DE60122280T2

DE60122280T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von behältern

Info

Publication number: DE60122280T2
Application number: DE60122280T
Authority: DE
Inventors: Alessandro Bianchini
Original assignee: Elopak Systems AG
Current assignee: Elopak Systems AG
Priority date: 1999-12-31
Filing date: 2001-01-02
Publication date: 2007-09-06
Anticipated expiration: 2021-01-03
Also published as: IT1311176B1; EP1354691A1; DE60118788D1; EP1242228B1; DE60122280D1; ITMO990288A0; DE60118788T2; WO2001049472A2; WO2001049472A3; ITMO990288A1; ATE322970T1; EP1354691B1; US20060120634A1; AU2372401A; JP2003519051A; EP1242228A2; US20030050162A1; ATE336356T1

Description

WO-94/08852 offenbart ein Formungssystem, bei dem aufeinanderfolgend eine Vorerwärmungsstation zum Vorerwärmen von Flachmaterial, eine Schweißstation, in der gegenüberliegende Bereiche des Flachmaterials entlang bestimmter Umrisslinien von Behältern verbunden werden, um Taschen zu definieren, die über Kanäle miteinander verbunden sind, durch die ein Formungsfluid injiziert werden kann, eine Formungsstation, in der das Formungsfluid in die Taschen injiziert wird, um die Taschen aufzuweiten, um davon Gruppen von Behältern zu formen, wobei die geformten Behälter miteinander über nicht verformte Abschnitte des Flachmaterials miteinander verbunden sind, eine Schneidstation, in der jede Gruppe von Behältern von dem Flachmaterial abgetrennt wird und durch eine Füllstation vorgerückt wird, in der ein Produkt in die geformten Behälter durch Öffnungen derselben eingeführt wird, eine Siegelstation, in der die Behälter durch Verschließen der Öffnungen gesiegelt werden, und eine Schneidstation angeordnet sind, in der die geformten und gesiegelten Behälter von dem unverformten Flachmaterial ausgeschnitten werden.
EP-0692364 offenbart ein ähnliches Formungssystem, bei der zumindest eine weitere Siegel- und Formungsstation zwischen der Schweißstation und der Formungsstation angeordnet ist, die eine allmählichere Formung von Behältern ermöglicht.
Das Dokument WO-99/28204 offenbart ein Verfahren zum Formen von Behältern, mit den Schritten Bereitstellen von Erwärmungsmitteln, Erwärmen eines ersten und zweiten Flachmaterials, Verbinden des ersten und des zweiten Flachmaterials miteinander, um Taschen und Kanalmittel zu formen, die in die Taschen führen, und Formen der Behälter durch Injizieren eines Formungsfluids in die Taschen durch die Kanalmittel. Darüber hinaus offenbaren die Dokumente US 2,991,500 , EP 0019005 , EP 0701954 und WO-98/13191 eine Vorrichtung zum Formen von Behältern, mit einer Erwärmungsstation, einer Schweiß- und Formungsstation, in der gegenüberliegende Abschnitte des Flachmaterials durch Schweiß- und Formungsmittel miteinander verbunden werden, um so Taschen und Kanalmittel zu formen.
Es sind abschalbare Behälter bekannt, mit jeweils einer bauchigen Wand, die entlang ihrer Umrisslinie mit einer ebenen Wand verbunden ist, wobei die ebene Wand eine Barrierenfolie aufweist, die von einer durchlässigen Folie, die mit der Umrisslinie verschweißt ist, abschalbar ablösbar ist. Wenn die Barrierenfolie von der durchlässigen Folie durch Abschalen entfernt wird, kann ein Inhalt des Behälters somit durch die durchlässige Folie in die Umgebungsatmosphäre ausströmen.
Bei den abschalbaren Behältern gemäß dem Stand der Technik erfordert das Entfernen der Barrierenfolie das Greifen eines äußeren Abschnitts derselben und ein Wegreißen der Barrierenfolie von der durchlässigen Folie. Das Greifen der Barrierenfolie ist jedoch schwierig zu erreichen, da die Barrierenfolie und die durchlässige Folie aneinander haften.
Eine Aufgabe der Erfindung ist es, das Formen von Behältern zu verbessern.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, die Abschalbarkeit zum Öffnen von Behältern zu verbessern.
Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Formen von Behältern in Übereinstimmung mit Anspruch 1 bereitgestellt.
Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung wird eine Vorrichtung zum Formen von Behältern in Übereinstimmung mit Anspruch 9 bereitgestellt.
Aufgrund dieser Aspekte der Erfindung ist es möglich, Bahnen unterschiedlichen Materials zu bearbeiten, ohne das Risiko einzugehen, dass übermäßige Wärme irgendeine der Bahnen beschädigt.
Auf diese Weise werden Behälter in einer besonders einfachen und wirtschaftlichen Weise geformt, die eine Zone erleichterter Abschalbarkeit aufweisen.
Die Erfindung kann besser mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung verstanden und ausgeführt werden, die beispielhafte und nicht beschränkende Ausgestaltungen derselben zeigt, wobei:
1 eine schematische Vorderansicht einer Maschine zum Formen von Behältern aus Flachmaterial ist;
2 ein Schnitt entlang der Ebene II–II in 1 ist;
3 ein stark vergrößerter und gebrochener Schnitt einer Ausgestaltung der Injektionsdüsen für das Formungsfluid ist;
4 ein Schnitt wie in 2 ist, jedoch nur in Bezug auf die Siegel- und Formungsstation mit der Form in einer Schließstellung;
5 eine Vorderansicht eines abschalbaren Behälters ist;
6 ein stark vergrößerter und gebrochener Schnitt entlang der Ebene VI–VI in 5 ist;
7 ein Schnitt wie in 6 ist, jedoch in Bezug auf einen teilweise offenen Behälter, d.h. einen aktivierten Behälter;
8 eine Vorderansicht eines Formteils für abschalbare Behälter ist;
9 eine Ansicht wie in 8 ist, jedoch bezogen auf eine Variante der Injektionsmittel für das Formungsfluid;
10 ein stark vergrößerter und gebrochener Schnitt entlang der Ebene X–X in 8 bezogen auf eine vollständige Form ist.
Wie in 1, 2 und 3 gezeigt, weist eine Maschine zum Formen von Behältern in folgender Abfolge auf: Eine Erwärmungsstation 2, wobei eine erste Bahn 8 aus thermoformbarem Flachmaterial und eine zweite Bahn 10 aus Flachmaterial (nicht notwendigerweise thermoformbar) erwärmt werden, eine Schweiß- und Formungsstation 4, in der die erste Bahn 8 und die zweite Bahn 10 entlang bestimmter Umrisslinien 12 von Vorläuferbehältern oder Taschen 12a geschweißt werden und ein Formungsfluid durch Injektoren 14 injiziert wird, um Behälter zu formen, die durch die Konturen 12 definiert sind, und eine Stabilisierstation 6, in der die Gestalt der geformten Behälter 16 stabilisiert wird. Stromabwärts der Stabilisierstation 6 sind Fortbewegungsmittel 18 vorgesehen, um die erste Flachware 8 und die zweite Flachware 10 aus den Stationen 2, 4 und 6 zu einer Schneidstation 20 schrittweise vorwärts zu bewegen, wobei Gruppen 22 aus geformten Behältern 16 von den Flachware 8, 10 durch Schneidmittel 21 abgetrennt werden.
Die Erwärmungsstation 2 umfasst eine Erwärmungseinheit 24, wie eine Heizlampeneinheit, die der ersten Bahn 8 zugewandt ist, und eine Abschirmung 25, die zwischen der ersten Bahn 8 und der zweiten Bahn 10 angeordnet ist. Auf diese Weise wird die erste Bahn 8 mehr erwärmt als die zweite Bahn 10, und, wenn die erste Bahn durch Kunststoffmaterial gebildet ist, wird sie eine Temperatur sehr nahe an der Erweichungstemperatur (nahe etwa einigen 100°C) erreichen. Statt dessen wird die zweite Folie 10 nur leicht erwärmt, beispielsweise nahe etwa einer Temperatur von einigen 10°C.
In der Siegel- und Formungsstation 4 ist ein erster Formabschnitt 26 vorgesehen, der Hohlräume 28 aufweist, die geeignet sind, entsprechende Bereiche der ersten Flachware 8 aufzunehmen, wenn Formungsfluid durch die Injektoren 14 injiziert wird, wobei sich die Injektoren 14 nach innen in die Abschirmung 25 erstrecken, so dass sie aus dieser zu der Siegel- und Formungsstation 4 hin und seitlich vorstehen, um mit nicht dargestellten Zuführungen für Pressluft verbunden zu werden.
In einer nicht dargestellten Ausgestaltung können die Injektoren auch seitlich zwischen dem ersten Formabschnitt 26 und einem zweiten Formabschnitt 30, der mit dem ersten Formabschnitt 26 in der durch einen Pfeil F1 gezeigten Position zusammenwirkt, eingesetzt sein.
Der erste Formabschnitt 26 ist gekühlt, so dass, wenn das Material der ersten Bahn 8, das durch die Wirkung des Formungsfluids verformt ist, in Berührung mit den kalten Wänden des ersten Abschnitts 26 der Form kommt, das Material abkühlt und dadurch die endgültige Gestalt und Abmessungen annimmt.
Der zweite Formabschnitt 30 ist im Wesentlichen eben, d.h. ohne einen Hohlraum, der dem ersten Abschnitt 26 der Form gegenüberliegt, so dass, wenn der erste Formabschnitt 26 und der zweite Formabschnitt 28 in eine Schließstellung bewegt werden, sie zwischen sich entsprechende Abschnitte der ersten Bahn 8 und der zweiten Bahn 10 festlegen.
Der zweite Formabschnitt 30 ist erwärmt, so dass die zweite Folie 10, die bei relativ niedriger Temperatur liegt, auf eine Temperatur erwärmt wird, die geeignet ist, dass sie mit der ersten Bahn 8 entlang der bestimmten Umrisslinien 12 gesiegelt werden kann.
Die Stabilisierstation 6 umfasst einen weiteren ersten Formabschnitt 32 und einen weiteren zweiten Formabschnitt 34, die strukturell zu dem ersten Formabschnitt 26 bzw. dem zweiten Formabschnitt 30 analog sind.
Einer oder beide von dem weiteren ersten Formabschnitt 32 und dem weiteren zweiten Formabschnitt 34 können jedoch gekühlt sein.
Der weitere zweite Formabschnitt 34 ist nicht erwärmt, da dies die Wirksamkeit der Schweißung entlang der bestimmten Umrisslinien 12 beeinträchtigen könnte, die an der Schweiß- und Formungsstation 4 ausgeführt wird.
Der weitere zweite Formabschnitt 32 ist mit weiteren Hohlräumen 36 versehen, die geringfügig größer sind als die Hohlräume 28 des ersten Formabschnitts 28, um die endgültige Gestalt und Abmessung der geformten Behälter zu stabilisieren.
Wie in 8 zu sehen ist, weist eine Form 40 einer Ausgestaltung der Schweiß- und Formungsstation 4 Vertiefungen 42 zum Aufnehmen des Materials der ersten Bahn 8, das durch das Formungsfluid verformt wurde, auf und zeigt ebenso Nuten 44, die die Vertiefungen 42 miteinander verbinden, und die ein Kanalsystem für das Formungsfluid bilden, die durch die erste Bahn 8 und die zweite Bahn 10 definiert sind. Die Nuten 44 können sich weiterhin so weit erstrecken, dass sie weitere Nuten 46 definieren, die geeignet sind, in der ersten Bahn 8 Randbereiche 52' eines äußeren Behälterrands zu bilden, die von entsprechenden Bereichen der zweiten Bahn 10 beabstandet sind.
Auf diese Weise ist es möglich, einen Behälter 50 wie in 5 gezeigt, herzustellen, wobei ein Randbereich 52 einer umfänglichen Schweißung 54 eines Behälters 50, der eine Flüssigkeit 51 enthält, eine erste Randzone 56 der ersten Bahn 8 zeigt, die so ausgebildet ist, dass sie im Wesentlichen losgelöst von der entsprechenden zweiten Randzone 58 der zweiten Bahn 10 liegt. Auf diese Weise ist es ausreichend, wenn ein abschalbarer Behälter aktiviert werden soll, um einen durchlässigen Film 58 dazu zu veranlassen, auszudünsten, so dass er flüchtige Substanzen in die umliegende Umgebung ausströmen lassen kann, einen der Ränder 56, 58 an dem Randbereich 52 zu greifen und eine Barrierenschicht 60, die anfänglich mit dem durchlässigen Film 58 verbunden war, zu entfernen.
Vorteilhafterweise kann auch der zweite Randbereich 58 der zweiten Folie 10 vollständig ausgebildet sein, um den Abstand von der ersten Randzone 56 der ersten Folie 8 zu erhöhen.
Wie in 9 gezeigt ist, können die weiteren Nuten 46 mit unter Druck stehendem Formungsfluid unabhängig gespeist werden, d.h. durch einen Einlass 62.
Wie in 10 gezeigt ist, ist es möglich, um das Formen des Randes 56 der ersten Folie 8 zu erleichtern, eine zusätzliche Aussparung 64 in den weiteren Nuten 46 in einem Bereich zu erhalten, der dazu ausgelegt ist, einen Abschnitt des Randes 56 näher zu der Schweißung 54 zu bilden.

Claims

Verfahren zum Formen von Behältern, mit den Schritten: Bereitstellen von Erwärmungsmitteln (2, 24), Vorrücken eines ersten Flachmaterials (8) und eines zweiten Flachmaterials (10) durch eine Erwärmungsstation, Erwärmen (2) des ersten und des zweiten Flachmaterials, Verbinden des ersten und des zweiten Flachmaterials (8, 10) miteinander entlang bestimmter Umrisslinien (12) von Behältern (16), um Taschen (12a), die durch die bestimmten Umrisslinien begrenzt sind, und Kanalmittel (44) zu formen, die in die Taschen führen, wobei die Kanalmittel (44) dazu geeignet sind, ein Formungsfluid durch diese hindurch zu injizieren, Formen der Behälter (16, 50) durch Aufweiten der Taschen durch Injizieren des Formungsfluids durch die Kanalmittel (44), dadurch gekennzeichnet, dass das Erwärmen selektiv ein stärkeres Erwärmen des ersten Flachmaterials (8) als des zweiten Flachmaterials (10) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Aufweiten ein Aufweiten äußerer Bereiche des Flachmaterials außerhalb der bestimmten Umrisslinien (12) aufweist, um in jedem Behälter einen Öffnungsbereich (52) zu bilden, in dem das erste und das zweite Flachmaterial (8, 10) voneinander beabstandet sind.
Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Verbinden weiterhin ein Formen weiterer Kanalmittel (46) aufweist, die in die äußeren Bereiche führen.
Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, wobei das wahlweise Erwärmen ein Eindringen von Abschirmmitteln (25) zwischen die erste Bahn (8) und das zweite Flachmaterial (10) aufweist.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Erwärmen ein Erwärmen des zweiten Flachmaterials (10) nach dem selektiven Erwärmen des ersten Flachmaterials (8) aufweist.
Verfahren nach Anspruch 5, wobei das Erwärmen des zweiten Flachmaterials (10) zusammen mit dem Verbinden erfolgt.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei das Aufweiten erfolgt, während das erste Flachmaterial (8) abgekühlt wird.
Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, weiterhin mit dem Schritts Stabilisieren der Behälter (16) nach dem Aufweiten.
Vorrichtung zum Formen von Behältern, mit einem Vorrücken eines ersten Flachmaterials (8) und eines zweiten Flachmaterials (10) durch eine Erwärmungsstation (2) und durch eine Schweiß- und Formungsstation (4), in der gegenüberliegende Abschnitte des ersten Flachmaterials (8) und des zweiten Flachmaterials (10) durch Schweiß- und Formungsmittel (26, 30) entlang bestimmter Umrisslinien (12) von Behältern miteinander verbunden werden, um Taschen (12a) und Kanalmittel (44) zu formen, die in die Taschen (12a) führen, um ein Formungsfluid dort hinein zu injizieren, und um die Behälter (16) durch Aufweiten der Taschen (12a) zu formen, dadurch gekennzeichnet, dass die Erwärmungsstation (2) selektive Erwärmungsmittel (24, 25) aufweist, die dazu ausgelegt sind, das erste Flachmaterial (8) selektiv stärker als das zweite Flachmaterial (10) zu erwärmen.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Schweiß- und Formungsmittel (26, 30) mit Aussparungsmitteln zum Aufnehmen von Bereichen des Flachmaterials außerhalb der bestimmten Umrisslinien (12) versehen sind, wobei das erste Flachmaterial (8) in diesen Bereichen von dem zweiten Flachmaterial (10) beabstandet ist, um so Mittel (52) zum Öffnen des Behälters (50) zu definieren.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Schweiß- und Formungsmittel (26, 30) weitere Kanalmittel (46) in dem Flachmaterial definieren, wobei die weiteren Kanalmittel (46) in die Bereiche führen, um diese Bereiche zu formen, wenn das Formungsfluid injiziert wird.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 11, wobei die selektiven Erwärmungsmittel Abschirmmittel (25) aufweisen, die zwischen dem ersten Flachmaterial (8) und dem zweiten Flachmaterial (10) eingebracht sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 12, weiterhin mit weiteren Erwärmungsmitteln (30) in den Schweiß- und Formungsmitteln (26, 30) an der Schweiß- und Formungsstation (4), wobei die weiteren Erwärmungsmittel (30) dazu ausgelegt sind, das zweite Flachmaterial (10) zu erwärmen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 13, wobei die Schweiß- und Formungsmittel (26, 30) mit Kühlmitteln (26) zum Kühlen des ersten Flachmaterials (8) an der Schweiß- und Formungsstation (4) versehen sind.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 9 bis 14, weiterhin mit einer Formstabilisierstation (6) stromabwärts der Schweiß- und Formungsstation.