DE3413352C2 - - Google Patents
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Description
Die Erfindung betrifft eine Verpackung, bei der ein
Deckelteil aus Kunststoffolie unter Zwischenfügung
einer Heißschmelzschicht auf einen Schalenteil aufge
bracht ist, welcher seinerseits mit einem Flansch ver
sehen ist, wobei der Schalenteil und der Deckenteil
im Bereich des Flansches miteinander heißversiegelt
sind und wobei der zwischen dem Flansch des Schalenteils
und dem Deckelteil gebildete Heißsiegelabschnitt min
destens einen primären Schweißbereich aufweist, in
welchem der Deckelteil stark nach unten verpreßt und
Deckel- und Schalenteil teilweise ineinander einge
formt sind. Eine derartige Verpackung dient zum Auf
nehmen und Bewahren oder Lagern von medizinischen
Geräten, Behältern wie Blutbeuteln, Behältern mit
Infusionslösungen, Medikamenten, transintestinalen
Nährmitteln und anderen Gegenständen oder Erzeugnissen
unmittelbar oder nach der Einbringung in andere Behälter.
Außerdem betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Her
stellung einer solchen Verpackung.
Bei den meisten Verpackungen zum Aufnehmen usw. der
verschiedenen, vorstehend genannten Gegenstände oder
Erzeugnisse werden die Umfangsränder durch Erwärmen
mittels erhitzter Metall-Schweißwerkzeuge, durch Hoch
frequenz-Induktionserwärmung oder Ultraschallerwärmung
verschweißt. Dieses Verschweißen (Heißsiegeln) des
Umfangsrands einer vorgegebenen Verpackung geschieht
beispielsweise auf die in Fig. 1 dargestellte Weise
derart, daß zwischen ein unteres Metall-Werkzeug 1 und
ein oberes Schweißwerkzeug 2 aus Metall eine untere
Lage bzw. Folie 3 und eine obere Lage bzw. Folie 5
eingeführt werden, wobei letztere an ihrer der unteren
Folie 3 zugewandten Seite mit einer Heißschmelzschicht 4
versehen ist und mit dieser Schicht auf die Oberseite
der unteren Folie 3 aufgelegt wird; anschließend wird
das obere Werkzeug 2 gegen das untere Werkzeug 1 an
gepreßt, so daß die beiden Folien 3 und 5 längs ihres
Umfangrands miteinander verschmolzen werden. Das für
diesen Zweck bisher benutzte obere Schweißwerkzeug 2
weist üblicherweise einen Steg mit einer flachen Ober
fläche auf.
Wenn jedoch das obere Werkzeug 2, wie in Fig. 1 dar
gestellt, einen Steg einer großen Breite aufweist,
wird mit einer großen Andruckkraft des oberen Werk
zeugs 2 beim Zusammenpressen der Folien aufgrund der
großen Oberfläche des Stegs ein kleiner Druck pro
Flächeneinheit erreicht. Der Randbereich einer fertig
gestellten Verpackung besitzt in diesem Fall eine un
zureichende Schweißfestigkeit, so daß er unter dem
Einfluß von äußeren Kräften leicht aufbrechbar ist.
Wenn dagegen das obere Werkzeug 2 gemäß Fig. 2 einen
Steg geringer Breite besitzt, ist der durch das obere
Werkzeug 2 pro Flächeneinheit ausgeübte Druck vergleichs
weise groß, so daß die Umfangsränder von unterer und
oberer Folie 3 bzw. 5 mit zufriedenstellender Festig
keit miteinander verbunden werden. Aufgrund der kleinen
Berührungsfläche ist jedoch die Gesamtfestigkeit der
hergestellten Verschweißung unzureichend, während sich
weiterhin die Dicke der oberen Folie 5 längs ihres
Umfangsrands bzw. ihrer Randkante 6, an welcher das
Verschweißen erfolgt, verringert. Die Schweißnaht einer
fertiggestellten Verpackung besitzt daher eine geringe
Schlagfestigkeit und kann aufbrechen, wenn die Ver
packung einem Fallversuch unterworfen wird. Da das
Heißschmelzmaterial in seinem aufgeschmolzenen Zustand
in den Metall-Werkzeugen keinen Raum für ein Entweichen
findet, besteht die Möglichkeit dafür, daß ein Teil
des geschmolzenen Heißschmelzmaterials zwischen den
äußeren Begrenzungen von oberer und unterer Folie 5
bzw. 3 entweicht und dann in Form von Graten bzw.
Wülsten 7 zurückbleibt. Die mit den Randkanten des
oberen Schweißwerkzeugs 2 in Berührung gelangenden
Abschnitte der oberen Folie 5 werden außerdem gemäß
Fig. 3 zu dünnen, geschwächten Abschnitten 8 umgeformt.
Im ungünstigen Fall können in diesen Abschnitten 8
Feinlöcher auftreten. Die im erstgenannten Fall ent
stehenden Grate ode Wulste beeinträchtigen das Aus
sehen der fertiggestellten Verpackung. Das Auftreten
von dünnen, geschwächten Abschnitten, zweitweilig mit
Feinlächern, wie im zuletzt genannten Fall, wirft das
schwerwiegendere Problem auf, daß die fertige Ver
packung ihren Inhalt nicht sicher zurückzuhalten vermag
und sich die obere Folie leicht abtrennen kann. Wenn
die Verpackung für ein medizinisches Gerät oder Instru
ment oder ein Medikament vorgesehen ist, muß ein voll
kommene Isolierung ihres Inneren gegenüber der Umgebungs
luft gewährleistet sein; das eben angeschnittene Problem
erweist sich daher als möglicherweise verhängnisvoller
Mangel. Insbesondere dann, wenn die Verpackung einen
medizinischen Behälter, z. B. einen Blutbeutel oder
Ransfusionsbeutel, oder ein medizinisches Instrument
enthält, besitzt dieser Inhalt selbst ein erhebliches
Gewicht. Der verschweißte Abschnitt der Verpackung
ist daher einer ziemlich großen Beanspruchung unter
worfen, wenn ihr Boden (unter dem Inhaltsgewicht) durch
sackt oder wenn die Verpackung auf eine feste Fläche
herabfällt. Dabei kann manchmal diese Beanspruchung
so groß sein, daß der Schweißabschnitt der Verpackung
aufbricht.
Eine Verpackung der eingangs genannten Art ist aus dem DE-GM 17 47 781
bekannt. Dort ist in einer Schweißaufnahme eine
Nut vorgesehen, in die von der Gegenseite ein Vorsprung
eines Siegelstempels eingreift. Auf diese Weise wird
der Flanschteil beider Folien aus der gemeinsamen Ebene
heraus verformt, wodurch eine zusätzliche Sperre gegen
Auftrennen der Schweißverbindung erzielt werden soll.
Diese Verformung bewirkt aber keine Verdrängung des
Kunststoffes im Schweißbereich; damit ist die dort be
schriebene Schweißverbindung, bei der ein Verpressen
der Folien ineinander nicht stattfindet, auch nicht sehr
sicher gegen starke Beanspruchungen.
Aus der DE-OS 24 11 681 ist weiterhin eine ähnliche
Verpackung bekannt. Dort besitzt der Schweißkopf zur
Herstellung der Verpackung eine Platte, welche mit
parallel zueinander laufenden Stegen, zwischen denen
Nuten liegen, auf der Verpackungsfolie aufliegt. Der
Zweck der Stege und Nuten besteht dort darin, eine
Anzahl von unter Abstand angeordneten Abdichtungslinien
zu schaffen, die eine Dreifachdichtung zwischen der
Filmabdeckung und dem Behälter bilden sollen. Bei den
verhältnismäßig dünnen Stegen ergibt sich dort zwar
ein verhältnismäßig großer Flächendruck, jedoch wird
eine Verschweißung jeweils nur in den schmalen Bereichen
dieser Stege hergestellt. Im Bereich der Nuten dagegen
werden die Folienflächen nicht gegeneinander angedrückt,
so daß dort eine Verschweißung nicht zustandekommt.
Damit besteht zum einen die Gefahr, daß das in den
Bereich der Nuten ausgewichene, geschmolzene Kunststoff
material unregelmäßige Grate und Wülste bildet, die ein
unansehnliches Äußeres der Verpackung bewirken. Zum
anderen besteht auch die Gefahr, daß die mit den Rand
kanten des Schweißwerkzeuges in Berührung gelangenden
Abschnitte der oberen Folie zu dünnen, geschwächten
Bereichen umgeformt werden. Dies folgt zwangsläufig
daraus, daß die äußeren Stege genauso tief sind wie
der mittlere Steg und damit genauso stark gegen die
Unterlage gepreßt werden wie dieser. Im ungünstigsten
Fall können dann in diesen geschwächten Randabschnitten
Feinlöcher auftreten, durch die die Dichtigkeit der Ver
packung beeinträchtigt wird und durch die weiterhin auch
die Gefahr gegeben ist, daß die obere Folie entlang des
geschwächten Abschnitts aufplatzt.
Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Verpackung
mit stabil und sicher verschweißten Abschnitt zu schaffen,
wobei die Schweißnaht eine hohe Festigkeit besitzt, die
eine hervorragende Schlagfestigkeit gewährleistet, bei
der keine Grate oder Wulste auftreten, die in ihrer
verschweißten Kante keine geschwächten Wandabschnitte
oder Feinlöcher zeigt und bei welcher dennoch die
Schweißnaht zur Entnahme des Verpackungsinhalts sehr
leicht aufreißbar sein soll. Die Erfindung bezweckt auch
die Schaffung eines Verfahrens zur Herstellung einer
solchen Verpackung.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe dadurch gelöst,
daß mindestens ein an den primären Schweißbereich an
grenzender sekundärer Schweißbereich vorhanden ist,
in welchem Deckel- und Schalenteil weniger stark gegen
einander verpreßt sind als in dem primären Schweiß
bereich und der sich bezüglich der Querschnittsrichtung
an der Innenseite des primären Schweißbereiches am
Schalenteil befindet und als Schutzzone für den pri
mären Schweißbereich dient.
Weitere Ausgestaltungen dieser Verpackung ergeben sich
aus den Ansprüchen 2 bis 10, ein vorteilhaftes Verfahren
zur Herstellung der Verpackung aus den Ansprüchen 11
bis 18.
Im folgenden sind bevorzugte Ausführungsbeispiele der
Erfindung im Vergleich zum Stand der Technik anhand
der Zeichnung näher erläutert. Es zeigt
Fig. 1 und 2 Schnittansichten eines bisherigen Heiß
siegel- bzw. Schweißverfahrens,
Fig. 3 eine Schnittansicht eines typischen, nach
dem bisherigen Verfahren hergestellten
Schweißabschnitts,
Fig. 4 eine teilweise weggeschnittene, perspekti
vische Darstellung einer typischen Ver
packung gemäß der Erfindung,
Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie V-V in Fig. 4,
Fig. 6 einen im vergrößerten Maßstab gehaltenen
Teilabschnitt durch einen Schweißabschnitt,
Fig. 7 eine im vergrößertem Maßstab gehaltene
Schnittansicht, die in übertriebenem Maß
stab ein Ausführungsbeispiel der Ausbildung
des Heißsiegel- oder Schweißabschnitts bei
einer Verpackung gemäß der Erfindung zeigt,
Fig. 8 und 9 in vergrößertem Maßstab gehaltene Teil
schnittansichten zur Veranschaulichung ver
schiedener Schritte bei der Ausbildung des
Schweißabschnitts gemäß Fig. 7,
Fig. 10 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teil
schnittdarstellung eines anderen Ausführungs
beispiels für die Ausbildung des Schweiß
abschnitts an einer Verpackung gemäß der
Erfindung,
Fig. 11 eine Fig. 10 ähnelnde Darstellung eines
weiteren Ausführungsbeispiels zur Ausbildung
des Schweißabschnitts an der erfindungsge
mäßen Verpackung und
Fig. 12 eine in vergrößertem Maßstab gehaltene Teil
schnittdarstellung noch eines weiteren Aus
führungsbeispiels für die Ausbildung des
Schweißabschnittes an einer Verpackung ge
mäß der Erfindung.
Die Fig. 1 bis 3 sind eingangs bereits erläutert worden.
Im folgenden ist die Erfindung anhand einer Verpackung
zur Aufnahme und zum Einschließen eines medizinischen
Behälters beispielshaft erläutert. Die Erfindung ist
jedoch keineswegs auf diese spezielle Verpackung be
schränkt.
Die in der folgenden Beschreibung verwendeten Aus
drücke "Heißversiegelung" und "Verschweißung" beziehen
sich auf ein thermisches Verschmelzen zweier Elemente
mit Hilfe eines Heißschmelzmaterials. Dies kann mittels
erhitzter Metall-Schweißwerkzeuge, durch Hochfrequenz-
Induktionserwärmung oder Ultraschallerwärmung erfolgen.
Der Ausdruck "Dicke des verschmolzenen Teils" bezieht
sich auf die Summe aus der Dicke eines Flanschteils
des Schalenteils, der Dicke der Heißschmelzschicht
und der Dicke eines folienartigen Deckels, im ver
schmolzenen bzw. Schweißbereich der Verpackung ge
messen.
Die erfindungsgemäße Verpackung zur Aufbewahrung eines
medizinischen Behälters umfaßt einen Mulden- bzw.
Schalenteil 12, der um seine Öffnung herum einen Flansch
11 und erforderlichenfalls in mindestens einer Seite, z. B.
im Boden, einen vertieften Abschnitt 13 zur Aufnahme
eines Desoxidationsmittels 17 und weiterhin im ver
tieften Abschnitt des Bodenbereichs mindestens eine
Nut oder Rille 14 aufweist (Fig. 4 bis 6). In diesem
Desoxidationsmittel-Aufnahmeabschnitt 13 ist das Des
oxidationsmittel 17, das an mindestens einer Seite
mit einer gasundurchlässigen Folie 15, z. B. einer
Aluminiumfolie, einer Kunstharzfolie, mit Wachs
imprägniertes Papier oder Gewebe, und an mindestens
einer anderen Seite, im allgemeinen an der gegenüber
liegenden Seite, mit einer gasdurchlässigen Lage 16,
z. B. Papier oder Gewebe, überzogen ist, so eingelegt,
daß die gasdurchlässige Lage 16 den Rillen 14 zuge
wandt ist. Die Rille 14 ist so ausgebildet, daß sie
sich zur Außenseite des Desoxidationsmittel-Aufnahme
abschnitts 13 erstreckt und damit einen freien Durch
gang für Gase bildet. Nachdem das Desoxidationsmittel
17 und der medizinischen Behälter 18 in der Schalen
teil 12 eingelegt worden sind, wird der Deckelteil 20
mit Hilfe einer Heißschmelz-Klebmittelschicht 19 so
mit dem Schalenteil 12 verschweißt, daß er durch Ab
ziehen geöffnet werden kann.
Bei der beschriebenen Verpackung können für den Schalen
teil 12 und den Deckelteil 20 beliebige Werk
stoffe verwendet werden, die einen Durchtritt von Gasen
und Dampf zu verhindern vermögen und die gut thermisch
schweißbar sind. Beispiele hierfür sind nachstehend
angegeben. Solche Werkstoffe sollen insbesondere eine
ausgezeichnete Formbeständigkeit, Gas- und Dampfdicht
heit und Schweißbarkeit besitzen und vorzugsweise
durchsichtig sein. Gemäß Fig. 6 wird der Schalenteil
12 aus einer laminierten Folie in Form einer Poly
olefinschicht (Außenschicht) 21, einer einen Durch
tritt von Gasen und Dampf verhindernden Schicht
(Zwischenschicht) 22 und einer Polyolefinschicht
(Innenschicht) 23 geformt. Der Deckelteil 20 besteht
aus einem Laminat aus einer Polyamidschicht (Innen
schicht) 25, einer gas- und dampfdichten Schicht
(Zwischenschicht) 26 und einer Schicht (Außenschicht)
27, die ausreichende Wärmebeständigkeit besitzt, um
den Bedingungen beim Heißversiegeln bzw. Schweißen
widerstehen zu können. Die Heißschmelz-Klebmittel
schicht 19 besteht aus einem Gemisch aus Polyethylen
und Polypropylen.
Beispiele für das Polyolefin der Außenschicht 11 und
der Innenschicht 13 des Schalenteils 12 sind Polyethylen
und Polypropylen. Polypropylen wird im Hinblick auf
seine ausgezeichnete Formbeständigkeit und Wärme
beständigkeit gegenüber Polyethylen bevorzugt. Für den
erfindungsgemäß vorgesehenen Zweck müssen das Poly
ethylen ein Molekulargewicht von 3000 bis 200 000,
vorzugsweise von 50 000 bis 100 000, und das Poly
propylen ein Molekulargewicht von 5 000 bis 1 000 000.
vorzugsweise 100 000 bis 500 000, besitzen. Die Dicke
jeder Polylefinschicht oder -folie beträgt 500-600 µm.
Die Zwischenschicht 22 des Schalenteils 12, die einen
Durchtritt von Gasen und Dampf verhindern soll, be
steht vorzugsweise aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Misch
polymerisat, und ihre Dicke beträgt etwa 50 µm. Der
Vinylalkoholgehalt des Mischpolymerisats liegt vor
zugsweise bei 20-80 Mol.-%, bevorzugt bei 40-70 Mol.-%.
Das Molekulargewicht des Mischpolymerisats
sollte 5 000 bis 100 000, vorzugsweise 10 000 bis
50 000, betragen.
Die die Innenschicht 19 des Deckelteils 20 bildende Heiß
schmelzschicht besteht vorzugsweise aus einem Gemisch
aus Polyethylen und Polypropylen. Wenn die Außenschicht
21 des Schalenteils 12 aus Polypropylen besteht, sollte
das Gewichtsverhältnis von Polyethylen zur Polypropylen
im Gemisch bevorzugt im Bereich von 20 : 80 bis 50 : 50
liegen, und zwar im Hinblick sowohl auf Verschweiß
barkeit als auch Aufreißbarkeit des Schalenteils. Die
Dicke der Innenschicht 6 bzw. 23 beträgt 30-60 µm, vor
zugsweise 40-50 µm. Diese Schicht aus dem Gemisch
ist mit einer Schicht aus einem Polyamid, z. B. aus
Nylon-6 oder Nylon-6,6, belegt. Diese Polyamid- bzw.
Nylonschicht verleiht dem Deckelteil ausreichende
Festigkeit. Die gas- und dampfdichte Zwischenschicht
17 bzw. 25 besteht vorzugsweise aus Polyvinylidenchlorid
oder einem Ethylen-Vinylalkohol-Mischpolymerisat. Im
allgemeinen ist Polyvinylidenchlorid auf eine Poly
olefinfolie, insbesondere eine biaxial gereckte Poly
propylenfolie, aufkaschiert. Das Molekulargewicht des
Polyolefins beträgt allgemein 5000-1 000 000, vor
zugsweise 100 000-500 000. Die Dicke der Polyolefin
schicht oder -folie beträgt 20-40 µm. Das Molekular
gewicht des genannten Polyvinylidenchlorids liegt bei
8000-20 000, vorzugsweise 10 000-15 000, und die
Polyvinylidenchloridschicht oder -folie ist 5-10 µm
dick. Diese Folie gewährleistet eine hervorragende
Gas- und Dampfdichtheit. Eine noch bessere Dichtheit
wird durch Verwendung mehrere solcher Lagen oder
Schichten, die einen Austritt von Gasen und Dampf zu
verhindern vermögen, in einem Laminat erreicht. Zur
Gewährleistung einer sicheren Lagerung oder Aufbe
wahrung eines eine medizinische Flüssigkeit enthaltenden
medizinischen Kunststoff-Behälters besitzt die Zwischen
schicht 17 bzw. 25 bevorzugt eine Feuchtigkeitsdurch
lässigkeit von nicht mehr als 1 g/m² · 24 h (40°C,
90% relative Luftfeuchtigkeit), vorzugsweise von 0,1-0,2 g/m²
· 24 h (40°C, 90% relative Luffeuchtigkeit).
Zur sicheren Verhinderung des Wachstums von aeroben
Mikroorganismen sollte die Zwischenschicht 7 bzw. 25
eine solche Gasdurchlässigkeit besitzen, daß sich
innerhalb der Verpackung eine Sauerstoffkonzentration
von nicht mehr als 0,1%/72 h, vorzugsweise nicht mehr
als 0,1%/50 h, einstellt. Beispiele für das Kunst
harz der, wie erwähnt, ausreichend wärmebeständigen
Außenschicht sind Polyester, wie Polyethylenterephthalat
und Polybutylenterephthalat, Polyamide, wie Nylon-6
und Nylon-6,6 und Polypropylen. Polyethylenterephthalat
erweist sich dabei als besonders vorteilhaft. Die Dicke
der Außenschicht beträgt 10-30 µm, vorzugsweise
12-25 µm.
Das Gewichtsverhältnis von Polyethylen zu Polypropylen
in der Heißschmelz-Klebmittelschicht beträgt 20 : 80
bis 50 : 50, wenn die Innenschicht 23 des Schalen
teils 12 aus Polypropylen besteht und 80 : 20 bis
50 : 50, wenn die Innenschicht 23 aus Polyethylen her
gestellt ist. Wenn nämlich im Gemisch der Mengenan
teil an dem mit dem Polyolefin der Innenschicht des
Schalenteils 12 identischen Stoff zu groß ist, läßt
sich die Schweißnaht nur mit großer Schwierigkeit auf
reißen, während die Adhäsion zwischen Flansch und
Deckelteil ungenügend ist, wenn dieser Mengenanteil
zu klein ist.
Wenn die Verpackung nicht gas- und dampfdurchlässig
zu sein braucht, braucht weder der Schalenteil 12 noch
der Deckelteil 20 mit einer gas- und dampfundurchlässigen
Schicht versehen zu sein. In diesem Fall brauchen der
Schalenteil 12 und der Deckelteil 20 lediglich aus ver
schweißbaren oder heißversiegelbaren Werkstoffen zu
bestehen.
Bei der erfindungsgemäßen Verpackung besteht der zwischen
dem Flansch 11 des Schalenteils 12 und dem Deckel 20
auszubildende Schweißabschnitt aus einem primären ver
schmolzenen Teil 31 und einem sekundären verschmolzenen
Teil 32 an der Innenseite des primären verschmolzenen
Teils 31 oder zwei sekundären verschmolzenen Teilen
32, die jeweils auf gegenüberliegenden Seiten des
primären verschmolzenen Teils 31 ausgebildet sind,
wie dies in Fig. 7 in übertriebenem Maßstab darge
stellt ist. Im primären verschmolzenen Teil 31 wird
unter dem durch die Metall-Werkzeuge beim Heißver
siegeln oder Verschweißen ausgeübten, großen Durck das
Heißschmelzmaterial angeschmolzen, wobei gleichzeitig
im Flansch 11 eine Vertiefung oder Eindrückung ent
steht, in die der Deckelteil 20 hineinge
drückt ist. Der primäre verschmolzene Teil 31 besitzt
daher allgemein eine etwas kleinere Wanddicke als jeder
andere Teil. Der sekundäre verschmolzene Teil 32 an
einer Seite oder an beiden Seiten des primären Teils
31 wird dadurch gebildet, daß ein Teil der Werkstoffe
des Deckelteils 20 und des Flansches 11, die im primären
verschmolzenen Teil 31 angeschmolzen oder erweicht
worden sind, herausfließen und aufgrund von Kapillar
wirkung den Spalt zwischen den teilweise verschmolzenen
Bereichen des Deckelteils und des Flansches ausfüllen.
Der sekundäre verschmolzene Teil 32 ist daher weniger
stark verpreßt und besitzt demzufolge eine große Wand
dicke. Im Gegensatz zur bisherigen Verpackung zeigt
die erfindungsgemäß hergestellte Verpackung weder Grate
oder Wülste noch eine geschwächte Wanddicke im Be
reich der miteinander verschweißten Folien, wie dies
in Fig. 3 dargestellt ist.
Die Tiefe der genannten Eindrückung beträgt mindestens
0,05 mm. Vorzugsweise liegt sie im Bereich von 0,1-0,4 mm.
Wenn diese Tiefe weniger als 0,05 mm beträgt,
ist die Eindrückung nicht tief genug, so daß demzu
folge die Schweißfestigkeit ungenügend ist. Bei einer
Tiefe im Bereich von 0,1-0,4 mm ist die Schweiß
festigkeit ausreichend. Die Breite b des primären
verschmolzenen Teils 31 liegt allgemein im Bereich von
0,1-10 mm, vorzugsweise von 0,1-5 mm. Die Breite
c des bzw. jedes sekundären verschmolzenen Teils 32
liegt allgemein im Bereich von 0,1-10 mm, vorzugs
weise von 0,5-5 mm. Der Abstand d zwischen der Kante
der Innenfläche der Schalenteilwand und der Innen
kante des primären verschmolzenen Teils beträgt
mindestens 0,5 mm und vorzugsweise mindestens 1 mm.
Bevorzugt liegt dieser Abstand im Bereich von mindestens
2 mm. Wenn dieser Abstand d kleiner als 0,5 mm,
verliert der zweite oder sekundär verschmolzene Teil
32 seine Bedeutung überhaupt, so, als wenn er über
haupt nicht vorhanden wäre. In diesem Fall ist längs
der Grenzfläche ein Bereich kleiner Wanddicke vor
handen, der eine ungenügende Schlagfestigkeit bietet.
Im folgenden ist das Verfahren zur Herstellung einer
Verpackung mit dem beschriebenen Aufbau anhand der
Fig. 8 und 9 erläutert. Die Herstellung dieser Ver
packung erfolgt insbesondere durch Heißversiegeln bzw.
Schweißen des Flansches 11 des Schalenteils 12 mit
dem lagen- oder folienartigen Deckel 20 mit Hilfe von
Metall-Schweißwerkzeugen der Art gemäß Fig. 8 und 9.
Ein unteres Schweißwerkzeug 33 wird an der Unterseite
des Flansches 11 angesetzt, während das obere Schweiß
werkzeug 34 gegen die Oberseite des Deckelteils 20
angedrückt wird. Das obere Werkzeug 34 ist längs des
Flansches 11 angeordnet und besitzt die Querschnitts
form gemäß Fig. 8 mit mindestens einem primären Preß
teil 35 (vgl. Fig. 8) mit einem flachen vorderen Ende
(flache Stirnseite) und mindestens einem, zumindest an
der Innenseite des primären Preßteils angeordneten
sekundären Preßteil 36 (je einem solchen Preßteil auf
beiden Seiten gemäß Fig. 8), der ein geringfügiges
kürzeres vorderes Ende (d. h. Stirnseite) als der
primäre Preßteil besitzt. Bei diesem oberen Werkzeug
34 ist der Abstand A zwischen dem vorderen Ende (Stirn
seite) des sekundären Preßteils 36 und dem des primären
Preßteils 35 mit 0,05-5 mm, vorzugsweise 0,1-0,4 mm,
gewählt. Die Breite B des primären Preßteils 35 liegt
bei 0,1-10 mm, vorzugsweise 0,1-5 mm. Die Breite
C jedes sekundären Preßteils 36 liegt bei 0,1-10 mm,
vorzugsweise 0,1-5 mm. Ein einziger primärer Preß
teil 35 ist nicht in allen Fällen ausreichend. Ent
sprechend den jeweiligen Gegebenheiten können mehrere
primäre Preßteile vorgesehen sein. Außerdem ist der
primäre Preßteil nicht auf die Form gemäß Fig. 8 und
9 beschränkt, vielmehr kann er auch einen dreieckig
nach unten ragenden Querschnitt besitzen.
Wenn Deckelteil 20 und Flansch 11 auf die dargestellte
Weise zwischen oberem und unterem Werkzeug 34 bzw. 33
verpreßt werden, werden sie deshalb, weil der primäre
Preßteil 35 gemäß Fig. 9 über einen sekundären Preß
teil 36 nach unten ragt, unter dem primären Preßteil
35 stärker verpreßt als unter den sekundären Preß
teilen 36. Mittels der Wärme der Schweißwerkzeuge
wird das Heißschmelzmaterial angeschmolzen, während
gleichzeitig die Werkstoffe des Deckelteils 20 und des
Flansches 11 teilweise erweicht werden. Durch den ge
nannten Druck wird der Flansch 11 in den dem primären
Preßteil 35 entsprechendem Bereich eingedrückt, und
der Deckelteil 20 wird teilweise in die auf diese
Weise im Flansch 11 gebildete Vertiefung oder Ein
drückung eingezogen. Dabei nimmt der verpreßte Ab
schnitt folglich eine geringfügig kleinere Wanddicke
als in den anderen Bereichen an. Unter jedem sekundären
Preßteil 36 werden Deckelteil 20 und Flansch 11 weniger
stark verpreßt als unter dem primären Preßteil 35.
In diesem Bereich erhält daher der verpreßte Abschnitt
häufig eine etwas größere Wanddicke als in dem mittels
des primären Preßteils 35 verpreßten Bereich. Der
Deckelteil 20 und der Flansch 11 des Schalenteils 12
sind daher gleichmäßig und sicher miteinander ver
bunden, ohne daß dabei geschwächte Stellen oder Fein
löcher auftreten.
Fig. 10 veranschaulicht ein anderes Ausführungsbei
spiel der Erfindung. Dabei weist bei einem oberen
Schweißwerkzeug 134 aus Metall der im Mittelbereich
ausgebildete primäre Preßteil 135 eine plane Fläche
auf, während die an den beiden Seiten des primären
Preßteils vorgesehenen sekundären Preßteile 136 je
weils gekrümmte Flächen aufweisen, die in das vordere
Ende des primären Preßteils 135 übergehen. In diesem
Fall entspricht die Tiefe a′ der Eindrückung der Tiefe
a der Eindrückung gemäß Fig. 7. Die Breiten jedes
primären Preßteils und jedes sekundären Preßteils ent
sprechen den Breiten der betreffenden Teile gemäß
Fig. 7. Der Abstand zwischen der Kante der Innenfläche
der Schalenelementwand und der Innenkante des primären
Preßteils entspricht ebenfalls dem betreffenden Ab
stand zwischen den jeweiligen Kanten gemäß Fig. 7.
Der Abstand A′ zwischen dem verkürzten Bereich des
sekundären Preßteils 136 und dem vorderen Bereich des
primären Preßteils 135 (d. h. seiner Stirnseite) liegt
in der Größenordnung von 0,05-5 mm, vorzugsweise
von 0,1-0,4 mm. Die Breite B′ jedes primären Preß
teils 135 und die Breite C′ jedes sekundären Preß
teils 136 sind außerdem dieselben wie in Fig. 8. In
Fig. 10 sind den Teilen von Fig. 7 bis 9 entsprechende
Teile mit denselben, jedoch um 100 erhöhten Bezugs
ziffern bezeichnet.
Fig. 11 veranschaulicht noch ein anderes Ausführungs
beispiel der Erfindung. Dabei ist nur ein einziger
sekundärer Preßteil 236 an der Innenseite des primären
Preßteils 235 vorgesehen.
Beim weiteren Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 12 sind
zwei primäre Preßteile 335 a, 335 b parallel zueinander
angeordnet und zwei sekundäre Preßteile 336 a an den
Außenseiten der primären Preßteile sowie ein (weiterer)
sekundärer Preßteil 336 b zwischen den primären Preß
teilen vorgesehen.
Bei den beschriebenen Ausführungsbeispielen wird je
weils das obere Metall-Schweißwerkzeug von der Seite
des Deckelteils her angepreßt. Wahlweise kann dieses
Werkzeug auch von der Seite des Flansches des Schalen
teils her andrücken, so daß die Eindrückung im Deckel
entsteht.
Wenn die auf die beschriebene Weise hergestellte Ver
packung einen medizinischen Behälter oder einen anderen
Gegenstand enthält, muß der Heißverseigel- bzw. Schweiß
abschnitt 19 Schlagfestigkeit und erforderlichenfalls
Gasdichtigkeit besitzen. Andererseits muß sich dieser
Abschnitt 19 ohne weiteres abziehen lassen, um die
Entnahme des Inhalts der Verpackung zu ermöglichen.
Bei dem nach dem erfindungsgemäßen Verfahren herge
stellten Schweißabschnitt ist der primäre Schweißbereich
35′, 135′, 235′ bzw. 335 a′ im Mittelbereich dadurch
gebildet, daß die stark gegeneinander gepreßten Ab
schnitte des Flansches und des Deckelteils fest mit
einander verschmolzen und damit vereinigt sind. Unter
diesem Druck kann der Deckelteil teilweise in den
Flansch des Schalenteils einbezogen sein, um der her
gestellten Schweißnaht verbesserte Stabilität zu ver
leihen. Da der sekundäre Schweißbereich 36′, 136′, 236′, 336 a′ bzw. 336 b′ unter einem
etwas geringeren Druck hergestellt worden ist, läßt
er sich durch Aufreißen bzw. Abziehen des Deckelteils
leichter öffnen als der primäre Teil. Der sekundäre
Schweißbereich bildet somit
einen Bereich, in welchem das Öffnen der Verpackung
beginnen kann. Außerdem verhindert er, daß der primäre
Schweißbereich eine übermäßig
stark verringerte Wanddicke erhält, während hierdurch
gleichzeitig die Beständigkeit der Schweißnaht gegen
über Stoß- oder Schlageinwirkung verbessert wird. Die
Aufreißbarkeit der Verpackung ist aus dem Grund zu
friedenstellend, weil Schalenteil und Deckelteil aus
Werkstoffen bestehen, die sich vergleichsweise leicht
voneinander abziehen lassen.
Ein Blutbeutel wird in einen Schalenteil eingelegt,
der aus einem Laminat aus einer Schicht oder Folie aus
Polypropylen (Außenschicht) von 500 µm Dicke, einer
Schicht oder Folie aus einem Ethylen-Vinylalkohol-
Mischpolymerisat (Zwischenschicht) von 50 µm Dicke und
einer Schicht oder Folie aus Polypropylen (Innenschicht)
von 500 µm Dicke geformt bzw. gezogen worden ist. So
dann wird ein flacher Deckelteil aus einem Laminat aus
einer Polyamidschicht oder -folie (Innenschicht) von
15 µm Dicke, einer Polyvinylidenchlorid-Schicht
(Zwischenschicht) von 10 µm Dicke und einer Schicht
oder Folie aus Polyethylenterephthalat (Außenschicht)
von 20 µm Dicke mit dem Schalenteil verschweißt, und
zwar unter Zwischenfügung einer Schicht oder Lage aus
Polyolefin (65 : 25-Gemisch aus Polyethylen und Poly
propylen), die als Heißschmelzmaterial auf den Deckel
teil aufgetragen worden ist, und mit Hilfe von Metall-
Schweißwerkzeugen 34 mit einem 3 mm breiten Steg (Breite
jedes primären Schweißbereichs 1 mm und Breite jedes
sekundären Schweißbereichs 1 mm), wie dies in Fig. 7
dargestellt ist.
Das Verfahren nach dem vorstehenden Beispiel wurde mit
dem Unterschied wiederholt, daß das Heißversiegeln bzw.
Schweißen mittels der Metall-Schweißwerkzeuge (Breite
3 mm) gemäß Fig. 2 durchgeführt wurde.
Das Verfahren nach vorstehendem Beispiel wurde wieder
holt, jedoch mit dem Unterschied, daß das Verschweißen
mit Hilfe von Metall-Schweißwerkzeugen (Breite 1 mm)
der Art gemäß Fig. 2 durchgeführt wurde.
Bei den auf vorstehend beschriebene Weise hergestellten
Verpackungen besitzen die Schweißnähte (joined parts)
eine Schweiß- bzw. Aufreißfestigkeit von 1-1,5 kg.
Diese Schweißnähte wurden auf Abziehfestigkeit
(peel strength) und Beständigkeit gegen Schlag bzw.
Fall untersucht. Die Prüfung auf Schlag- bzw. Fall
beständigkeit erfolgte durch Fallenlassen einer vor
gegebenen Verpackung aus einer Höhe von 10 Metern. Jede
Verpackung, die nach dem Auftreffen auf den Fußboden
auch nur den geringsten Bruch in der Schweißnaht zeigte,
wurde als beschädigt registriert. Die Ergebnisse sind
in der Tabelle I zusammengefaßt.
Aus den obigen Versuchsergebnissen geht hervor, daß
die nach dem Beispiel gemäß der Erfindung herge
stellten Verpackungen die kleinste Abziehfestigkeit
(peel strength) besitzen, die ein leichtes Aufreißen
der Schweißnaht erlaubt, und beim Fallversuch keiner
lei Beschädigung zeigten. Durch diese Versuchser
gebnisse wird belegt, daß mit der Erfindung Verpackungen
mit verbesserter Aufreiß- oder Abziehfestigkeit und
Bruchfestigkeit bei Fall geschaffen werden.
Die erfindungsgemäß hergestellten Verpackungen dienen
zum Aufnehmen und Lagern bzw. Konservieren von medi
zinischen Geräten, medizinischen Behältern, wie Blut
und Transfusionsbeutel, Medikamenten, Nahrungsmitteln
und dgl.
Bei der eingangs und in den Patentansprüchen definierten
Verpackung gemäß der Erfindung wird im Heißversiegelungs
bzw. Schweißbereich (Schweißnaht) zwischen dem Flansch
des Schalenteils und dem folienartigen Deckel eine
besonders gute Haftung im primären verschmolzenen Teil
bzw. Schweißbereich erzielt. In diesem Bereich ist
der Deckelteil teilweise in den Flansch eingezogen
oder umgekehrt. Die Packung ist damit stabil bzw.
sicher versiegelt.
Wenn die beiden sekundären, unter geringerem Druck mit
größerer Wanddicke ausgebildeten verschmolzenen Teile
bzw. Schweißbereiche jeweils auf beiden Seiten eines
primären Schweißbereichs vorhanden sind, verhindern
sei eine zu starke Dickenverringerung des primären
Schweißbereichs, während sie gleichzeitig den primären
Schweißbereich von beiden Seiten her schützen. An den
Grenzlinien des primären Schweißbereichs wird somit
eine Schwächung der Wanddicke und der Festigkeit oder
das Auftreten von Feinlöchern bzw. Lunkern bei gleich
zeitig erhöhter Schlagfestigkeit verhindert.
Da die sekundären verschmolzenen Teile bzw. Schweiß
bereiche unter einem geringeren Druck als der primäre
Schweißbereich ausgebildet sind, lassen sie sich beim
Öffnen der Verpackung leichter trennen bzw. aufreißen
als der primäre Schweißbereich. Der einem Abziehen
oder Aufreißen durch die sekundären Schweißbereiche
entgegengesetzte anfängliche Widerstand ist klein genug,
um ein leichtes Öffnen der Verpackung zu erlauben.
Wenn die Verpackung aus den speziellen, vorstehend be
schriebenen Laminaten hergestellt ist, besitzt der
Schalenteil eine gute Formbeständigkeit und hohe Trans
parenz aufgrund der Eigenschaften der die Innen- und
Außenlagen des Laminats bildenden Polyolefinschichten;
außerdem besitzt er eine hervorragende Gasdichtigkeit
(gas barrier property) aufgrund der Gas- und Dampf
undurchlässigkeit der Ethylen-Vinylalkohol-Mischpoly
merisatschicht. Infolge der beschriebenen Ausbildung
besitzt der Deckelteil eine ausreichende Festigkeit,
während er dennoch ein leichtes Abziehen bzw. Auf
reißen aufgrund der Eigenschaften der Schicht aus
Polyamid, wie Nylon, ermöglicht; außerdem besitzt er
eine hohe Gas- und Dampfundurchlässigkeit infolge der
Verwendung einer gas- und dampfundurchlässigen Schicht,
beispielsweie der Schicht aus Polyvinylidenchlorid
oder Ethylen-Vinylacetat-Mischpolymerisat, und er zeigt
außerdem eine zufriedenstellende Formbeständigkeit auch
nach dem Heißversiegeln bzw. Verschweißen aufgrund der
Verwendung von Polyester, Polyamid oder Polypropylen
als Werkstoff für die Außenschicht, welche die beim
Heißversiegeln bzw. Verschweißen einwirkende Wärme aus
halten soll. Da alle den Deckelteil bildenden Schichten
oder Lagen durchsichtig sind, kann der Packungsinhalt
ohne weiteres von außen her betrachtet bzw. geprüft
werden. Wenn die Polyolefinschicht des Laminats des
Schalenteils aus Polypropylen besteht und für die
Polyolefinschicht (Innenschicht) 24 des Laminats des
Deckelteils ein Heißschmelz-Klebmittel verwendet wird,
insbesondere ein Gemisch aus Polyethylen und Poly
propylen, und diese beiden Polyolefinschichten in
einem Gewichtsverhältnis von 20 : 80 bis 50 : 50 vor
handen sind, besitzt der Schweißbereiche bzw. die Schweiß
naht eine ausreichende Haftfestigkeit, während er bzw.
sie dennoch ein einfaches Aufreißen oder Abziehen ge
stattet.
Claims (18)
1. Verpackung, bei der ein Deckelteil aus Kunststoffolie
unter Zwischenfügung einer Heißschmelzschicht auf einen
Schalenteil aufgebracht ist, welcher seinerseits mit
einem Flansch versehen ist, wobei der Schalenteil und der
Deckelteil im Bereich des Flansches miteinander heißver
siegelt sind und wobei der zwischen dem Flansch (11; 111;
211; 311) des Schalenteils (12) und dem Deckelteil (20;
120; 220; 320) gebildete Heißsiegelabschnitt mindestens
einen primären Schweißbereich (31; 35′; 135′; 235′; 335 a′)
aufweist, in welchem der Deckelteil stark nach unten ver
preßt und Deckel- und Schalenteil teilweise ineinander
eingeformt sind, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens
ein an den primären Schweißbereich angrenzender sekundärer
Schweißbereich (32; 36′; 136′; 236′; 336 a′ ; 336 b′) vorhan
den ist, in welchem Deckel- und Schalenteil weniger
stark gegeneinander verpreßt sind als in dem primären
Schweißbereich und der sich an den primären Schweißbereich
zumindest zum Schaleninneren anschließt und als Schutz
zone für den primären Schweißbereich dient.
2. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei sekundäre Schweißbereiche (32; 36′; 336′; 336 b′) auf
gegenüberliegenden Seiten primären Schweißbereichs (31;
35′; 335 a′) ausgebildet sind.
3. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
auf jeder der beiden Seiten des primären Schweißbereichs
zwei sekundäre Schweißbereiche vorgesehen sind.
4. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der eingezogene Abschnitt eine Tiefe von mindestens
0,05 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1-0,4 mm, besitzt.
5. Verpackung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand von der Kante der Innenfläche der Wand im
Schalenteil zur Innenkante des primären Schweißbereichs
mindestens 0,5 mm, vorzugsweise mindestens 1 mm, beträgt.
6. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Heißschmelzschicht (19) auf den Deckelteil (20; 120;
220; 320) aufkaschiert oder aufgetragen ist.
7. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
zwei parallel zueinander ausgebildete primäre Schweiß
bereiche (335 a′) vorgesehen sind.
8. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Schalenteil aus einem Folienlaminat aus einer Schicht
aus Polyolefin, einer gas- und dampfundurchlässigen
Zwischenschicht und einer weiteren Schicht aus Polyolefin
geformt ist, daß der Deckelteil aus einem Folienlaminat aus
einer Polyamidschicht, einer gas- und dampfundurchlässigen
Schicht und einer für die Wärme beim Heißversiegeln
oder Verschweißen beständigen Schicht in der angegebenen
Reihenfolge geformt ist und daß das Heißschmelzmaterial
an der Seite der Polyamidschicht aufgetragen ist.
9. Verpackung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß
die Polyolefinschicht im Folienlaminat des Schalenteils
aus Polypropylen besteht und das Heißschmelzmaterial ein
Gemisch aus Polyethylen und Polypropylen ist.
10. Verpackung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
der Deckelteil abziehbar oder abreißbar ist.
11. Verfahren zur Herstellung einer Verpackung nach Anspruch 1,
wobei der Schalenteil und der Deckelteil unter Zwischen
fügung der Heißschmelzschicht miteinander heißversiegelt
werden, dadurch gekennzeichnet, daß der Flansch (11; 111;
211; 311) des Schalenteils (12) und der Deckelteil (20;
120; 220; 320) zwischen einem oberen Metall-Schweißwer
zeug (34; 134; 234; 334), das mindestens einen längs
des Flansches ausgebildeten primären Preßteil (35; 135;
235; 335 a, 335 b) mit einer flachen Stirnseite und einen
neben dem primären Preßteil zumindest an der dem Inneren
des Schalenteils zugewandten Seite des primären Preßteils
ausgebildeten sekundären Preßteils (36; 136; 236; 336 a, 336 b)
mit einer Vorderkante, die geringfügig kürzer ist als die
des primären Preßteils, aufweist, und einem unteren Metall-
Schweißwerkzeug (33; 133; 233; 333) mit einer planen, dem
oberen Schweißwerkzeug genau gegenüberstehenden Stirnseite
verspannt und anschließend der Flansch und der Deckelteil
zwischen den beiden Schweißwerkzeugen verpreßt werden.
12. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das obere Metall-Schweißwerkzeug (34; 134; 234; 334) von
der Seite des Deckelteils (20; 120; 220; 320) her ange
preßt wird.
13. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stirnseite des sekundären Preßteils (36) eine plane
Fläche aufweist.
14. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Stirnseite des sekundären Preßteils (136) eine in die
Stirnseite des primären Preßteils (135) übergehende ge
krümmte Fläche aufweist.
15. Verpackung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand von der Stirnseite des sekundären Preßteils
(36) zur Stirnseite des primären Preßteils (35) im Be
reich von 0,05-5 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1-0,4 mm,
liegt.
14. Verpackung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß
der Abstand vom kürzesten Abschnitt des sekundären Preß
teils (136) zur Stirnseite des primären Preßteils (135)
im Bereich von 0,05-5 mm, vorzugsweise im Bereich von
0,1-0,4 mm, liegt.
17. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
die Breite jedes primären Preßteils (35; 135; 235; 335;
335 b) 0,1-10 mm, vorzugsweise 0,1-5 mm, beträgt und
die Breite jedes sekundären Preßteils im Bereich von
0,1-10 mm, vorzugsweise im Bereich von 0,1-5 mm,
liegt.
18. Verpackung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß
das obere Metall-Schweißwerkzeug von der Seite des folien
artigen Flansches des Schalenteils her angepreßt wird.
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