DE69209347T2

DE69209347T2 - Verpackungsbehälter mit Randverstärkungen und Verfahren zur Herstellung eines Ausgangsmaterials für den Behälter

Info

Publication number: DE69209347T2
Application number: DE69209347T
Authority: DE
Inventors: Ake Rosen
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1991-03-07
Filing date: 1992-02-18
Publication date: 1996-08-22
Anticipated expiration: 2012-02-19
Also published as: EP0503314A1; ES2086014T3; UA26386C2; DE69209347D1; RU2062248C1; JPH04327130A; JP3121427B2; SE9100678L; US5255842A; EP0503314B1; SE502398C2; GR3019444T3; ATE135978T1; SE9100678D0; DK0503314T3

Description

Die Erfindung betrifft einen Verpackungsbehälter, der durch Formbearbeiten eines plastisch verformbaren, flexiblen Packstoffs hergestellt und von dem Typ ist, der einen rohrförmigen Behälterkörper mit zwei oder mehr Längskanten hat, die zwischen sich paarweise eine hauptsächlich flache Seitenwand in dem Behälter begrenzen, und ein Verfahren zum Herstellen eines Packstoffs für solche Behälter.
Ein Verpackungsbehälter und ein Packstoff des Typs gemäß dem Oberbegriff der Ansprüche 1 und 9 sind in US-A-2 792 166 beschrieben. Weitere Behälter und Packstoff dieses Typs sind in DE-A-2 649 065 und 1 939 041 und in US-A-3 462 067 beschrieben. Die Kanten sind durch Aufblasen von Schaumstoff versteift, indem an der Außenseite der Kanten ein Schlauch geformt ist und im Inneren der Kanten weitere Materialschichten hinzugefügt sind. Gemäß EP-A-0 353 991 und 0 353 496 zeigt das Material ein oder mehr Grundschichten aus Kunststoff und in den Kunststoff eingemischtem Füllstoff, möglicherweise auch ein oder mehr weitere Schichten, die auf die Grundschicht laminiert sind mit dem Ziel, dem Material die gewünschten Dichtheitseigenschaften zu verleihen, z. B. eine Al-Folie, die dem Material ausgezeichnete Gasdichtheitseigenschaften verleiht.
Die bekannten Packungen werden entweder aus einer Bahn oder aus einer vorgefertigten Substanz des Packstoffs durch Faltformen und Schweißen mit Hilfe von modernen, rationellen Verpackungsmaschinen des Typs hergestellt, die die Packungen formen, füllen und die fertigen Packungen verschließen.
Beispielsweise werden aus einer Bahn mit einem Muster von Faltlinien, die das Faltformen vereinfachen, und einer Dekoration, die mit dem Muster der Faltlinien abgestimmt ist, Verpackungsbehälter hergestellt, wobei die Bahn zuerst zu einem Schlauch geformt wird, indem die beiden Längsränder der Bahn in einer Überlapptverbindung miteinander verbunden werden. Der Schlauch wird mit dem jeweiligen Füllgut gefüllt und durch wiederholtes Querschweißen des Schlauchs quer zu der Längsrichtung des Schlauchs unterhalb seines Füllgutspiegels in verschlossene, gefüllte Verpackungseinheiten unterteilt. Die kissenförmigen Verpackungseinheiten werden durch Schnitte in den Querschweißzonen vereinzelt und erhalten die gewünschte geometrische, im allgemeinen quaderförmige Endform in einem letzten Form- und Schweißvorgang, bei dem die beiden oberen doppelwandigen, dreieckigen Ecklaschen der Packungen nach unten umgebogen und mit den entsprechenden Seitenwänden der Packung verschweißt werden und die beiden unteren doppelwandigen, dreieckigen Ecklaschen der Packungen nach innen umgefaltet und mit dem flachen Boden der Packung verschweißt werden. Ein wohlbekanntes Beispiel einer solchen Quaderpackung ist "TETRA BRIK" (eingetragenes Warenzeichen).
Aus einem vorgefertigten Flachmaterial, das mit Faltlinien und Dekorationen versehen ist, werden Packungen hergestellt, indem das Material zuerst zu einem Schlauch mit quadratischem, rechteckigem oder einem anderen gewünschten Querschnitt geformt wird, wobei die beiden entgegengesetzten Seiten des Materials miteinander in einer überlappten Längsverbindung verbunden werden. Ein Ende des Schlauchs erhält irgendeine Bodenverschlußform durch Faltformen und Schweißen des unteren Felds des Materials, das durch Faltlinien begrenzt ist. Der mit einem Boden versehene Schlauch wird mit dem gewünschten Füllgut durch sein offenes Oberende befüllt, das danach durch sogenanntes Zwickelfalten des entsprechenden oberen Felds, das durch Faltlinien begrenzt ist, verschlossen wird, um einen dachgiebelförmigen oberen Verschluß (als Giebelverschluß bekannt) zu bilden. Ein wohlbekanntes Beispiel eines solchen verpackungsbehälters ist "TETRA REX" (eingetragenes Warenzeichen).
Aus einem mit Faltlinien und Dekorationen versehenen vorgefertigten Packstoff werden auch Packungen des bekannten Typs "TETRA TOP" (eingetragenes Warenzeichen) hergestellt. Die Packungen werden hergestellt, indem zwei entgegengesetzte Seiten des Packstoffs miteinander in einer Überlapptverbindung verbunden werden, um einen Schlauch mit quadratischem, rechteckigem oder einem anderen gewünschten Querschnitt zu bilden, wonach das obere Ende des Schlauchs mit Hilfe eines Kunststoffdeckels verschlossen wird, der an Ort und Stelle spritzgeformt wird und durch Oberflächenverschmelzen mit dem Kunststoff des Materials des Schlauchs mit dem Ende des Schlauchs in einer mechanisch festen, flüssigkeitsdichten Schweißnaht rund um die gesamte Öffnungskontur des Schlauchendes herum verbunden wird. Der so verschlossene Schlauch wird mit dem jeweiligen Füllgut befüllt und erhält irgendeine Form von Bodenverschluß durch Faltformen des Bodenfelds des Packstoffs, das durch Faltlinien begrenzt ist.
Aus einem plastisch verformbaren, flexiblen Packstoff des Typs, der beispielsweise in den beiden vorgenannten EP- Patentanmeldungen beschrieben ist, können Packungen auch durch eine andere mechanische Formbearbeitung als das Faltformen hergestellt werden. Beispielsweise werden Behälter, die einen Boden aufweisen, durch Spritzgießen oder Vakuumformen hergestellt, und während dieses Vorgangs wird eine flache Substanz des Packstoffs mit Hilfe von Vakuum geformt, das die Substanz heranzieht, so daß sie an den Formflächen in einer Vakuumform anliegt, die entsprechend der gewünschten Behältergestalt geformt ist.
Ob nun der Verpackungsbehälter durch Faltformen, Vakuumformen, Spritzgießen oder eine andere mechanische Formbearbeitung hergestellt wird, so ist es in jedem Fall normal, daß der hergestellte Behälter zwei oder mehr Längskanten aufweist, die zwischen sich paarweise im wesentlichen flache Seitenwände oder Teile von Wänden begrenzen. Ein Verpakkungsbehälter des Typs Tetra Brik oder Tetra Rex hat also vier Längskanten, die vier flache Seitenwände begrenzen, die einander paarweise zugewandt sind, während ein Verpackungsbehälter des Typs Tetra Top vier Längskanten haben kann, die an dem unteren Ende der Packung vier Wandabschnitte begrenzen, die einander paarweise zugewandt sind und sich nach oben zu einem rohrförmigen Teil des Behälters mit kreisrundem oder sonstigem kantenlosen Querschnitt ändern.
Die Forderung, die für diese sogenannten Einwegpackungen gilt, ist, daß sie leicht herzustellen und sowohl beim Transport als auch beim Gebrauch einfach zu handhaben sind und daß sie hinreichend steife Form und stabile Dimensionen haben müssen, um äußeren Beanspruchungen standzuhalten, denen die Packungen beim normalen Transport und bei der Handhabung ausgesetzt sind. Beispielsweise muß es möglich sein, daß die Packungen leicht mit der Hand um zwei Längskanten herum, die als Griffstützen dienen, gegriffen werden können, ohne daß die Gefahr besteht, daß die Packungswand unter dem Greifdruck der Hand verformt oder rissig wird. Auch wenn die bekannten Packungen normalerweise hinreichende mechanische Festigkeit haben und formstabil sind, so daß sie äußeren Beanspruchungen beim Transport und der damit verbundenen Handhabung haben, geschieht es doch relativ häufig, daß die als Greifflächen verwendeten Seitenwände der Packungen in Richtung zu den längsverlaufenden Greifkanten stark verformt werden und/oder daß die Kanten rissig werden und es damit unmöglich oder sehr schwierig wird, die Packung zu handhaben, wenn sie in Verbindung mit dem Entleeren des Füllguts ergriffen und aufgenommen wird. Das Problem kann vermieden werden, indem die Packungswand dicker gemacht wird, aber das würde eine Herabsetzung der Biegsamkeit des Packstoffs und damit seiner Formbarkeit bedeuten, so daß dadurch das Faltformen des Packstoffs erschwert werden würde. Eine Zunahme der Packstoffdicke würde auch einen erhöhten Packstoffverbrauch und damit höhere Verpackungskosten bedeuten.
Es ist eine Aufgabe der Erfindung, das Problem der Verformung und/oder Rißbildung auf einfache und wirkungsvolle Art zu lösen, ohne daß damit ein erhöhter Materialverbrauch und erhöhte Materialkosten verbunden sind. Es ist außerdem eine Aufgabe, einen Packstoff und einen Verpackungsbehälter anzugeben, die leicht herzustellen sind. Der Behälter sollte ausreichend steif und formstabil sein, so daß er bequem mit der Hand gegriffen werden kann, ohne daß die Gefahr einer Verformung und/oder Rißbildung besteht.
Die Erfindung ist in den Ansprüche 1 und 9 beansprucht.
Weitere praktische und vörteilhafte Ausführungsformen von Verpackungsbehältern gemäß der Erfindung weisen außerdem die in Unteransprüchen angegebenen Merkmale auf.
Die Erfindung wird nachstehend im einzelnen unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen näher erläutert; die Zeichnungen zeigen in:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht eines geöffneten Verpackungsbehälters vom herkömmlichen Typ;
Fig. 2 einen Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1;
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie III-III in Fig. 1;
Fig. 4 einen der Fig. 3 entsprechenden Schnitt einer Ausführungsform der Erfindung; und
Fig. 5 einen der Fig. 2 entsprechenden Schnitt einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.
Der Verpackungsbehälter 10 gemäß Fig. 1 zeigt einen prismatischen Behälterkörper mit vier Seitenwänden 11 und 12, die einander jeweils paarweise gegenüberstehen, einem flachen Boden (nicht gezeigt) und einer flachen oberen Wand 13, die zu öffnen ist. Die Seitenwände 11 und 12 sind miteinander durch Behälterlängskanten 14 verbunden, die zwischen sich paarweise die hauptsächlichen flachen Seitenwände 11 bzw. 12 begrenzen.
Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, hat der Verpackungsbehälter 10 doppelwandige dreieckige Ecklaschen 16, die an zwei entgegengesetzten Seiten 15 der oberen Wand 13 positioniert sind, wobei von der Spitze der einen Ecklasche zu der Spitze der anderen direkt über die obere Wand eine Schweißrippe 17 verläuft, in der das Wandmaterial mit den Innenseiten aneinanderliegend in einer Schweißnaht, die die obere Wand 13 verschließt, verbunden ist.
Der Verpackungsbehälter 10 wird, wie bereits beschrieben, aus einer Bahn eines plastisch verformbaren, flexiblen Packstoffs hergestellt, der mit Faltlinien entlang den Kanten 14 des Behälters 10 und mit Dekorationen versehen ist. Die Bahn wird zuerst zu einem Schlauch geformt, indem die beiden Längsränder der Bahn in einer längsverlaufenden Überlapptverbindung (von der ein Teil bei 18 in Fig. 1 gezeigt ist) miteinander verbunden werden. Der Schlauch wird mit dem jeweiligen Füllgut gefüllt und durch wiederholtes Querschweißen des Schlauchs quer zu seiner Längsrichtung unterhalb des Füllgutpegels des Schlauchs zu geschlossenen gefüllten Verpackungseinheiten getrennt. Die kissenförmigen Verpackungseinheiten werden voneinander durch Abschneiden in den Querschweißzonen getrennt und erhalten die gewünschte quaderförmige Endgestalt durch einen weiteren Form- und Schweißvorgang, bei dem die beiden oberen doppelwandigen Ecklaschen 16 der Packungen nach unten umgefaltet und an den jeweils benachbarten, ihnen gegenüberstehenden Seitenwänden angeschweißt werden.
Wenn der Verpackungsbehälter 10 geöffnet werden soll, wird eine der nach unten umgefalteten Ecklaschen 16 (die linke in Fig. 1) abgelöst und in eine Position gehoben, die der in Fig. 1 gezeigten entspricht, wonach die die obere Wand verschließende Schweißrippe 17 abgerissen wird, um eine gießtüllenartige Öffnung 19 freizugeben, durch die das Füllgut aus dem Behälter ausgegossen werden kann. Das eigentliche Entleeren erfolgt im allgemeinen auf solche Weise, daß der Verpackungsbehälter 10 mit der Hand um die Längskanten 14 herum, die als Griffstützen dienen, in der rechten Seitenwand 11 oder der von der Öffnung 19 entfernten Seitenwand ergriffen wird. Unter diesem Entleerungsgriff werden nicht nur die beiden längsverlaufenden Greifkanten 14, sondern auch die benachbarten Seitenwände 12 sehr hohen Beanspruchungen unterworfen, die nicht selten so groß sein können, daß sowohl die Seitenwände 12 als auch die Kanten 14 sich verformen und/oder auch Risse entstehen.
Um die Gefahr einer Verformung und/oder Rißbildung während des Entleerens des Behälters zu vermeiden, ist die von der Öffnung 19 abgewandte Seitenwand 11, die als eine Greiffläche dient, mit Kantenverstärkungs- oder Kantenversteifungselementen 20 (Fig. 2 und 3) versehen, die durch plastisches Verformen des Wandmaterials gebildet sind, und zwar wenigstens entlang einer der beiden Kanten 14, die die Seitenwand begrenzen. Die Elemente 20 können die Form einer geraden Rippe haben, die zur Innenseite des Verpackungsbehälters vorspringt und entlang der gesamten Kante 14 vom Boden bis zu der oberen Wand verläuft.
In Fig. 4 ist gezeigt, wie die Verstärkungs- und Versteifungselemente gemäß einer anderen Ausführungsform der Erfindung geformt sein können. Der Klarheit halber werden für identische Einzelheiten des Behälters die gleichen Bezugszeichen verwendet. Bei dieser Ausführungsform bestehen also die Elemente 20 aus spitzen oder lappenförmigen Auswölbungen in dem Material, die durch plastisches Verformen gebildet sind, und zwar jeweils von solcher Größe und in solchem Abstand voneinander entlang der Kante 14, daß die gewünschte Verstärkungs- und Stützfunktion erreicht wird. Bevorzugt sind die Stützelemente 20 entlang der gesamten Kante 14 von der Bodenwand bis zur oberen Wand angeordnet.
Fig. 5 zeigt in einem weiteren Beispiel, wie die Stützelemente gemäß der Erfindung gestaltet sein können. Wie bei dem vorher beschriebenen Beispiel nach den Fig. 2 und 3 zeigt die Seitenwand 11 eine gerade Rippe 20, die durch plastisches Verformen entlang der gesamten Kante 14 gebildet ist, und gleichzeitig zeigt die benachbarte Seitenwand 12 ebenfalls eine gleichartige gerade Rippe 21, die durch plastisches Verformen gebildet ist und gemeinsam mit der Rippe 20 die Kante 14 verstärkt abstützt. Weder die Rippe 20 noch die Rippe 21 müssen die fortlaufende Form gemäß Fig. 5 haben, aber sie sind spitz oder lappenförmig, wobei vorgesehen ist, daß jedes Paar von gegenüberliegenden spitzen oder lappenförmigen Elementen 20 und 21 entlang dem gleichen Teil der Kante 14 angeordnet und beide zentral zueinander positioniert sind, so daß sie in der Lage sind, miteinander zusammenzuwirken.
Das Material in dem Verpackungsbehälter gemäß der Erfindung weist bevorzugt eine versteifende Grundschicht aus Kunststoff und in diesen eingemischtem Füllstoff auf, wie in den beiden EP-Patentanmeldungen EP-A-0 353 991 und EP-A-0 353 496 beschrieben ist. Der Kunststoff besteht aus einem Polyolefin wie Polyethylen, Polypropylen usw., bevorzugt einem Polypropylen-Kunststoff. Besonders bevorzugte Polypropylen-Kunststoffe sind ein Propylen-Homopolymer mit einem Schmelzfluß-Index unter 10 gemäß ASTM (2,16 kg; 230 ºC) oder ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzfluß-Index zwischen 0,5 und 5 nach ASTM (2,16 kg; 230 ºC). Von diesen beiden bevorzugten Polypropylen- Kunststoffen wird das Ethylen-Propylen-Copolymer am meisten bevorzugt, weil es ausgezeichnete Abdicht- und Festigkeitseigenschaften auch bei niedrigen Temperaturen wie beispielsweise 8 ºC und niedriger zeigt.
Der Füllstoff kann jeder auf dem Gebiet bekannte Füllstoff in Granulat- oder Flockenform sein, beispielsweise Kreide, Glimmer, Talkum, Kaolin usw. Die Füllstoffmenge kann zwischen 50 und 80 % des Gesamtgewichts der Grundschicht betragen und beträgt bevorzugt ca. 65 Gew.-%, was dem Packstoff gute Steifigkeit und Formbarkeit verleiht, ohne daß er spröde und brüchig wird.
-Wie bereits gesagt, werden die zum Zweck der Verstärkung und Versteifung geformten Elemente durch plastisches Verformen erhalten, das zweckmäßig gemeinsam mit dem Extrudieren der Grundschicht, die aus Kunststoff und Füllstoff besteht, durchgeführt wird. Das plastische Verformen erfolgt zweckmäßig unter Verwendung derselben Zylinder wie beim Falten des Packstoffs, was nur eine unbedeutende Modifikation der bereits vorhandenen Produktionsanlage erfordert und außerdem wirkungsvoll den Umstand nutzt, daß das extrudierte Material unmittelbar nach der Extrusion noch ausreichend weich und formbar ist.
Gemäß der Erfindung ist es also ohne weiteres und mit einfachen Mitteln möglich, das bisherige Problem der Verformung und Rißbildung dadurch zu vermeiden, daß die plastische Verformbarkeit des Packstoffs während dessen Herstellung wirkungsvoll genutzt wird. Die Herstellung des Packstoffs verlangt nur eine geringfügige Modifikation von bereits bestehenden Produktionsanlagen, und gleichzeitig ist das für die Herstellung verwendete plastisch verformbare Material aufgrund seines großen Füllstoff-Gewichtsanteils sehr billig.
Schließlich ist zu bemerken, daß die Erfindung zwar insbesondere unter Bezugnahme auf einen einzelnen bekannten Verpackungstyp beschrieben wurde, der in den beigefügten Zeichnungen gezeigt ist, daß die Erfindung aber selbstverständlich bei jedem anderen bekannten Verpackungsbehältertyp anwendbar ist, der einen rohrförmigen Behälterabschnitt mit Längskanten aufweist. Der Verpackungsbehälter braucht dabei auch nicht durch Faltformen hergestellt zu sein, sondern er kann durch eine andere mechanische Formbearbeitung wie Thermoformen, Spritzgießen, Vakuumformen usw. hergestellt sein. Für den Fachmann ist es außerdem ersichtlich, daß kleinere Modifikationen von ein oder mehr der speziell beschriebenen Behältereinzelheiten im Rahmen des Erfindungsgedankens gemäß der Definition in den Ansprüchen möglich sind. Beispielsweise brauchen die Rippen, die als Verstärkungs- und Versteifungselemente geformt sind, nicht entlang der gesamten Längskante des Behälters angeordnet zu sein. In bestimmten Fällen reicht es vollkommen, die Rippen nur entlang einem Teil der Kante anzuordnen, und zwar bevorzugt in einem zentralen Bereich zwischen der unteren und der oberne Endwand des Behälters, wo der Behälter normalerweise ergriffen wird. Außerdem ist es natürlich möglich und manchmal sogar vorteilhaft, den Verpackungsbehälter mit solchen Verstärkungs- und Versteifungselementen entlang sämtlichen Längskanten des Behälters zu versehen.

Claims

1. Verpackungsbehälter (10), der hergestellt ist durch Formbearbeiten eines plastisch verformbaren flexiblen Packstoffs und von dem Typ ist, der einen rohrförmigen Behälterkörper mit zwei oder mehr Längskanten (14) aufweist, die zwischen sich paarweise eine im wesentlichen flache Seitenwand (11) des Behälters begrenzen, wobei die Seitenwand (11) in dem Bereich ihrer beiden Begrenzungskanten Versteifungselemente (20) aufweist, die durch plastisches Verformen des Packstoffs geformt sind, wobei die Versteifungselemente (20) als Auswölbungen in dem Packstoff an der Innenseite wenigstens einer von benachbarten Seitenwänden (11, 12) ausgebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (20) als spitze oder lappenförmige Auswölbungen in dem Packstoff nahe den Kanten (14) geformt sind.

2. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (20) nur entlang einem zentralen Teil der Längskante (14) von benachbarten Seitenwänden (11, 12) angeordnet sind.

3. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (20) an den Längskanten (14) der Seitenwand (11), die einer Öffnung (19) bzw. dem Öffnungsbereich des Behälters (10) abgewandt ist (dazu entgegengesetzt ist), ausgebildet sind.

4. Verpackungsbehälter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einem Material hergestellt ist, das ein oder mehr Schichten aus Kunststoff und in den Kunststoff eingemischtem Füllstoff aufweist.

5. Verpackungsbehälter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Füllstoffmenge zwischen 50 und 80 % des Gesamtgewichts der Grundschicht ist.

6. Verpackungsbehälter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff der Grundschicht aus Polyolefin besteht.

7. Verpackungsbehälter nach Anspruch 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Kunststoff ein Propylen-Homopolymer mit einem Schmelzfluß-Index unter 10 nach ASTM (2,16 kg; 230 ºC) oder ein Ethylen-Propylen-Copolymer mit einem Schmelzfluß-Index zwischen 0,5 und 5 nach ASTM (2,16 kg; 230 ºC) ist.

8. Verpackungsbehälter nach einem der Ansprüche 4-7, dadurch gekennzeichnet, daß der Füllstoff aus Kreide, Glimmer, Talkum oder ähnlichem Material in Granulat- oder Flockenform besteht.

9. Verfahren zum Herstellen eines plastisch verformbaren, relativ flexiblen Packstoffs für Verpackungsbehälter (10), die Versteifungselemente (20) aufweisen, die durch plastisches Verformen gebildet und als Auswölbungen in dem Material an Abschnitten geformt sind, die Kanten des Verpakkungsbehälters sind, unter Verwendung von Zylindern zum Ausbilden von Faltlinien in dem Packstoff, dadurch gekennzeichnet, daß die Versteifungselemente (20) durch plastisches Verformen des Packstoffs mit Hilfe der genannten Zylinder ausgebildet sind, die das Material in Gestalt von spitzen oder lappenförmigen Auswölbungen in dem Material plastisch verformen.