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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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GEBIET DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf Auskleidungen für Verbundbehälter, insbesondere bezieht
sie sich auf Behälterauskleidungen,
die als laminierte Strukturen, einschließlich einer selbst tragenden
Schicht gebildet sind.
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BESCHREIBUNG DES STANDES DER
TECHNIK
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Nahrungsmittel-
und Getränkeprodukte
sowie andere leicht verderbliche Waren werden häufig in rohrförmige Behälter verpackt,
die an beiden Enden dicht verschlossen sind. Diese rohrförmigen Behälter weisen
typischerweise mindestens eine strukturelle Körperschicht auf und sie werden
daduch hergestellt, dass man einen kontinuierlichen Streifen des Körperschichtmaterials
um einen Dorn von einer gewünschten
Form herum aufwickelt, um eine rohrförmige Struktur zu erzeugen.
Der die Körperschicht
bildende Streifen kann spiralartig um den Dorn herum gewickelt werden
oder er kann durch eine Reihe von eine Form verleihenden Elementen
hindurch geleitet werden, so dass er in einer convoluten d.h. übereinander
gewickelten Form um den Dorn herum gewunden ist. An dem stromabwärts gelegenen
Ende des Dorns wird das Rohr in einzelne diskrete Längen geschnitten
und dieselben werden dann mit Abschlusskappen ausgestattet, um die
Behälter
zu bilden.
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Rohrbehälter von
dieser Art enthalten typischerweise eine Auskleidungsschicht, die
auch als Futter oder Liner bezeichnet werden kann, dies auf der
inneren Oberfläche
der aus Pappe bestehenden Körperschicht.
Das Auskleidungsfutter hindert Flüssigkeiten wie etwa einen Saft
daran, aus dem undichten Behälter
auszulaufen, und sie hält
auch Flüssigkeiten
und Feuchtigkeitsdunst davon ab, in den Behälter einzutreten und die darin
enthaltenen Lebensmittelprodukte nachteilig zu beeinflussen. Vorzugsweise
ist die Auskleidung auch widerstandsfähig gegen das Durchtreten von
Gasen, sodass die Gerüche des
Lebensmittelprodukts in dem Behälter
daran gehindert werden zu entweichen und die atmosphärische Luft
davon abgehalten wird in den Behälter
einzutreten und so das Lebensmittelprodukt zu verderben. Somit liefert
die Auskleidung Barriereneigenschaften und die Körperschicht liefert strukturelle
Eigenschaften.
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Herkömmliche
Auskleidungen weisen häufig eine
Aluminiumfolie auf, welche gute Barriereneigenschaften aufweist
und die auch vorteilhafte Festigkeitseigenschaften besitzt. Insbesondere
wird das Auskleidungsfutter auf den Dom gewickelt bevor die Körperschicht
drauf gewunden wird, und dasselbe muss fest und steif genug sein,
um unabhängig
und ohne Dehnung oder Faltenbildung auf den Dorn gewickelt werden
zu können.
Darüber
hinaus umfasst die Aluminiumfolienschicht auf typische Weise eine Verstärkung aus
Kraftpapier, um es der Folienschicht zu ermöglichen an der aus Pappe bestehenden
Körperschicht
angeklebt zu werden. Wegen der Unterstützungsfunktion, die durch die
mit Kraftpapier verstärkte
Folienschicht der Auskleidung bereitgestellt wird, sind solche Auskleidungen
als "unterstützte" Auskleidungen bekannt.
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Auf
Wasser basierte Klebstoffe (oder "nasse Klebstoffe") werden für das Kleben der Auskleidung an
der Körperschicht
vorgezogen, weil die auf Lösemitteln
beruhenden Klebstoffe im Lichte der verschiedenen Umweltbelange
hinsichtlich ihres Gebrauchs und ihrer Beseitigung in Misskredit
geraten sind. Jedoch ist es bis jetzt schwierig gewesen, die auf
Wasser beruhenden Klebstoffe dahin zu bekommen, dass sie an der
glatten und undurchlässigen
Oberfläche der
Aluminiumfolienschicht festkleben. Entsprechend ist eine Verstärkung aus
Kraftpapier vorher an der Folienschicht angeklebt worden, so dass die
Auskleidung an der Körperschicht
aus Pappe mit nassen Klebstoffen festgeklebt werden kann. Kraftpapier
verursacht hinsichtlich der Auskleidung zusätzliche Kosten und verleiht
zusätzliche
Dicke.
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Es
ist wünschenswert,
nicht gestützte
Auskleidungen zu verwenden, die wegen der Kosten und der Dicke kein
Kraftpapier enthalten. Nicht gestützte Auskleidungen bieten zusätzlich zu
den Material- und Kosteneinsparungen weitere Vorteile. Spezifischer betrachtet
ermöglicht
insbesondere die Eliminierung der Kraftschicht geradlinige Überlappungsnähte, die dazu
bestimmt sind in dem Auskleidungsfutter verwendet zu werden, und
zwar eher als die herkömmlichen,
so genannten "Anakonda-Falten"-Nähte, die traditionell
zusammen mit durch Kraftpapier verstärkten Auskleidungen verwendet
werden. In einer Anakonda Falte ist der darunter liegende Rand der
Auskleidung zurück
auf sich selbst gefaltet und an dem darüber gelagerten Rand fest geklebt.
Die Anakonda Falte ermöglicht
den polymeren Schichten auf der Oberfläche der Folienschicht mit Hilfe
von Hitze an derselben versiegelt zu werden. Alternativ kann ein unter
Hitzeeinwirkung schmelzender Klebstoff verwendet werden, um den
unten liegenden Rand der Auskleidung mit dem oben liegenden Rand
zu versiegeln. Der Rand aus Kraftpapier ist auf diese Weise dem
Innenraum des Behälters
nicht ausgesetzt und somit werden Flüssigkeiten im Innern des Behälters von
dem Kraftpapier nicht absorbiert. Ein Beispiel solch einer Falte
ist in dem U.S. Patent Nr. 5084284 von McDilda et al. illustriert
worden.
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Anakonda
Falten sind wegen der höheren Dicke
jedoch unerwünscht.
Die Dicke einer Anakonda Faltennaht ist die gleiche wie die dreifache
Dicke der Auskleidung. Somit stellt die Anakonda Falte mit relativ
dicken unterstützten
Auskleidungen eine wesentliche Dicke dar, auch verursacht sie Schwierigkeiten
wenn man versucht die Enden des Rohrbehälters hermetisch zu versiegeln.
Spezifisch ist es, wenn die Enden des Rohres des Öfteren nach
dem Schneiden nach außen
gerollt werden, um so einen gerollten kreisförmigen Rand oder Flansch an
einem oder an beiden Enden des Rohres zu bilden, und alsdann werden
Abschlusskappen oder -membranen aufgesetzt und gewöhnlich an
dem Rand mit einer klebenden Abdichtung versiegelt bzw. mittels
einer Heißversiegelung
oder mittels einer anderen Technik angebracht. In dem Bereich, wo
die dicke Anakonda Faltennaht einen Teil der Randoberfläche bildet,
kann es jedoch sein, dass die Endoberfläche des Randes oder des Flansches
wesentlich uneben ist, womit erhebungsähnliche und/oder vertiefungsähnliche
Unregelmäßigkeiten
gebildet werden. Dementsprechend ist eine zusätzliche Menge eines klebenden
Abdichtung- oder Heißversiegelungsmaterials
erforderlich, um die Diskontinuitäten zu füllen und um dem Rohrbehälter mit
einer hermetischen Abdichtung zu versehen. Das zusätzliche
Auftragen einer Klebstoffabdichtung oder eines Heißversiegelungsmaterials
ist nachteilig wegen des zusätzlichen
Abdichtungsmittels, das verwendet werden muss, und wegen der erhöhten Schwierigkeit
beim Entfernen der Abdichtung durch den Verbraucher infolge des
zusätzlichen
Abdichtungsmittels. Zum Beispiel muss dort, wo eine Membran eine
Heißversiegelungsschicht
umfasst, die gesamte Heißversiegelungsschicht
dicker gemacht werden, selbst wenn die gesteigerte Dicke tatsächlich nur
um die Peripherie der Membran herum erforderlich ist, dort wo sie
mit dem Rand in Kontakt steht.
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Wegen
der obigen Probleme, die in Bezug auf unterstützte Auskleidungen festgestellt
worden sind, hat man Anstrengungen unternommen zur Entwicklung von
Verfahren und von Apparaten zur Herstellung von Verbundrohrbehältern, die
nicht gestützte
Auskleidungen aufweisen, in welchen die Folien- und/oder Kraftschichten
aus der Auskleidung heraus beseitigt werden. Zusätzlich ist gesucht worden nach Verfahren und
Apparaten zur Herstellung von Verbundbehältern mit Auskleidungen, welche
ohne Anakonda Faltennaht geformt werden.
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Ein
Auskleidung, die aus einer oder aus mehreren relativ dünnen Polymerschichten
gebildet wird und möglicherweise
aus einer relativ dünnen
Folie, wäre
in der Hinsicht besonders nützlich,
wenn die Kraftschicht zusammen mit den damit zusammenhängenden
Kosten beseitigt würde,
und wenn die Auskleidungsnaht eine relativ kleine Erhebung an dem
gekräuselten
Ende des Behälters
darstellen würde,
so dass Probleme der hermetischen Abdichtungsverschlüsse an den
Enden der Behälter
wesentlich verringert würden.
Alternativ können
die Auskleidungen strukturell durch die Einbeziehung von starren
Filmen oder von Filmen mit einem relativ hohen Elastizitätsmodul,
etwa mit orientiertem Polyethylenterephthalat (OPET) oder orientiertem
Polypropylen (OPP) unterstützt
werden. Solche Filme sind jedoch relativ teuer auf Grund ihrer langsameren
Umwandlungsgeschwindigkeiten oder ihrer weitreichenden Prozesssteuerungen,
um Qualitätsprobleme
zu verhindern wie etwa sackartige Verformungen.
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Entsprechend
hat der Abtretungsempfänger der
vorliegenden Anmeldung nach der Entwicklung von praktischen Verfahren
und Apparaten zur Herstellung von Behältern mit solchen nicht gestützten Filmauskleidungen
gestrebt. Zum Beispiel hat der Anmelder der vorliegenden Anmeldung
Verfahren und Apparate zur Herstellung von Verbundbehältern mit
nicht gestützten
Auskleidungen entwickelt, die aus einem Polymerfilm und ohne Anakonda
Falten hergestellt worden sind, so wie dies in den folgenden, sich
in gemeinschaftlichem Besitz befindlichen U.S. Patenten offengelegt
worden ist: U.S. Patent Nr. 5829669 mit dem Titel "Tubular Container
and Methods and Apparatus for Manufacturing Same" ("Rohrbehälter sowie
Verfahren und Apparat zur Herstellung desselben"), ausgegeben am 3. November 1998, U.S.
Patent Nr. 6244500 mit dem Titel "Polymeric Liner Ply of Tubular Containers
and Methods and Apparatus for Manufacturing Same" ("Polymere Auskleidungsschicht
von Rohrbehältern
und Verfahren und Apparate zur Herstellung derselben"), ausgegeben am
12. Juni 2001 und die U.S. Patentanmeldung Ser. Nr. 09/838443 mit
dem Titel "Tubular Composite
Containers Having Unsupported Film Liners and Methods and Apparatus
for Making Same" ("Verbundrohrbehälter mit
nicht gestützten
Filmauskleidungen und Verfahren und Apparat zur Herstellung derselben"), ausgegeben am
19. April 2001, wobei alle Offenbarungen dieser Patente durch die
bloße
Referenznahme mit hierin einbezogen werden.
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Die
Patente '669' und '500' offenbaren Herstellungsverfahren
und -apparate für
Verbundbehälter,
bei denen gemäß einer
Ausführungsform
ein polymerer Auskleidungsstreifen haftend mit einem einen Pappkörper bildenden
Streifen verbunden wird, bevor er um einen die Form gebenden Dorn
herum gewickelt wird. Dadurch, dass man den polymeren Auskleidungsstreifen
und den Pappstreifen zusammen "vorlaminiert", wird die Auskleidung
auf wirksame Weise strukturell durch den Pappstreifen so unterstützt, dass
sie relativ leicht hin zu dem Dorn bewegt wird, ohne dass sie dabei übermäßig gestreckt wird
oder anderweitig während
des Verfahrens missliche Verformungen erleidet. Der polymere Auskleidungsstreifen
ist relativ zu der Pappe versetzt, mit welcher er haftend verbunden
wird, so dass ein marginaler Randabschnitt des Auskleidungsstreifens sich über einen
Rand des Pappstreifens hinaus erstreckt. Der laminierte Papp-/Polymerstreifen
wird so um den Dorn herum gewickelt, dass die Ränder des Pappstreifens sich
gegenseitig überlappen
und die marginalen Randabschnitte der polymeren Auskleidung sich
gegenseitig überlappen.
Einer der marginalen Randabschnitte des Auskleidungsstreifens weist
eine nicht wässrige
Klebstoffschicht auf, die durch Hitze aktiviert werden kann. Bevor
und/oder während
der laminierte Papp-/Polymerstreifen um den Dorn herum gewickelt
wird, erhitzt man die nicht wässrige
Klebstoffschicht auf dem marginalen Randabschnitt bis auf mindestens
ihre Aktivierungstemperatur, und die überlappenden Ränder werden in
der Hitze miteinander versiegelt. Auf diese Weise besitzt der resultierende
Verbundbehälter
eine polymere Auskleidung, die ohne Anakonda Faltennähte gebildet
worden ist.
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Man
wird jedoch erkennen, dass sich sowohl die Auskleidungszuführungs-
als auch Körperschichtzuführungsrollen
auf derselben Seite des Dorns befinden müssen, was die Anordnung der
Zuführungsrollen
und das Weiterbefördern
der Schichten hin zu dem Dorn komplizierter gestalten kann als es
andernfalls der Fall wäre,
wenn sowohl die Auskleidungs- als auch die Körperschichten sich nicht dem
Dorn von derselben Seite nähern
müssten.
Der Austausch der Rollen kann auch dort schwieriger sein, wo die
zwei Zuführungsrollen
sich derart nahe beieinander befinden, dass dieselben dazu neigen würden, sich
in einer Anordnung zu befinden, die eine wirkungsvolle Ausnutzung
des Raumes gestatten würde.
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Außerdem sollte
erkannt werden, dass Auskleidungen, die Kraftpapier, Metallfolienschichten von
wesentlicher Dicke, starre Filme oder Filme mit relativ hohen Elastizitätsmodulen
aufweisen, relativ leicht hergestellt werden können, was man auch als umwandeln
bezeichnen kann, weil solche Schichten eine ausreichende strukturelle
Festigkeit aufweisen, um als eine Trägerbahn zu dienen, mit der
zusätzliche
Schichten oder Bahnen der Auskleidung verbunden werden können. Jedoch
sind Auskleidungen ohne solche Materialien problematisch herzustellen, weil
die relativ dünnen
oder flexiblen Materialien der Auskleidungen sich in unerwünschter
Weise strecken oder zerreißen
können
ohne die Unterstützung
einer Trägerbahn,
welche ausreichende Festigkeitseigenschaften aufweist, um die Auskleidung
während
des Herstellungsverfahrens zu unterstützen.
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Im
Licht der vorhergehenden Ausführungen wäre es in
hohem Maße
wünschenswert,
solche Verfahren und Apparate liefern zu können, welche fähig sind,
eine Behälterauskleidung
herzustellen, welche ohne die Verwendung von Kraftpapier strukturell
unterstützt
wird und welche bequem vor der Formung des Behälters hergestellt wird. Solch
eine Auskleidung würde
keine Vorlaminierung auf eine Pappschicht während des Herstellungsverfahrens
des Behälters
erfordern.
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KURZE ZUSAMMENFASSUNG DER
ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung zielt ab auf die oben genannten Bedürfnisse
und sie erzielt dadurch andere Vorteile, dass sie eine Behälterauskleidung liefert,
die eine erste Abdichtungsbahn aus Polyethylen aufweist, die eine
Oberfläche
der Auskleidung bildet und eine sich selbst tragende Schicht der
Auskleidung definiert, eine zweite Abdichtungsschicht, welche die
entgegengesetzte Oberfläche
der Auskleidung bildet, und eine dünne Metallfolienschicht zwischen
den zwei Abdichtungsschichten. Die erste Abdichtungsbahn dient auch
als eine Trägerbahn
während
der Herstellung der Auskleidung. Die Auskleidungskonstruktion beseitigt
die Notwendigkeit, eine Schicht aus Kraftpapier in die Auskleidung
mit einzubeziehen, weil die erste Abdichtungsbahn der Auskleidung
eine strukturelle Unterstützung
gewährleistet
und weil eine zweite Abdichtungsschicht an der Körperschicht des Behälters mit
typischen nassen Klebstoffen anhaftet.
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Entsprechend
ist es bei der Auskleidung gemäß der vorliegenden
Erfindung nicht erforderlich, dass sie vorher auf eine Pappschicht
laminiert wird, bevor die Auskleidung um den Dorn herum gewickelt wird, und
deshalb ist es nicht erforderlich, dass sie sich auf der gleichen
Seite des Dornes befindet, was somit den Austausch der Rollen der
Auskleidungen und der Pappschichten vereinfacht.
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Gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung enthält
die Auskleidung eine erste Abdichtungsbahn, die Polyethylen aufweist
und eine selbst tragende Schicht der Auskleidung definiert. Die
erste Abdichtungsbahn besteht vorzugsweise aus einer coextrudierten
Bahn aus einem Ionomer und aus HDPE, und stärker bevorzugt besteht das
Ionomer aus einem Ethylenacrylsäureionomer.
Alternativ kann die erste Abdichtungsbahn eine coextrudierte Bahn
aus HDPE und LDPE umfassen.
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Eine
Metallfolienschicht wird an die äußere Oberfläche der
ersten Abdichtungsbahn geklebt. Die Auskleidung kann eine Klebstoffschicht
zum Ankleben der Metallfolienschicht an die erste Abdichtungsbahn
aufweisen, oder alternativ kann die Metallfolienschicht durch eine
Extrusion an die erste Abdichtungsbahn gebunden werden. Die Metallfolienschicht definiert
vorzugsweise eine Dicke von weniger als 0,001 Zoll und stärker bevorzugt
definiert sie eine Dicke von weniger als 0,0005 Zoll. Die zweite
Abdichtungsschicht umfasst ein Polymer und ist an der Metallfolienschicht
befestigt. Die zweite Abdichtungsschicht bildet die entgegengesetzte
Oberfläche
der Auskleidung und wird durch Hitze mit der ersten Abdichtungsbahn
versiegelt, so dass dann, wenn die Auskleidung um den Dorn herumgewickelt
wird, die Auskleidung eher mit einer überlappenden Abdichtung als
mit einer Anakonda Falte abgedichtet wird. Die zweite Abdichtungsschicht
enthält
vorzugsweise ein Ionomer wie etwa ein Ethylenacrylsäureionomer.
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Die
vorliegende Erfindung umfasst auch Behälter, die solch eine Auskleidung
mit Barriereneigenschaften gegenüber
Gas und Feuchtigkeit aufweisen. Der Behälter weist mindestens eine
Körperschicht
aus einer faserigen Pappe auf, welche so gewickelt ist, dass sie
eine Wand des Behälters
bildet. Die Auskleidung klebt bzw. haftet in vorteilhafter Weise
an der inneren Oberfläche
der Wand des Behälters.
Vorzugsweise haftet die Auskleidung an der inneren Oberfläche der
Wand, um eine überlappende Abdichtung
in der Auskleidung zu umfassen. Darüber hinaus bildet der Behälter vorzugsweise
einen rohrförmigen
Behälterkörper und
er kann einen Membrandeckel aufweisen, welcher an einem Ende der
Behälterwand
versiegelt ist.
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Die
vorliegende Erfindung liefert auch Verfahren zum Herstellen einer
Auskleidung für
einen Behälter.
Die Auskleidung wird hergestellt, indem eine erste, Polyethylen
aufweisende Abdichtungsbahn so nach vorne bewegt wird, dass die
erste Abdichtungsbahn als eine Trägerbahn dient. Eine Metallfolienschicht
wird an eine äußere Oberfläche der ersten
Abdichtungsbahn dran geklebt. Vorteilhafterweise kann die Metallfolienschicht
an der ersten Abdichtungsbahn mit Klebstoff dicht anlaminiert werden.
Alternativ kann die Metallfolienschicht an die erste Abdichtungsbahn
dadurch angeklebt werden, dass man die Metallfolienschicht durch
eine Extrusion an die erste Abdichtungsbahn bindet. Darüber hinaus
steht eine zweite Abdichtungsschicht, die ein Polymer aufweist,
auf der entgegengesetzten Oberfläche
der Metallfolienschicht der ersten Abdichtungsbahn zur Verfügung. Die
Auskleidung wird dann für
die anschließende
Verwendung bei der Fertigung eines Behälters um eine Sammelaufspulrolle
herum gespult.
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Es
sind noch weitere Ausführungen
der Auskleidung, des Behälters
und der Herstellungsverfahren in dem Umfang der vorliegenden Erfindung
mit enthalten. Dementsprechend liefert die vorliegende Erfindung
eine Auskleidung, die eine erste Abdichtungsbahn enthält, welche
eine selbst tragende Schicht definiert, welche die Verwendung von
Kraftpapier beseitigt und die Verwendung einer relativ dünnen Metallfolienschicht
erlaubt. Darüber
hinaus dient die erste Abdichtungsbahn während der Herstellung der Auskleidung
als eine Trägerbahn.
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KURZE BESCHREIBUNG VON DEN
MEHREREN ANSICHTEN DER ZEICHNUNGEN
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Nachdem
die Erfindung auf diese Weise allgemein beschrieben worden ist,
wird jetzt auf die begleitenden Zeichnungen Bezug genommen, welche nicht
notwendigerweise maßstabgerecht
gezeichnet worden sind und in denen:
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1 eine
Perspektivansicht eines Rohrbehälters
gemäß einer
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt, worin der Behälter eine
Auskleidung auf einer inneren Oberfläche der Behälterwand aufweist;
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2 eine
Querschnittsansicht darstellt, die entlang der Schnittlinie 2-2
der 1 durch die Auskleidungsüberlappungsverbindung des Behälters genommen
ist;
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3 eine
schematische Querschnittsansicht darstellt, die entlang der Schnittlinie
3-3 der 2 durch die Auskleidung genommen
ist, worin die Auskleidung eine erste Abdichtungsbahn aus Polyethylen
aufweist;
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4 eine
schematische Querschnittsansicht einer Auskleidung einer zweiten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt, worin die Auskleidung eine
erste Abdichtungsbahn einer coextrudierten Bahn aus einem Ionomer
und aus HDPE aufweist;
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5 eine
schematische Querschnittsansicht einer Auskleidung einer dritten
Ausführung
der vorliegenden Erfindung darstellt, worin die Auskleidung eine
erste Abdichtungsbahn einer coextrudierten Bahn aus HDPE und aus
LDPE aufweist; und
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6 eine
schematische Seitenansicht darstellt, welche die Herstellung einer
Auskleidung gemäß der vorliegenden
Erfindung illustriert, worin die erste Abdichtungsbahn als eine
Trägerbahn
dient.
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AUSFÜHRLICHE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wird jetzt im Folgenden vollständiger unter
Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden,
in welchen einige, aber nicht alle Ausführungen der Erfindung gezeigt
werden. Tatsächlich
kann die Erfindung in vielen verschiedenen Formen ausgeführt werden und
sie sollte nicht so gedeutet und aufgefasst werden, als ob sie auf
die hierin bekannt gemachten Ausführungen begrenzt sei; vielmehr
werden diese Ausführungen
so geliefert, dass diese Offenbarung den anwendbaren, gesetzlichen
Anforderungen entspricht. Gleiche Zahlen nehmen durchgehend auf gleiche
Elemente Bezug.
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Bei
Bezugnahme auf die 1-3 sieht man
einen Behälter 10,
der eine Auskleidung mit einer selbst tragenden Schicht gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung aufweist. Obwohl in der 1 ein
Kreisquerschnitt gezeigt ist, kann der Rohrbehälter 10 jede Querschnittsform
aufweisen, welche gebildet werden kann, indem man Verbundmaterialien
um einen geeignet geformten Dorn herum wickelt. Ein nicht begrenzendes
Beispiel eines nicht rohrförmigen
Behälters
ist ein Rohr mit einer rechteckigen Form, welches abgerundete Ecken aufweist.
Der Behälter 10 nach 1 ist
besonders günstig
zum Verpacken von Kartoffelchips und er umfasst einen flexiblen
Membrandeckel 11 und eine wieder verwendbare Abschlusskappe 12 aus
Kunststoff über
dem Deckel. Verschiedene andere Endverschlüsse können verwendet werden; deren
Verwendung hängt
jedoch von der Art des Produktes ab, welches in dem Behälter verpackt
wird.
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Wie
in der 2 detaillierter illustriert wird, umfasst der
Behälter 10 eine
Wand mit einer Körperschicht 13,
die vorzugsweise aus Pappe erzeugt wird und eine Auskleidung 14,
die an der inneren Oberfläche
der Körperschicht 13 anhaftet.
Das obere Ende des Rohrbehälters 10 wird
so überwickelt,
dass dasselbe einen Rand 15 oder einen Flansch bildet,
so wie dies in der 1 gezeigt wird, und der Membrandeckel 11 wird
mit Hilfe eines klebenden Dichtungsmittels (nicht gezeigt) hermetisch
gegenüber
dem Oberteil des Randes abgedichtet. Die Abschlusskappe 12 schnappt
dann über
den Rand 15 und kann wieder benutzt werden, nachdem der
Membrandeckel 11 entfernt worden ist. Ein Metallverschluss (nicht
gezeigt) kann an dem entgegengesetzten Ende des Behälters 10 befestigt
sein.
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Die
Nähte,
wo die verschiedenen Schichten miteinander verbunden sind, werden
in der 2 illustriert. Die Körperschicht aus Pappe 13 besteht
aus einer relativ dicken und steifen Pappe. Entsprechend werden
bei einigen Typen von Behältern,
etwa bei gekühlten
Teigbehältern,
die Ränder
der Körperschicht
zuerst gespalten und dann im Verlauf des Herstellungsverfahrens
des Rohres überlappend
mit einem Klebstoff 20 verbunden, um eine widerstandsfeste
Naht zu erzeugen. Bei anderen Typen von Behältern kann die Körperschicht
eine einfache Stoßverbindung
bilden. Die Auskleidung 14 wird mit einem nassen Klebstoff 21 an
die innere Oberfläche der
Körperschicht 13 angeklebt
und die überlappenden
Ränder
der Auskleidungsschicht werden an einer überlappenden Verbindung miteinander
verklebt, wodurch eine überlappende
Abdichtung definiert wird, um für
den Behälter 10 eine
vollständige
Abdichtung zu garantieren. Eine Markierungs- bzw. Etikettschicht 22 wird
vorzugsweise an die äußere Oberfläche der
Körperschicht 13 angeheftet,
wobei die Markierungsschicht verschiedene darauf aufgedruckte Graphikdarstellungen
und/oder Angabenteile aufweisen kann, welche sich auf das Produkt
im Innern des Behälters
beziehen.
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Die
Auskleidung 14 einer Ausführungsform gemäß der vorliegenden
Erfindung wird in der 3 illustriert und umfasst eine
erste Abdichtungsbahn 30, eine Klebstoffschicht 31,
eine Metallfolienschicht 32 und eine zweite Abdichtungsschicht 33.
Die erste Abdichtungsbahn 30 weist ausreichende Festigkeitseigenschaften
auf, um während
der Herstellung, auch Umwandlung genannt, als eine Trägerbahn
für die
Auskleidung 14 zu dienen. Darüber hinaus besteht die Metallfolienschicht 32 vorzugsweise
aus Aluminium, das eine Dicke von weniger als 0,001 Zoll aufweist,
stärker
bevorzugt definiert die Schicht eine Dicke von weniger als 0,0005
Zoll. Deshalb enthält die
Auskleidung eine relativ kleine Menge an Metallmaterial, womit die
Kosten für
die Auskleidung vermindert werden. Es sollte erkannt werden, dass
Metallfolienschichten bei weiteren Ausführungsformen gemäß der vorliegenden
Erfindung alternative Metallmaterialien enthalten und/oder verschiedene
Dicken definieren können;
jedoch wird man es vorzuziehen, wegen der relativ hohen Kosten der
Metalle, eine minimale Menge an Metallmaterial zu verwenden.
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Die
erste Abdichtungsbahn 30 weist ein Polyethylenmaterial
auf, etwa Polyethylen von hoher Dichte (HDPE), um ein nicht begrenzendes
Beispiel aufzulisten. Vorteilhafterweise umfasst die erste Abdichtungsbahn 30 einen
geblasenen Film aus HDPE, so dass die Festigkeitseigenschaften der
ersten Abdichtungsbahn ausreichend sind, um die Auskleidung 14 während der
Herstellung der Auskleidung zu unterstützen. Die selbst tragende Schicht
ermöglicht der
Auskleidung 14 dadurch hergestellt, oder umgewandelt, zu
werden, dass zusätzliche
Bahnen oder Schichten auf die selbst tragende Schicht drauf gebracht
werden, ohne dass dabei ein unerwünschtes Dehnen, Zerreißen oder
anderes unerwünschtes Verformen
der Auskleidung auftritt.
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Die
erste Abdichtungsbahn 30 definiert eine innere Oberfläche und
eine äußere Oberfläche, die der
inneren Oberfläche
entgegengesetzt ist. Die innere Oberfläche der ersten Abdichtungsbahn 30 definiert
in vorteilhafter Weise die innere Oberfläche der Auskleidung 14.
Eine Klebstoffschicht 31 kann auf die äußere Oberfläche der ersten Abdichtungsbahn 30 aufgetragen
werden, um die Metallfolienschicht 32 an die erste Abdichtungsbahn
dran zu kleben. In einer weiteren Ausführung der vorliegenden Erfindung
wird die Metallfolienschicht mit Hilfe alternativer Materialien
oder Techniken klebend an die erste Abdichtungsbahn dran laminiert,
dabei wird die Metallfolienschicht durch Extrusion gegen die erste
Abdichtungsbahn laminiert oder die erste Abdichtungsbahn wird durch
alternative Materialien oder Techniken angeheftet.
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Die
Metallfolienschicht 32 ist beständig gegenüber einem Durchlassen von Flüssigkeiten
und von Gasen, etwa von Sauerstoff. Eine bevorzugte Metallfolienschicht 32 besteht
aus Aluminium und ist in einer Dicke von weniger als 0,001 Zoll
definiert, stärker
bevorzugt wird eine solche von weniger als 0,0005 Zoll, zwischen
einer inneren Oberfläche
der Metallfolienschicht und einer derselben gegenüber liegenden äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht. Vorzugsweise wird die Metallfolienschicht 32 in
einer Dicke von 0,000275 Zoll definiert; jedoch sind alternative
Dicken für
die Metallfolienschicht im Rahmen der vorliegenden Erfindung mit
einbegriffen. Wie oben erwähnt
können
die Metallfolienschichten bei weiteren Ausführungen gemäß der vorliegenden Erfindung
auch alternative Metallmaterialien umfassen und/oder verschiedene
Dicken definieren.
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Die
Auskleidung 14 enthält
ebenfalls eine zweite Abdichtungsschicht 33, die an der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht 32 angebracht ist. Die zweite Abdichtungsschicht 33 nach
der 3 wird in vorteilhafter Weise durch Extrusion
als Beschichtung auf die äußere Oberfläche der
Metallfolienschicht 32 aufgebracht; bei weiteren Ausführungen
der vorliegenden Erfindung kann die zweite Abdichtungsschicht jedoch
durch alternative Techniken und/oder Materialien an der Metallfolienschicht
befestigt sein. Die zweite Abdichtungsschicht besteht in vorteilhafter
Weise aus einer dünnen
Schicht Polymermaterial. Die zweite Abdichtungsschicht 33 der 3 umfasst
in vorteilhafter Weise ein Ethylenacrylsäureionomer, etwa das bei DuPont
erhältliche
Material mit dem Handelsnamen TRANCEND®. Weitere Ausführungen
der vorliegenden Erfindung können eine
zweite Abdichtungsschicht aus einem alternativen Polymermaterial
aufweisen, etwa aus Metallocenen, Vinylacetaten oder dergleichen,
um nur einige nicht begrenzende Beispiele aufzuführen. Die zweite Abdichtungsschicht 33 der 3 definiert
eine innere Oberfläche
und eine derselben gegenüber
liegende äußere Oberfläche. Die
innere Oberfläche
der zweiten Abdichtungsschicht 33 ist an der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht 32 befestigt. Unter Bezugnahme auf
die 2 übernimmt
die zweite Abdichtungsschicht 33 der vorliegenden Erfindung
die Funktion einer Zwischenschicht zwischen der Metallfolienschicht 32 und
der inneren Oberfläche
der Körperschicht 13 des
Behälters 10,
wobei die zweite Abdichtungsschicht während des Verfahrens der Behälterherstellung
mit Hilfe eines nassen Klebstoffs 21 an der Körperschicht
befestigt wird. Darüber
hinaus kann die zweite Abdichtungsschicht 33 mit der ersten Abdichtungsbahn 30 unter
Hitze derart versiegelt werden, dass die Auskleidung bei Verwendung
einer überlappenden
Abdichtung an der Überlappungsverbindung 34 versiegelt
ist. Entsprechend erfordert die Auskleidung 14 keine Anakonda Falte,
welche in unerwünschter
Weise die Dicke der Auskleidung neben der Anakonda Falte ansteigen
lassen würde.
Die zweite Abdichtungsschicht 33 wird in vorteilhafter Weise
während
der Herstellung des Behälters
mit der ersten Abdichtungsbahn 30 durch Hitzeeinwirkung versiegelt.
Das den Behälter
bildende Verfahren kann Techniken enthalten, die in der Anmeldung '443' offenbart sind,
um ein nicht begrenzendes Beispiel aufzuführen.
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Die 4 illustriert
eine Auskleidung 114 eines Behälters gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden
Erfindung. Die Auskleidung 114 enthält eine erste Abdichtungsbahn 130,
die eine coextrudierte Bahn aus einem Ionomer und aus HDPE aufweist.
Die erste Abdichtungsbahn 130 nach der 4 umfasst
eine innere Schicht 130a aus Ethylenmethacrylsäureionomer,
etwa das von DuPont erhältliche
Material mit dem Handelsnamen SURYLN®, und
eine äußere Schicht 130b aus
HDPE. Die erste Abdichtungsbahn, unter weiteren Ausführungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung, kann innere Schichten aus alternativen Ethylenacrylsäureionomeren
und äußere Schichten
aus alternativen Polyethylenen aufweisen. Die erste Abdichtungsbahn 130 der 4 definiert
eine selbst tragende Schicht der Auskleidung 114. Die erste
Abdichtungsbahn 130 weist ausreichende Festigkeitseigenschaften
auf, um während
der Herstellung der Auskleidung 114 als eine Trägerbahn
zu dienen.
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Die
Auskleidung 114 der 4 enthält auch eine
Metallfolienschicht 132, die an der ersten Abdichtungsbahn 130 anhaftet.
Eine zweite Abdichtungsschicht 133 des Polymermaterials
ist an der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht 132 befestigt, ähnlich wie diejenige gemäß der Ausführung nach 3.
Die zweite Abdichtungsschicht 133 kann in vorteilhafter
Weise unter Hitzeeinwirkung mit der ersten Abdichtungsbahn 130 versiegelt
werden und insbesondere mit der inneren Schicht 130a der
ersten Abdichtungsbahn.
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5 illustriert
eine Auskleidung 214 für
einen Behälter
gemäß einer
dritten Ausführung
der vorliegenden Erfindung. Die Auskleidung 214 enthält eine
erste Abdichtungsbahn 230, die eine coextrudierte Bahn
aus HDPE und LDPE aufweist. Die erste Abdichtungsbahn 230 nach
der 5 umfasst eine innere Schicht 230a aus
HDPE und eine äußere Schicht 230b aus
LDPE. Die erste Abdichtungsbahn 230 der 5 definiert
eine selbst tragende Schicht der Auskleidung 214. Die erste
Abdichtungsbahn 230 weist ausreichende Festigkeitseigenschaften
auf, um während
der Herstellung der Auskleidung 214 als eine Trägerbahn
zu dienen.
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Die
Auskleidung 214 der 5 enthält auch eine
Metallfolienschicht 232, die mit Hilfe einer Klebstoffschicht 231 an
der ersten Abdichtungsbahn 230 dran haftet, ähnlich wie
die Klebstoffschicht 31 nach der 3. Die Auskleidung 214 der 5 enthält auch
eine zweite Abdichtungsschicht 233 aus Polymermaterial,
die an der äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht 132 befestigt ist, ebenfalls ähnlich wie
bei der Ausführung
nach 3. Die zweite Abdichtungsschicht 233 der 5 kann
in vorteilhafter Weise mit der ersten Abdichtungsbahn 230 unter
Hitzeeinwirkung versiegelt werden und insbesondere mit der inneren
Schicht 230a der ersten Abdichtungsbahn. Weitere Ausführungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung können
die zweite Abdichtungsschicht unter Zuhilfenahme von alternativen
Techniken oder Materialien mit der ersten Abdichtungsbahn versiegeln.
Noch weitere Ausführungen
der vorliegenden Erfindung beinhalten alternative erste Abdichtungsbahnen
aus alternativen Polyethylenmaterialien in einzelnen Bahnen oder
in coextrudierten Bahnen oder sie können verschiedene Kombinationen
der illustrierten Ausführungen
enthalten.
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6 illustriert
ein Herstellungs- oder Umwandlungsverfahren für die Auskleidung 14 der 1-3 entsprechend
einer Ausführung
der vorliegenden Erfindung. Eine erste Rolle 40 der ersten Abdichtungsbahn 30 wird
bereitgestellt, wobei die erste Abdichtungsbahn in vorteilhafter
Weise vorher mit Hilfe eines Filmblasverfahrens (nicht illustriert) hergestellt
worden ist. Jedoch können
weitere Ausführungen
gemäß der vorliegenden
Erfindung die erste Abdichtungsbahn 30 unmittelbar von
dem Filmblasverfahren herkommend, ohne die Verwendung der ersten
Rolle 40, liefern. Die erste Abdichtungsbahn 30 umfasst
ein Polyethylenmaterial wie etwa das oben diskutierte HDPE, und
zwar so, dass die erste Abdichtungsbahn als eine Trägerbahn
dient, die Materialien unterstützt,
welche laminiert werden, um die Auskleidung 14 zu definieren.
Entsprechend definiert die erste Abdichtungsbahn 30 eine
selbst tragende Schicht. Die erste Abdichtungsbahn 30 bewegt
sich vorwärts
hin zu einer Vorrichtung für
das Klebstofflaminieren 41, wobei die innere Oberfläche der
ersten Abdichtungsbahn in Kontakt mit einer Rolle tritt, die teilweise
in einem Becken 42 mit Klebstoff derart eingetaucht ist,
dass die Rolle Klebstoff an eine Oberfläche der ersten Abdichtungsbahn überträgt.
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Die
mit Klebstoff bedeckte erste Abdichtungsbahn 30 wird dann
vorwärts
zu einer Laminierungsvorrichtung 43 hin bewegt, an welcher
eine Metallfolienschicht 32 von einer zweiten Rolle 44 abgezogen
wird und an die erste Abdichtungsbahn dran geklebt wird. Die erste
Abdichtungsbahn 30 und die angeklebte Metallfolienschicht 32 werden
weiter vorwärts
bewegt zu einer Vorrichtung zur Extrusionsbeschichtung 45,
welche die zweite Abdichtungsschicht 33 auf einer äußeren Oberfläche der
Metallfolienschicht ablagert, um die Auskleidung 14 zu
definieren. Die Auskleidung 14 wird dann vorwärts bewegt, hin
zu einer Abkühlungsrolle 46,
welche die Auskleidung kühlt,
indem sie die Hitze absorbiert, die vor allem von dem Verfahren
zur Extrusionsbeschichtung herrührt.
Die Auskleidung 14 wird dann vorwärts um eine Trommel 47 herum
bewegt und auf einer Sammelaufspulrolle 48 aufgewickelt.
Die umgewandelte Auskleidung 14 auf der Rolle 48 kann
anschließend für die Herstellung
von Behältern 10 verwendet
werden.
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Viele Änderungen
und andere Ausführungen der
hierin bekannt gemachten Erfindung werden einem Fachmann auf diesem
Gebiet, zu welchem die Erfindung gehört, einfallen und die Vorteile
aufweisen, die aus den Lehren hervorgehen, welche in den vorstehenden
Beschreibungen und in den begleitenden Zeichnungen dargelegt worden
sind. Deshalb soll es verstanden sein, dass die Erfindung nicht
auf die spezifischen, offenbarten Ausführungen begrenzt werden soll,
und dass es beabsichtigt ist, dass Änderungen und andere Ausführungen
innerhalb des Umfangs der angefügten
Ansprüche
mit einbezogen werden sollen. Obwohl hierin spezifische Ausdrücke verwendet
werden, werden sie nur in einem generischen und beschreibenden Sinne
und nicht zum Zwecke der Begrenzung verwendet.