DE69707131T2

DE69707131T2 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von blisterverpackungen

Info

Publication number: DE69707131T2
Application number: DE69707131T
Authority: DE
Inventors: L. Hicks; L. Konop; H. Luebbert
Original assignee: Gillette Canada Inc
Current assignee: Gillette Canada Inc
Priority date: 1996-06-17
Filing date: 1997-06-09
Publication date: 2002-06-06
Anticipated expiration: 2017-06-10
Also published as: JP2000512923A; US20010020594A1; CA2257179A1; US6234781B1; EP0912319B1; DE69707131D1; EP0912319A1; WO1997048543A1; US5840243A; AU712778B2; AU3482697A; BR9709803A

Description

Allgemeiner Stand der Technik

Die vorliegende Erfindung begrifft Verfahren zum Herstellen von Blisterverpackungen gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 1 sowie eine Vorrichtung gemäß dem Oberbegriff aus Anspruch 6.
In einem Einzelhandelsgeschäft ausgestellte Artikel sind häufig in sogenannten "Blisterverpackungen" verpackt. Eine Blisterverpackung umfasst eine flache Rückseite bzw. Trägerschicht, die allgemein aus Karton oder Kunststoff besteht, und "Blasen" bzw. "Blister" aus Kunststoff, bei denen es sich allgemein um transparenten Kunststoff handelt, wobei die Rückseite bzw. die Trägerschicht und die Blister zusammengeführt werden, so dass eine verschlossener Hohlraum gebildet wird, in dem der Artikel vorgesehen wird.
Der Blisterabschnitt der Verpackung kann durch Thermoformen eines Bereichs eines planaren Kunststoffs in eine gewünschte Form gebildet werden, wie z. B. indem der Kunststoff zwischen einem Paar aus Patrizen und Matrizen platziert wird, deren Temperatur auf einer Temperatur geregelt wird, die zum Erweichen des Kunststoffs ausreicht, und wobei die Patrizen und Matrizen zusammengedrückt werden, so dass eine Vertiefung bzw. "Blister" in dem Kunststoff gebildet werden.
Dieses Verfahren zum Bilden des Blisterabschnitts ist allgemein wirksam, jedoch neigt es zur Erzeugung von unerwünschten Verzerrungen des Kunststoffs. Im Besonderen ist es aufgrund der Verzerrung häufig schwierig oder unmöglich, einen Kunststoff mit einer vorher aufgedruckten dekorativen Grafik zu verwenden, da sich die Grafik ebenfalls verziehen würde. Somit werden etwaig gewünschte Grafiken in einem separaten Verarbeitungsschritt aufgetragen, wie z. B. durch das Auftragen eines Abziehbilds oder eines Etiketts auf den thermogeformten Kunststoff.
In GB 1 416 818 wird ein Verfahren zum Formen einer Bahn Webkunststoff in eine benötigte Form bei minimaler Verzerrung des darauf vorgesehenen Musters unter Verwendung von Patrizen und Matrizen offenbart. Der Kunststoff wird zwischen die Formen gedrückt, und die Bahn wird durch Wärmeabstrahlung von den Teilen der Bahn und der Form gebildet, die direkt erhitzt werden.
In US-A-4.420.454 wird ein Verfahren zum Herstellen eines hohlen Kunststoffartikels offenbart, wobei der periphere Abschnitt eines flachen thermoplastischen Materials eingeklemmt wird, während ein zentraler Abschnitt des thermoplastischen Materials zwischen ersten und zweiten Kolben in einer Formvertiefung zusammengedrückt wird, wobei die Kompressionskräfte und die Temperatur der Kolben, der Formvertiefung und des thermoplastischen Material geregelt werden.
In GB 2 052 365 wird ein hohler Körper aus einem thermoplastischen Material offenbart, der durch Klemmen von Bereichen eines Rohlings gebildet wird, so dass darin mindestens eine Zone definiert wird, und wobei ein Druckwerkzeug auf diese Zone angewandt wird, um einen Abschnitt des Rohlings auszudehnen und das Material auszurichten.
In JP 61172722 wird ein Verfahren offenbart, dass das Schrumpfen und Wellen einer Plastikbahn verhindert, die beim Herstellen einer Blisterverpackung zum Einsatz kommt. Nur Abschnitte der Bahn, an denen Taschen gebildet werden sollen, werden lokal durch eine Heizwalze erhitzt und dann durch eine Formwalze gebildet.

Zusammenfassung der Erfindung

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein verbessertes Verfahren zur Herstellung von Blisterverpackungen vorzusehen. In vorteilhafter Weise ermöglicht das erfindungsgemäße Verfahren das Thermoformen einer Blisterverpackung unter Verwendung von bereits bedrucktem Kunststoff, ohne dass es zu einer unerwünschten Verformung des Kunststoffs und somit des Aufdrucks auf dem Kunststoff kommt. Das erfindungsgemäße Verfahren ermöglicht auch das Anbringen von Abziehbildern oder Etiketten auf einem bedruckten oder unbedruckten Kunststoff vor dem Thermoformen, ohne dass dabei die Gefahr der Beschädigung des Abziehbilds oder des Etiketts während dem Verfahren des Thermoformens besteht. Das erfindungsgemäße Verfahren sieht ferner eine ausgezeichnete Kontrolle über die Wanddicke der thermogeformten Blister vor.
Gemäß einem ersten Aspekt wird die vorstehende Aufgabe durch ein Verfahren zum Herstellen von Blisterverpackungen erreicht, einschließlich dem Vorsehen eines im wesentlichen planaren, thermoplastischen Werkstoffs und Platzieren eines Teilstücks des thermoplastischen Werkstoffs zwischen einem Paar entgegengesetzter Patrizen und Matrizen Thermoform-Formen, während der genannte thermoplastische Werkstoff zwischen den genannten Formen positioniert wird, wobei das abgekühlte Teilstück der Form so positioniert wird, dass er einen Bereich des thermoplastischen Werkstoffs berührt, bei dem eine Verzerrung unerwünscht ist. Mit "Abkühlen" ist gemeint, dass die Temperatur der Form im Vergleich zu ihrer normalen Betriebstemperatur reduziert wird; da die normale Betriebstemperatur der Form aufgrund der Reibung deutlich höher sein kann als die Raumtemperatur, wobei durch "Abkühlen" die Temperatur der Form auf eine Temperatur reduziert werden soll, die höher ist als die Raumtemperatur und niedriger als die Temperatur, welche die Form ohne Abkühlen aufweisen würde.
Bestimmte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind Gegenstand der Nebenansprüche 2 bis 5.
Die bevorzugten Ausführungsbeispiele weisen eines oder mehrere der folgenden Merkmale auf. Ein Teilstück der Patrize wird abgekühlt, und die Temperatur der Matrize wird geregelt, so dass die Matrize eine ausreichende Temperatur aufweist, so dass der verwendete Kunststoff thermogeformt werden kann. Die Patrize umfasst (a) einen Metallkopf, der eine Bohrung aufweist, damit Wasser durch diese zum Kühlen des Metallkopfs treten kann, und (b) isolierende Seitenwände auf jeder Seite des Metallkopfs. Das thermoplastische Material wird vorerhitzt bevor es zwischen den Formen platziert wird. Bei der Matrize handelt es sich um eine Vakuumformgebungsform.
Gemäß einem zweiten Aspekt wird die vorstehende Aufgabe durch eine Vorrichtung zum Herstellen einer Blisterverpackung gemäß der Definition des unabhängigen Anspruchs 6 erreicht.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der Beschreibung dieser in Verbindung mit den Zeichnungen sowie aus den Ansprüchen deutlich.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Perspektivansicht einer Fertigungsstraße, bei der ein Verfahren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Erfindung zum Einsatz kommt.
die Fig. 2 und 2a Querschnittsansichten entlang der Linien 2-2 bzw. 2A-2A der Thermoformformen, die in der Fertigungsstraße aus Fig. 1 zum Einsatz kommen;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht einer Patrize gemäß einem alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung entlang der Linie 2-2 aus Fig. 1; und
Fig. 4 eine Querschnittsansicht einer Patrize gemäß einem weiteren alternativen Ausführungsbeispiel der Erfindung entlang der Linie 2A-2A aus Fig. 1.

Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele

In der Abbildung aus Fig. 1 ist ein bevorzugtes erfindungsgemäßes Verfahren dargestellt. Gemäß diesem Verfahren wird ein planarer Kunststoff 10 mit einer Mehrzahl von Grafiken 12 (bereits aufgedruckt, Etiketten oder Abziehbilder), die in Abständen auf der Oberfläche vorgesehen sind, von einer Rolle 14 abgerollt. Der Kunststoff wird zuerst durch eine gewünschte Heizvorrichtung 16 erhitzt, wie diese im Fach des Vakuumformens allgemein bekannt ist. Die Vorerhitzungstemperatur ist von dem verwendeten Kunststoff abhängig, wie dies dem Fachmann bekannt ist, wobei diese Temperatur allgemein im Bereich von 175ºC bis 230ºC liegt. Als nächstes wird der Kunststoff durch eine Passgenauigkeitsvorrichtung 18 geführt, bei der es sich um jede geeignete Art von Passgenauigkeitsvorrichtung handeln kann, wie etwa um eine optische oder mechanische Vorrichtung, die die Passgenauigkeit der Abstände der Grafiken 12 prüft. Danach wird der Kunststoff an eine Vakuumformgebungsstation 20 befördert.
Die Vakuumformgebungsstation 20 weist ein erhitztes Matrizen- Thermoformnest 22 und ein gekühltes Patrizen-Thermoformnest 24 auf. Die Temperatur des Matrizennests 22 wird vorzugsweise derart temperaturgeregelt, dass die Temperatur konstant bei etwa 20 bis 80ºC liegt, abhängig von dem verwendeten Kunststoff, wie dies für den Fachmann verständlich ist. Die Patrize wird auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt, wie z. B. von -10ºC bis 30ºC, allgemein etwa 4ºC bis 25ºC, um ein Verziehen des Kunststoffs während dem Thermoformen zu verhindern. Die ausgewählte Temperatur ist von dem verwendeten Kunststoff abhängig; eine geeignete Temperatur für Polyvinylchlorid (PVC) beträgt zum Beispiel 15ºC. Die geeigneten Temperaturen für andere Kunststoffe können vom Fachmann durch Proben einfach bestimmt werden; eine geeignete Temperatur ist eine Temperatur, bei der nur ein geringes oder kein Verziehen einer bereits aufgedruckten Grafik beobachtet werden kann. Es wird bevorzugt, dass die Patrize den Kunststoff zuerst berührt, bevor der Kunststoff die Matrizenform berührt, um eine optimale Kontrolle über die Kunststoffverzerrung zu gewährleisten.
Vorzugsweise wird nur ein Spitzenabschnitt 26 der Patrize abgekühlt, um das Thermoformen des Kunststoffs durch die Seitenwände der Patrize nicht zu beeinflussen. Abhängig von der Position der Grafik 12 auf der Blase können unterschiedliche Bereiche der Form gekühlt werden. In den meisten Fällen sollte jedoch zumindest ein Teilstück der Form nicht abgekühlt werden, um ein zweckmäßiges Thermoformen zu gewährleisten.
Das Abkühlen des Spitzenabschnitts der Patrize kann durch das Vorsehen einer Patrize gemäß den Abbildungen aus den Fig. 2 und 2a erreicht werden. Die Patrize 24 weist einen Kern 27 mit einem Kühlkanal 28 auf, der sich entlang dessen Länge erstreckt, wobei der Kühlkanal einen Einlass 30 und einen Auslass 32 aufweist und angrenzend an den Spitzenabschnitt 26 der Form positioniert ist. Der Kühlkanal 28 ermöglicht es, dass kaltes Wasser oder ein anderes kühles Fluid während dem Verfahren des Thermoformens kontinuierlich durch die Form geleitet werden kann. Die geeigneten Durchmesser des Kanals sind so klein, dass sie nicht in eine Form mit einer gewünschten Breite passen, und dabei ausreichend groß, so dass sie für das jeweilig verwendete Fluid ein ausreichendes Maß an Kühlung vorsehen, wie dies für den Fachmann verständlich ist. In dem dargestellten Ausführungsbeispiel beträgt der Durchmesser vorzugsweise 3 bis 4 mm.
Vorzugsweise wird der Kern 27 aus Metall oder einem anderen Werkstoff mit hoher Wärmeleitfähigkeit hergestellt, um die möglichste effektivste Abkühlung vorzusehen. Der Rest der Patrize (die Seitenwände 31 der Form) werden vorzugsweise aus einem wärmeisolierenden Werkstoff hergestellt, wie z. B. aus isolierenden Schichtstoffe, wie sie etwa von McMaster-Carr, Chicago, Illinois, USA, unter der Markennamen GAROLITE und YOROLITE erhältlich sind, oder aus syntaktischen Verbundstoffen, wie sie etwa unter dem Markennamen SYNTACR 350 von Emerson & Cuming, Canton, MA, USA, erhältlich sind. Die bevorzugten isolierenden Werkstoffe weisen eine Wärmeleitfähigkeit von etwa 0,1 bis 0,2 W/(m x K) auf.
Wenn die Seitenwände der Patrize für eine bestimmte Anwendung zu kalt sind, kann eine alternative Form verwendet werden, wie dies in der Abbildung aus Fig. 3 dargestellt ist, bei der eine zusätzliche isolierende Schicht 34 zwischen dem Kern 27 und den Seitenwänden 31 vorgesehen ist. Bei der isolierenden Schicht 34 kann es sich um jeden gewünschten isolierenden Werkstoff handeln, wie z. B. ein Glasfaserlagenmaterial, wie es etwa unter dem Markennamen YOROLITE von McMaster-Carr erhältlich ist.
Andere Ausführungsbeispiele werden durch die Ansprüche abgedeckt. Zum Beispiel kann jedes gewünschte Kühlverfahren zum Abkühlen eines Teilstücks der Form verwendet werden, wie z. B. eine Kühlschleife, die dem Fachmann bekannt ist. Ferner können auch andere Fluids als Wasser zum Abkühlen der Form verwendet werden, wie z. B. Glykole, darunter etwa Ethylenglykol oder Druckluft.
Gemäß der Abbildung aus Fig. 4 kann der Kühlkanal 28 auch direkt von dem Einlass zu dem Auslass verlaufen, ohne dass er sich abwärts in Richtung der Spitze der Form erstreckt, wie dies in der Abbildung aus Fig. 2A dargestellt ist. Die in der Abbildung aus Fig. 4 dargestellte Form lässt sich kostengünstiger herstellen und kann somit vorteilhaft sein, wenn die Materialien für die Form so ausgewählt werden, dass sie das Erreichen einer ausreichenden Abkühlung der Spitze bei dieser Konfiguration des Kühlkanals ermöglichen.

Claims

1. Verfahren zum Herstellen von Blisterverpackungen, einschließlich dem Vorsehen eines im wesentlichen planaren, thermoplastischen Werkstoffs (10) und Platzieren eines Teilstücks des thermoplastischen Werkstoffs zwischen einem Paar entgegengesetzter Patrizen (24) und Matrizen (22) Thermoform-Formen (22, 24), während der genannte thermoplastische Werkstoff (10) zwischen den genannten Formen (22, 24) positioniert wird, wobei das abgekühlte Teilstück der Form so positioniert wird, dass er einen Bereich des thermoplastischen Werkstoffs (10) berührt, bei dem eine Verzerrung unerwünscht ist.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass ein Teilstück der Patrizenform (24) gekühlt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das genannte Teilstück der Patrizenform (24) auf eine Temperatur zwischen -10ºC und 30ºC abgekühlt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der thermoplastische Werkstoff (10) vor der Platzierung zwischen den Formen (22, 24) vorgewärmt wird.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Matrizenform (22) um ein Vakuumformgebungsnest handelt.

6. Vorrichtung zum Herstellen einer Blisterverpackung, die gekennzeichnet ist durch (a) ein Matrizen-Thermoformnest (22), das so konstruiert ist, dass es auf einer vorbestimmten Temperatur gehalten wird, die ausreicht, um einen thermoplastischen Werkstoff (10) wärmezuformen; und (b) eine Patrizenform (24), die entgegengesetzt mit Abstand zu dem genannten Matrizen-Thermoformnest (22) angeordnet ist, mit einem Kühlkanal (28), der so konstruiert ist, dass Kühlfluid durch die Patrizenform (24) fließen kann.