο -
geringeren Stärken kann die Folie eine !Pragschicht aus Polyesterfolie oder Papier aufweisen, damit si· sich leichter stanzen und in eine Kappe einsetzen läßt. Die Folienscheibe weist vorzugsweise auf der Oberfläche eine abziehbare Wärmeverschlußbeschichtung auf, die mit der Fläche 2o des Rings in Berührung tritt. Das Beschichtungssystem kann aus einer Grundschicht aus bspw. niederdichtem Polyäthylen und einer Deckschicht aus Wasseremulsion-Äthylenvinylacetat (EVA), einem Lack aus (auf Lösungsmittelbasis) geliertem Waohs/EVA, Wachs/Polyolefin oder dergl. bestehen. Die Scheibe 14 kann weiterhin eine nichtlösbare wärmeverschließende Beschichtung wie aus einem Polyolefin aufweisen, die mit der Unterseite einer Kunststoffkappe 16 in Berührung tritt. Das Vorliegen oder Fehlen einer solchen näit lösbaren Beschichtung bestimmt, ob die Folienmembran mit der Kappe zusammen von einem Behälter abgenommen wird oder ob sie auf dem Behälter zurückbleibt, wenn die Kappe abgenommen wird. Beide Möglichkeiten sollen im Bereich der Erfindung liegen.
Die Kunststoffkappe 16, die für die Erläuterung gewählt wurde, weist eine Deckfläche 3o sowie eine herabhängende Schürze mit einer einwärts vorstehenden Lippe 34 an der Unterkante der Schürze auf, die unter die Schulter 28 auf dem Verschlußring 12 greift. Die Kappe 16 kann weiterhin einen Stapelrand 36 auf seiner Deckfläche 3o aufweisen, um die Ausrichtung eines Stapels solcher Kappen sowie die Handhabung der Kappen
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und das Aufsetzen der Kappen auf die Behälter zu erleichtern. Die Kappe 16 kann aus hoch- oder niederdichtem-Polyäthylen, Polyproyplen oder anderen elastischem Kunststoffmaterial bestehen, das spritz- oder wärmegeformt und auf einen Verschlußring in einer Schnappanordnung aufgedrückt werden kann.
Die dreiteilige Verschlußanordnung nach der vorliegenden Erfindung kann zusammengesetzt werden, indem man zunächst die Folie 14 in die Kappe 16 einsetzt und dann den : Verschlußring in die Kappe gegen die Folie drückt, wobei die Kappe sich elastisch ausbiegt. Die Lippe 34 auf der Kappe schnappt unter die Schulter 28 auf dem Verschlußring, um die Anordnung zur Verarbeitung und für den Versand der dreiteiligen Anordnung zusammenzuhalten.
Eine dreiteilige Verschlußanordnung 1o nach der vorliegenden Erfindung wird auf einen Verbundbehälter aufgebracht, indem man die Anordnung auf das offene Ende des Behälters aufsetzt und den Ring 12 dicht mit dem Behälter und die Scheibe 14 dicht mit dem Ring verbindet. Behälter und Verschlußanordnung werden vorzugsweise so ausgewählt, daß der Innendurchmesser des Behälters etwa gleich dem mittleren Durchmesser der Fläche 22 des Verschlußrings ist. Beim Aufsetzen der Verschlußanordnung auf den Behälter führt daher die kegelstumpfförmige Fläche 22 auf dem Dichtring 12 die Umfangskante der Behälterwand in die Nut 18, in der sie dann festsitzt. Während die Behälterwand in die Nut 18 eingesetzt wird, kann die Kante
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der Behälterwand ausgebogen werden, um sich dem Ring anzupassen, wie in Fig. 3 dargestellt. Alternativ oder ergänzend kann der Ring sich leicht verformen, um die Behälterwand aufzunehmen, und zwar abhängig von der relativen Steife der Behälterwand und des Rings. Im aufgesetzten Zustand tritt ein Druck zwischen der Fläche 22 auf dem Verschlußring 12 und der Innenfläche der Behälterwand auf, der die Induktionserwärmung und damit das Wärmeverschließen an dieser Berührungsfläche erleichtert, wie unten erläutert.
Um die Folienmembran 14 dicht mit dem Verschlußring 12 zu verbinden, erwärmt man die Folie, während man sie auf die Oberfläche des Ringes aufdrückt. Das Erwärmen der Folie erfolgt vorzugsweise durch elektrische Wirbelströme, die mittels einer Induktionsspule in die Folie induziert werden. Um die Folie auf den Verschlußring aufzudrücken, bringt man vorzugsweise Druck auf die Oberfläche der Verschlußanordnung auf, während diese vom Behälter abgestützt wird. Der Stapelring auf der Oberseite der Kappe 16 trägt dazu bei, den Druck auf die Folienmembran 14 auf die Fläche 2o des Verschlußrings 12 zu konzentrieren und so zu einem einwandfreien Verschließen des Behälters beizutragen.
Abhängig davon, ob die Folie 14 auf der Oberseite eine Wärmeverschlußbeschichtung aufweist, kann die Folie zur gleichen Zeit mit der Kappe wie mit dem Verschlußring 12 verbunden werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung
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weist die Folie 14 eine nichtablösbare Beschichtung auf der Unterseite auf, Wennhlerbei die Kappe von einer verschlossenen Verpackung abgenommen wird, löst sich auch die Folie vom Verschlußring und bracht daher nicht separat entfernt zu werden.
Der Ring 12 kann ebenfalls durch Induktionsheizung auf der Behälterwand befestigt werden. Wie in der Fig. 3 gezeigt, kann ein Verbundbehälter eine Folie 44 auf mindestens der Innenfläche einer Pappschicht 42 in der Behälterwand aufweisen. Die Innenfläche der Folie 44 kann mit einem wärmeverschließbaren Kleber wie Polyäthylen-, Surlyn- oder Polypropylenfolie - abhängig vom Material des Verschlußrings 12 - versehen sein, um die Folie 44 unmittelbar mit der Fläche 22 des Rings 12 zu verbinden, wenn die Folienschicht durch elektrisch induzierte Ströme erwärmt wird. Diese elektrisch induzierten Ströme erzeugen eine dichte Verbindung zwischen dem Verschlußring und der Folienscheibe 14.
Um einen Behälter zu öffnen, der nach der vorliegenden Erfindung verschlossen worden ist, wird die Kappe 16 entfernt, indem man federnd die Lippe 34 unter der Schulter 28 auf dem Verschlußring hervor freilegt und die Kappe voa Verschlußring abhebt. Beim Entfernen der Kappe vom Behälter und Verschlußring kann u„Ue auch gleich die Folienscheibe 14 vom Behälter entfernt werden - abhängig davon, ob die Folienscheibe auf der Unterseite der Kappe durch eine nichtlösbare Beschichtung festgelegt worden ist. In einer Ausführungsfοrm der Er-
findung ist die Folienscheibe 14 dauerhaft mit einer nichtlösbaren Beschichtung an der Unterseite der Kappe und mit einer lösbaren Beschichtung auf dem Ring 12 festgelegt, so daß beim Abnehmen der Kappe vom verschlossenen Behälter sich auch die Folienscheibe vom Verschlußring löst. In einer weiteren Ausfiüirungsform der Erfindung ist die Folienscheibe nicht auf der Unterseite der Kappe festgelegt und bleibt in der Sollage, wenn man die Kappe vom Behälter abnimmt. Stattdessen muß die Folienscheibe nach dem Entfernen der Kappe vom verschlossenen Behälter separat entfernt bzw. aufgerissen werden.
Die Fig. 4 zeigt eine alternative Ausfiüirungsform einer Verschlußanordnung 46 nach der vorliegenden · Erfindung, in der die Nut im Verschlußring 48 einen heißschmelzenden Einsatz 52 aufweist, um die Verschlußanordnung auf einer Behälterwand festzulegen. Der Heißschmelzeinsatz wird vorzugsweise in geschmolzenem Zustand in die Nut im Verschlußring eingebracht; danach setzt man die Verschlußanordnung auf die Behälterwand auf. Die Verschlußanordnung 46 kann zum Verschließen von Faserstoff- oder Kunststoffbehältern eingesetzt werden, die keine Folienschicht aufweisen» "die sich mit einer Induktionsspule erwärmen lassen könnte.
Es ist ersichtlich, daß die Erfindung eine verbesserte dreiteilige Verschlußanordnung schafft, die besonders geeignet
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ist für das Verschließen von Faserstoffbehältern. Bs ist für den Fachmann jedoch ebenfalls einzusehen, daß die vorliegende Erfindung auch mit Behältern einsetzbar ist, die aus anderen nichtmetallischen V/erkstoffen wir Kunststoffen oder Glas bestehen. Es ist weiterhin einzusehen, daß, obgleich hier eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung zur Erläuterung gewählt wurde, an der Erfindung sich zahlreiche Änderungen vornehmen lassen, ohne den Umfang der Ansprüche zu verlassen.

Claims (5)

  1. Patentansprüche
    1, Verschlußanordnung zum Verschließen eines Behälters, mit einer Metallfolienschicht und einer flexiblen Kunststoffkappe, deren Oberwandteil sich über eine Oberfläche der Metallfolienschicht erstreckt und die eine herabhängende Schürze aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß die Anordnung einen Kunststoffverschlußring aufweist, der eine Nut zur Aufnahme einer Behältermündung und zur Befestigung auf dieser, eine der Nut zugewandte Verschlußfläche und eine äußere Schulter unter der Verschlußfläche aufweist, wobei die Metallfolienschicht den Verschlußring einschließlich dessen Verschlußfläche vollständig überspannt und auf dieser Fläche angeordnet ist, die herabhängende Schürze auf der Kappe eine einwärts vorstehende Lippe aufweist, die unter die Schulter auf dem Verschlußring greift, und die Folienschicht eine wärmeverschließende Beschichtung auf mindestens einem Teil ihrer Außenfläche aufweist, die in Berührung mit der Verschlußfläche auf dem Verschlußring steht, um bei Induktionserwärmung der Folie dicht auf den Ring aufgebracht zu werden,
    tO98A4/1014
    ORIGINAL
  2. 2. Verschlußanordnung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kappe eine flache Unterseite auf ihrer Oberwandung aufweist und die Folienauflage eine dieser Unterseite zugewandte nicht lösbare wärmeverschließbare Beschichtung und auf der dem Ring zugewandten Seite eine lösbare wärmeverschlie ßende Beschichtung aufweist.
  3. 3. Verschlußanordnung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Verschlußring eine auswärts gewandte kegelstumpfförmige Fläche aufweist, deren Abmessung von der Kante des Rings zur innersten Nutzfläche zunimmt.
  4. 4. Behälter-Verschluß-Kombination, dadurch gekennzeichnet, daß auf den Behälter eine Verschlußanordnung nach einem der vorgehenden Ansprüche dicht abschließend aufgesetzt ist.
  5. 5. Behälter-Verschluß-Kombination nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallfolienschicht auf der Verschlußfläche des Verschlußrings abdichtend aufgebracht ist.
    I098U/10U
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