DE3940497C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren zur Herstellung von flexiblen dünnwandigen Behältern, die mindestens ein formstabiles Anschluß­ element aufweisen, nach dem Oberbegriff des Patentan­ spruchs 1.

Flexible Kunststoff-Behälter mit formstabilen Anschluß­ elementen wie zum Beispiel Füll- und/oder Entnahme­ stutzen oder auch einstückigen Tandemgarnituren mit integriertem Füll- und Entnahmestutzen sind zum Teil lange bekannt und sie haben sich als sogenannte Flüssig­ keitsverpackungen auch gut bewährt. Behälter der ge­ nannten und bekannten Art gibt es in unterschiedlichen geometrischen Ausführungen. Bezüglich der Herstellungs­ verfahren unterscheidet man nach dem Stand der Technik sogenannte Flachfolienbehältnisse und Behältnisse, die aus verformten Folienmaterial bestehen, wobei letzteres Verfahren als sogenanntes Vakuum-Tiefzieh- Verfahren von Flachfolienbahnen, oder in Form des Extrusions-Blas-Verfahrens von Folienschlauchmaterial ausgeht.

Zum Befüllen mit flüssigem oder zumindest fließ- oder rieselfähigem Medium oder/und auch zum Entnehmen dieses Mediums weisen die bekannten Behälter sogenannte An­ schlußelemente auf, über die gewissermaßen der Innenraum des Behälters mit dem Außenraum kommunizieren kann.

Bei den genannten Flachfolienbehältern werden die An­ schlußelemente überwiegend vor der Herstellung des Behältersaumes flächig auf eine Folienhälfte aufge­ schweißt, wobei häufig der Anschluß durch ein vorge­ stanztes Loch eingesteckt wird. Bei den aus verformter Folie hergestellten dreidimensional verformten Behältern werden die Anschlußelemente überwiegend form- und kraft­ schlüssig in einer Öffnung des geformten Behälters fixiert, teilweise erfolgt eine Verschweißung mit vor­ gewärmten in das Formwerkzeug eingelegten Anschlußtei­ len, wobei der notwendige Schweißdruck durch einen erhöhten Forminnendruck erzeugt wird (Blasformen).

Eine mechanische Verbindung der Behälter mit den je­ weiligen Anschlußelementen erfolgt dabei stets nach der Herstellung der Behälter, und zwar im allgemeinen unabhängig von der Behälterfertigung an sich.

Die der vorliegenden Erfindung zugrunde liegende Proble­ matik besteht letztlich darin in einem halbflexiblen Behälter einen Schweißstutzen so einzubringen, daß folgende Forderungen erfüllt werden:

• a) Aus Umweltschutzgründen soll ein möglichst dünn­ wandiger Behälter mit glatter Innenwandung und großen Eckradien hergestellt werden. Der Behälter wird sowohl in Monofolie als auch in mehrschichtigem Folienaufbau (Permeationsgründen) notwendig.
• b) Um eine gute Dichtigkeit zu erzielen und eine Ver­ bindung mit unterschiedlichen Zubehörteilen zu erreichen, soll der möglichst dünnwandige Behälter mit einem maß- und formstabilen Stutzen ausgestattet werden. Vorzugsweise soll dieses Anschlußelement im Spritzgußverfahren herstellbar sein, um die geforderte Maßgenauigkeit zu erreichen. Nachteilig ist dabei, daß bei Spritzgußverfahren die für den Folienbehälter einsetzbaren Materialien jedoch nur bedingt verarbeitbar beziehungsweise nur mit größeren Wanddicken herzustellen sind.
• c) Um den Vorteil einer sehr wirtschaftlichen, schnel­ len Behälterfertigung zu erhalten, soll eine reine Vakuumverformung des Folienbehälters mit direkt gekoppelter, d. h. unmittelbar anschließender Ver­ schweißung vorgesehen werden.
• d) Um eine zuverlässige Verschweißung auch über den Nahtbereich zu erhalten, ist ein relativ hoher Flächendruck während des Schweißvorgangs zwischen Behälterfolie und Anschlußelement notwendig.
• e) Das Schweißverfahren muß insgesamt so gestaltet sein, daß der Stutzen, allgemein das Anschlußelement sowohl mit der Innenseite als auch - und zwar in Verbindung mit mehrschichtigen Folien - mit der Außenseite der Behälterfolie verbunden werden kann.
• f) Um eine zuverlässige Verschweißung zu erreichen, ist eine genügend große Schweißfläche erforderlich.
• g) Um eine umweltfreundliche Entsorgung des aus einem halbflexiblen Behälter der genannten Art und seinem Umkarton bestehenden Packmaterials zu ermöglichen, ist darüber hinaus eine Verbindung beider Teile der sogenannten Zweistoff-Verpackung ohne Hinter­ schnitte und ohne zum Berhälterinneren hinweisende Vorsprünge anzustreben. Damit soll letztlich auch eine möglichst gute Restentleerung und gleichmäßiges Ausgießen erzielt werden.

Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 angegebenen Verfahrensschritte gelöst.

Charakteristisch für das erfindungsgemäße Verfahren ist letztlich, daß über die Einschnürung das zum Ver­ schweißen des Anschlußelements mit dem Behälter erfor­ derliche Gegenlager eingreifen kann und der über das Anschlußelement auf das Folienmaterial ausgeübte Schweißdruck unmittelbar abgefangen werden kann. Das Gegenlager selbst besteht dabei vorzugsweise aus zwei Flächen mit der Einschnürung entsprechenden halbkreis­ förmigen Ausschnitten.

Soll der Folienbehälter mit der Innenseite am Anschluß­ element angeschweißt werden, so genügt eine einfache Einschnürung. Ist die Verschweißung des Behälters mit dem Anschlußelement auf der Außenseite notwendig, dann ist eine doppelte Einschnürung oder eine Abschlußfläche vorzusehen. Alternativ zur doppelten Einschnürung wird der am Behälter vorgesehene Rohransatz durch das An­ schlußelement herausgeführt und ebenfalls axial ver­ schweißt.

Je nachdem, ob die Verschweißung des Anschlußelements mit dem Behälter während des Formvorgangs oder nach dem Formvorgang passiert, erfolgt das Abtrennen des überschüssigen Rohr- beziehungsweise Kugelansatzes. Dieses Abtrennen kann sowohl durch Abschweißen als auch durch elektrisches oder mechanisches Abtrennen erfolgen.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnung näher erläutert. Diese zeigt in

Fig. 1 einen im Vakuum-Tiefzieh-Verfahren gefertigten Behälter mit einer einfachen Einschnürung;

Fig. 2 den Behälter nach Fig. 1 vor dem Verschweißen des Anschlußelements;

Fig. 3 den Behälter nach Fig. 2 mit angeschweißtem Anschlußelement;

Fig. 4 einen im Vakuum-Tiefzieh-Verfahren gefertigen Behälter mit einer sogenannten doppelten Ein­ schnürung;

Fig. 5 den Behälter nach Fig. 4 mit angeschweißtem Anschlußelement;

Fig. 6 einen im Blasform-Verfahren gefertigten Behälter mit einer einfachen Einschnürung;

Fig. 7 einen im Blasform-Verfahren gefertigten Behälter mit einer doppelten Einschnürung;

Fig. 8 einen Behälter mit integriertem Anschlußelement.

In Fig. 1 ist ein im wesentlichen rechteckiger Behälter 1 dargestellt, der im Vakuum-Tiefzieh-Verfahren herge­ stellt ist und an den ein kugelartiger Ansatz 2 ange­ formt ist. Über diesen Ansatz 2 wird an der Durchgangs­ öffnung des Behälters 1 für ein Anschlußelement eine Einschnürung 3 angeformt.

Soll an den Behälter 1 ein Anschlußelement angeschweißt werden, so muß zunächst - vergleiche Fig. 2 - der kugel­ förmige Ansatz 2 beschnitten werden; dies erfolgt durch Entfernung einer Kugelkalotte 4.

So entsteht ein Behälter 1 mit einer kreisringförmigen Einschnürung 3, an deren freier Stirnseite nun ein Anschlußelement, beispielsweise ein Gewindestutzen 5, angesetzt werden kann. Wird nun in die Einschnürung 3 ein - nicht gezeichnetes - Gegenlager eingeführt und wird das Anschlußelement 5 mit seinem korrespondierenden Flansch gegen das Randmaterial der Einschnürung 3 und das Gegenlager gepreßt, so kann die Verschweißung er­ folgen.

Das Ergebnis ist ein dicht mit dem Behälter 1 ver­ schweißtes Anschlußelement 5.

In Fig. 4 ist ein Behälter 1′ der grundsätzlich gleichen Art gezeigt. Der Unterschied zum Behälter nach Fig. 1 besteht darin, daß hier das Anschlußelement mit der Außenseite des Folienmaterials verschweißt werden soll.

Dem wird dadurch Rechnung getragen, daß in der Tief­ ziehform eine nur flache Kavität vorgesehen ist, so daß sich ein entsprechend flacher Ansatz 2′ ergibt. Zum Behälter 1′ hin entsteht eine Einschnürung 3, wie sie der nach Fig. 1 entspricht.

Vor dem Anschweißen des Anschlußelements 5 wird in den flachen Ansatz 2′ eine koaxiale Bohrung eingear­ beitet. Sodann wird - vergleiche Fig. 5 - das Anschluß­ element 5 auf den nach innen gezogenen Materialring aufgesetzt und verschweißt. Beim Schweißvorgang selbst wird dabei das Anschlußelement 5 mit dem außenliegenden Material und dieses mit der Innenseite am Außenteil der Einschnürung 3 verschweißt.

Fig. 6 zeigt einen nach dem Blasform-Verfahren herge­ stellten Behälter 6, bei dem die Einschnürung 3 über einen entsprechend geformten Rohransatz 7 in der Form ausgebildet wird.

Fig. 7 zeigt einen Behälter 6′, der in Fig. 6 gezeigten Art, wobei über einen entsprechend angeformten Rohran­ satz 7′ eine doppelte Einschnürung ausgebildet werden kann. Diese doppelte Einschnürung besteht aus der Ein­ schnürung 3 an der Außenseite des Behälters 6′ und einer Art Bördelung im Anschluß daran.

Fig. 8 zeigt in drei Verfahrensschritten die Herstellung eines Behälters 8, bei dem das Anschlußelement 5 inso­ weit integriert ist, als die Einschnürung 3′ längs der Innenwand des Anschlußelements 5 anliegt und an dessen freier Stirnseite angeschweißt wird.

Der Behälter 8 wird zunächst nach Art von Fig. 1 ausge­ formt, wobei der kugelförmige Ansatz 2′ entsprechend weit absteht. Die äußere Kugelkalotte 4′ wird sodann entfernt, wodurch ein abstehender Stutzen mit einer umlaufenden Wulst entsteht. Dieser Stutzen wird sodann durch das Anschlußelement 5 gezogen und am umlaufenden Wulst verschweißt - dabei wird das Anschlußelement 5 über Klemmbacken oder dergleichen gehalten.

Die anhand der Zeichnung beschriebenen Ausführungsbeispiele bezogen sich sämtlich auf runde Anschlußelemente und dem­ entsprechend kreisringförmige Einschnürungen, wobei dann die Anschlußelemente koaxial zur Einschnürung orientiert sind. Selbstverständlich können auch Anschlußelemente mit anderen Querschnittsformen angeschweißt werden und selbst­ verständlich können die Anschlußelemente auch anders als ko­ axial zur Einschnürung bzw. zur Öffnung des Behälters aus­ gerichtet sein. Wesentlich ist, daß über die Einschnürung ein Gegenlager eingeführt werden kann und daß somit die für eine gute Schweißverbindung erforderliche Schweißkraft in die Schweißnaht bzw. die Schweißfläche eingeleitet werden kann.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von flexiblen dünnwandigen Behältern,
die mindestens ein formstabiles Anschlußelement aufweisen,
über das der Behälter mit einem flüssigen oder fließfähigen Medium gefüllt oder dieses Medium entnommen wird, und wobei der Behälter in einer mehr­ teiligen Form aus Folienschlauchmaterial oder aus zwei aus einer Strangpresse nebeneinander ausge­ preßten Flachfolienbändern ausgeformt wird, wobei das Folienmaterial jeweils thermoplastischer Kunst­ stoff ist, dadurch gekennzeichnet,
daß am Übergangsbereich zwischen dem Behälter und dem Anschlußelement das Folienmaterial der Form des Anschlußelements entsprechend so verformt wird, daß eine zum Anschlußelement hin orientierte Einschnürung mit einem mit dem Innendurchmesser des Anschlußele­ ments korrespondierenden Durchmesser entsteht,
daß in die Einschnürung ein komplementär ausgebil­ detes Gegenlager eingeführt wird, und
daß das Anschlußelement so gegen das Gegenlager gepreßt wird, daß die dem Behälter zugewandte Stirn­ seite des Anschlußelements mit dem freien Rand­ material der Einschnürung verschweißbar ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, zur Anwendung bei mehrschichtigem Folienmaterial, dadurch gekennzeichnet,
daß der freie Rand der Einschnü­ rung zur Symmetrieachse der Einschnürung hin nach innen gezogen ist, und
daß das Anschlußelement so mit der Außenseite des Folienmaterials verschweißt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zur Anwendung beim Vakuumtiefziehverfahren, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einschnürung über eine entsprechende Kavität in der Tiefziehform gebildet wird, und
daß der der Kavität entsprechende über die Einschnü­ rung hinausgehende Formansatz am Behälter vor dem Verschweißen des Anschlußelements entfernt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, zur Anwendung beim Blasformverfahren, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung über einen entsprechend ausge­ bildeten Rohransatz in der Blasform gebildet wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Einschnürung der Länge des Anschlußelements entsprechend so dimensioniert ist, daß das freie Randmaterial mit der dem Behälter abgewandten freien Stirnseite des Anschlußelements verschweißt wird.