DE68901858T2

DE68901858T2 - Verfahren zum verbinden einer greifvorrichtung mit einer bahn oder einem flaechigen verpackungs-schichtstoff.

Info

Publication number: DE68901858T2
Application number: DE8989123193T
Authority: DE
Inventors: Anders Sjoestroem
Original assignee: Profor AB
Current assignee: Tetra Pak AB
Priority date: 1988-12-16
Filing date: 1989-12-15
Publication date: 1993-01-14
Anticipated expiration: 2009-12-16
Also published as: JPH02242724A; GR3004950T3; AU619368B2; RU1838191C; JP2674848B2; EP0373664A1; SE8804549L; US5049336A; ATE77297T1; EP0373664B1; DE68901858D1; SE8804549D0; SE462743B; CA2005619C; ES2032648T3; AU4683189A; CA2005619A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Verbinden einer Greifvorrichtung mit einem aus einem Flächenkörper oder einer Bahn gebildeten Schicktpackstoff.
Wegwerfbare Einwegverpackungen für Flüssigkeiten werden aus flexiblem Schichtpackstoff hergestellt und für eine Vielzahl verschiedener Produkte wie beispielsweise Milch und Fruchtsäfte eingesetzt. Normalerweise umfaßt der Schichtpackstoff im wesentlichen eine zentrale Trägerschicht aus Fasermaterial wie beispielsweise Papier, die auf beiden Seiten mit flüssigkeitsdichten Schichten von Thermoplast, hauptsächlich Polyethylen, beschichtet ist. Wenn die Packung zum Befüllen mit vorher sterilisiertem Füllgut wie beispielsweise H-Milch bestimmt ist, weist der Packstoff normalerweise auch eine Sperrschicht z. B. aus Aluminiumfolie auf, die auf der dem Packungsinneren zugewandten Oberfläche des Packstoffs angeordnet und mit einer zusätzlichen Schicht von Thermoplastmaterial, bevorzugt Polyethylen, überzogen ist.
Packungen, die durch Falten und Thermoschweißen des Schichtstoffs gebildet sind, weisen häufig irgendeine Form von vorbereiteter Öffnungsvorrichtung auf, beispielsweise eine Schwächungslinie, die einen Abreißteil der Wand der Packung definiert. Um das Abreißen zu erleichtern, ist der abreißbare Wandteil häufig mit einer vorspringenden Greifvorrichtung versehen, mit deren Hilfe der Verbraucher die Packung öffnen kann (vgl. beispielsweise GB-A-1 149 549). Die Packung kann auch Handgriffe oder sonstige außen angebrachte Kunststoffeinzelheiten aufweisen.
Bei der Herstellung von Packungen vom sterilen Typ, d. h. von Packungen, die zum Befüllen mit vorher sterilisiertem Füllgut bestimmt sind, ist es von ausschlaggebender Bedeutung, daß die Packung nicht nur flüssigkeitsdicht, sondern auch gasdicht ist. Da der Packstoff normalerweise dadurch sterilisiert wird, daß er durch ein Bad eines flüssigen chemischen Sterilisationsmittels geschickt wird, ist es ferner von Bedeutung, daß der Packstoff keine losen oder vorstehenden Einzelheiten aufweist, da solche Einzelheiten - wie etwa undichte Bereiche - nicht nur ein großes Volumen von konzentriertem Sterilisationsmittel aus dem Bad mitreißen, sondern auch das Entfernen des Sterilisationsmittels unter Anwendung konventioneller Einrichtungen wie etwa Quetschwalzen und sogenannten Luftbürsten, d. h. Heißluftvorhängen, behindern. Vorgefertigte Einzelteile, die an der Außenseite des Schichtpackstoffs anbringbar sind, wie etwa Greifvorrichtungen und Handgriffe, können daher normalerweise bei Packungen des vorgenannten Typs nicht verwendet werden.
Aufgabe der Erfindung ist daher die Realisierung eines Verfahrens, mit dem Packungen, die aus Schichtpackstoff bestehen, der aus Bahnen oder Flächenkörpern hergestellt ist, mit äußeren Einzelheiten wie Greifvorrichtungen und Handgriffen versehen werden können, und zwar auch im Fall von Verpackungen, die aseptisch und für steriles Füllgut bestimmt sind.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist die Realisierung eines zuverlässigen und zielgerichteten Verankerungsverfahrens für vorgefertigte Kunststoffdetails, die von der Außenseite der Packung zugänglich sein sollen.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, ein Verankerungsverfahren zu realisieren, das eine zuverlässige Halterung gewährleistet und vollkommen bakteriendicht und zum Einsatz in Verbindung mit Schichtpackstoffen des Typs gut geeignet ist, die in bekannter Weise durch Kontakt mit flüssigen Sterilisationsmitteln sterilisiert werden.
Diese Aufgaben werden gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß ein Verfahren zum Verbinden einer Greifvorrichtung mit einem Schichtpackstoff aus einem Flächenkörper oder einer Bahn dadurch gekennzeichnet ist, daß der Schichtpackstoff mit einer Öffnung oder Ausnehmung versehen wird, die nur teilweise durch den Schichtpackstoff verläuft, wonach ein Spritzwerkzeug in Anlage an dem Schichtpackstoff gebracht wird, so daß die Öffnung umschlossen und beim anschließenden Spritzgießen mit Kunststoffschmelze unter hohem Druck gefüllt wird, wobei der Kunststoff teilweise in einen delaminierten Teil des Schichtstoffs im Bereich um die Öffnung herum eindringt.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele des Verfahrens nach der Erfindung weisen ferner die in den anhängenden Unteransprüchen angegebenen Merkmale auf.
Das Verfahren, durch Spritzgießen in eine nichtdurchgehende Öffnung bzw. Ausnehmung im Schichtpackstoff eine sicher festgelegte Befestigungsvorrichtung in dem Schichtstoff zu erzeugen, um anschließend eine Greifvorrichtung daran zu verankern, ermöglicht nicht nur eine ungestörte Handhabung des Schichtpackstoffs während der folgenden Sterilisations- und Verarbeitungsvorgänge, sondern bietet auch zuverlässige Verankerungsmöglichkeiten für eine vorgefertigte Greifvorrichtung, die anschließend mit der Verankerungseinrichtung thermoverschweißt wird.
Ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel des Verfahrens nach der Erfindung wird nun im einzelnen unter besonderer Bezugnahme auf die beigefügte schematische Zeichnung beschrieben, die ausschließlich die Einzelheiten zeigt, die zum Verständnis der Erfindung unabdingbar sind. Es zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch einen an sich bekannten Schichtpackstoff, bei dem das Verfahren nach der Erfindung anwendbar ist;
Fig. 2 den Schichtpackstoff von Fig. 1, der zur praktischen Durchführung des Verfahrens nach der Erf indung vorbereitet ist;
Fig. 3 den Schichtpackstoff von Fig. 2 während der Ausbildung der Verankerungseinrichtung gemäß dem Verfahren nach der Erfindung;
Fig. 4 eine Perspektivansicht eines Teils des Schichtpackstoffs von Fig. 3 nach dem Anbringen der Verankerungseinrichtung; und
Fig. 5 eine Perspektivansicht eines Teils eines Schichtpackstoffs, der unter Anwendung des Verfahrens nach der Erfindung mit einem Handgriff versehen wurde.
Gemäß der Zeichnung ist der in Fig. 1 gezeigte Schichtpackstoff vom konventionellen Typ und umfaßt im wesentlichen eine mittlere Trägerschicht 1 aus Fasermaterial, beispielsweise Papier, die auf beiden Seiten mit flüssigkeitsdichten Schichten 2 und 3 von Thermoplastmaterial, beispielsweise Polyethylen, beschichtet ist. Da besonders strenge Anforderungen an die Gasdichtigkeit des Schichtpackstoffs gestellt werden - was beispielsweise bei aseptischen Packungen der Fall ist, die für vorher sterilisiertes Füllgut bestimmt sind -, weist der Schichtpackstoff ferner eine Sperrschicht 4 eines Materials hoher Gasdichtigkeit wie beispielsweise Aluminiumfolie auf. Die Sperrschicht 4 ist auf der Seite des Schichtpackstoffs angeordnet, die die Innenseite der eigentlichen Verpackung bildet, und ist daher mit einer zusätzlichen Schicht 5 von flüssigkeitsdichtem Thermoplastmaterial, bevorzugt Polyethylen, überzogen.
Wenn das Verfahren gemäß der Erfindung in Verbindung mit einem Schichtpackstoff beispielsweise der in Fig. 1 gezeigten Art angewandt werden soll, wird der Schichtpackstoff mit einer nichtdurchgehenden Öffnung bzw. Ausnehmung 6 versehen, die sowohl durch die Trägerschicht 1 als auch die äußere Thermoplastschicht 2 geht, die nach dem Umformen des Schichtpackstoffs zu der eigentlichen Verpackung an deren Außenseite liegt. Die Öffnung 6, die im wesentlichen kreisrund ist und einen Durchmesser in der Größenordnung von 3-10 mm hat, wird zweckmäßig durch Stanzen des Schichtpackstoffs während seiner Herstellung erzeugt, d. h. wenn die Trägerschicht 1 mit der ersten Schicht 2 von Thermoplastmaterial versehen ist, aber bevor die zusätzlichen Schichten 3, 4 und 5 aufgebracht sind. Die Öffnung 6 kann möglicherweise für anschließende Arbeitsschritte dadurch vorbereitet werden, daß der Bereich der Thermoplastschicht 3 angrenzend an die Öffnung 6 beispielsweise unter Anwendung von Heißluft erwärmt und veranlaßt wird, sich von der angrenzenden Oberfläche der Trägerschicht 1 abzulösen und in gewissem Umfang zu trennen, wie rechts in Fig. 2 angedeutet ist. Dieser Vorgang kann dadurch ausgeführt werden, daß der betreffende Teil des Schichtpackstoffs zwischen zwei Werkzeugen angeordnet wird, von denen das eine mit einem Kanal für Heißluft versehen ist, die in die Öffnung 6 geleitet wird, und das andere mit einer geeignet geformten Ausnehmung versehen ist, in die die Schichten 3, 4 und 5 nach dem Erwärmen und Delaminieren gedrückt werden können. Dadurch wird ein Raum zwischen der Thermoplastschicht 3 und angrenzenden Teilen der Trägerschicht 1 erzeugt, der bei dem anschließenden Spritzgießen eine verbesserte Verankerung oder Haftung bietet, wie noch im einzelnen nachstehend beschrieben wird.
Fig. 3 zeigt, wie der so vorbereitete Schichtpackstoff mit einer Verankerungseinrichtung 7 von Thermoplastmaterial dadurch versehen wird, daß der mit der Öffnung 6 versehene Teil zwischen zwei Hälften 8 und 9 eines Spritzwerkzeugs angeordnet und dazwischen fest eingespannt wird. Die obere Hälfte 8 des Spritzwerkzeugs, die an der Oberseite des Schichtstoffs anliegt und die Öffnung bzw. Ausnehmung 6 umgibt, hat einen Kanal 10 zur Zuführung von Thermoplastmaterial, beispielsweise Polyethylen. In konventioneller Weise ist der Kanal 10 mit einer Spritzgießeinheit verbunden, die an sich bekannt sein kann und daher im vorliegenden Zusammenhang nicht näher erläutert wird. Die entgegengesetzte Formhälfte 9 des Spritzwerkzeugs wird in Anlage an der entgegengesetzten Seite des Schichtpackstoffs gebracht und weist eine flache Vertiefung 11 auf, in die die untere Thermoplastschicht des Schichtpackstoffs sowie Sperrschichtmaterial 3, 4 und 5 nach unten gedrückt werden können, wenn die Öffnung 6 durch den Kanal 10 mit Thermoplastmaterial gefüllt wird. Beim Spritzen des Thermoplastmaterials in die Öffnung 6 hat das Material eine solche Temperatur, daß es sich mit den beiden Thermoplastschichten 2 und 3 des Schichtpackstoffs verbindet und teilweise damit vereinigt wird, während es gleichzeitig in die Fasermaterialschicht und die Thermoplastschicht 3 (oder alternativ in den Raum, der infolge der vorher erwähnten Ablösung bereits vorbereitet wurde) in dem Bereich um den Boden der Öffnung 6 herum eindringt und eine Ablösung zwischen diesen Schichten bewirkt. Durch die Wahl von geeigneter Thermoplastgüte, Temperatur und Druck wird somit eine dauerhafte flüssigkeitsdichte Verbindung zwischen der von beiden Hälften 8 und 9 des Spritzwerkzeugs geformten Verankerungseinrichtung 7 und den Thermoplastschichten 2 und 3 des Schichtpackstoffs hergestellt Wenn das Spritzwerkzeug wieder geöffnet wird und die beiden Werkzeughälften 8 und 9 voneinander getrennt sind, weist somit der Schichtpackstoff auf seiner einen Oberfläche (der oberen Seite in Fig. 3) einen eventuell etwas vorspringenden oberen Teil der Verankerungseinrichtung 7 und an seiner entgegengesetzten Oberfläche eine sanfte Auswölbung auf, deren Form der Vertiefung 11 entspricht und aus den beiden unteren Schichten 4 und 5 des ursprünglichen Schichtpackstoffs besteht - nämlich Sperrschichtmaterial bzw. Thermoplast. Die wichtige Schicht 4 von Sperrschichtmaterial ist somit nicht durchdrungen, sondern vollständig intakt gehalten worden, was sicherstellt, daß ihre Gasdichtigkeit ein unverändert hohes Niveau hat, was eine Grundvoraussetzung ist, um die Verwendung des Packstoffs beispielsweise für aseptische Verpackungen zu ermöglichen.
Wenn der Schichtpackstoff mit Verankerungseinrichtungen gemäß dem Verfahren nach der Erfindung versehen ist, ist er für die Sterilisation bereit, die vor dem Umformen des Schichtpackstoffs in mit sterilem Füllgut gefüllte Einzelpackungen stattfinden muß. Die Sterilisation des Schichtpackstoffs erfolgt in konventioneller Weise, wobei beispielsweise ein flüssiges chemisches Sterilisationsmittel wie Wasserstoffperoxid eingesetzt wird. Der Schichtpackstoff, der in Form eines Flächenkörpers oder einer Bahn vorliegt, wird mit Sterilisationsmittel benetzt, indem er beispielsweise abwärts in ein Sterilisationsmittelbad geführt oder einem Besprühen, Verdampfen oder dergleichen ausgesetzt wird. In einem solchen Fall bedeckt das Sterilisationsmittel wenigstens die eine Seite des Schichtpackstoffs, anschließend die dem Inneren der eigentlichen Verpackung zugewandte Seite, kann aber - wegen der flüssigkeitsdichten Verschweißung der Verankerungseinrichtung 7 - nicht in das Material eindringen und etwa von der aus Faserstoff bestehenden Trägerschicht 1 absorbiert werden.
Da die Verankerungseinrichtung 7 der Oberfläche des Schichtpackstoffs enganliegend folgt und weder Taschen noch sonstige Vertiefungen bzw. Fallen bildet, wird der Schichtpackstoff nur von der erforderlichen Menge Sterilisationsmittel begleitet, und daher kann das Entfernen des Sterilisationsmittels nach der gewünschten Sterilisationsdauer ohne Beeinträchtigung unter Anwendung konventioneller Methoden wie etwa von Quetschwalzen oder Heißluftvorhängen, sogenannten Luftbürsten, erfolgen. Auch verhindert die Konfiguration der Verankerungseinrichtung 7 nicht die weitere Verarbeitung, beispielsweise das Falten und Thermoschweißen, des Schichtpackstoffs, diese Vorgänge können stattdessen in konventioneller Weise und unter Verwendung bekannter Arten von Verpackungsmaschinen durchgeführt werden.
Wenn der Schichtpackstoff also in konventioneller Weise zu einer vollständig oder teilweise fertigen Verpackung oder einem Karton umgeformt ist, kann die Verankerungseinrichtung 7 zum Anbringen von verschiedenen vorgefertigten Einzelheiten wie Greifvorrichtungen 12 in Form eines Zugrings oder eines Handgriffs verwendet werden. Die vorgefertigte Greifvorrichtung 12 besteht in diesem Fall bevorzugt aus der gleichen Kunststoffart, die bei der Herstellung der Verankerungseinrichtung 7 verwendet wurde, was sicherstellt7 daß ein einfaches Schweißen mit Hilfe von Wärme und Druck durchgeführt werden kann und eine haltbare Festigkeit ergibt. Wie bereits erwähnt wurde, kann die Greifvorrichtung aus einem Zugring bestehen, der verwendet wird, wenn die Packung geöffnet werden soll, indem beispielsweise ein Teil der Wand der Packung, der mit einer Aufreiß- oder Schwächungslinie versehen ist, entfernt wird.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch nach dem Umformen eines Schichtpackstoffs aus einem Flächenkörper oder einer Bahn zu vollständig oder teilweise fertigen Packungen angewandt werden, um eine Greifvorrichtung 12 in Form eines Handgriffs direkt an der Außenseite der Packung dadurch anzubringen, daß die Verankerungseinrichtung 7 und der Handgriff integral sind und gleichzeitig spritzgegossen werden, indem geeignet konstruierte Spritzwerkzeuge verwendet werden. In einem solchen Fall wird eine äußerst zuverlässige Verankerung des Handgriffs im Schichtpackstoff erzielt, während gleichzeitig die unverletzten Innenschichten 4 und 5 des Schichtpackstoffs eine überlegene Dichtigkeit sowohl gegenüber Gas als auch Flüssigkeit gewährleisten.
Das Verfahren gemäß der Erfindung ermöglicht also insbesondere bei aseptischen Verpackungen eine zuverlässige gas- und flüssigkeitsdichte Verankerung von externen Einzelheiten wie Greifvorrichtungen verschiedener Ausführung. Das Verfahren eignet sich gut für bekannte Produktionsverfahren für Verpackungen und kann daher angewandt werden, ohne daß irgendwelche besonderen Änderungen in Verbindung mit den heute eingesetzten Arten von Verpackungsmaschinen notwendig werden.

Claims

1. Verfahren zum Verbinden einer Greifvorrichtung mit einem Schichtpackstoff aus einem Flächenkörper oder einer Bahn, dadurch gekennzeichnet,

daß der Schichtpackstoff mit einer Öffnung oder Ausnehmung (6) versehen wird, die nur teilweise durch den Schichtpackstoff verläuft, wonach ein Spritzwerkzeug (8, 9) in Anlage an dem Schichtstoff gebracht wird, so daß die Öffnung (6) umschlossen und beim anschließenden Spritzgießen mit Kunststoffschmelze unter hohem Druck gefüllt wird, wobei der Kunststoff teilweise in einen delaminierten Teil des Schichtstoffs im Bereich um die Öffnung (6) herum eindringt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtpackstoff im Bereich um die Öffnung (6) herum vor dem Spritzgießen bis zu dem Zeitpunkt erwärmt wird, zu dem sich eine darin vorgesehene Schicht (3) von Thermoplast von angrenzenden Materialschichten ablöst.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet daß das in der Öffnung verankerte spritzgegossene Kunststoffmaterial eine Verankerungseinrichtung (7) bildet, die zum Befestigen der Greifvorrichtung (12) an der Außenseite des Schichtpackstoffs genützt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Schichtpackstoff nach dem Anbringen der Verankerungseinrichtung (7) einer Verarbeitung unterzogen wird, wonach die Verankerungseinrichtung mit einer Greifvorrichtung (12) verbunden wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die genannte Verarbeitung ein Umformen des Schichtpackstoffs zu einer vollständig oder teilweise fertigen Packung aufweist.

6. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das in der Öffnung (6) verankerte spritzgegossene Kunststoffmaterial einen Teil einer gleichzeitig spritzgegossenen Greifvorrichtung bildet.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Greifvorrichtung in Form eines Handgriffs für eine durch Umformen des Schichtpackstoffs geformte Packung vorgesehen ist.