DE3878283T2

DE3878283T2 - Verschluss fuer giebelschachteln.

Info

Publication number: DE3878283T2
Application number: DE8888302693T
Authority: DE
Inventors: Gregory R C O Minnesota Wyberg
Original assignee: Minnesota Mining and Manufacturing Co
Current assignee: 3M Co
Priority date: 1987-04-10
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1993-07-01
Anticipated expiration: 2008-03-26
Also published as: BR8801626A; CA1316156C; DE3878283D1; MX165616B; AU611890B2; AU1335588A; EP0286285A2; KR880012452A; EP0286285B1; EP0286285A3; JPS649148A

Description

1. Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft einen Folienmaterialrohling zur Herstellung eines versiegelten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, und einen hermetisch verschlossenen, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälter, der aus einem solchen Rohling hergestellt ist (WO 82/01175).

2. Beschreibung des Standes der Technik

Behälter für Getränke wie Milch, Fruchtsäfte und Erfrischungsgetränke werden herkömmlicherweise aus Rohlingen aus Karton mit einem thermoplastischen Überzug hergestellt. Die am weitesten verbreiteten Behälter besitzen einen im Querschnitt rechteckigen Körper, der im oberen Teil einen giebelförmigen Verschluß aufweist, der mit einer ausziehbaren Gießtülle versehen ist. Rohlinge, aus denen die Behälter hergestellt werden, sind in eine Vielzahl von Bahnen unterteilt, die die Wände und die Verschlußteile bilden. Die Bahnen werden durch Falzlinien gebildet und getrennt, entlang derer der Rohling gefaltet wird. Bestimmte Bahnen sollen bei dem fertigen Behälter in einer überlappenden Anordnung zusammengefügt werden. Normalerweise werden diese Bahnen zusammengepreßt und erhitzt oder hochfrequenter Strahlung ausgesetzt, um die aneinandergrenzenden thermoplastischen Flächen zu verschmelzen, was einen im allgemeinen starken Verschluß ergibt. Um den gefüllten Behälter endgültig zu verschließen, werden zwei oder mehr Bahnen schließlich zusammengefügt und versiegelt, so daß entlang der Oberkante der Dachteile eine Rippe entsteht. Beispiele für solche Behälterrohlinge sind in dem US-Patent Nr. 2 750 095 von Alden und in dem US-Patent Nr. 3 245 603 von Wilcox dargestellt.
Um Zugang zu dem Inhalt der Behälter zu bekommen, werden diese durch eine zweifache Kipphebelbewegung geöffnet. Zunächst werden die Giebelkanten der Dachteile mit dem Daumen an der Vorderseite des Behälters nach außen und nach oben in Richtung zur Rückseite des Behälters gedrückt, wodurch die Versiegelung zwischen den Außenflächen der beiden Lippenteile aufgebrochen wird, und wobei die Versiegelung der Rippenteile auf dem Dach über der Gießtülle aufgebrochen wird. Die Giebelkanten werden vorbei an dem Punkt, an dem die Lippenteile zusammengefügt sind, nach hinten gedrückt, so daß sie die Dachteile fast berühren.
Als zweites werden die Giebelkanten nach vorne und nach in nen gedrückt. Die Öffnungskräfte der zweiten Stufe werden durch die Gießtüllenteile zur Spitze der Gießtülle übertragen, wodurch die Versiegelung zwischen den Lippenteilen und der Unterseite der Dachteile aufbricht und die Gießtülle in eine Gießposition vorschnappt.
In frühen Modellen von im oberen Bereich giebelförmigen Behältern waren die die Lippen enthaltenden Teile, d.h. die Giebelrippenteile der Gießtülle mit der Unterseite der Dachteile verklebt. Die dabei entstehende versiegelte Gießtülle war schwer zu öffnen, und im allgemeinen mußte ein Werkzeug hinter die Lippen eingeführt werden, um sie von der Dachunterseite zu trennen. Die Kartonbahnen zerrissen dabei oft oder blätterten auf, so daß der Behälter recht unansehnlich bzw. unhygienisch war. In den Fällen, wo ein Kleber nur auf die Teile aufgetragen war, die zusammengefügt werden sollten, war es einfach, den Kleber von den Gießtüllenteilen fernzuhalten, um die zum öffnen der Gießtülle erforderlichen Kräfte zu reduzieren. Der fertige Behälter war natürlich nicht wirksam verschlossen und lief leicht aus.
Eine Verbesserung bei im oberen Bereich giebelförmigen Behältern, bei der die Verpackung zum Zwecke einer längeren Haltbarkeit hermetisch verschlossen ist, besteht darin, daß die Innenfläche des Behälterrohlings mit einer Folie überzogen ist und mit einer Deckschicht aus einem thermoplastischen Material wie Polyethylen. Die zu versiegelnden Teile werden verklebt, indem die thermoplastischen Überzüge auf der Oberfläche auf eine Erweichungs- oder Schmelztemperatur erhitzt werden, wobei die Teile zusammengepreßt und dann abgekühlt werden. Durch die Verwendung von thermoplastischen Überzügen oder Folien werden die Bahnen etwas versteift, und der Behälter ist gegen das Durchsickern von Flüssigkeiten abgesichert. Die starke Verklebung der Lippenteile führt jedoch dazu, daß der Karton beim Öffnen der Versiegelung sich verwirft, einreißt und sich aufspaltet. Die Gießtülle ist also schwer zu öffnen, und die geöffneten Teile sind recht unansehnlich.
Polyethylen hat einen niedrigen Elastizitätsmodul, so daß die durch den Überzug bewirkte Versteifung minimal ist.
In der in der Lebensmittelverpackungsindustrie verwendeten Weise bezieht sich der Begriff "hermetisch" auf einen Behälter, der so konstruiert und gedacht ist, daß er gegen das Eindringen von Sauerstoff sicher ist, der den Geschmack und andere Eigenschaften des Lebensmittels verschlechtert. Der Begriff wird auch zur Bezeichnung von Behältern verwendet, die für eine aseptische Befüllung und Lagerung verwendet werden, d.h. Behälter, die gegen das Eindringen von Mikroorganismen sicher sind. Die hermetische Sperrschicht solcher Behälter umfaßt normalerweise eine Aluminium- oder sonstige Sperrfolie, die die Innenfläche überzieht und mit einem thermoplastischen Material wie Polyethylen bedeckt ist. Die Wandstärke des Behälters wird somit erhöht, so daß größere Kanäle entstehen, an denen die Kanten der darüberliegenden Bahnen im Giebelrippenbereich stufenförmig angeordnet sind, was die Chance für ein Auslaufen erhöht.
Bei dem Versuch, einen leicht zu öffnenden Gießtüllenverschluß herzustellen, wurden (a) Perforationen in den Gießtüllenteilen vorgesehen, die aufgerissen werden, um die Gießlippen freizulegen, (b) die Versiegelungstemperatur besser gesteuert, (c) zusätzliche Falzlinienmuster vorgesehen, um die Öffnungskräfte zu konzentrieren, und (d) Antiklebemittel verwendet, d.h. Mittel, die die Versiegelung zwischen Teilen aufheben und somit die erforderlichen Öffnungskräfte reduzieren.
Die Verwendung von Perforationen in den Gießtüllenteilen war im allgemeinen unbefriedigend. Solche Perforationen ergeben eine Gießtülle mit verringerter Größe, die spezielle Versiegelungsmaßnahmen erfordert. Die Perforationen werden gelegentlich als Schwachstelle in dem Behälter bezeichnet, an der leicht Undichtigkeiten entstehen. Bei dieser Art von Behälter müssen zum Öffnen von außen Kräfte aufgebracht werden, beispielsweise der Druck eines Daumennagels, und diese Vorgehensweise gilt als unhygienisch. Der Behälter kann nicht wirksam verschlossen werden, wenn er einmal geöffnet wurde, und wenn der Behälter wackelt, wird der Inhalt verschüttet.
Bemühungen, die Temperaturschwankungen während des Versiegelungsverfahrens zu reduzieren, haben ebenfalls nicht zu einem befriedigenden, hermetisch verschlossenen Behälter mit giebelförmigem Oberteil geführt. Weil nur ein schmaler akzeptabler Temperaturbereich zur Verfügung steht, in dem die gewünschte Adhäsion erreicht wird, gibt es trotz einer verbesserten Temperatursteuerung immer noch Unterschiede in der Versiegelung. Außerdem sind die erforderlichen Öffnungskräfte im allgemeinen immer noch größer als die Festigkeit der Bahnen, auch wenn eine minimale Versiegelung besteht.
Die Verwendung neuer Falzlinienmuster hat im allgemeinen die starken Verschlußkräfte gut versiegelter Gießtüllen nicht überwunden, und es kommt häufig zu einer Verformung der Gießtüllenteile.
Ein Verfahren zur Vermeidung der Schwierigkeiten beim Öffnen komplett verklebter Lippenteile von polyethylenbeschichteten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behältern ist im US-Patent Nr. 3 116 002 von Crawford et al. dargestellt. In dieser Veröffentlichung wird eine dünne Schicht eines Organosiloxangummis von hohem Molekulargewicht als Antiklebemittel auf die Lippenteile aufgetragen, d.h. um eine Dauerverklebung mit den mit den Lippenteilen in Kontakt befindlichen Teilen zu verhindern.
Egleston et al., US-Patent Nr. 3 270 940, offenbart die Verwendung einer Antiklebemittelzusammensetzung, die sowohl auf die Außenseite als auch auf die Innenseite der Gießlippe eines im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters aufgetragen ist. Die offenbarten Antiklebemittel umfassen auf Polyethylen aufkaschierten Cellulosekunststoff, der mit der Polyethylenoberfläche des Kartonrohlings heißverklebbar ist.
Die Ablöseeigenschaften der Antiklebemittel werden im allgemeinen durch die Heißsiegelparameter beeinflußt und sind unbeständig. Behälter, die hermetisch verschlossen werden sollen und im Gießtüllenverschlußbereich Kleber aufweisen, erfordern oft Öffnungskräfte, die größer sind als die Wandfestigkeit der Teile, und die Gießtüllenteile verwerfen sich während des Öffnens.
Ein im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeter Behälter ist dargestellt in der Internationalen Veröffentlichung Nr. WO 82/01175, veröffentlicht am 15. April 1982. Der Behälter umfaßt Lippen, die von der obersten Kante der Gießtülle ausgehen, und die Lippen und Gießtüllenteile sind mit einem Antiklebemittel beschichtet. Die Lippen sind entlang einer gemeinsamen Linie über die Gießtülle gefaltet, um eine steifere Gießtülle herzustellen, und das Öffnen des Behälters zu erleichtern.

Zusammenfassung der Erfindung

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Verbesserung bei der Herstellung einer Verpackung aus einem bahnförmigen flexiblen Material, um das Verpackungsmaterial im Bereich des zu öffnenden versiegelten Teils zu versteifen. Das Ergebnis ist eine zuverlässigere, problemlos zu öffnende Gießtülle, um Zugang zum Inhalt des Behälters zu bekommen. Der Behälter kann gewünschtenfalls zu einem auslaufsicheren oder sogar hermetisch verschlossenen Zustand versiegelt sein, läßt sich aber ohne weiteres mit minimalem Kraftaufwand öffnen. Das flexible Material kann Karton, Kunststoff oder ein anderes Material mit einem thermoplastischen Überzug auf der Innenfläche sein, das mittels erhöhter Temperatur und Druck versiegelt wird. Das flexible Material kann eine Lage eines gasundurchlässigen Films oder einer solchen Folie sein. Ein Rohling des Verpackungsmaterials mit durch Falzlinien angedeuteten Bahnen wird zu der Form der Verpakkung gefaltet, und die übereinanderliegenden Bahnen werden versiegelt. Bei einem typischen Versiegelungsverfahren wird mit Heißluft auf eine Temperatur aufgeheizt, bei der die thermoplastischen Überzüge auf der Oberfläche schmelzen oder miteinander verschmelzen, und die zusammenzufügenden Teile werden zusammengepreßt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung ist ein Folienmaterialrohling angegeben zur Herstellung eines versiegelten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters mit einem thermoplastischen Überzug auf der Innenfläche, welcher auf ein Verfahren zum Versiegeln des Behälters anspricht, wobei der Rohling einen Behälterkörper mit Seiten, einem Boden und einem Oberteil aufweist sowie eine ausklappbare Gießtülle, die ein im wesentlichen dreieckiges Endstück aufweist, das mit dem Oberteil des Behälterkörpers verbunden ist, erste und zweite Umklappteile, wobei das erste Umklappteil mit dem Oberteil des Behälterkörpers und mit einer Seitenkante des ersten dreieckigen Endstückes verbunden ist, und das zweite Umklappteil mit dem Oberteil des Behälterkörpers und mit der anderen Seitenkante des ersten dreieckigen Endstückes verbunden ist, ein im wesentlichen dreieckiges erstes Dachflügelteil, das an das erste Umklappteil anschließt und damit verbunden ist, ein im wesentlichen dreieckiges zweites Dachflügelteil eines zweiten Dachteiles, das an das zweite Umklappteil anschließt und damit verbunden ist, dritte und vierte Umklappteile, wobei das dritte Umklappteil mit einem ersten Dachteil und mit einer Seitenkante des zweiten dreieckigen Endstückes verbunden ist, und das vierte Umklappteil mit der anderen Seitenkante des zweiten dreieckigen Endstückes verbunden ist und mit dem zweiten Dachteil verbunden werden kann, erste und zweite Giebelrippenteile, die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Umklappteiles verbunden sind und davon nach oben ragen und Oberkanten und Seitenkanten aufweisen, und die an einer gemeinsamen Linie miteinander verbunden sind, dritte und vierte Giebelrippenteile, die mit den Oberkanten des dritten bzw. vierten Umklappteiles und miteinander verbunden sind, erste und zweite Dachrippenteile, die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Dachteiles verbunden sind, wobei jedes der Dachrippenteile auf einer Seite mit dem ersten oder dem zweiten Giebelrippenteil verbunden ist, und erste und zweite obere Rippenteile, die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Dachrippenteiles verbunden sind, und eine Einrichtung zur Versteifung des Tüllenteiles, dadurch gekennzeichnet, daß:
die Einrichtung zur Versteifung des Tüllenteiles mindestens eine Versteifungseinlage aufweist, die über einem Teil der Innenfläche liegt und an der Innenfläche von mindestens einem der Gießtüllenteile aufgebracht ist, um gleichzeitig das aufgebrachte Teil gegen durch Übertragung einwirkende Öffnungskräfte zu versteifen, und um die Kraft zu begrenzen, die erforderlich ist, um den Behälter aus dem versiegelten Zustand zu öffnen, wobei die Einlage einen Streifen aus einem Material umfaßt, welches beständig ist gegen die Temperatur und den Druck, die bei dem Verfahren zum Versiegeln des Behälters auftreten, und eine Klebstoffschicht, die auf eine Seite des Streifens und auf die Innenfläche von mindestens einem Teil aufgebracht ist, um den Streifen daran festzukleben.
Die Klebstoffschicht haftet auf der Innenseite von mindestens einem der obigen Teile, wobei eine Seite des Streifens an dem oder den Teil(en) festgeklebt wird. Die Klebstoffschicht soll vorzugsweise während des Verfahrens zum Versiegeln des Behälters teilweise aus der Einlage extrudiert werden können, wobei ein Wulst aus extrudiertem Kleber entlang der Kante des Streifens geformt wird. Dieser Klebstoffwulst klebt gegenüberliegende Gießtüllenteile mit den freiliegenden Teilen, die heißverklebt werden, wirksam zusammen, und schafft so eine hermetische Versiegelung. Dieser Wulst kann jedoch ohne Einreißen, Knickung oder Delaminieren der Teile getrennt werden.
Die Einlage erstreckt sich entlang einem Hauptteil der Kraftübertragungslinie zwischen der Stelle, an der die Öffnungskraft ausgeübt wird, und dem Schnittpunkt der Teile, die die Öffnungskraft aufnehmen. Die Einlage verstärkt das Teileelement, auf das sie geklebt ist, so daß der Widerstand des Teilelements gegen ein Verbiegen oder Knicken zunimmt, und stärkere Öffnungskräfte zur Gießtüllenspitze übertragen werden.
Gleichzeitig regelt die Einlage die Kraft, die erforderlich ist, um die hermetische Versiegelung zwischen Teileelementen aufzubrechen, so daß die erforderliche Öffnungskraft geringer ist als die Kraft, welche die Teile knickt oder aufblättert. Die Versiegelungskraft wird geregelt durch: (a) Bestimmung des Bereichs und der speziellen Anordnungen der Teile, die thermoplastischer Warmversiegelung ausgesetzt werden, (b) Bestimmung des Haftvermögens zwischen dem widerstandsfähigen Streifen und beiden Teilen, und (c) Bestimmung der Dicke der Klebstoffschicht der Einlage für wahlweise Extrudierung aus der Einlage zur klebenden Verbindung von gegenüberliegenden Teilen in der Gießtülle. Bei Öffnung des im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters aus dem versiegelten Zustand ist die erforderliche Kraft auf einen Wert begrenzt, der geringer ist als der, welcher die Gießtüllenteile einreißt, aufblättert oder zerknüllt.

Kurze Beschreibung der Zeichnung

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht des oberen Endes eines verschlossenen, aus einem Rohling nach einer der Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung hergestellten Behälters.
Fig. 2 ist eine perspektivische Ansicht des Behälterendes in Figur 1 mit einer teilweise geöffneten Rippe.
Fig. 3 ist eine perspektivische Ansicht des Behälterendes in Figur 1, in der die versiegelte Rippe vollständig geöffnet ist und die Tüllenteile in geschlossenem Zustand sind.
Fig. 4 ist eine Draufsicht auf eine Ausführungsform des Behälterrohlings gemäß der Erfindung.
Fig. 5 ist eine perspektivische Ansicht eines Teils einer an einem Behälterteil mit Kleber befestigten Verstärkungseinlage nach der vorliegenden Erfindung. Zur Darstellung des Schichtaufbaus ist der Querschnitt von Einlage und Teil vergrößert.
Fig. 6 ist ein Querschnitt durch den verschlossenen oberen Verschluß entlang der Linie 6-6 von Fig. 1.
Fig. 7 ist eine perspektivische Ansicht des Oberteils eines im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters, der aus einem Rohling nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. Ein Teil des Behälters ist zwecks Sichtbarmachung der Teilelemente unter den Dach- und Dachrippenteilen aufgeschnitten.
Die Figuren 8 bis einschließlich 12 sind Draufsichten auf die Innenfläche verschiedener Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.

Ausführliche Beschreibung

Anhand der Zeichnung wird die Erfindung jetzt mit Bezug auf einen im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälter, in den die Erfindung einbezogen ist, beschrieben. Ein im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeter Behälter ist aus einem Rohling aus Pappe oder einem anderen geeigneten Material hergestellt, das auf der ebenen Innenfläche oder sowohl auf den Innen- als auch auf den Außenflächen mit einem thermoplastischen Material überzogen ist. Der Behälterrohling ist so ausgelegt, daß er aufgerichtet werden kann, und besitzt bestimmte Teile, die durch ein Verfahren zum Versiegeln von Behältern miteinander versiegelt sind. Normalerweise besteht das Versiegelungsverfahren aus dem Zusammendrücken der miteinander zu verbindenden Teile, während diese Teile eine erhöhte Temperatur besitzen. Es können auch alternative Versiegelungsverfahren angewendet werden.
Fig. 1 zeigt einen typischen Behälter 1 in einem geschlossenen, versiegelten Zustand, beispielsweise zur Aufbewahrung von Getränken und dergleichen. Der Behälter behält von selbst seine Form und ist hermetisch verschlossen.
Der Behälter 1 besteht aus einer Reihe von Bahnen, umfassend einen Behälterkörper mit vier Körperbahnen 2-5. Die vordere Körperbahn 4 und die zweite seitliche Körperbahn 5 sind in Fig. 1 dargestellt, während die rückwärtige Körperbahn 2 und die erste seitliche Körperbahn 3 (nicht dargestellt) den Bahnen 4 bzw. 5 gegenüberliegen und so einen Behälter mit rechtwinkligem Querschnitt bilden. Normalerweise ist der Querschnitt quadratisch. Der Boden des Behälters 1 ist geschlossen. Das erste Dachteil 28 ist mit der Oberkante des ersten Seitenteils 3 verbunden. Das zweite Dachteil 30 ist mit der Oberkante des zweiten Seitenteils 5 verbunden. Wenn der Behälter geschlossen ist, laufen die Dachteile 28 und 30 nach oben zusammen und bilden eine Giebeldachkonstruktion. Das Dachrippenteil 54 ist an dem Dachteil 30 befestigt und ragt von diesem nach oben. Ebenso ist das obere Rippenteil 55 an dem Dachrippenteil 54 befestigt und ragt von diesem nach oben.
Das erste dreieckige Endstück 29 ist mit der Oberkante der vorderen Körperbahn 4 verbunden. Wenn der Behälter geschlossen ist, ist das Endstück 29 unter das von den beiden Dachteilen gebildete Giebeldach geklappt. Ebenso dargestellt sind das erste Dachflügelteil 40 und das zweite Dachflügelteil 43. Die Dachflügelteile 40 und 43 sind Unterelemente der Dachteile 28 bzw. 30. Ein in dieser Figur nicht gezeigtes, zweites dreieckiges Endstück ist normalerweise so ausgelegt, daß es unter das Giebeldach auf der anderen Seite geklappt bleiben kann, es sei denn, es ist erwünscht, beide Giebelenden des Behälters zu öffnen.
Fig. 2 zeigt den Behälter aus Fig. 1, bei dem die Gießtülle teilweise geöffnet ist. Das erste und das zweite Umklappteil 41 und 42 und die einander überlappenden Dachflügelteile 40 und 43 werden normalerweise durch Druck mit dem Daumen nach außen und nach hinten gedrückt, um die Versiegelung zwischen den Innenflächen des ersten und des zweiten oberen Rippenteils 49 und 55, und zwischen den Außenflächen des ersten und des zweiten Giebelrippenteils 50 und 52 aufzubrechen, wobei letzteres in dieser Zeichnung nicht zu sehen ist. Die Giebelrippenteile sind mit der Oberkante der Umklappteile 41 und 42 verbunden und ragen von dieser nach oben.
Fig. 3 zeigt den Behälter an dem Punkt, an dem die Umklappteile 41 und 42 aus ihrer versiegelten Position um 90 Grad nach hinten gedrückt wurden. Diese Teile sind der Form nach ungefähr dreieckig und besitzen je eine von der Falzlinie 35 oder 36 definierte Kante, wo sie mit einer Seitenkante des ersten dreieckigen Endstücks 29 verbunden sind. Das erste und das zweite Giebelrippenteil 50 und 52 wirkt als Lippe der Gießtülle, und sie treffen an einer gemeinsamen Giebelrippenfalzlinie 51 zusammen. Der obere Endpunkt 51A der gemeinsamen Rippenfalzlinie an der freien Kante 53 der Gießlippe umfaßt die Spitze der Gießtülle. Das erste und das zweite obere Rippenteil 49 und 55 ragt von dem ersten und zweiten Dachrippenteil 48 und 54 nach oben bis zu einem Punkt oberhalb der freien Oberkante 53 der Giebelrippenteile 50 und 52.
Um den Behälter 1 ganz aufzureißen und zu öffnen, werden die Umklappteile 41 und 42 über die in Fig. 3 dargestellte Position hinaus nach hinten gedrückt. Die Dachrippenteile und die oberen Rippenteile falten sich dann entlang der Linie 57 auf. Der Rohling kann an dieser Stelle gefalzt sein oder nicht.
Die Giebelrippenteile sind etwas länger als die Dachrippenteile. Wenn die Teile nach hinten gefaltet sind, werden durch die anschließende Vorwärts- und Einwärtsbewegung der Flügelteile 40 und 43 die Öffnungskräfte in einer kipphebelartigen Bewegung entlang der Flügelteile und der Giebelrippenteile 50 und 52 in Richtung zu der gemeinsamen Linie 51 zwischen den Giebelrippenteilen übertragen. Eine Komponente dieser Kräfte verläuft von der Linie 51 und von den Giebelfalzlinien 35 und 36 nach außen und nach oben und zieht die Giebelrippenteile 50 und 52 weg von den Dachrippenteilen 54 und 48, wobei letztere in Fig. 3 nicht zu sehen sind, und zieht die Umklappteile 41 und 42 weg von den Dachflügelteilen 40 und 43. Ebenso wird das dreieckige Endstück 29 nach außen gedrückt, und die ausgezogenen Teile bilden eine Gießtülle. Die verschiedenen Falzlinien, die die Bahnen begrenzen, wirken als Scharniere für die Bahnen, wenn diese aufgeklappt werden.
Die Kraft, die erforderlich ist, um die Tülle auf diese Weise auszuziehen, kann theoretisch berechnet werden. Wenn die Giebelrippenteile als Balken betrachtet werden, der in der Mitte geknickt werden soll, kann die zum Herbeiführen des Knickens erforderliche Kraft P beschrieben werden als:
P = CEI/(L²)
wobei: C = (pi)² = 9,87 bei angelenkten Enden.
E = Elastizitätsmodul des Balkens.
I = Trägheitsmoment des Balkens.
I = bh³/12, wobei b = Breite und h = Dicke des Balkens.
und L = Länge des Balkens.
Die Analyse der Öffnungskräfte ist recht komplex. Im allgemeinen müssen jedoch die Giebelrippenteile, die Umklappteile und die Dachrippenteile relativ steif sein, um ein Zerkrümpeln der Teile zu verhindern, und die einwirkenden Öffnungskräfte auf die gemeinsame Linie 51 zu übertragen. Die Versiegelungskräfte, die die Giebelrippenteile mit den Dachrippenteilen verbinden, sind vorzugsweise nur so hoch wie es erforderlich ist, um die hermetische Abdichtung aufrechtzuerhalten. Übermäßige Bindungskräfte erfordern eine größere Steifigkeit der Gießtüllenteile, um zu verhindern, daß die Teile während des Öffnens zerkrümpeln.
Bestimmte Merkmale der vorliegenden Erfindung ergeben einen flüssigkeitsdichten Verschluß der Tülle, der leicht zu öffnen ist, ohne daß die Gießtüllenteile zerreißen, sich delaminieren oder verwerfen. Diese Merkmale liegen den Gießtüllenteilen in Fig. 3 zugrunde und sind in dieser Figur nicht zu sehen. Diese Merkmale umfassen eine oder mehrere Einlagen 56, die in Fig. 4 dargestellt sind und anhand der übrigen Figuren beschrieben sind.
Fig. 4 zeigt ein Beispiel für einen flachen Folienmaterialrohling der Erfindung für die Herstellung eines im oberen Bereich giebelförmigen Behälters. Die Innenfläche bzw. - seite ist dargestellt und mit einem thermoplastischen Material wie Polyethylen überzogen. Die Außenfläche kann mit einem ähnlichen Überzug versehen sein. Das Folienmaterial kann eine gasundurchlässige Schicht wie zum Beispiel eine Aluminiumfolie umfassen. Ein geeignetes Muster von Falzlinien unterteilt den Rohling 1A in eine Vielzahl von Bahnen und Unterbahnen, die als Wände des Behälters dienen und als dessen Verschlußteile, wenn der Behälter aufgerichtet ist.
Der mittlere Abschnitt des Rohlings 1A umfaßt vier Körperbahnen 2, 3, 4 und 5, deren Unterkanten entlang der unteren Falzlinie 13 verlaufen, und deren Oberkanten entlang der oberen Falzlinie 31 verlaufen. Diese quer verlaufenden Falzlinien verlaufen von der Kante 6 des Rohlings zur gegenüberliegenden Kante 12 des Rohlings im wesentlichen parallel quer über die Seite des Rohlings. Vertikale Falzlinien 7, 8, 9 und 10 verlaufen durch den Rohling und bilden die Seitenkanten der Körperbahnen 2, 3, 4 und 5, und andere Bahnen oberhalb der Körperbahnen. Diese und andere Falzlinien sind nicht notwendigerweise gerade, sondern können in verschiedenen Sektoren des Rohlings leicht versetzt sein, um den Sitz der verschiedenen Bahnen in dem aufgerichteten Behälter zu verbessern.
In dem in Fig. 4 dargestellten Beispiel ist die Seitennahtklappe 11 mit einer Seitenkante 10 eines Körperelementes verbunden, um diese mit der Kante eines anderen Körperelementes durch das Verfahren zum Versiegeln des Behälters zu verbinden. Die Bodenverschlußeinrichtung 26 ist dargestellt als Gruppe von Bodenverschlußteilen 14 bis 21, die an den Körperelementen entlang der unteren Falzlinie 13 befestigt sind und sich von diesen nach unten erstrecken. Durch die Bodenverschlußfalzlinien 22 bis 25 können die Bodenverschlußteile 14, 16 und 18-21 unter die Verschlußteile 15 und 17 geklappt und versiegelt werden, so daß ein auslaufsicherer Behälterboden entsteht. Eine solche Verschlußeinrichtung ist im Stand der Technik wohlbekannt. Eine getrennt ausgebildete Vorrichtung kann alternativ verwendet werden, um den Boden des Behälters zu verschließen. In der Tat kann jede Verschlußeinrichtung, die zu einem hinreichend dichten Verschluß führt, verwendet werden.
Der giebelartige obere Abschnitt des Behälters besteht aus einer Reihe von Bahnen oberhalb der oberen Falzlinie 31. Erste und zweite Dachteile 28 und 30 sind mit den Oberkanten der ersten und zweiten Seitenteile 3 bzw. 5 verbunden. Die Dachteile sind einander gegenüberliegend angeordnet, und wenn sie aufgerichtet sind, laufen sie nach oben zusammen und treffen sich entlang der Falzlinie 44, um ein Giebeldach zu bilden. Mit der Oberkante des vorderen Teils 4 ist ein erstes im wesentlichen dreieckiges Endstück 29 verbunden, dessen zwei durch Falzlinien gebildete Seitenkanten 35 und 36 sich nach oben zu der Falzlinie 44 erstrecken. In ähnlicher Weise ist das zweite dreieckige Endstück 27 mit der Oberkante des Rückenteils 2 verbunden und besitzt Seitenkanten 32 und 33, die sich nach oben zu der Falzlinie 44 erstrecken.
Auf jeder Seite des dreieckigen Endstückes 29 befindet sich ein Umklappteil. Das erste Umklappteil 41 ist mit dem dreieckigen Endstück 29 entlang der Kante 35 und mit dem ersten Dachflügelteile 40 entlang der Falzlinie 8 verbunden. Das Teil 41 besitzt eine Falzlinie 44 als Oberkante. In ähnlicher Weise ist das zweite Umklappteil 42 mit dem dreieckigen Endstück 29 entlang der Kante 36 verbunden, und mit dem zweiten Dachflügelteil 43 entlang der Falzlinie 9. Die Falzlinie 44 bildet seine Oberkante.
In ähnlicher Weise ist das dritte und das vierte Umklappteil 39 und 38 mit dem dreieckigen Endstück 27 entlang der Seitenkanten 33 bzw. 32 verbunden. Das dritte Umklappteil 39 ist mit dem ersten Dachteil 28 entlang der Falzlinie 7 verbunden, und das vierte Umklappteil 38 ist mit dem zweiten Dachteil 30 durch die Seitennahtklappe 11 verbunden, wenn der Behälter aufgerichtet ist.
An der Oberkante von jedem Umklappteil 38, 39, 41 und 42 ist entlang der Falzlinie 44 ein Giebelrippenteil 45, 46, 50 bzw. 52 befestigt. Ebenso sind an der Oberkante des ersten und des zweiten Dachteils 28 und 30 das erste und das zweite Dachrippenteil 48 bzw. 54 befestigt. Die ersten und zweiten Giebelrippenteile 50 und 52 sind an einer gemeinsamen Falzlinie 51 miteinander verbunden, und die dritten und vierten Giebelrippenteile 46 und 45 sind an der gemeinsamen Falzlinie 47 miteinander verbunden. Das oberste Ende 51A der Linie 51 ist die Spitze der Gießtülle des aufgerichteten Behälters.
Das erste Giebelrippenteil 50 ist mit dem ersten Dachrippenteil 48 an der Falzlinie 8 verbunden, und das zweite Giebelrippenteil 52 ist mit dem zweiten Dachrippenteil 54 an der Falzlinie 9 verbunden.
Das erste Dachflügelteil 40 umfaßt einen dreieckigen Abschnitt des ersten Dachteils 28, der durch die Falzlinien 34, 44 und 8 definiert ist, und grenzt an das erste Umklappteil 41 an. Das zweite Dachflügelteil 43 umfaßt einen dreieckigen Abschnitt des zweiten Dachteils 30, der durch die Falzlinien 37, 44 und 9 definiert ist, und grenzt an das zweite Umklappteil 42 an. Diese Dachflügelteile 28 und 43 erstrecken sich mehr oder weniger parallel zu dem angrenzenden Umklappteil, wenn der aufgerichtete Behälter geschlossen ist.
Ein erstes oberes Rippenteil 49 ist mit der Oberkante des ersten Dachrippenteils 48 verbunden. Ebenso ist ein zweites oberes Rippenteil 55 mit der Oberkante des zweiten Dachrippenteils 54 verbunden. Die Falzlinien 60 und 61 trennen die oberen Rippenteile von den angrenzenden Dachrippenteilen und sind im wesentlichen durchgängig mit der freien Oberkante 53 des ersten und des zweiten Giebelrippenteils 50 und 52. Die letzteren Teile dienen als Lippen der Gießtülle bei dem aufgerichteten Behälter.
Die Falzlinien können in den Rohling 1A eingedrückt werden, bevor oder nachdem der thermoplastische Überzug auf den Rohling aufgebracht wird. Die Falzlinien können auf eine Oberfläche oder auf beide Oberflächen des Rohlings aufgebracht werden. Zur klareren Abgrenzung der verschiedenen Teile sind die Falzlinien in der Zeichnung sowohl auf der Innenseite als auch auf der Außenseite des Rohlings und des Behälters dargestellt.
In der in Fig. 4 dargestellten Ausführungsform liegen zwei Versteifungseinlagen 56 auf Abschnitten des ersten und des zweiten Giebelrippenteils 50 und 52 und reichen nach unten, so daß sie auf einem Teil des ersten und des zweiten Umklappteils 41 und 42 und auf kleinen oberen Abschnitten des ersten Endstückes 29 liegen.
Wie in einer vergrößerten perspektivischen Ansicht in Fig. 5 dargestellt ist, umfaßt jede Einlage 56 einen Streifen 66 aus einem Material, das dem Versiegeln des Behälters standhält, und eine Klebstoffschicht 72. Diese Klebstoffschicht 72 ist (a) auf eine erste ebene Oberfläche 67 des Streifens 66 und (b) auf die innere thermoplastische Oberfläche 62 von wenigstens einem von (i) dem ersten Giebelrippenteil 50, (ii) dem zweiten Giebelrippenteil 52, (iii) dem ersten Dachrippenteil 48, (iv) dem zweiten Dachrippenteil 54, (v) dem ersten dreieckigen Endstück, (vi) dem ersten Umklappteil, (vii) dem zweiten Umklappteil, (viii) dem ersten Flügelteil, und (ix) dem zweiten Flügelteil aufgebracht.
Der Materialstreifen 66 ist somit auf die innere thermoplastische Oberfläche 62 von einem oder mehreren dieser Teile aufgesiegelt.
Der Streifen 66 kann aus jedem festen Material bestehen, das jedem schädigenden Einfluß des Versiegelungsverfahrens standhält und ausreichend formstabil ist, so daß es zusammen mit der Klebstoffschicht 72 eine ausreichende Festigkeit bietet, um das Teil auf die notwendige Steifigkeit zu verstärken. Deshalb muß die Haftfestigkeit zwischen der klebstoff-freien Oberfläche 68 des Streifens 66 und dem thermoplastischen Überzug erheblich geringer sein als die Haftfestigkeit zwischen dem Streifen 66 und der Klebstoffschicht 72 oder zwischen der Klebstoffschicht 72 und dem Streifen 66. Außerdem darf der Streifen 66 nicht schmelzen, extrudieren oder sonstwie unter den Temperatur- und Druckbedingungen des Verfahrens zum Versiegeln der Behälters zerfallen. Natürlich kann ein Verfahren zum Versiegeln des Behälters mit erheblicher Pressung der Teile bei einer erhöhten Temperatur dazu führen, daß der Bereich sehr guten Kontakts vergrößert wird und elastische Spannungen nachlassen, wobei der Streifen 66 an der thermoplastischen Innenfläche 62 haftet. Die Haftfestigkeit dieser druckerzeugten Verbindung wird jedoch wesentlich geringer sein als die Haftfestigkeit der Klebstoffschicht 72.
Materialien wie Metallfolie, Polyesterfolie und Polycarbonatfolie sind Beispiele für Streifenmaterialien, die unempfindlich sind gegen die zum Versiegeln der mit Polyethylen beschichteten Teile verwendeten Temperaturen. Solche thermoplastischen Überzüge werden normalerweise bei Temperaturen von 121-205ºC (250 bis 400ºF) versiegelt.
Das Streifenmaterial kann auch aus nichtausgerichtetem Polypropylen hergestellt werden, wie es beispielsweise als Folienträger in einem Selbstklebestreifen verwendet wird, der unter dem Warenzeichen "Y-8450" von der Minnesota Mining and Manufacturing Company, St. Paul, Minnesota, vertrieben wird. Eine aus nichtausgerichtetem Polypropylen hergestellte Einlage besitzt mehrere Vorteile gegenüber Streifen, die aus anderen Materialien hergestellt sind. vor allem hat nichtausgerichtetes Polypropylen einen niedrigeren Elastizitätsmodul als Polyester (d.h. nur 1,4 x 10&sup8; kp/m² (0,2 x 10&sup6; psi)). Daher läßt sich ein komplianterer Streifen herstellen, der sich besser an die Falzlinien zwischen den Gießtüllenteilen anpassen kann. Eine Kerbe, wie sie in Fig. 9, 10 und 12 gezeigt und nachfolgend erläutert ist, ist also nicht erforderlich. Dies vereinfacht das Verfahren des Positionierens und Ausrichtens der Einlage auf den Teilen. Der optimale Temperaturbereich zum Aufkleben des nichtausgerichteten Polypropylenstreifens ist 126-160ºC (260-320ºF). Nichtausgerichtetes Polypropylen ist das für den Streifen bevorzugte Material, weil es auch dann formstabil ist, wenn es den bei der Versiegelung eines Behälters auftretenden erhöhten Temperaturen und Drücken ausgesetzt wird. Obwohl ausgerichtetes Polypropylen zugfester ist, tendiert es bei Temperaturen unter den Versiegelungstemperaturen (d.h. bei 82 bis 93ºC (180 bis 200 ºF)) zur Rückkehr in seinen nichtorientierten Zustand. Diese Verzerrung des ausgerichteten Polypropylens führt zu Ausbeulung und Trennung des Polypropylens von einer Auflagefläche.
Der Streifen 66 und die Klebstoffschicht 72 können als Band vorgef ormt sein, das maschinell auf den Rohling 1A aufgebracht wird.
Zum hermetischen Versiegeln von Behältern kann der Elastizitätsmodul des Streifens 66 nur 1,4 x 10&sup8; kp/m² (0,2 x 10&sup6; psi) betragen, aber bei anderen Materialien als nichtausgerichtetes Polypropylen beträgt er vorzugsweise mindestens 2,8 x 10&sup8; kp/m² (0,4 x 10&sup6; psi).
Die Steifigkeit der Einlage 56 kann derart sein, daß das Teil mit Einlage eine größere Steifigkeit besitzt als ein Teil ohne Einlage. Dieser Zusammenhang kann wie folgt ausgedrückt werden:
E&sub2;> E&sub1;(h&sub1;)³/(h&sub2;)³
wobei: E&sub1; = Elastizitätsmodul des Teils
E&sub2; = Elastizitätsmodul von Teil + Einlage
h&sub1; = Dicke des Teils
h&sub2; = Dicke von Teil + Einlage.
Vorzugsweise ist E&sub2; größer als 1,406 x 10&sub8; kp/m² (0,2 x 10&sup6; psi), um die gewünschte Steifigkeit zu erzielen.
Der Klebstoff und die Dicke der Schicht 72 sind derart, daß wenn die Einlage 56 zwischen den Giebelrippenteilen 50 und 52 und den Dachrippenteilen 48 und 54 während des ersten Versiegelungsprozesses zusammengedrückt wird, ein Teil des Klebers der Schicht 72 zwischen dem Teil bzw. den Teilen und dem Streifen 66 aus beständigem Material herausgepreßt wird. Der extrudierte Klebstoff füllt Kanäle, die sonst undicht wären, und versiegelt wirksam den Behälter. Der verwendete Klebstoff kann mit Druck, Wärme oder anderen Verfahren versiegelbar sein.
Fig. 6 ist ein vergrößerter Querschnitt durch den Rippenteil eines nach dieser Erfindung ausgeführten Behälters, in dem die Dicke der Teileelemente und der Einlage zwecks Verdeutlichung stark vergrößert dargestellt ist. Es wird vorausgesetzt, daß alle gezeigten Teileelemente einen thermoplastischen Überzug auf mindestens den Innenflächen, und vorzugsweise sowohl auf den Innen- als auch auf den Außenflächen aufweisen. Zusätzlich können die Teileelemente einen Film oder eine Folie aus gasundurchlässigem Material, z.B. Aluminium, enthalten, das von dem thermoplastischen Überzug überdeckt wird.
Die ersten und zweiten Dachrippenteile 48 und 54 liegen über den ersten und zweiten Giebelrippenteilen 50 und 52. Die Giebelrippenteile sind von den Umklappteilen 41 und 42 durch Falzlinien 44 getrennt, und die Dachrippenteile sind gleichermaßen von den Dachflügelteilen 40 und 43 durch Falzlinien 44 getrennt. Die oberen Rippenteile 49 und 55 sind von den Dachrippenteilen 48 und 54 durch Falzlinien 60 und 61 getrennt, und ragen davon nach oben. Jedes der in der Figur dargestellten Teile enthält mindestens auf der Innenfläche einen Überzug aus thermoplastischem Material. Die Versteifungseinlage 56 ist in befestigtem Zustand an der Innenfläche der Giebelrippenteile 50 und 52, und an einem oberen Abschnitt der Umklappteile 41 und 42 dargestellt. Die Einlage umfaßt den widerstandsfähigen Streifen 66 und die Klebstoffschicht 72.
Die Einlage 56 kann ein Band mit einem relativ dicken Träger oder Streifen 66 aus einem steifen Material enthalten, dessen Haftung an der thermoplastischen Oberfläche der Teile schwächer ist als seine Haftung an der Klebstoffschicht 72. Der Klebstoff der Schicht 72 kann thermoplastischer Kunstharzleim sein, ist aber vorzugsweise ein Haftkleber. Der letztere kann während der Aufbringung auf den Rohling 1A leichter positioniert werden, und erfordert für die Positionierung keine Wärmeanwendung. Allerdings ist festgestellt worden, daß das thermische Verfahren zum Versiegeln des Behälters die Abdichtungsfestigkeit der getesteten Haftkleber wesentlich verbessert. Typische Haftkleber können bei Raumtemperatur zu stabilen dicken Schichten geformt werden und lassen sich bei den für die thermische Versiegelung von Polyethylen angewandten Temperaturen und Drücken leicht extrudieren. Deshalb sind Haftkleber offensichtlich gut geeignet, wenn ein extrudierter Wulst aus Klebstoff gewünscht wird.
In Fig. 6 füllt der Behälterinhalt den Raum zwwischen Teil 40 und Teil 41, und den Raum zwischen Teil 42 und Teil 43.
Wenn der erste Versiegelungsprozeß unter Anwendung von Wärme durchgeführt wird, werden die oberen Rippenteile, die Giebelrippenteile und die Dachrippenteile auf den Erweichungs- oder Schmelzpunkt des themoplastischen Überzugs erhitzt und, wie in Fig. 6 gezeigt, zusammengedrückt. Die oberen Rippenteile werden mit der Innenfläche auf die Grenzfläche 69 geklebt, und die Giebelrippenteile 50 und 52 werden mit der Außenfläche vorzugsweise jeweils auf die Grenzfläche 70 geklebt.
Falls gewünscht, kann ein weiteres Versiegelungsmerkmal ausgeführt werden. Eine dicke Schicht 72 aus einem extrudierbaren Klebstoff kann in der Einlage verwendet werden. Durch Zusammenpressen bei einer erhöhten Temperatur während des Verfahrens zum Versiegeln des Behälters wird der Klebstoff zwischen den Giebelrippenteilen und dem Streifen 66 herausgepreßt, und der extrudierte Wulst 79 des Klebstoffs klebt die übereinanderliegenden Teile 50 und 52 genau über der Oberkante 75 des Streifens 66 zusammen. Eine ähnliche Extrudierung des Klebstoffs erfolgt außerdem entlang der Seitenkanten des Streifens 66, sowohl dort, wo die Giebelrippenteile und Dachrippenteile zusammengefügt sind als auch entlang dem freiliegenden Abschnitt der gemeinsamen Giebelrippenfalzlinie. Wo der Klebstoff herausgepreßt wird, wird ein luftdichter Verschluß auch dann erzielt, wenn der Wulst des extrudierten Klebstoffs minimal ist. Die Menge des extrudierten Klebstoffs kann durch Bestimmen der Klebstoffart, der Dicke der Klebstoffschicht, und der Temperatur und des Drucks beim Verfahren zum Versiegelen des Behälters variiert werden. Die Menge des extrudierten Klebstoffs kann so geregelt werden, daß die kleinen Kanäle 73 oder der Kanal 74, die sich normalerweise entlang der freiliegenden Oberkante 53 der Giebelrippenteile bilden, gefüllt werden.
Außerdem kann auch der Raum an der Spitze der Gießtülle, d.h. der Raum zwischen der gemeinsamen Linie 51 und der entsprechenden Linie 47 der dritten und vierten Giebelrippenteile, der nach dem Stand der Technik durch den ersten Versiegelungsprozeß normalerweise nicht fest abgedichtet wird, während des Verfahrens zum Versiegeln des Behälters regelbar mit einem Wulst aus extrudiertem Klebstoff gefüllt werden, um eine aseptische oder im wesentlichen hermetische Versiegelung herzustellen. Diese Versiegelung wird insbesondere durch später zu beschreibende Merkmale verbessert.
Weil der die Giebelrippenteile an die Dachrippenteile klebende Wulst relativ schmal ist, kann die Versiegelung mit minimalem Kraftaufwand zum Öffnen der Gießtülle aufgerissen werden. Das Haftvermögen des Streifens 66 am Behälterteil sollte bei Raumtemperatur vorzugsweise eine Abziehfestigkeit von mehr als 612 g/cm Breite (50 oz/in. Breite) erzeugen, so daß die Einlage sowohl vor als auch nach dem Öffnen und Aufklappen der Tüllenteile integraler Bestandteil des Teils bleibt, an dem sie befestigt ist. Die Einlage kann in Abhängigkeit davon, was für die spezielle Anwendung gewünscht wird, an mindestens einem der vorstehend aufgelisteten Tüllenteile klebend befestigt werden. An den Dachrippenteilen haftende Einlagen sind bei der Übertragung der Öffnungskräfte etwas weniger wirksam als Einlagen, die an den Giebelrippenteilen haften. Die zusammenwirkende Reduzierung der erforderlichen Öffnungskraft ermöglicht Einlagen an den Dachrippenteilen jedoch die Übertragung der erforderlichen Kräfte.
Bei der vorliegenden Erfindung ist die Dicke der Klebstoffschicht 72 erheblich stärker als es zum bloßen Aufkleben des Streifens 66 auf ein Teil erforderlich wäre. Während diese Klebverbindung mit einer monomolekularen Klebstoffschicht erfolgen kann, ist bei der vorliegenden Erfindung beispielsweise im allgemeinen eine Klebstoffschicht mit einer Dicke von mehr als 0,0025 cm (0,001 in) erforderlich, um die zusätzliche Steifigkeit und auslaufsichere, hermetische Versiegelung zu erreichen. Eine Klebstoffschicht von etwa 0,005 cm (0,002 in) hat sich für bestimmte, zur Versiegelung von polyethylenbeschichteten Behältern verwendete Haftkleber als optimal erwiesen. Bei anderen Klebstoffen kann eine Dicke von bis zu 0,0102 cm (0,004 in) verwendet werden. Es ist jedoch festgestellt worden, daß in Verbindung mit einem aus nichtausgerichtetem Polypropylen hergestellten Streifen eine Klebstoffschicht von etwa 0,008 cm (0,003 in) bevorzugt ist.
Fig. 7 zeigt einen aus dem Rohling von Fig. 4 hergestellten und nach dem Verfahren zum Versiegeln von Behältern versiegelten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälter 1, der danach aus dem verschlossenen und versiegelten Zustand geöffnet wurde. Das zweite Dachteil 30 und das erste Dachteil 28 laufen nach oben zusammen, so daß ihre Oberkanten 44 zusammentreffen oder beinahe zusammentreffen. Die Dachrippenteile 48 und 54 sind entlang von etwa einer halben Länge der Rippenstruktur versiegelt und umschließen die dritten und vierten Giebelrippenteile 45 und 46. Wenn der Behälter geschlossen ist, ist die gemeinsame Falzlinie 47 zwischen den dritten und vierten Giebelrippenteilen von der gemeinsamen Falzlinie 51 etwas versetzt. Die Lücke zwischen diesen Falzlinien ist ein senkrechter Kanal, der ein Auslaufen verhindert, wenn er mit Klebstoff gefüllt ist. Die ersten und zweiten oberen Rippenteile 49 und 55 sind durch das Verfahren zum Versiegeln von Behältern zusammengefügt. Die Tüllenteile der Rippenstruktur sind in geöffneten Zustand gezeigt, wobei zuerst die Versiegelung zwischen den oberen Rippenteilen 49 und 55, und dann die Versiegelung zwischen den Giebelrippenteilen 50, 52 und den Dachrippenteilen 48, 54 eingerissen wurde. Das erste dreieckige Endstück 29 und die ersten und zweiten Umklappteile 41 und 42 sind zum Ausklappen der Gießtülle nach außen aufgefaltet.
Die Versteifungseinlage 56 ist an der Innenseite der Gießtülle dargestellt, überlagert einen Abschnitt der Innenfläche des ersten Giebelrippenteils 50 und des in dieser Figur nicht sichbaren zweiten Giebelrippenteils 52, und ist an diesem Abschnitt befestigt. Nach einer bevorzugten Ausführungsform erstreckt sich die Einlage 56 auch nach unten über die Falzlinie 44 zur Überdeckung eines Teils der Umklappteile 41 und 42. Die Vorteile dieser Verlängerung werden später beschrieben.
Die Einlage 56 ist dargestellt, wie sie im Abstand vom Dachflügelteil 40 und Dachrippenteil 48 zur Formung des Seitenzwischenraums 59, und auch im Abstand von der freiliegenden Oberkante 53 des Giebelrippenteils 50 zur Formung des Kantenzwischenraums 58 angeordnet ist. Während des ersten Versiegelungsprozesses wird ein Teil des Klebstoffs aus der Klebstoffschicht der Einlage 56 in die vorher beschriebenen, durch die Zwischenräume 58 und 59 gebildeten Kanäle 73 zur wirksam auslaufsicheren Abdichtung dieser Bereiche extrudiert. Die nicht mit Klebstoff beschichtete Oberfläche 68 der Einlage 56 ist natürlich in Kontakt mit den Dachrippenteilen 48 und 54, wenn der Behälter versiegelt ist. Die gegen das Verfahren zum Versiegeln des Behälters widerstandsfähige Einlage 56 haftet nicht stark an den mit thermoplastischem Material beschichteten Dachrippenteilen, obwohl die beim ersten Versiegelungsprozeß typischen Drücke und Temperaturen minimal zu einer engen Deckungsgleichheit ihrer Oberflächen führen, die später durch die undurchlässige Versiegelung der Rippenteilelemente beibehalten wird. Obwohl die Versiegelung zwischen der Fläche 68 und dem darüberliegenden Teil nicht so zäh ist wie die der gegenüberliegenden, mit Klebstoff beschichteten Seite des Streifens, verhindert sie dennoch ein Auslaufen von Flüssigkeit. Eine hermetische Versiegelung resultiert aus der thermoplastischen Heißversiegelung zwischen freiliegenden Abschnitten der Giebelrippenteile und gegenüberliegenden Dachrippenteilen oder (b) einem später zu beschreibenden Wulst aus Klebstoff, der unter dem Streifen herausgepreßt wird, oder (c) einer Kombination dieser beiden Vorgänge.
In den Figuren 8 bis einschließlich 12 ist ein Abschnitt des Rohlings 1A gezeigt mit den Teilen, die zur Gießtülle geformt werden. Diese Figuren veranschaulichen verschiedene Ausführungsformen der Einlage 56 anhand des speziellen Teilbereichs bzw. der speziellen Teilbereiche, die von ihr bedeckt werden.
In Fig. 8 bedeckt eine einzige Einlage 56 ganz oder teilweise die beiden Giebelrippenteile 50 und 52. Die oberste Kante der Einlage 56 kann im allgemeinen mit der oberen freiliegenden Kante 53 der Giebelrippenteile durchgängig sein, ist jedoch vorzugsweise von dieser im Abstand von weniger als 0,38 cm (0,15 in) angeordnet, wenn ein Wulst aus extrudiertem Klebstoff Bestandteil einer hermetischen Behälterversiegelung sein soll. Wenn die oberste Kante der Einlage 56 um mehr als 0,76 cm (0,3 in) niedriger ist als die freiliegende Kante 53, kann sich eine übermäßige Versiegelungsfläche für das Verfahren zur thermoplastischen Versiegelung des Behälters ergeben. Dies führt zu einer starken Versiegelung, deren Einreißen eine übermäßige Öffnungskraft erfordern kann. Außerdem könnte extrudierter Klebstoff den engen Kanal, der sich im allgemeinen über der Kante 53 bildet, nicht erreichen und füllen. Der enge Zwischenraum 58 bietet Raum, der in einigen Fällen, falls gewünscht, mit extrudiertem Klebstoff gefüllt wird, wobei die thermoplastische-zur-thermoplastischen Versiegelungsfläche minimiert und durch eine Versiegelung aus extrudiertem Klebstoff ersetzt wird. Das relativ schmale Klebstoffband erzeugt eine undurchlässige Abdichtung zwischen Giebelrippen- und Dachrippenteilen, die dennoch mit mit einer akzeptablen Öffnungskraft geöffnet werden kann.
Wenn die Einlage oder Einlagen 56 mit Kleber an beiden Giebelrippenteilen 50 und 52 befestigt sind, und die oberste Kante der Einlagen über die obere freie Kante 53 der Giebelrippenteile hinausreicht, werden die freiliegenden Teile des Streifens 66 durch das Warmversiegelungsverfahren auf jedem Giebelrippenteil zusammengeklebt. Außerdem kann die Menge des in den Raum über den Streifen 66 extrudierten Klebstoffs reduziert werden. Deshalb ist es generell wünschwenswert, eine solche Erweiterung der Einlage oder Einlagen nach oben über die Giebelrippenteile 50 und 52 hinaus auf max. 0,38 cm (0,15 in) zu begrenzen.
Jedes Ende der Einlage 56 kann zur Bildung von Zwischenräumen 59 im Abstand von den Dachrippenteilen 48 und 54 angeordnet werden. Der Zwischenraum bietet Raum für die Auffaltung der Teile um die Einlage an den Falzlinien 8 und 9. Der Zwischenraum 59 zwischen der Einlage 56 und den Dachrippenteilen ist vorzugsweise nicht kleiner als 0,01 W, wobei W = Länge des ersten oder zweiten Giebelrippenteils 50 oder 52. Der maximale Zwischenraum 59 wird von der Länge der Einlage bestimmt, die den Teilen die gewünschte Steifigkeit verleiht, und kann sogar 0,6 W betragen, wobei W die oben definierte Größe ist.
Fig. 9 veranschaulicht eine Einlage 56, die einen Teil der Giebelrippenteile 50 und 52 bedeckt und so weit nach unten reicht, daß sie einen Teil der ersten und zweiten Umklappteile 41 und 42 klebend überlappt. Die Einlage kann wahlweise auch den oberen Teil des ersten dreieckigen Endstücks 29 überlappen. Der Vorteil dieser Erweiterung 71 nach unten ist offensichtlich, wenn das Verfahren zum Versiegeln des Behälters ein Verfahren ist, das die Haftfestigkeit der Klebstoffschicht der Einlage beeinträchtigt. Bei den üblichen, zur Versiegelung von Rohlingen mit Polyethylenbeschichtung angewandten Warmversiegelungsverfahren wird Wärme direkt auf die zu versiegelnden Teile, d.h. auf die Rippenteile, abgegeben. Teile unter den Rippenteilen werden nur nebenbei erwärmt und erreichen eine wesentlich niedrigere Temperatur. Die genaue Regelung der Versiegelungstemperatur ist schwierig und, wenn der Klebstoff der Einlage übermäßig aufweicht, kann der Einlagestreifen nach unten rutschen und seine genaue Ausrichtung auf den Giebelrippenteilen oder Rippenteilen nicht beibehalten. Der Abschnitt der Einlage unter den Giebelrippenteilen wird wegen der niedrigeren Temperatur viel weniger beeinträchtigt und die ursprüngliche Position der Einlage beibehalten. Das starke Haftvermögen der Klebstoffschicht 72 wird bei der Abkühlung wiedererlangt.
Die Figur zeigt die Einlage auch als überlappenden Falzlinienscheitel 64 an der Spitze des dreieckigen Endstücks 29.
Es ist festgestellt worden, daß Einschneiden, Einkerben oder Schlitzen des Streifens 66 an der Stelle, an der er die gemeinsame Giebelrippen-Falzlinie 51, speziell den Abschnitt der gemeinsamen Linie genau unter deren oberem Endpunkt 51A, überdeckt, zu verbesserter Versiegelung führt. Deshalb kann der Streifen 66 einen Einschnitt enthalten, der von der Oberkante des Streifens entlang von mindestens einem Abschnitt der gemeinsamen Linie 51 nach unten reicht. Damit wird ermöglicht, daß Klebstoff von der Schicht 72 und/oder das geschmolzene thermoplastische Polyethylen durch den Einschnitt, Schlitz oder die Einkerbung herausgepreßt werden, um die gegenüberliegenden Giebelrippenteile 45 und 46 auf der gemeinsamen Falzlinie 47 zu kontaktieren und zusammenzukleben. Dieser schwierig zu versiegelnde Bereich wird somit wirksam versiegelt.
In Fig. 9 wird die Einlage 56 auch mit einer Einkerbung gezeigt, die von der Oberkante des Streifens entlang der gemeisamen Linie 51 zwischen dem ersten Giebelrippenteil 50 und dem zweiten Giebelrippenteil 52 nach unten reicht. Die Einkerbung kann, wie auch in Fig. 10 gezeigt, wahlweise zur Freilegung des Scheitels 64 nach unten reichen, oder kann als Schlitz durch die Einlage zu deren Aufteilung in zwei Einlagen nach unten reichen. Wenn eine Einkerbung oder ein Schlitz die gemeinsame Linie 51 freilegen, kann die Kante des Einlagestreifens von einem Abschnitt der gemeinsamen Linie um bis zu 0,76 cm (0,3 in) getrennt sein. Wenn zwei Einlagen vorhanden sind, wobei jede einen Abschnitt eines der Giebelrippenteile überdeckt, beträgt der maximale Abstand jeder Einlage von der gemeinsamen Linie 51 ebenfalls 0,76 cm (0,3 in). Ein größerer Abstand führt zu unzureichender Versteifung der Teile im Bereich der gemeinsamen Linie 51, und das Verfahren zum Versiegeln des Behälters wird außerdem einen zu großen Teil des freiliegenden Giebelrippenteils entlang der Linie 51 durch Thermoplast-zu- Thermoplastbondierung kleben. Eine derartig feste Verklebung an dem Punkt, auf den die Öffnungskräfte zur Entsiegelung der Tülle zuerst wirken, erschwert eine solche Entsiegelung. Größere Kraft ist erforderlich, und das Ende der Tülle kann bei geringerer Verstärkung zerknittern. Wenn eine Öffnung 76 wie in Fig. 10 den Scheitel 64 freilegt, ist die Kante 63 der Einlage vorzugsweise im Abstand von weniger als 0,76 cm (0,3 in) vom Scheitel angeordnet.
Die Einlage 56 kann wahlweise so ausgebildet sein, daß die Falzlinien 35 und 36 nicht von ihr bedeckt werden. Dadurch können die zum Öffnen der Versiegelung erforderlichen Kräfte weiter reduziert werden.
Wie in Fig. 11 dargestellt, enthält eine weitere Ausführungsform die Anordnung von Einlagen auf einem oder auf beiden Dachrippenteilen 48 und 54. Die Größe und Form der Einlagen sind derart, daß die Einlagen im allgemeinen mit den auf die Giebelrippenteile aufgebrachten deckungsgleich sind, wenn die Versiegelung geschlossen ist. Deshalb beträgt der Abstand der Oberkante 75 einer jeden Einlage 56 von der Falzlinie 60, 61 nicht mehr als 0,76 cm (0,3 in), und vorzugsweise 0,38 cm (0,15 in). Der Abstand von max. ca. 0,76 cm (0,3 in) zwischen den Einlagekanten 77 und 78 und der gemeinsamen Linie 51 wird, wenn die Behältertülle versiegelt ist, ebenfalls bevorzugt. Dies gewährleistet die Versiegelung des Raums zwischen den gemeinsamen Falzlinien 51 und 47.
Fig. 12 veranschaulicht eine Ausführungsform, bei der Einlagen auf die Innenflächen sowohl der Giebelrippenteile als auch der Dachrippenteile geklebt sind. Bei dieser Ausführung ist es zwingend erforderlich, daß das Material, aus dem die Streifen 66 hergestellt sind, unter den Bedingungen der Behälterversiegelung zum Zusammenschmelzen der entsprechenden Einlagen zu einem starken Verbund nicht aufweicht oder schmilzt. Ein begrenzter Versiegelungsgrad ist zulässig und kann sogar bevorzugt sein. Die vorstehende Erörterung über die gewünschten Einlagengrößen und Abdeckflächen der Einlagen gilt ebenfalls.
Wenn die Behälterversiegelung dieser Erfindung auf einen Behälterrohling aufgebracht ist, der eine hermetische Sperrschicht enthält, kann damit unter den verschiedenen Bedingungen der Dicke und Festigkeit des Kartons und der Behältergröße ein hermetisch versiegelter Behälter hergestellt werden.

BEISPIEL 1

Handelsübliche, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildete, hermetisch versiegelte Behälter mit einem Fassungsvermögen von 1,9 l (0,5 Gallonen) wurden von Hand geöffnet. Nach dem Zurückklappen der Flügelteile führte ein einfacher Druck mit der Hand nach vorne auf die Dachrippenteile zu einer Verwerfung und Verformung der Giebelrippenteile, ohne daß sich die Spitze der Gießtülle an der gemeinsamen Falzlinie öffnete. In allen Fällen war es zum Öffnen der Gießtülle erforderlich, eine Messerklinge zwischen die Giebelrippenteile und die Dachrippenteile im Bereich der gemeinsamen Falzlinie einzuführen.
Behälterrohlinge aus demselben Material wurden von Hand mit einem Liquipak( )-Handversiegelungsgerät, Modell 010 versiegelt. Versuche, die Behälter zu öffnen, brachten die gleichen Ergebnisse wie sie bei den handelsüblich versiegelten Behältern erzielt wurden. Eine einwirkende Kraft von 6,8 kp (15 Pound-Force) führte zu einem Einreißen und Knikken der Teile, ohne daß sich die Gießtülle öffnete.
Die für einen vorher geöffneten, hermetisch versiegelten Behälter erforderliche Öffnungskraft wurde mit ca. 1,2 kp (2,6 Pound-Force) ermittelt.
Für Vergleichszwecke wurde ein normaler Milchbehälter mit einer Kraft von ca. 1,36 kp (3,0 Pound-Force) aus dem versiegelten Zustand ohne Einreißen der Tüllenteile geöffnet. Dieser Behälter ist nur soweit versiegelt, daß ein Auslaufen von Flüssigkeit verhindert wird, und eine hermetische Sperrschicht ist nicht vorgesehen.

BEISPIEL 2

Mehrere Einlagenarten wurden auf Karton mit Polyethylenbeschichtung zur Bestimmung der Auswirkung auf die Steifigkeit der Teile und ein bequemes Öffnen des Behälters aufgebracht.
Das Behältermaterial war hergestellt von der International Paper Company für hermetisch versiegelte Behälter, und bestand aus Karton, auf dessen Innenfläche eine Aluminiumfolie geklebt, und dessen beide Seiten dann mit thermoplastischem Polyethylen beschichtet waren.
Die bei den Einlagen verwendeten Klebstoffarten waren Ethylen-Vinylacetat-Copolymer (EVA)-Copolymer, (b) Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE), und (c) ein Haftkleber (PSA).
Der Elastizitätsmodul wurde ermittelt durch Messen der Durchbiegung unter einem Gewicht, das auf die Mitte eines einfachen aus dem Karton hergestellten Balkens gelegt wurde. Die Messungen wurden auf dem Karton selbst durchgeführt, auf einem Paar Giebelrippenteile aus einem Rohling, und an der gesamten äußeren Gießtüllenanordnung, die aus den Giebelrippenteilen, dem dreieckigen Endstück und den Umklappteilen besteht. Die zur Berechnung des Moduls verwendete Formel lautete:
E = fL³/4ba³Y
wobei E = Elastizitätsmodul.
f = einwirkende Kraft, bei den meisten Tests 50 g (0,11 lb).
a = Dicke des Balkens.
b = Breite des Balkens.
Y = Durchbiegung in cm (Inch).
L = Länge des Balken = 9,4 cm (3,7 in).
Die Ergebnisse waren wie folgt: Balkenmaterial a Dicke Y Durchbiegung E-Modul kp/cm² (psi) Karton (unverstärkt) Karton mit Falzlinie quer (f = 10 g wegen verminderten Moduls) Karton mit Einlage aus 0,010cm (0,004in) Polyester und 0,005cm (0,002 in) EVA-Kleber (Band Scotchpak 26) Karton mit Einlage aus 0,005cm (0,002in) Polyester und 0,0075cm (0,003in) Haftkleber Balkenmaterial a Dicke Y Durchbiegung E-Modul kp/cm² (psi) Gießtüllenteile, nicht vorgeknickt Gießtüllenteile, vorgeknickt Polyesterfolie (Wert aus der Literatur)
Die Ergebnisse zeigen, daß der Elastizitätsmodul ungefähr derselbe ist, d.h. 2,8 x 10&sup8; kp/m² (0,4 x 10&sup6; psi) für vorgeknickte Teile, mit oder ohne zusätzliche Einlage.
Die Knickkräfte wurden aus den Daten von Tabelle 2 errechnet mit der Formel
Pkrit = CEh³b/12L²,
wobei Pkrit = die vorwärts gerichtete Kraft, bei der es zum Knicken kommt, ausgedrückt in p bzw. Pound-Force;
C = pi²;
E = der Elastizitätsmodul, ungefähr 2,8 x10&sup8; kp/m² (0,4 x 10&sup6; psi);
h = die Dicke, 0,069 cm (0,027 in);
b = die Breite, 2,54 cm (1,0 in); und
L = die Länge, 9,40 cm (3,7 in).
Die laut Berechnungen zum Öffnen (Knicken der Gießtüllenspitze) der unversiegelten Gießtülle aus unverstärktem Karton erforderliche Kraft betrug 0,23 kp (0,5 lb).
Die vor der Verformung von beiden unverstärkten Giebelrippenteilen getragene Kraft wurde bei einer Länge L = 4,7 cm (1,85 in) als 0,86 kp (1,0 lb) berechnet. Damit ergibt sich eine Kraft von 1,9 - 0,5 = 1,4 lb (0,64 kp), bei der die Verklebung an der Spitze der Gießtülle aufreißt.
Die Verstärkung der Giebelrippenteile mit einem 0,005 cm (0,002 in) dicken Polyesterstreifen und einer 0,005 cm (0,002 in) dicken Haftkleberschicht ergab laut Berechnung eine höhere verfügbare Kraft von 1,09 kp (2,9 - 0,5 = 2,4 lb), bei der die Verklebung an der Gießtüllenspitze aufreißt. In diesem Fall betrug die Dicke der Teile netto 0,079 cm (0,031 in).
Bei Verstärkung der Giebelrippenteile mit 0,010 cm (0,004 in) dickem Polyester und einer 0,005 cm (0,002 in) dicken Haftkleberschicht ergab sich laut Berechnung eine verfügbare Kraft von 4,6 - 0,5 = 4,1 lb (2,09 kp), bei der die Verklebung an der Gießtüllenspitze aufreißt. In diesem Fall betrug die Dicke der Teile netto 0,142 cm (0,036 in). Wenn also ein dickerer, steiferer Verstärkungsstreifen aufgebracht wird, nimmt die einwirkende, nach vorn gerichtete Öffnungskraft, die zum Öffnen der Gießtüllenspitze zur Verfügung steht, stark zu.
Die zum Öffnen eines zuvor geöffneten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten, hermetisch verschließbaren Behälters erforderliche Kraft wurde mit einem Kraftmesser gemessen. Die gemessene durchschnittliche Kraft von 1,09 kp (2,4 lb) beinhaltete auch die Kraft, die notwendig ist, um die äußerste Spitze der unverstärkten Gießtülle zu verformen, das heißt die gemeinsame Falzlinie der Giebelrippenteile. Der errechnete Wert der durch die unverstärkten Gießtüllenteile übertragenen Kraft beträgt nur 0,86 kg (1,9 lb), was annähernd gleich ist der gemessenen Kraft von 1,09 kg (2,4 lb), die zum Öffnen des bereits zuvor geöffneten Behälters erforderlich ist. Dies zeigt, daß eine Zunahme der Verbindungsfestigkeit (z.B. eine bessere Versiegelung) im Vergleich zur Verbindungsfestigkeit der geöffneten Gießtülle zu einem Verwerfen des Kartons führt, wenn Öffnungskräfte auf die Gießtüllenteile einwirken. Andererseits, wenn die Giebelrippenteile mit einer erfindungsgemäßen Einlage verstärkt waren, ergab sich durch die zusätzliche Steifigkeit eine verfügbare Öffnungskraft von mehr als 1,09 kg (2,4 lb) bis zu der gemeinsamen Falzlinie, und die Behälter ließen sich ohne Verwerfen oder Delaminieren der Teile öffnen.
Der Einfluß der verschiedenen Variablen auf ein bequemes Öffnen wurde subjektiv beurteilt. Die Bequemlichkeit des Öffnens wurde verbessert durch (a) Vergrößern des mit der Einlage bedeckten Giebelrippenbereichs, (b) Einlagen mit größerer Steifigkeit, (c) Einschneiden, Einkerben oder Einritzen des Einlagestreifens 66 entlang der gemeinsamen Falzlinie zwischen den Giebelrippenteilen, (d) Freilassen des Falzlinienschnittpunktes dort, wo das Endstück die gemeinsame Falzlinie berührt, und (e) Verkleinern des Giebelrippenbereichs, der sich mit dem Dachrippen thermisch versiegeln kann.

BEISPIEL 3

Mehrere Klebebandarten wurden auf Verwendung als Einlagen zur Erleichterung der Positionierung in der Tülle, Haftvermögen an den Giebelrippenteilen, und Öffnungsmerkmale geprüft. Die letzteren sind eine Funktion sowohl der durch die Teile erzielten zusätzlichen Steifigkeit als auch der Haftkräfte zwischen den Dachrippen- (oder Giebelrippen)- Teilen und (a) dem Einlagestreifen, (b) dem freiliegenden Abschnitt der gegenüberliegenden Giebelrippen- (oder Dachrippen)-Teile, und (c) dem extrudierten Klebstoff, falls vorhanden.
Verwendet wurde die Einlagenkonfiguration von Fig. 9. Die Einkerbung 65 reichte bis zur Hälfte der Höhe der Giebelrippenteile nach unten, und die Einlage reichte bis 2,5 cm (1,0 in) unter die Falzlinie 44, die die Giebelrippenteile und die Umklappteile 41 und 42 trennt.
Die folgenden Bänder wurden verwendet:
Scotchpak 26: 0,01 cm (0,004 in) Polyesterträger als Streifen, mit 0,005 cm (0,002 in) Ethylen-Vinylacetat (EVA)-Klebstoff.
Scotchpak 48: 0,0012 cm (0,0005 in) Polyesterträger mit 0,01 cm (0,004 in) Klebstoff aus Polyethylen mittlerer Dichte (MDPE).
Scotchtab : 0,005 cm (0,002 in) Polyesterträger als Streifen, mit 0,005 cm (0,002 in) Haftklebstoff (PSA).
Scotchpak 26 mit 0,0076 cm (0,003 in) über den EVA-Klebstoff aufgetragenem Haftkleber (PSA).
Polyester/PSA: 0,005 cm (0,002 in) Polyesterträgerfolie als Streifen, mit 0,0076 cm (0,003 in) Haftkleber (PSA).

Kontrollprobe: Ohne Einlage.

Der bei diesem Test verwendete Haftkleber (PSA) war ein typischer Gummiharzkleber.
Die Testergebnisse lauten wie folgt:
Scotchpak 26 mit EVA-Klebstoff war für die Versiegelung schwer zu positionieren und erforderte vorherige Warmversiegelung zur Erzeugung einer guten Versiegelung. Die versiegelte Behältertülle ließ sich leicht ohne Knicken oder Delaminieren öffnen.
Soctchpak 48 mit MDPE-Klebstoff war schwer zu positionieren, und erforderte vorherige Warmversiegelung. Die zusätzliche Steifigkeit durch die Einlage war für die zuverlässige Übertragung der erforderlichen Öffnungskräfte auf die Tüllenspitze unzureichend. Scotchtab mit Haftkleber war leicht zu positionieren und erforderte zur festen Haftung an den Teilen Warmversiegelung. Die versiegelte Behältertülle ließ sich leicht ohne Knicken oder Delaminieren öffnen.
Scotchpak 26 mit Haftkleber war leicht zu positionieren, und Warmversiegelung ergab eine gute Versiegelung. Die versiegelte Tülle ließ sich leicht ohne Knicken oder Delaminieren öffnen.
Die nach dem in der Technik üblichen Verfahren warmversiegelte, im Kontrollversuch verwendete Tülle des im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters konnte ohne Knicken und Delaminieren des Kartons nicht geöffnet werden.

BEISPIEL 4

Es gibt keine Standardtests zur Beurteilung der Unversehrtheit der Versiegelung bei "hermetisch versiegelten" Behältern. An "hermetisch versiegelten" Behältern mit und ohne Einlage an den Giebelrippenteilen wurde jedoch ein Farbeindringtest durchgeführt. Es wurden mehrere Konfigurationen der Einlage getestet. Der Farbstoff bestand aus 1,2 Gramm Rhodamine B in 600 Gramm Isopropylalkohol. Die Farbstofflösung wurde in einen umgedrehten Behälter eingefüllt, dessen giebelförmiges Oberteil versiegelt war, und der Behälter wurde 10 Minuten so gehalten. Die Lösung wurde dann ausgegossen, und der Behälter wurde mit Wasser gespült. Die Gießtülle wurde geöffnet, und der Grad der Farbeindringung in den versiegelten Bereich wurde notiert. Behälter, die aus Rohlingen ohne erfindungsgemäße Einlage hergestellt waren, und die zur Bildung einer "hermetischen Versiegelung" auf herkömmliche Weise versiegelt waren, ließen sich nicht öffnen, ohne auf die Innenseite der Gießtülle direkt Kraft auszuüben. Die Folge war ein Zerreißen und Delaminieren. Alle Behälter, die aus den erfindungsgemäßen Rohlingen hergestellt waren, ließen sich leicht öffnen, ohne wesentliches Einreißen oder Delaminieren der Gießtüllenteile. Bei allen geöffneten Gießtüllen wurde wenig Farbeindringung festgestellt, aber bei den Behältern ohne Einlage bzw. Einlagen war mehr Farbe eingedrungen.
Die vorliegende Erfindung wurde nun im einzelnen erläutert anhand ihrer speziellen Ausführungsformen. Es ist jedoch selbstverständlich, daß angesichts der vorliegenden Offenbarung dem Fachmann zahlreiche Variationen der Erfindung offenstehen, die immer noch im Rahmen der vorliegenden Lehre liegen. Demzufolge ist die vorliegende Erfindung weit auszulegen, und wird nur durch den Umfang und den Geist der hier beigefügten Ansprüche beschränkt.

BEISPIEL 5

Ein Klebestreifen aus nichtausgerichtetem Polypropylen wurde geprüft auf seine Eignung als Versteifungseinlage in einem Rohling für einen im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälter mit einer halben Gallone Fassungsvermögen, der dann mit einem Liquipak-Warmversiegelungsgerät, Modell 010, warmversiegelt wurde.
Der Streifen wurde auf die Innenseite der Tülle bündig mit der Tüllenkante aufgebracht. Die Einlage war einundeinhalb Inch breit und drei Inch lang, und wurde auf der Tüllenspitze zentriert. In die Einlage wurde keine Einkerbung geschnitten.
Der Streifen besaß einen 0,089 mm (0,035 in) dicken Träger aus nichtausgerichtetem Polypropylen und einen 0,076 mm (0,003 in) dicken Gummi/Harz-Haftkleber.
Der Behälter wurde auf normale Weise geöffnet, und die mit einem Federdynamometer gemessene Öffnungskraft betrug 3,76 kp (8,3 lb). Ein ähnlicher Behälter ohne die Einlage müßte mit einer Kraft > 5,59 kp (12 lb) beaufschlagt werden, würde knicken, und ließe sich nicht öffnen.
Das Polypropylen erweichte und füllte die Spalten und Kanäle in der Tülle. Das Polypropylen haftete an der Polyethylenbeschichtung des Behälters auf der Rückseite der Tülle so gut, daß eine hermetische Versiegelung entstand, die beim Öffnen der Tülle leicht getrennt werden konnte. Die hermetische Versiegelung wurde ermittelt, indem eine Lösung aus Isopropylalkohol und Farbstoff in den Behälter gegossen, und der Giebelverbund auf Farbeindringung geprüft wurden. Farbeindringung wurde nicht festgestellt.

BEISPIEL 6

Ein Klebestreifen aus nichtausgerichtetem Polypropylen wurde geprüft auf seine Eignung als Versteifungseinlage in einem Rohling für einen im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälter mit einer halben Gallone Fassungsvermögen, der dann mit einem Liquipak-Warmversiegelungsgerät, Modell 010, warmversiegelt wurde.
Der Streifen wurde auf die Innenseite jeder Seite des Behälters linear mit der Tüllenkante aufgebracht. Die Einlagen waren 1,27 cm (0,5 in) breit und 1,90 cm (0,75 in) lang.
Der Streifen besaß einen 0,0035 Inch dicken Träger aus nichtausgerichtetem Polypropylen und einen 0,003 Inch dikken Gummi/Harz-Haftkleber.
Der Behälter wurde auf normale Weise geöffnet, und die mit einem Federdynamometer gemessene Öffnungskraft betrug 3,67 kp (8,1 lb). Ein ähnlicher Behälter ohne die Einlage müßte mit einer Kraft > 5,44 kp (12 lb) beaufschlagt werden, würde knicken, und ließe sich nicht öffnen.
Das Polypropylen erweichte und füllte die Spalten und Kanäle in der Tülle. Das Polypropylen haftete an der Polyethylenbeschichtung des Behälters auf der Rückseite der Tülle so gut, daß eine hermetische Versiegelung entstand, die bei der Tüllenöffnung leicht getrennt werden konnte. Die hermetische Versiegelung wurde ermittelt, indem eine Lösung aus Isopropylalkohol und Farbstoff in den Karton gegossen, und der Giebelverbund auf Farbeindringung geprüft wurden. Farbeindringung wurde nicht festgestellt.

Claims

1. Folienmaterialrohling zur Herstellung eines versiegelten, im oberen Bereich giebelförmig ausgebildeten Behälters (1) mit einem thermoplastischen Überzug (62) auf der Innenfläche, welcher auf ein Verfahren zum Versiegeln des Behälters anspricht, wobei der Rohling einen Behälterkörper mit Seiten (2-5), einem Boden (26) und einem Oberteil aufweist sowie mit einer ausklappbaren Gießtülle, die ein im wesentlichen dreieckiges Endstück (29) aufweist, das mit dem Oberteil des Behälterkörpers verbunden ist, erste und zweite Umklappteile (41, 42), wobei das erste Umklappteil (41) mit dem Oberteil des Behälterkörpers und mit einer Seitenkante des ersten dreieckigen Endstückes (29) verbunden ist, und das zweite Umklappteil (42) mit dem Oberteil des Behälterkörpers und mit der anderen Seitenkante des ersten dreieckigen Endstückes verbunden ist, ein im wesentlichen dreieckiges erstes Dachflügelteil (40), das an das erste Umklappteil (41) anschließt und damit verbunden ist, ein im wesentlichen dreieckiges zweites Dachflügelteil (43) eines zweiten Dachteiles (30), das an das zweite Umklappteil (42) anschließt und damit verbunden ist, dritte und vierte Umklappteile (39, 38), wobei das dritte Umklappteil (39) mit einem ersten Dachteil (28) und mit einer Seitenkante des zweiten dreieckigen Endstückes (27) verbunden ist, und das vierte Umklappteil (38) mit der anderen Seitenkante des zweiten dreieckigen Endstückes (27) verbunden ist und mit dem zweiten Dachteil (30) verbunden werden kann, erste und zweite Giebelrippenteile (50, 52), die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Umklappteiles (41, 42) verbunden sind und davon nach oben ragen und Oberkanten und Seitenkanten aufweisen, und die an einer gemeinsamen Linie (51) miteinander verbunden sind, dritte und vierte Giebelrippenteile (46, 45), die mit den Oberkanten des dritten bzw. vierten Umklappteiles (39, 38) und miteinander verbunden sind, erste und zweite Dachrippenteile (48, 54), die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Dachteiles (28, 30) verbunden sind, wobei jedes der Dachrippenteile (48, 54) auf einer Seite mit dem ersten oder dem zweiten Giebelrippenteil (50, 52) verbunden ist, und erste und zweite obere Rippenteile (49, 55), die mit den Oberkanten des ersten bzw. zweiten Dachrippenteiles (48, 54) verbunden sind, und eine Einrichtung zur Versteifung des Tüllenteiles, dadurch gekennzeichnet, daß:

die Einrichtung zur Versteifung des Tüllenteiles mindestens eine Versteifungseinlage (56) aufweist, die über einem Teil der Innenfläche liegt und an der Innenfläche von mindestens einem der Gießtüllenteile aufgebracht ist, um gleichzeitig das aufgebrachte Teil gegen durch Übertragung einwirkende Öffnungskräfte zu versteifen, und um die Kraft zu begrenzen, die erforderlich ist, um den Behälter aus dem versiegelten Zustand zu öffnen, wobei die Einlage einen Streifen (66) aus einem Material umfaßt, welches beständig ist gegen die Temperatur und den Druck, die bei dem Verfahren zum Versiegeln des Behälters auftreten, und eine Klebstoffschicht (72), die auf eine Seite des Streifens und auf die Innenfläche (62) von mindestens einem Teil aufgebracht ist, um den Streifen daran festzukleben.

2. Rohling nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Klebstoffschicht (72) während des Verfahrens zum Versiegeln des Behälters teilweise aus der Einlage (56) extrudiert werden kann, um einen Wulst von extrudiertem Klebstoff entlang der oberen und seitlichen Ränder von diesem mindestens einen Teil zu bilden, um ferner die einander gegenüberliegenden Teile zusammenzukleben.

3. Rohling nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (56) ein Band umfaßt, welches auf einer Seite eine zuvor aufgebrachte Haftkleberschicht aufweist.

4. Rohling nach Anspruch 6, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Abziehfestigkeit des Bandes gegenüber dem Folienmaterial mit der thermoplastischen Oberfläche gleich oder größer ist als 612 p/cm (50 oz. pro Zoll) Bandbreite.

5. Rohling nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß die Einlage (56) zwei Streifen aus dem widerstandsfähigen Material umfaßt, wobei jeder der Streifen über einem Teil der ersten und zweiten, den Dachflügel bildenden Gießtüllenteile liegt und darauf geklebt ist.

6. Rohling nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen einen Elastizitätsmodul von mindestens 1,4 x 10&sup6; kp/m² (0,2 x 106 psi) besitzt.

7. Rohling nach Anspruch 1, ferner dadurch gekennzeichnet, daß das widerstandsfähige Material entweder eine Metallfolie, eine Polyesterfolie, eine Polycarbonatfolie oder ein nichtorientiertes Polypropylen umfaßt.

8. Hermetisch versiegelter Behälter mit giebelförmigem Oberteil, der aus einem Folienmaterialrohling nach Anspruch 1 hergestellt ist.

9. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Streifen einen Elastizitätsmodul von mindestens 1,4 x 10&sup6; kp/m² (0,2 x 10&sup6; psi) besitzt.

10. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die aufgeklebte Einlage (56) mittels einer Haftkleberschicht auf eines der Teile aufgeklebt ist, und der Klebstoff mindestens teilweise aus dem Bereich zwischen dem Streifen und dem Teil extrudiert wird, um einen Wulst entlang der Oberkante des Teils zu bilden, um ferner einander gegenüberliegende Teile zusammenzukleben.

11. Behälter nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das widerstandsfähige Material entweder eine Metallfolie, eine Polyesterfolie, eine Polycarbonatfolie oder ein nicht-orientiertes Polypropylen umfaßt.