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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft einen Kunststoffbehälter in Kombination mit
einem wiederverwendbaren Kunststoffdeckel, sowie ein Verfahren zum Formen eines
wiedaverwendbaren, heißverklebten Deckels zum Gebrauch mit einem komplementären
Behälter. Insbesondere betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Herstellung solcher
Behälter und Deckel, bei denen der Behälter durch einen Deckel mit einem verfestigten
Klebstoff hermetisch abgedichtet wird.
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Mit dem steigenden Bedarf am Verpacken verderblicher Verbrauchsartikel
, wie etwa Fleisch und Molkereiprodukte, medizinischen und kosmetischen Produkten
in wiederverschließbaren Behältern, ist es vorteilhaft, eine Verpackung zu entwerfen,
die im wesentlichen weniger teuer ist als das übliche Glasgefäß mit aufgeschraubtem
Deckel und ähnliches. Wiederverwendbare Kunststoffbehälter sind für diese Art der
Verpackung geeignet, weil sie billig und schnell herzustellen sind, der Kunststoff
aus dem Formverfahren und die Packung als Abfall wieder aufbereitbar sind.
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Auf dem Markt sind Kunststoffbehälter für verderbliche Artikel verfügbar;
jedoch sind die Deckel dafür, die die hermetische Dichtung auf dem Behälter zur
Aufrechterhaltung der Frische der Artikel schaffen, gewöhnlich nicht wiederverwendbar.
Es ist beispielsweise üblich, einen Kunststoffbehälter mit darauf heißverklebtem
Aluminiumfoliendeckel zur Aufrechterhaltung der Frische des Produkts zu finden.
Eine solche Folie wird vom Behälter abgerissen und läßt unansehnliche Folienteile
auf dem Behälterrand zurück. Ein zusätzlicher Deckel wird gewöhnlich für den Behälter
zum Wiederverschließen des Behälters vorgesehen. Eine solche Packung ist komplex
und führt zu einem Folienabfall, der nicht wiederverwendbar ist, und der Packung
Kosten in Form des benötigten zusätzlichen Deckels hinzufügt.
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Es ist daher beim Verpacken verderblicher Artikel wünschenswert, einen
Behälter mit einem dazugehörigen Deckel zu schaffen, der eine hermetische Abdichtung
schafft und doch wiederverwendbar ist.
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Der Deckel weist einen Umfangsbereich auf, der mit dem Behälterrand
heißverklebt bzw. heißversiegelt ist, und einen anderen davon fernen Teil, der,
zusammenwirkend mit einem komplementären Teil auf dem Behälter, den Wiederverschluß
des Behälters schafft. Zusätzlich muß die Packung, wenn sie heißverklebt ist, leicht
geöffnet werden können, wenn gewünscht wird, den heißverklebten Deckel vom Behälter
abzunehmen. Auf Lösungsmittel basierende Arten von Klebstoffen wurden zum Schaffen
einer Abdichtung zwischen Deckel und Behälter verwendet. Es gibt jedoch verschiedene
Nachteile bei der Verwendung von auf Lösungsmitteln beruhenden Klebstoffen, wie
etwa die ausgedehnten Trockenöfen, die zur Entfernung des Lösungsmittels aus dem
aufgebrachten Klebstoff benötigt werden, und das Problem der Lösungsmittelrückgewinnung
zur Verhinderung der Verschmutzung der Luft.
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Andere existierende Verfahren zum Schaffen von Klebstoffschichten
auf Deckeln weisen andere Nachteile wegen ihrer Komplexität in der AufbrIn#ang von
Klebstoffen auf die Trägerschicht und der ~alängerten Verarbeitungszeiten auf, die
zum Formen der Deckel für die Behälter bftStigt wird. Geformte Deckel können nachfolgend
mit auf Lösungsmitteln basierenden Klebstoffen beschichtet werden; wegen der ungleichmäßigen
Gestalt der gefcrrrten Deckel wird jedoch gewöhnlich eine ungleiche Schicht Klebstoff
auf den Deckel aufgebracht.
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Aufgabe der Erfindung ist es, einen wiederverwendbaren Kunststoffbehälter
in Kombination mit einem wiederverwendbaren Kunststoffdekkel und ein Verfahren zum
Fcrmen eines wiederverwendbaren, heißverklebbaren Deckels zum Gebrauch mit einem
komplementären Behälter zu schaffen, die die beschriebenen Schwierigkeiten beseitigen.
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Diese Aufgabe wird durch einen s-.ederverwentaren @unststoffbehälter
ir. @ombination mit einer w#ederver#endbaren Kunststoffdeckel
gelöst,
welcher gerSB der Erfindung dadurch gekennzeichnet ist, daß der Deckel mit dem Behälter
durch einer. verfestigten thermoplastischen Heißschmelzklebstoff zwischen gegenüberliegenden
Oberflächen des zusainrnenwirkenden Deckels und des Behälterrands hernetisch verschlossen
ist, daß eine Schicht des Klebstoffs auf den Behälterrand aufgebracht worden ist,
ehe der Deckel mit dem Behälterrand heißverklebt wurde, wobei der therrnoplastische
Klebstoff, nachdem er verfestigt ist, eine größere Affinität zum Deckeikunststoffaterial
als zum 32ä;terkiinststoffaterial aufweist, eie solche Afflnität, die ausreichend
ist um sicherzustellen, daß beim Abheben des Deckels vom Behälter dieser thermoplastische
Klebstoff vom Behälterrand abgeschält und dadurch mit dem wiederverwendbaren Deckel
entfernt wird.
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Das Verfahren zum Formen eines wiederverwendbaren, heißverklebbaren
Deckels zum Gebrauch mit einer komplementären Behälter ist dadurch gekennzeichnet,
daß dieses Verfahren das Vorsehen einer Schicht thermoplastischen Heißschmelzklebstoffes
auf einer Seite eines Streifens thermisch verformbaren Kunststoffdeckelsubstrats,
das Aufheizen eines solchen Streifens auf die Thermoverformtemperatur des Kunststoffsubstrats,
das Vakuumformen eines oder mehrerer Dekkelgestalten in dieser, Streifen durch Gebrauch.
einer oder mehrerer ents#rechender Gesenke, die die SeIte des Streifens ohne Klebstoff
berühren, wobei die Deckel den thermoplastischen Klebstoff auf ihrer Unterseite
aufweisen, das Abk:#len des Streifens und Ausstarzen der geformten Deckel aus dem
Streifen, umfaßt, wobei die Auswahl des Klebstoffs derart ist, daß er eine größere
Anziehungskraft zum Deckelsubstratmaterial als zum Material des ergänzenden Behälters,
an den der Deckel heißverklebt wird, aufweist, wodurch dieser Heißsch#elzkIebstoff
mit dem deckel ber #ffnen eines heißverklebten Behälters entfernt wird.
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Der wiederverwendbare Kunststoffbehälter und dazugehörige Kunststoffdeckel
und die erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung derselben beseitigen die eingangs
besc}riebener. Nachteile. Die Deckel
schnell werden leicht und
billig. hergestellt und werden leicht auf die Behälter heißverklebt. Beim Wiederöffnen
der heißverkiebten Behälter wird der verfestigte Klebstoff von dem Behälterrand
entfernt. Das Verfahren zum Beschichten des Behälterrands mit Klebstoff reduziert
wesentlich die Menge des verwendeten Klebstoffs und spart daher Herstellungskosten.
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Zum Erzielen dieses Entfernens des Klebstoffs vom Behälterrand, wenn
ein heißverklebter Behälter gecffnet wird, werde festsestellt, daß ein Klebstoff,
der eine gröbere Anziehungskraft oder Affinität zum Deckelkunststoff als zum Behälterkunststoff
aufweist, zum Abschälen des Klebstoffes vom Behälterrand führt und ihn mit dem wiederverwendbaren
Deckel beim Öffnen eines heifverklebten Behälters entfernt. Dieser Aspekt der Erfindung
schafft daher eine Packung für verderbliche Artikel, die eine zweistückige Ausführung
ist.
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Der wiederverwendbare Deckel schafft eine hermetische Dichtung für
den Behälter, ist von dem Behälter abneFS ar und schält bei einer solchen Abnahme
den Klebstoff von dem Behälterrand, um sc wesentlich jegliche Möglichkeit der chemischen
Verunreinigung der enthaltenen Produkte durch hineinfallenden Klebstoff zu vermindern.
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Ein wiederverwendbarer Kunststoffbehälter mit Klebstoff entlang seines
Rands kann ge@chaffen werden. Zur Erleichterung der Aufbringung des Klebstoffs auf
den Rand wurde festgestellt, daß der Behälterrand modifiziert werden kann, wobei
sein XanterjbFreich wenigstens einen kontinuierlichen erhobenen bzw. erhabenen Umfangs-
bereich mit einer Hse aufweist, die ungefähr zweimal kleiner als die Dicke des Randes
ist. Dieser erhabene Bereich ermöglicht ein Aufbringen der Klebstoffschicht auf
den Behälterrand durch Verfahren wie etwa Gravierungsaufbringung zum zufluß auf
jeder Seite des erhabenen Bereiches. Dies verhindert ein "Abrutschen" oder Überfließen
des Klebstoffs auf die Pu5enseite des Randes oder auf den inneren Teil des Behälters,
und verhindert dadurch eine chemische VerscFs,utz~ng der in den Behälter zu verbringenden
Artikel. Der erhabene Bereich im Behälterrand kann während des Vakuumthermoformens
oder SFr.tzsiessens des Behälters ausgebildet werden.
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In Fällen, und gemäß einem Aspekt der Erfindung, in denen gewünscht
wird, einen thermoplastischen Heißschmelzklebstoff vorbereitend für das Heißverkleben
des Deckels mit dem Behälter vorzusehen, umfaßt das erfindungsgerr#ße Verfahren
das Vorsehen einer im wesentli#hen gleichförmigen Schicht eines solchen thermoplastischen
Heißschmelzklebstoffs auf einer Seite eines Streifens einer thermisch verformbaren
Kunststoffträgerschicht. Die aufgebrachte Schicht des #eißsc#snelzklebstoffes verfestigt
sich durch einfaches Abkühlen ohne Bedarf ausgedehnter Lösungsmittelrückgewinnungstrocknungsöfen.
Die beschichtete Platte wird auf eine Temperatur zur thermischen Verformung der
Kunststoffsubstratfläche erwärmt und eine oder mehrere Deckel gestaltungen werden
in der Platte durch Verwendung einer oder mehrerer Stempel bzw. Patrizen vakuumgeformt,
die die Seite der Platte ohne Klebstoff berühren. Dies verhindert eine Berührung
mit und eine Unterbrechnung der gleichförmigen Klebstoffschicht. Die so geformten
Deckel werden aus der Platte ausgestanzt und der resultierende Abfall entfernt und
zurückgeführt. Die Auswahl des Klebstoffs ist derart, daß er eine größere Anziehungskraft
für das Deckelsubstratmaterial aufweist,als für das Material des Behälters, und
so beim öffnen des heißverkleten Behälters sicherstellt, daß der Heißschmelzklebstoff
mit dem Dekkel entfernt wird.
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Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus
der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Fi#uren.
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Von den Figuren zeigen: Fig. 1 eine isometrische Ansicht eines Behälters
mit einem darauf heißverklebten Deckel, in dem ein Teil des Deckels zum Aufzeigen
von Details des Behälterdeckelwiederverschlusses entfernt ist; Fig. 2 eine Schnitt
entlang Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen Schnitt ähnlich Fig. 2, der eine alternative
Ausführun-#sform für den Behä#terrandaufbau zeigt, mit eIner darauf aufgebrachten
Klebstoffschicht;
Fig. 4 einen Schnitt des Behälterrands und Deckelbereiches,
der darauf heißverklebt ist; Fig. 5 einen Schnitt, der das Abheben des Deckels von
dem heißverklebten Behälter zeigt; Fig. 6 eine Seitenansicht, die ein fortgesetztes
Abheben des Deckels vom Behälter zeigt, wie es in Fig. 5 begonnen wurde; Fig. 7
eine andere Ausführungsform im Schnitt, die den Paßsitz des Deckels auf dem Behälterrand
betrifft und die Ausführung von Heißverklebungsplatten, die das Heißverkleben bewirken;
Fig. 8 ein Schema der Vorrichtung zur Herstellung der Deckel aus einem fortlaufend
gebildeten Streifen mit einer darauf aufgebrachten Klebstoffschicht; Fig. 9, die
auf dem Blatt der Zeichnungen mit den Fig. 6 und 7 angeordnet ist, den Aufbau der
Patrize zum Vakuumthermoformen der Deckel in den Streifen, im Schnitt; Fig. 10 ein
Schema der Vorrichtung zum Aufbringen von Klebstoff auf den Behälterrand der in
Fig. 3 gezeigten Art; und Fig. 11 eine Seitenansicht der in Fig. 10 schematisch
gezeigten Vorrichtung.
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Ein typischer runder Kunststoffbehälter 10 ist in Fig. 1 der Zeichnungen
dargestellt. Der Behälter weist eine nach außen geneigte Seitenwand 12 auf, die
in eine Randstapelschulter 14 übergeht, die sich nach oben in einen nach innen geneigten
ringförmigen Wandbereich 16 fortsetzt, der in den Randbereich 18 übergeht. Die Gestalt
der Randstapelschulter 14, des ringförmigen Randbereichs 16 und des Behälterrands
18 sind detaillierter in Fig. 2 gezeigt.
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Der komplementäre Deckel 20 für den Behälter weist einen nach außen
hervorstehenden Lippenbereich 22 auf, der sich nach unten in einen ringförmigen
Bereich 24 erstreckt, der eine Deckelstapeleinkerbung
26 aufweist.
Diese wiederum geht in die Deckelgrundfläche 30 über, die einen verstärkenden ringförmigen
erhobenen Bereich 28 aufweist.
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Der Stapeleinkerbungsbereich 26, der sich entlang des Umfangs des
Deckels erstreckt, ist so gestaltet, daß er ein Stapeln eines oberen Deckels auf
einem unteren Deckel zum Zweck der Speicherung und Maschinenverteilung zur Aufbringung
auf das offene Oberteil eines Behälters 10 ermöglicht. Der ringförmige Einkerbungsbereich
24 im Deckel wirkt mit dem sich nach innen verjüngenden Bereich 16 des Behälters
zur Schaffung eines Schnappsitzes des Deckels und des Behälters zusammen, so daß
ein Wiederverschluß des Behälters möglich ist. Dieser Aspekt des Wiederverschlusses
des Behälters ist in den Fällen höchst wünschenswert, wo nicht alle der enthaltenen
Artikel verbraucht werden. Der Deckel schafft, wenn er auf den Behälter zurückgebracht
wird, eine ausreichend luftdichte Abdichtung und verlängert die Lagerzeit der Artikel
bzw. Waren bei Kühlung, wie etwa Joghurt, Hüttenkäse, pharmazeutische Produkte,
Konserven, Salate und ähnliches.
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Nachdem der Behälter mit den gewünschten Artikeln gefüllt ist, wird
der Deckel hermetisch darauf abgedichtet, indem die entgegengesetzten Deckel und
Behälterbereiche abgedichtet werden, insbesondere der Lippenbereich 22 des Deckels
am Behälterrand 18 entlang seines ganzen Umfangs. In dieser besonderen Ausführungsform
kann der Deckel 20 wenigstens um seinen Lippenbereich 22 mit einem thermoplastischen
Heißschmelzklebstoff versehen werden, der bei Zufuhr von Wärme an die Lippe 22 durch
eine Heißverklebungsvorrichtung schmil#zt. Bei Wegnahme der Heißverklebungsvorrichtung
kann der Heißschmelzklebstoff sich verfestigen und schafft eine hermetische Abdichtung
des Deckels an dem Behälter zum Schutz des Inhalts. In dieser besonderen Ausführungsform
sind sowohl die Lippe 22 und der Rand 18 eben und schaffen einen bündigen Kontakt
beim Heißverkleben der beiden aneinander. Diese Beziehung der Deckellippe 22 und
des Randes 18 mit dem verfestigten Klebstoff 24 ist in Fig. 2 gezeigt.
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Der Deckel 20 kann aus einem Kunststoffstreifen vakuumthermogeformt
sein, wobei die ganze Deckelunterseite 32 mit dem Heißschmelzklebstoff beschichtet
ist. Die Technik zum Formen eines solchen Deckels wird mit Bezug auf die schematische
Darstellung der Vorrichtung, wie sie in Fig. 8 gezeigt ist, beschrieben.
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Alternativ zum Beschichten der gesamten Unterseite des Deckels 20
zum Schaffen eines wiederverwendbaren Deckels, der mit einem Behälter heißverklebt
sein kann, wurde festgestellt, daß der Behälterrand beschichtet werden kann oder
daß darauf eine Klebstoffschicht aufgebracht sein kann, die nachfolgend als hermetische
Heißverklebung des Deckels mit dem Behälter dient. Die bevorzugte Gestalt für den
Behälterrand zum Erleichtern des Aufbringens des Klebstoffs ist in Fig. 3 gezeigt.
Die Behälterseitenwand umfaßt die Stapelschulter 14, den nach innen geneigten ringförmigen
Wandbereich 16 und den Rand 18. Der Rand bzw. die Krempe 18 umfaßt einen inneren
Kantenbereich 34 und einen äußeren Kantenbereich 36, wobei der Zwischenraum zwischen
den Randbereichen ein erhobener Wulstbereich 38 ist. In diesem Fall ist der Wulst
in dem Rand durch Versetzen eines solchen Randbereichs gebildet. Eine bevorzugte
Form der Vorrichtung kann zum Aufbringen der Klebstoffschicht auf den Behälterrand
verwendet werden, wie etwa die in Fig. 10 schematisch gezeigte.
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Eine Radbeschichtungsvorrichtung bringt die Klebstoffschicht auf den
Behälterrand auf und bildet eine typische Klebstoffschicht 40, wie sie in Fig. 3
gezeigt ist. Die Schicht 40 besteht aus einem mittleren Film oder dünnen Bereich
aus Klebstoff 41, auf dessen einer oder beiden Seiten größere Wulstbereiche 42 aus
Klebstoff vorhanden sein können. Der Klebstoff bleibt mit dem Behälterrand zum hermetischen
Aufkleben eines Deckels an den Behälter vorbereitet.
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Durch dieses Vorsehen des Wulstes 38 auf dem Behälterrand wird, wie
festgestellt wurde, ein übermaBiger Klebstoffaufbau auf dem Rand verhindert. Dies
hindert den Klebstoff daran, über die äußere Kante 36 und über die innere Kante
34 zu fließen, was eine chemische Verschmutzung der enthaltenen Produkte während
des Lagerns verursachen könnte. Es ist natürlich klar, daß mehr als ein Umfangswulst
38 vorgesehen
werden kann, abhängig von der Breite des Rands.
Ferner ist die Höhe des Wulstes 38, wie hier gezeigt, annähernd gleich der Dicke
des Randes; jedoch kann er in manchen Fällen kleiner oder größer sein, und es ist
möglich, eine Wulsthöhe zu verwenden, die ungefähr gleich zweimal der Dicke des
Randes 18 ist.
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Es wird auf Fig. 4 Bezug genommen, in der eine bevorzugte Ausführungsform
zum Heißverkleben eines Deckels 20 mit dem Behälter 10 gezeigt ist. In diesem Fall
wurde ein thermoplastischer HeiBschmelzklebstoff auf den Behälterrand aufgebracht,
und es wird Druck in Richtung des Pfeils 44 auf den ebenen Rand 22 durch ein flaches,
ringförmiges beheiztes Gesenk 46 ausgeübt. Ein Träger 48 befindet sich unter dem
Behälterrandbereich 18. Der Heißschmelzklebstoff 40 ist zwischen dem erhobenen Bereich
38 des Randes und der Lippe 22 angeordnet. Es wird dem Heißschmelzer 40 Wärme zugeführt,
die durch die Deckellippe 22 vom beheizten Block 46 übertragen wird. Wie für den
Fachmann offensichtlich ist, wird genügend Wärme in den Heißschmelzer 40 zum Schmelzen
desselben übertragen. Es wird in diesem Fall genügend Druck angelegt, um den erhobenen
Bereich 38 in dem in Fig. 4 gezeigten Ausmaß sehr leicht zu deformieren und abzuflachen.
Dies bewirkt ein sicheres Anhaften des Klebstoffs an dem Deckel 22 und dem Rand
18 und schafft eine hermetische Dichtung beim Schließen des Behälters zum Schutz
des Inhalts. Beim Wegbewegen der Platten 46 und 48 der Heißverklebevorrichtung kann
der Heißschmelzklebstoff sich verfestigen und schafft das vorher erwähnte Anhaften.
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Der Behälter in Fig. 1 mit dem darauf verklebten Deckel schafft ein
Verpackungsgebilde für verderbliche Güter, die durch die hermetische Abdichtung
geschützt werden, die durch den entweder auf den Deckel oder auf den Behälterrand
vorbereitend vor dem Heißverklebeschritt aufgebrachten Klebstoff geschaffen wird.
Der Deckel ist mit einer Wiederverschließeinrichtung versehen, die in dieser Ausführungsform
der ringförmige Bereich 24 ist, der mit dem nach innen geneigten Bereich 16 des
Behälters zusammenwirkt. Die Wiederverschließeinrichtung
ist fern
von dem Bereich, der mit dem Behälter verklebt ist. Beim Abnehmen des Deckels, der
mit dem Behälter verklebt wurde, bleibt der Wiederverschließbereich unbeschädigt
und weist keinen anhängenden Klebstoff auf, so daß der Behälter zur Kühlung wiederverschlossen
werden kann. Dies ist besonders für die Massenverpackung wünschenswert, wo beträchtlich
mehr als eine einzige Packung in dem Behälter angeordnet wird.
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Beim Herstellen des Deckels der Packung aus einem von dem zum Herstellen
des Behälters verwendeten unterschiedlichen Material wurde festgestellt, daß durch
geeignete Auswahl eines Klebstoffs und Verpackungsmaterialien ein ausgewählter Klebstoff
größere Affinität für den Deckelkunststoff als für den Behälterkunststoff aufweisen
kann. Dies hat natürlich keinen Einfluß auf die Sicherheit der Verklebung bzw. Dichtung,
solange sie nicht aufgebrochen ist; jedoch schafft es folgenden wesentlichen Vorteil.
Beim Beginnen des oeffnens eines verklebten Behälters durch Ergreifen des Lippenlaschenbereichs
21 wird wegen des Unterschieds in der Affinität des Klebstoffs zum Deckel die Klebstoffschicht
von dem Behälterrand 18 abgeschält und mit dem Deckel entfernt.
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Es wird auf Fig. 5 Bezug genommen, in der ein thermoplastischer Hejßschmelzklebstoff
auf den Behälterrand aufgebracht wurde. Beim Heben der Lasche 21 in Richtung des
Pfeils 50 beginnt der verfestigte Klebstoff, da er eine größere Affinität zum Deckel
22 aufweist, sich vom Rand 18 abzuschälen,und bei fortgesetzter Abnahme des Deckels
führt dies zum im wesentlichen vollständigen Übergang an den Deckel. Dieser unerhoffte
Vorteil durch die Wahl der Klebstoffe, wobei der Klebstoff auf den Behälterrand
aufgebracht wurde, und das unerhoffte Abschälen davon beim Öffnen des Behälters
führt zu einem Verpackungsgebilde, bei dem der Klebstoff von dem Behälter entfernt
wird, so daß die Artikel nicht durch Klebstoffstücke chemisch verschmutzt werden,
die auf dem Behälterrand verbleiben. Der Klebstoff, der mit dem Deckel entfernt
wird, beeinflußt nicht den Wiederverschließaspekt. Ferner schafft die Wiederverschließeinrichtung
mit ihrem Widerstand gegenüber dem offenen des Behälters ein
langsames
allmähliches Abnehmen des Deckels vom Behälter und stellt ein gleichmäßiges Abschälen
des Klebstoffes 40 vom Behälterrand bei seinem ttbergang an den Deckel sicher. In
Fig. 6 ist dies dargestellt, wobei der heißverkle@te Deckel teilweise in Richtung
des Pfeiles 50 geöffnet ist. Der Rest des Deckels 2Ca bleibt in Kontakt mit dem
Behälterrand 18a wegen des kombinierten Effektes des verfestigten Klebstoffes und
dem Eingreifen des Verschließgebildes zwischen Deckel und Behälter. Es ist klar,
daß in einigen Fällen nicht der ganze Klebstoff vom Behälter entfernt w#L-'-de,
wegen unkontrollierbarer Unv@llk@mmen@eiten im Klebevorgang, Verschmutzung des Klebstoffes
oder Fremdsubstanzen auf den inneren Oberflächen der Deckellippe, die ein ortes
Anhaften des Klebstoffes an dem Deckel verhindern.
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Das Vorhandensein des erhabener Bereiches 38 auf dem Behälterrand
unterstützt auch den +1berg-ng des Klebstoffs 40 auf den Deckel während des Öffnens
eines verklebten Behälters. Dies beruht auf dem sich ergebenden Abstand zwischen
der Lippe 22 des Deckels und dem Behälterrand 18, der einen ~#r.terschneidungsbereich
40 in der Klebstoffverbjndung zur Lokalisierung der Wirkung des Abschälbeginns des
Klebstoffs vom Behälterrand schafft.
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Es wird angenommen, daß die vorher erwähnte größere Affinität des
Klebstoffs zur Deckel auf den physikalischen und/oder elektrischen Anziehungen zwischen
den Molekülen des Klebstoffs und des Deckels materials beruht. Um einen unterschied
in dieser Affinität zu erzielen, müssen die van der Waal-Kräfte, Wasserstoffbr#cken
oder andere Anziehungen zwischen den Molekülen des Klebstoffs und des Deckels größer
sein als zwischen den Molekülen des Klebstoffs und des Beh#lters. BeisFielsweise
weisen bei Verwendung eines thermoplastischen Äthylen-Vinylazetat-Heißschmelzklebstoffs
mit einem Akrvl-Mult1pci+-mer-Deckel die Azetatmole@üle des Klebstoffs eine größere
Affinität zu den M@lekülen des Akryl-Multipolymers auf, als zu den Molekülen des
hochfesten Polystrolbehälters. Dieser unter schied in der Affinität reicht ans,
um ein größeres ArEaften des
Klebstoffs am Deckel als am Behälter
sicherzustellen, hält jedoch die gewünschte hermetische Dichtung auf dem Behälter
nach dem Heißverschließen aufrecht. Beim Abheben des Deckels von dem heißverklebten
Behälter jedoch führt, wie vorher erklärt, dieser Unterschied in der Affinität zu
einem Uebergang des Klebstoffs vom Behälterrand zum Deckel.
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Alternativ zu dem Heißschmelzklebstoff, der an dem Behälterrand aufgebracht
wird, kann eine Schicht druckempfindlichen Klebstoffs aufgebracht werden. Solche
druckempfindlichen Klebstoffe können in Form einer auf Wasser basierenden Emulsion
vor ihrem Aufbringen vorliegen. Mit geeigneter Auswahl eines druckempfindlichen
Klebstoffes kann die vorher beschriebene größere Affinität für den Deckel zum Erzielen
des gewünschten Übergangs des Klebstoffs vom Behälterrand zum Deckel beim Abheben
des Deckels vom Behälter realisiert werden. Mit dieser Klebstoffart ist es notwendig,
Druck auf die gegenüberliegenden Teile des Deckels und des Behälterrands auszuüben,
um das gewünschte hermetische Anhaften des Deckels am Behälter zu erwirken.
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Fig. 7 zeigt eine alternative Anordnung für einen Behälterdeckel 52,
wie er mit dem Behälter 54 zusammenwirkt, der in dieser Ausführungsform daran heißverklebt
wird. Der Lippenbereich 56 umfaßt eine Vertiefung 58, die mit der Gestalt des erhobenen
Bereiches 60 auf dem Behälterrand 62 zusammenpaßt. Zwischen dem Deckel und dem Behälter
ist eine Klebstoffschicht 64 eingebracht, die vorausgehend in einer in Bezug auf
Fig. 10 beschriebenen Weise auf den Behälterrand aufgebracht wurde. Die Heißverklebeplatten
66 und 68 der Heißverklebevorrichtung sind entsprechend geformt, wobei das Gesenk
66, welches beheizt und in Richtung des Pfeiles 68 nach unten gedrückt wird, einen
ausgenommenen Bereich 70 zur Aufnahme des erhobenen Bereiches auf dem oberen Rand
der Lippe 56 aufweist. Der Trägerbereich 68 weist einen ringförmigen Gratbereich
72 auf, der in die sich ergebende Vertiefung auf der Unterseite des Behälterrands
62 hervorsteht. Eine solche Anordnung schafft einen gleichförmigeren Kontakt des
Klebstoffs zwischen Behälterdeckel und Rand.
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In manchen Fällen führt dies zu einer besseren Dichtung, indem ein
gleichförmigeres Beheizen des Heißschmelzklébstoffes geschaffen ist. Dies kann auch
die Affinität des verfestigten Klebstoffes zum Deckel verstärken und ein Abschälen
des Klebstoffes vom Behälterrand beim öffnen des heißverklebten Behälters sicherstellen.
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Es ist üblich, wiederverschließbare Deckel für Behälter durch Vakuumformen
aus einem Streifen thermisch verformbaren Kunststoffes herzustellen. In der Vergangenheit
war es üblich, den Deckel mit einer Klebstoffsubstanz zu beschichten, nachdem er
vakuumgeformt wurde, um ihn für das nachfolgende Heißverkleben des Deckels an den
Behälter bereitzustellen. Dies führt gewöhnlich zu einer ungleichen Verteilung des
Klebstoffes auf dem Deckel wegen der Unregelmäßigkeiten des Deckels.
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In Fig. 8 ist schematisch eine Vorrichtung gezeigt, in der ein Verfahren
zum Formen eines Deckels aus einem Kunststoffstreifen,auf dem bereits eine Schicht
Heißschmelzklebstoff aufgebracht ist, ausgeführt wird. Der Kunststoffstreifen, aus
dem die Deckel geformt werden, wird aus einem Extruderkopf 74 herausgezogen, der
einen relativ dünnen Streifen Kunststoffmaterial 76 auf Kühlwalzen extrudiert, die
im wesentlichen mit 78 bezeichnet sind. Der nun gekühlte Materialstreifen wird durch
eine Walzeneinrichtung 80 in eine Kammer 82 geführt, die eine Heißschmelzklebstoffaufbringvorrichtung
84 beherbergt. Die Aufbringvorrichtung weist ein Rad 86 auf, das auf die Unterseite
des Streifens 76 eine Schicht Heißschmelzer 88 aus dem Heißschmelzvorratsbehälter
90 aufbringt. Der nun beschichtete Streifen wird über Kühlwalzen 92 und 94 zum Absenken
der Temperatur des Heißschmelzers auf einen Punkt, an dem er nicht länger klebrig
ist, geführt. Der Streifen wird dann über weitere Spannwalzen und Zufuhrwalzen 96
zum Positionieren der Streifen zum Durchgang durch einen Ofen 98 geführt, der die
Streifen in diesem Fall mittels Infrarotlampen 100, die von einer Stromleitung 102
gespeist werden, auf eine solche Temperatur aufheizt, daß sie leicht thermoverformt
werden können. Es wurde bei der Verwendung von Heißschmelzern
mit
relativ hohen Viskositäten bis zu ungefähr 5.000 cps bei 3000F (ca. 1490C) und herunter
bis zu 600 cps bei 3000F (ca. 1490C) festgestellt, daß der Heißschmelzer auf dem
Streifen während des Heizschrittes zur Vorbereitung des Thermoformens der Deckel
aus dem Streifen bleibt.
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Der Streifen tritt aus dem Ofen 98 aus und geht zur Thermoformsta-bzw.
Stempel tion 104. Ein Gesenk/106 kommt mit der oberen unbeschichteten Seite des
Streifens 76 in Berührung, um darin die Deckelgestalt zu formen. Der Streifen wird
dann zur nächsten Station fortbewegt, in der der geformte Deckel 108 aus dem Streifen
gestanzt wird. Der aus dem Stanzvorgang anfallende Abfall wird kontinuierlich aus
dem System entfernt und schafft ein kontinuierliches schnelles Verfahren zum Herstellen
von Deckeln mit hohem Produktionsausstoß.
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Es wird auf Fig. 9 Bezug genommen, in der Gestalt und Funktion des
Gesenks 106 detaillierter gezeigt sind. Das Gesenk ist mit Vakuum -durchlässen 110
versehen, an die ein Vakuum angelegt wird, wenn das Gesenk gegen und in den Streifen
76 gestoßen wird. Auf der Unterseite des Gesenks 106 befindet sich ein offener ausgenommener
Bereich, der durch die Randfläche 112 eines Dorns 114 gebildet ist.
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Das Vakuum bewirkt, daß der erwärmte Materialstreifen die Gestalt
der äußeren Oberflächen des Gesenks 106 annimmt und die gewünschte Deckelgestalt
ergibt. Das Gesenk wird dann aus dem gebildeten Dekkel herausgezogen. Ein wichtiger
Aspekt dieser Anordnung ist das Vorsehen eines Gesenks, das nicht die Seite des
Streifens berührt, die den Klebstoff trägt. Es wurde festgestellt, daß die Unterseite
des Streifens mit einem Heißschmelzklebstoff durch eine einfache billige Radaufbrinavorrichtung
beschichtet werden kann, und daß ein solcher Streifen direkt durch den Heizofen
98 geführt werden kann, um den Streifen auf die gewünschte Temperatur zu bringen,
ohne daß Klebstoff von der Unterseite der Streifen verlorengeht. Es wurde auch festgestellt,
daß ein solcher Heißschmelzklebstoff nicht die Unterseite des Deckels während des
Vakuumformvorganges verläßt. Folglich wird ein Deckel hergestellt, der auf seiner
Unterseite
und insbesondere im Lippenbereich 22 eine gleichförmige Schicht Heißklebstoffs zum
Erleichtern des nachfolgenden Heißverklebens des Deckels mit dem komplementären
Behälter aufweist.
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Es ist natürlich klar, daß ZusammeneXrusionen verschiedener Kunststoffsorten
zum Formen eines Streifens 76 mit verschiedenen Schichten vorgesehen sein können.
Auf der oberen Seite kann eine zähe luftundurchlässige Schicht mit einer Zwischenschicht
aus Schnitzelmaterial und einer Grundschicht aus einem Material vorhanden sein,
zu dem der Klebstoff eine größere Affinität aufweist als zu dem Behälterkunststoff.
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Es ist klar, daß andere Verfahren des Aufbringens oder Vorsehens einer
Schicht von Heißschmelzklebstoff auf dem Streifen,aus dem Deckel gebildet werden,
angewandt werden können. Beispiele anderer Verfahren zur Herstellung des Deckels
schließen das Zusammenextrudieren einer Schicht des ausgewählten Heißschmelzklebstoffes
zusammen mit den Schichten für die Deckelträgerschicht ein.Beim Zusammenextrudieren
des Streifens muß darauf geachtet werden, daß die Gleichförmigkeit des Streifens
beim Anlegen hinreichender Kühlung zum Schutz des Klebstoffs nicht unterbrochen
wird, und daß keine Temperaturen erreicht werden, die die Eigenschaften des Klebstoffes
herabsetzen. Andere Techniken schließen die Verwendung von Gravierungs- bzw. Tiefdruck-,
Extrusions- oder Abstreif- bzw. Vorhangbeschichten des Streifens mit dem Heißschmelzer
ein, oder in einigen Fällen kann der Heißschmelzer auf die Trägerschicht gesprüht
werden.
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Die Fig. 10 und 11 stellen schematisch Vorrichtungen dar, in denen
ein Verfahren zum Beschichten der Ränder der Behälter ausgeführt werden kann. Ein
Vorrat von Behältern 116 wird einzeln auf das Förderband 118 gesetzt. Die Behälter
120werden zu einer sich hin und her bewegenden Kolbenvorrichtung 122 überführt,
die so getaktet ist, daß sie die Behälter einzeln nach oben in Richtung von 124
stößt, wo sie von der rotierenden Drehscheibe 126 aufgenommen
werden.
Die Drehscheibe 126 weist öffnungen 128 auf, die von einer Größe sind, daß sie der
Scheibe ermöglichen, die Behälter bündig um die Basis der Randstapelschulter 18
aufzunehmen. Die Drehscheibe rotiert in der Richtung des Pfeiles 130 und führt jeden
Behälterrand über eine Radaufbringvorrichtung 132, die auf die Oberfläche des Behälterrandes
eine Klebstoffschicht aus dem Heißschmelzklebstoffvorratsbehälter 134 aufbringt.
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Die Stellung der Drehscheibe 126 ist so, daß sie sicherstellt, daß
das Rad 132 leicht von dem erhobenen Wulstbereich auf dem Behälter getrennt ist.
Der Abstand zwischen dem Rad und dem erhobenen Wulstbereich bestimmt die Dicke der
auf dem Behälterrand aufgebrachten Klebstoffschicht. Wenn die Radaufbringvorrichtung
132 in der gleichen Richtung und mit der gleichen Geschwindigkeit dreht, wie die
Bewegung des Behälters 120, die von der Drehscheibe 126 bestimmt ist, wird gewöhnlich
eine Klebstoffschicht auf den erhobenen Wulstbereich mit einer Dicke von ungefähr
75% der Dicke des von dem Rad getragenen Klebstoffes aufgebracht. Sollte beispielsweise
gewünscht werden, Klebstoff mit einer Dicke von ungefähr 3 mil (76,2 ~um) auf den
Wulst aufzubringen, wobei das Rad Klebstoff mit einer Dicke von ungefähr 4 mil (101,6
~um) trägt, wurde dabei festgestellt, daß bei einem Abstand des Wulstes von 3 mil
(76,2/um) vom Rad die gewünschte Klebstoffdicke auf den Rand aufgebracht wird. Wegen
Unregelmäßigkeiten in der Randhöhe um den Behälter erlaubt der erhobene Bereich,
daß Klebstoff entweder auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Wulstes zur Aufnahme
und dadurch Verhinderung, daß überschüssiger Klebstoff zur Außenseite des Randes
oder zur Innenseite des Behälters gedrückt wird, herabfließt. Dies verhindert wie
erwähnt chemische Verschmutzung der in dem Behälter zu lagernden Produkte und führt
zu einer ziemlich gleichförmigen Klebstoffschicht, die auf dem Randbereich aufgebracht
ist. Eine fortgesetzte Drehung der Drehscheibe 126 führt die Behälter, wenn sie
beschichtet sind, zu einem sich hin und her bewegenden Preßkolben 136, der die Behälter
nach unten und nach außen weg von der Drehscheibe auf das Förderbandsystem 138 drückt.
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Die in den Zeichnungen gezeigte Heißverklebevorrichtung ist eine thermisch
leitende Vorrichtung, die dem heißzuverklebenden Bereich Wärme zuführt. Es ist natürlich
klar, daß andere Arten von Heißverklebevorrichtungen verwendet werden können, wie
etwa Hochfrequenz-Heißverklebevorrichtungen, die bei Trägerschichten verwendet werden
können, die polare Moleküle enthalten, wie etwa Polivnylchlorid. Ein anderes Beispiel
einer verwendbaren Heißverklebevorrichtung ist eine magnetische Heißverklebeeinheit,
die voraussetzt, daß in der Klebstoffschicht feinverteilte Eisenpartikel enthalten
sind, welche, wenn sie einem sehr starken Magnetfeld ausgesetzt werden, die Klebstoffschicht
zum Erzielen des gewünschten Anhaftens aufheizen.
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Verschiedene Deckel-und Behälterträgerschichten bzw. Substrate können
verwendet werden, wie etwa die schon beschriebenen, die u.a. umfassen: Substrat
Hersteller Hochschlagfestes Polystyrol Dow Chemical (HIPS) (Styron 456 Polyurethan:
Texane 480 A Bayer Hexan* 985 A (verwendet als wärme feste Beschichtung für HIPS
bei der Zusammenextrusion) Polyvinylchlorid (PVC) Hoechst Akrylkunststoff (Cyrolitew
G-20) Cy/Ro Industries Polypropylen (PP) Shell Chemical Styrol - Malein Anhydrid
Arco Polymer Copolymer (Dylark 240) * (Warenzeichen) Verschiedene Arten von Klebstoffen
können in der Kategorie der Heißschmelzer verwendet werden, wie etwa Athylen-Vinylazetat-Copolymer
(EVA), Äthylenäthylakrylat-Copolymer (EEA), Äthylenmethylakrylat-Copolymer (ESS),
niederdichtes Polyäthylen (PE), Polyvinylazetat
(PVA), Polyamid
(PA). Solche beispielhaften Klebstoffe können von den folgenden Herstellern bezogen
werden: Klebstoff Hersteller EVA (5,5% VA) Exxon Chemical EVA (10-18% VA) Dupont
EVA Heißschmelzer H009 Industrial Adhesives EVA Heißschmelzer (Evacote 7611) International
Waxes EEA Union Carbide EMA Gulf Oil Chemical PVA (NA3944) Parrie Adhesives Ltd.
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* (Warenzeichen) Im Hinblick auf die gesetzlichen Bestimmungen in
einigen Ländern betreffs der Menge der chemischen Komponenten, die in Kontakt mit
eßbaren Artikeln kommen dürfen, ist die annehmbarste Behälterzusammensetzung hochschlagfestes
Polystyrol und die annehmbarste Deckel zusammensetzung Akryl-Multipolymer. Es wurde
festgestellt, daß zum Erreichen einer ausgezeichneten Dichtung, die abschälbar ist,
für die Kombination eines Akryldeckels und eines hochschlagfesten Polystyrolbehälters
bei Verwendung einer Heißverklebevorrichtung des Wärmeleittyps die Temperatur der
Platten ungefähr 3000 bis 3600 ist. Wenn auf den Platten eine Teflonbeschichtung
verwendet wird, wird eine höhere Plattentemperatur benötigt. Solche hohen Temperaturen
können im Bereich von 4000F bis 4600F (ca. 204 0C bis 238°C) liegen. Die Kunststoffe
werden für ungefähr 1 bis 2 Sekunden unter Druck gehalten. Dieser Druck liegt in
dem Bereich von 20 bis 45 psi (1,406 bis 3,16 at). Der ausgewählte Klebstoff war
ein EVA, wie etwa ovacoat (Warenzeichen), der von International Waxes hergestellt
wird. Ein solcher Klebstoff weist eine größere Affinität für das Deckel substrat
als für das Behältersubstrat auf, so daß beim offenen des heißverklebten Behälters
der Klebstoff vom Behälterrand auf den Deckel beim Abnehmen des Deckels übertragen
wird.
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Wie erwähnt, kann druckempfindlicher Klebstoff zum Aufbringen auf
den Behälterrand oder den Deckel verwendet werden. Die auf Wasser basierende Emulsion
ist besonders zum Aufbringen auf den Behälterrand geeignet und kann unter Verwendung
der Radaufbringvorrichtung der in Fig. 10 beschriebenen Art aufgebracht werden.
Die Auswahl des druckempfindlichen Klebstoffes kann so sein, daß die gewünschte
größere Affinität zur Deckel zusammensetzung als zur Behälterzusammensetzung geschaffen
wird. Ein Beispiel einer solchen Kombination wäre für einen hochfesten Polystyrolbehälter,
Akryldeckel und druckempfindlicher Akryl-Copolymer-Klebstoff, wie etwa der von der
Grace Chemical Limited erzeugte und unter dem Warenzeichen "Daratak 74L" verkaufte.
Die Emulsion kann, wenn sie auf den Behälterrand aufgebracht ist, durch Verdunsten
des Wassers trocknen, wodurch kein Bedarf an einer Lösungsmittelrückgewinnung besteht
und kein Risiko in der Herstellungsumgebung. Um das Abdichten des Deckels auf dem
Behälter zu bewirken, wird Druck auf die gegenüberliegenden Oberflächen des Deckels
und des Behälterrands ausgeübt und bewirkt die gewünschte hermetische Abdichtung
bzw. Verklebung. Wegen des auf Akrylat basierenden Klebstoffs, der eine größere
Affinität zu seiner gleichen Polymerfamilie in dem Akryldeckel aufweist, wird beim
öffnen des verklebten Behälters im wesentlichen alles der dünnen Klebstoffschicht
vom Behälterrand abgeschält und mit dem Deckel abgehoben.
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Es ist klar, daß bei Verwendung verschiedener Arten von Heißschmelzklebstoffen
bei den Deckeln und den Behältern Änderungen in den Heißverklebetemperaturen und
Druckaufbringzeiten notwendig sind. Es sollte auch bemerkt werden, daß Terpen-Phenolharze
in dem Xthylen-Vinylazetat-Copolymer-Heißschmelzer beinhaltet sein können, um seine
Heißhaft- und öl- und Fettbeständigkeit während des Heißverklebens und Verfestigens
des Klebstoffes zu verbessern.
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Das erfindungsgemäße Verpackungssystem schafft einen Behälter, der
wiederverschlossen werden kann. Er weist eine hermetische Abdichtung des Deckels
mit dem Behälter auf, wobei das öffnen eines solchen heißverklebten Behälters dessen
Wiederverschließbarkeitseigenschaften
nicht stört. Der bedeutende
Vorteil der Verwendung eines Klebstoffes mit unterschiedlichen Deckel- und Behältersubstraten,
wobei der Klebstoff eine größere Affinität zum Deckel als zum Behälter zur Schaffung
des Übergangs des Klebstoffes vom Behälterrand zum Deckel beim öffnen des heißverklebten
Behälters aufweist, verhindert eine chemische Verunreinigung der enthaltenen Produkte.
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Die Vorteile des Verfahrens durch Schaffen erhobener Bereiche auf
dem Behälterrandbereich zum Sicherstellen einer gleichförmigen Verteilung einer
Schicht Heißschmelzklebstoffes rund um den Behälterrand reduziert wesentlich die
Menge des benötigten Klebstoffes.
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Das Vorsehen des erhobenen Bereiches auf dem Rand hat den zusätzlichen
Vorteil, daß ein "Abrutschen" oder Verlagern der Schicht des Heißschmelzklebstoffes
zur Innenseite der Behälterlippe verhindert wird, und dadurch eine chemische Verunreinigung
der Produkte, die in dem Behälter vor dem Heißverklebevorgang eingebracht wurden.
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Das Verfahren zur Herstellung der Deckel schafft, wenn es gewünscht
wird, Deckel mit einem Klebstoff zu beschichten, eine bündige wirtschaftliche Lösung
zur Herstellung von Deckeln. Es kann ein einfaches Beschichten mit Klebstoffen auf
der Unterseite des Streifens mit einer Radbeschichtungsvorrichtung angewandt werden.
Das nachfolgende thermische Verformen des Deckels vermindert nicht die Qualität
der Klebstoffschicht.
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Kurz zusammengefaßt umfaßt die Erfindung einen wiederverwendbaren
Kunststoffbehälter und dazugehörigen Kunststoffdeckel, wobei der Deckel hermetisch
mit dem Behälter durch einen verfestigten Klebstoff versiegelt ist. Der verfestigte
Klebstoff weist eine größere Anziehungskraft zum Deckelkunststoff als zum Behälterkunststoff
auf. Eine solche Anziehungskra£t ist ausreichend, um sicherzustellen, daß beim Abheben
des Deckels vom Behälter der Klebstoff vom Behälterrand abgeschält wird und mit
dem wiederverwendbaren Deckel abgehoben wird. Dies läßt den Behälterrand im wesentlichen
frei von Klebstoff zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit der Verunreinigung
des
enthaltenen Produkts mit Klebstoffchemikalien. Der Deckel oder der Behälterrand
kann mit dem Klebstoff vor dem Heißverkleben beschichtet werden. Im Falle daß der
Behälter mit dem Klebstoff beschichtet ist, kann der Randkantenbereich mit wenigstens
einem kontinuierlichen, sich entlang des Umfangs erstreckenden erhobenen Bereich
zur Erleichterung der Beschichtung des Behälterrands versehen sein. Verfahren zur
Herstellung des klebstoffbeschichteten Behälterdeckels und Formen des Behälterrandbereiches
und Aufbringen von Klebstoff darauf sind offenbart.
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L e e r s e i t e