DE69713127T2

DE69713127T2 - Verfahren und formwerkzeuge zum spritzgiessen eines teils aus plastikmaterial in ein verpackungsblattmaterial

Info

Publication number: DE69713127T2
Application number: DE69713127T
Authority: DE
Inventors: Magne Karlsson
Original assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Current assignee: Tetra Laval Holdings and Finance SA
Priority date: 1996-10-31
Filing date: 1997-09-23
Publication date: 2002-12-19
Anticipated expiration: 2017-09-24
Also published as: ATE218424T1; AU718228B2; PL333142A1; NO314171B1; US6251325B1; WO1998018609A1; JP2001502981A; JP3989024B2; FI990979A; EP0935522A1; CA2270467C; EP0935522B1; HK1024664A1; KR100364376B1; KR20000052983A; AR008518A1; PL184640B1; HUP9903853A2; FI990979A0; DE69713127D1

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding eines Materialteils aus Kunststoff an einem Loch, das in einem Material aus Verpackungsfolie angeordnet ist, sowie auf Formwerkzeuge in einer hierfür vorgesehenen Vorrichtung zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding. Insbesondere werden hier ein Verfahren und Formwerkzeuge zum Spritzgießen einer Öffnungsvorrichtung aus Kunststoffmaterial an einem Material aus Verpackungsfolie beschrieben.
Öffnungsvorrichtungen verschiedener Art, die auf einem Verpackungsbehälter vorgesehen sind, der aus einem Material aus Verpackungsfolie besteht und zum Aufnehmen von Inhalten wie beispielsweise Lebensmitteln ausgelegt ist und insbesondere zum Aufnehmen von flüssigen Getränken wie Säften, Wasser, Milch, Wein, usw., sind bereits bekannt.
Eine Öffnungsvorrichtung dieser Art weist auf einem Wandungsteil des Verpackungsbehälters eine Perforierung sowie eine an dem Wandungsteil angebrachte Deckeleinrichtung aus Kunststoffmaterial auf, welche die Perforierung in geschlossenem Zustand hält. Die Deckeleinrichtung umfasst eine auf dem Umfang umlaufende Basis, die an dem Wandungsteil angebracht ist, beispielsweise mit Hilfe von Klebstoffen, und umgibt dabei die Perforierung in Umfangsrichtung; dabei ist an der Basis ein Deckelelement angelenkt. Sobald das Deckelelement geöffnet wird, kann in die Perforierung eingegriffen und diese unter Kraftaufwand geöffnet werden, damit der Inhalt, der sich in dem Verpackungsbehälter befindet, daraus ausgegossen werden kann.
Eine andere bekannte Öffnungsvorrichtung weist eine Öffnung auf, die auf einem Wandungsteil des Verpackungsbehälters vorgesehen ist, sowie eine Deckeleinrichtung aus Kunststoff ähnlich der vorstehend beschriebenen, welche an dem Wandungsteil angebracht ist und die Öffnung in geschlossenem Zustand hält. Hier ist ein Abdichtelement wie beispielsweise eine Zuglasche aus Aluminium mit dem Wandungsteil so verbunden, dass es die Öffnung abdeckt; sobald das Deckelelement geöffnet wurde, kann das Abdichtelement entfernt werden, um die Öffnung zum Ausgießen des Inhalts aus dem Verpackungsbehälter freizugeben.
Verfahren zur Bildung der vorstehend umrissenen Öffnungsvorrichtungen auf Verpackungsbehältern können unter anderem die Schritte umfassen, bei denen eine laufende Bahn aus Folienmaterial für Verpackungen einer ersten Station zugeführt wird, in welcher die Perforierung oder Öffnung auf der Bahn gebildet wird, sowie einer zweiten Station, in welcher das Deckelelement an der Bahn angebracht wird, um die Perforierung oder Öffnung abzudecken. Sofern eine Zuglasche aus Aluminium zum Abdecken der Öffnung vorgesehen ist, wird diese in einem Zwischenschritt angebracht. Nachdem die Öffnungsvorrichtungen auf der Bahn angebracht sind, werden aus der Bahn Verpackungsbehälter gebildet, mit dem Produkt gefüllt und in der Weise dicht verschlossen, dass die Öffnungsvorrichtungen auf den fertigen Verpackungsbehältern zum einfachen Zugang zu diesen angeordnet sind. Ein Beispiel für eine Maschine zum Formen, Befüllen und dichten Verschließen von Verpackungsbehältern ist die Abfüllmaschine TB8, die von Tetra Brick Packaging Systems in Modena (Italien) hergestellt wird.
Als Alternative zu den vorstehend genannten Öffnungsvorrichtungen, bei denen an dem Material aus Verpackungsfolie eine bereits vorgeformte Deckeleinrichtung aus Kunststoffmaterial angebracht wird, beschreibt die US-Patentschrift Nr. 4,725,213 (deren Offenbarungsgehalt hier durch Querverweis einbezogen wird) eine Öffnungsvorrichtung aus Kunststoffmaterial, die direkt auf die Folie aus Verpackungsmaterial spritzgegossen wird. Insbesondere wird dabei ein Paar Formwerkzeuge in eine Anordnung über einem vorgestanzten Loch in der Folie bewegt und dann durch einen Einspritzkanal, der zwischen einem der Formwerkzeuge und einer Fläche der Folie definiert ist und sich entlang dieser Fläche der Folie erstreckt, erwärmtes Thermoplastmaterial gespritzt, um die Öffnungsvorrichtung an dem vorgestanzten Loch zu bilden. Die Formwerkzeuge sind dabei so geformt, dass die geformte Öffnungsvorrichtung ein Paar auf dem Umfang verlaufender Flanschabschnitte aufweist, von denen jeder an den gegenüberliegenden Flächen der Folie am Rand des vorgestanzten Lochs angebracht ist, um dadurch die Öffnungsvorrichtung an der Folie anzubringen.
Auch wenn das Verfahren und die Vorrichtung zur Bildung dieser letztgenannten Art von Öffnungsvorrichtungen völlig in Ordnung sind, besteht dennoch auf dem Gebiet von aus Thermoplastmaterial gespritzten Öffnungsvorrichtungen die Notwendigkeit, weitere Verbesserungen vorzunehmen.
Es hat sich beispielsweise herausgestellt, dass beim Steuern des Zustroms des eingespritzten Thermoplastmaterials in den Formhohlraum, der von den Formwerkzeugen gebildet wird, insofern ein Problem besteht, als für eine korrekte Positionierung der Folie gegenüber der Öffnungsvorrichtung neben der vorgestanzten Öffnung gesorgt werden muss. Ganz allgemein weist der Teil der Folie aus Verpackungsmaterial nahe der Öffnung eine sehr geringe Steifigkeit auf und während des Spritzgießvorgangs wirkt auf diesen Folienbereich das Thermoplastmaterial bei erhöhtem Druck und bei erhöhter Temperatur ein. Infolgedessen weist dieser Folienabschnitt nahe der Öffnung die unerwünschte Neigung auf, sich zu biegen, was letztendlich in zufälliger Positionierung bei der Verbindung mit der aufgespritzten Öffnungsvorrichtung endet. Was benötigt wird, ist ein Verfahren zum Spritzgießen einer Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial auf einer Folie aus Verpackungsmaterial, was es ermöglicht, hinsichtlich der korrekten Positionierung der Folie bezüglich der Öffnungsvorrichtung Gleichmäßigkeit und Sicherheit zu erreichen.
Die vorstehend beschriebene Biegeneigung eines unkontrollierten Folienbereichs nahe der Öffnung kann zu der Situation führen, in welcher während des Arbeitsgangs der Aufspritzens des Thermoplastmaterials der Rand an der Öffnung des Folienabschnitts unter Umständen in erheblichem Maß in Berührung mit einem der Formwerkzeuge steht und infolgedessen das Kunststoffmaterial nicht zwischen dem Formwerkzeug und der Oberfläche der mit ihm in Berührung stehenden Oberfläche des Folienteils fließt. Infolgedessen wird der Rand der Öffnung weniger stark versiegelt als dies an einer Öffnungskante der Fall ist, an welcher sich das Kunststoffmaterial der Öffnungsvorrichtung zumindest über eine bestimmten Abschnitt entlang der Oberfläche des nahe der Öffnung liegenden Abschnitts der Folie erstreckt. Ganz allgemein wird das Material aus Verpackungsfolie aus mehreren Lagen gebildet, darunter einer innen liegenden Papierschicht und zwei außen liegenden Beschichtungslagen aus Kunststoffmaterial, von denen eine dazu bestimmt ist, eine Berührungsfläche für den Kontakt mit dem Produkt zu bilden. Zwischen der Papierlage und den außen liegenden Beschichtungslagen können auch andere mögliche Schichten eingelegt sein, zum Beispiel Lagen aus Druckfarbe, Laminierschichten und Lagen aus Aluminiumfolie. Wenn die Öffnung in dem Material aus Verpackungsfolie ausgestanzt wird, liegen die innen befindlichen Schichten der Verpackungsfolie an der Kante der Öffnung frei, und sofern ein derartiger Rand nicht mit der aufgespritzten Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial entsprechend dicht verschlossen wird, kann das darin abgepackte Produkt mit den innen liegenden Schichten des Materials der Verpackungsfolie in Berührung kommen und dabei kann es unter Umständen zur Beschädigung kommen. Was benötigt wird, ist ein Verfahren zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding einer Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial auf eine Folie aus Verpackungsmaterial, wodurch es möglich wird, sicherzustellen, dass durch die aufgespritzte Öffnungsvorrichtung am Rand der in der Folie aus Verpackungsmaterial gebildeten Öffnung eine entsprechende Abdichtung erzielt wird.
Aus der US-Patentschrift US-A-4 076 790 ist ein Verfahren bekannt, wie es im Oberbegriff des Anspruchs 1 definiert ist. Des Weiteren ist aus der US-Patentschrift A-4 076 790 eine Vorrichtung bekannt, wie sie im Oberbegriff des Anspruchs 3 umrissen ist.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding eines Kunststoffteils in einem Loch in einem Material aus Verpackungsfolie vorgesehen, welches die folgenden Verfahrensschritte umfasst: Anordnen mindestens eines ersten Formwerkzeugs und eines zweiten Formwerkzeugs im Kontakt mit gegenüber liegenden Seiten des Materials aus Verpackungsfolie, um einen Formhohlraum zu bilden, so dass der Rand des Lochs in der Folie in dem Formhohlraum liegt und dass das nahe dem Lochrand angeordnete Material aus Verpackungsfolie von dem zweiten Formwerkzeug weg gespannt wird, und Einspritzen von Kunststoffmaterial in den Formhohlraum, um so ein Teil aus Kunststoffmaterial zu formen. Das Spannen des Verpackungsmaterials vom zweiten Formwerkzeug weg unterstützt dabei die positive Formung des Kunststoffmaterials auf einem Abschnitt der zweiten Seite des nahe dem Abschnitt des Lochrands befindlichen Materials aus Verpackungsfolie, und infolgedessen werden Gleichmäßigkeit und Sicherheit hinsichtlich der korrekten Positionierung der Folie bezüglich der Öffnungsvorrichtung erreicht. Des Weiteren schafft die Formung des Kunststoffmaterials auf einem Abschnitt der zweiten Seite nahe der Lochkante wirksam eine hervorragende Abdichtung an der Lochkante und an der zweiten Seite, was dazu beiträgt, sicherzustellen, dass die Produkte nicht mit den innen liegenden Lagen der Materialfolie in Berührung kommt, sofern und wenn die zweite Seite des Materials der Verpackungsfolie als die Oberfläche vorgesehen ist, die beim fertigen Verpackungsbehälter mit einem Lebensmittel in Berührung kommt.
Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung sind ein erstes und ein zweites Formwerkzeug vorgesehen, die sich bezüglich zueinander relativ zu dem Material aus Verpackungsfolie in einer Formgebungsstellung so anordnen lassen, dass das Material aus Verpackungsfolie unter Abdichtung zwischen dem ersten und dem zweiten Formwerkzeug angeordnet ist und dass von dem ersten und zweiten Formwerkzeug ein Formhohlraum gebildet wird, in dem mindestens ein Abschnitt der Lochkante des Materials der Verpackungsfolie angeordnet wird. Das erste und zweite Formwerkzeug weisen in der Formgebungsstellung eine solche Formkonfiguration auf, dass das Material aus Verpackungsfolie, das nahe dem Abschnitt des Lochrands liegt, von dem zweiten Formwerkzeug weg gespannt wird, wodurch die Formung des Kunststoffmaterials auf einem Abschnitt der zweiten Seite des Materials der Verpackungsfolie unterstützt wird, der nahe dem Abschnitt des Lochrands angeordnet ist.
Die Formkonfiguration weist des weiteren einen Spalt auf, der zwischen dem ersten und dem zweiten Formwerkzeug gebildet ist, um so das Material aus Verpackungsfolie unter Abdichtung aufzunehmen, wobei der Spalt in der Breite eine solche Abmessung aufweist, die kleiner ist als eine durchschnittliche Stärke des Materials der Verpackungsfolie, um so das Material aus Verpackungsfolie in dem Spalt in der Formgebungsstellung zusammen zu drücken. Diese spezielle Konfiguration ist so gestaltet, dass das Material aus Verpackungsfolie, das nahe der Lochkante angeordnet ist, unter einem Winkel relativ zu der Ebene, in welcher sich das angeordnete Material aus Verpackungsfolie erstreckt, im wesentlichen außerhalb des Formhohlraums umgeschlagen wird, um dadurch die vorteilhafte Spannwirkung auf die Folie zu erreichen.
Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel umfasst die Formkonfiguration des ersten und des zweiten Formwerkzeugs in der Formgebungsstellung eine Kante des ersten Formwerkzeugs, die mit der ersten Seite des Materials der Verpackungsfolie an einer ersten Berührungslinie in Kontakt kommt, sowie eine Kante des zweiten Formwerkzeugs, die mit der zweiten Seite des Materials der Verpackungsfolie an einer zweiten Berührungslinie in Kontakt kommt, so dass die erste Berührungslinie weiter von der Lochkante weg liegt als die zweite Berührungslinie.
Gemäß einem weiteren bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung umfasst die Formkonfiguration des ersten und des zweiten Formwerkzeugs einen Spalt, der zwischen dem ersten und dem zweiten Formwerkzeug gebildet ist, um das Material aus Verpackungsfolie aufzunehmen, wobei der Spalt eine Erstreckung aufweist, die in einer Ebene liegt, die unter einem Winkel in den Formhohlraum hinein in einer Richtung vom zweiten Formwerkzeug weg verläuft, um so die vorteilhafte Spannwirkung auf die Folie zu erzielen.
Die technischen Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich für den Fachmann aus der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung einiger bevorzugter Ausführungsbeispiele der Erfindung, wie sie nur rein illustrativ und beispielhaft hier erläutert und in der beiliegenden Zeichnung dargestellt ist, wobei gleiche Teile mit denselben Bezugszeichen angegeben sind.
Fig. 1 zeigt dabei eine geschnittene Seitenansicht einer Konfiguration von Formwerkzeugen zum Aufspritzen einer Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial auf eine Folie aus Verpackungsmaterial gemäß einem bevorzugten Aspekt der Erfindung.
Fig. 2 ist eine vergrößerte geschnittene Seitenansicht des Detailausschnitts "A" in Fig. 1 mit der Darstellung eines Abschnitts der Folie nahe einem Loch in der Folie, die im Inneren eines Formhohlraums angeordnet ist, der vor dem Einspritzen von Thermoplastmaterial von den Formwerkzeugen gebildet wird.
Fig. 3 ist eine vergrößerte Detailansicht ähnlich der Ansicht in Fig. 2, welche die in dem Formhohlraum angeordnete Folie nach dem Aufspritzen der Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial.
Fig. 4 zeigt eine vergrößerte Detailansicht ähnlich der Ausschnittsansicht in Fig. 2 mit der Darstellung von Formwerkzeugen gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung, welche einen Formhohlraum bilden, in dessen Innerem vor dem Einspritzen von Thermoplastmaterial die Folie angeordnet wird.
Fig. 5 stellt eine vergrößerte Detailansicht ähnlich der Ansicht in Fig. 4 dar und zeigt die in dem Formhohlraum angeordnete Folie nach dem Aufspritzen der Öffnungsvorrichtung aus Thermoplastmaterial, und
Fig. 6 stellt eine vergrößerte Detailansicht ähnlich der Abbildung in Fig. 5 dar und zeigt Formwerkzeuge gemäß einem anderen bevorzugten Aspekt der Erfindung, welche einen Formhohlraum relativ zu der Folie bilden, wodurch es möglich wird, Thermoplastmaterial auf beiden Seiten der Folie aufzuspritzen.
Aus Fig. 1 ist ersichtlich, dass ein innen liegendes Formwerkzeug 2 und ein Paar außen liegender Formwerkzeuge 4 und 6 relativ zu einem Material 8 aus Verpackungsfolie in einer Formgebungsstellung so angeordnet werden, dass das Material aus Verpackungsfolie zwischen dem innen liegenden Formwerkzeug 2 und den außen liegenden Formwerkzeugen 4 und 6 angeordnet wird und dass von den Formwerkzeugen ein Formhohlraum 10 gebildet wird, in dem der Rand 12 eines in der Folie 8 gebildeten Lochs angeordnet wird. Die Formwerkzeuge sind außerdem bezüglich eines Spritzgusskopfes zum Spritzgießen von Thermoplastmaterial so angeordnet, dass durch einen Kanal 16 im Kopf 14 erwärmtes Thermoplastmaterial in den Formhohlraum 10 zugeführt werden kann, damit nach dem Abkühlen des erwärmten Thermoplastmaterials eine Öffnungsvorrichtung geformt werden kann, die an der Lochkante 12 mit der Folie 8 verbunden ist.
Das Material 8 aus Verpackungsfolie kann von jeglicher Art und Form sein. Beispielsweise kann es sich bei der Folie 8 um eine fortlaufende Bahn aus Verpackungsmaterial oder um einen Zuschnitt aus Verpackungsmaterial oder um eine vorstehende Lasche aus Verpackungsmaterial handeln. Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel handelt es sich bei der Folie 8 um ein mit Kunststoff beschichtetes Trägermaterial aus Papier.
Der Formhohlraum 10 weist bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel einen Bereich 10a zum Bilden eines Deckelabschnitts der Öffnungsvorrichtung auf, ferner einen Abschnitt 10b zum Bilden eines Ansatz- bzw. Basisabschnitts der Öffnungsvorrichtung zur Verbindung mit der Folie 8 und einen Abschnitt 10c zum Bilden einer Abreißkante der Öffnungsvorrichtung mit verringerter Stärke auf, um so das Ablösen des Deckelteils von dem Ansatzabschnitt zu unterstützen. Diese Beschreibung bezieht sich insbesondere auf die Art und Weise, in der die Öffnungsvorrichtung an der Folie 8 an deren Lochrand 12 angesetzt ist, wohingegen die Öffnungsvorrichtung verschiedene Gesamtformen in beliebiger Zahl aufweisen kann.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel erstreckt sich der Lochrand 12 in Umfangsrichtung, um das Loch in der Folie 8 vollständig zu umfassen; vorzugsweise wird die gesamte Lochkante 12 innerhalb des Basisabschnitts 10b des Formhohlraums 10 vor dem Einspritzen angeordnet, wobei der Basisabschnitt 10b ebenfalls in Umfangsrichtung verläuft und eine ausreichend große Abmessung aufweist, damit er die Lochkante 12 vollständig umschließen kann. Vorzugsweise handelt es sich bei der Lochkante 12, dem Basisabschnitt 10b und dem Verbindungsabschnitt 10c um eiförmige Abschnitte mit Ringform im Längsquerschnitt, die sich im wesentlichen parallel zum Verlauf der Folie verlaufen, wobei der Deckelabschnitt 10a im Längsquerschnitt die Form einer eiförmigen Scheibe aufweist, die sich im wesentlichen parallel zum Verlauf der Folie erstreckt. Außerdem wird in der Formgebungsstellung zwischen den Formwerkzeugen ein Spalt 18 gebildet, dessen Abmessung in der Breite vorzugsweise kleiner als die Stärke des Materials 8 aus der Verpackungsfolie ist, wodurch die Folie 8 im Inneren des Spalts zusammengedrückt wird und dabei eine Abdichtung gebildet wird, um ein merkliches Austreten des erwärmten Thermoplastmaterials nach außen aus dem Formhohlraum 10 zu verhindern.
Die Formgebungsstellung gemäß Fig. 1 lässt sich auf viele verschiedene Arten erreichen, wie dies für den Fachmann offensichtlich ist. Beispielsweise kann das innen liegende Formwerkzeug 2 vertikal in Richtung des Pfeils nach oben und unten bewegt werden, während die außenliegenden Formwerkzeuge in vertikaler Richtung nach oben und unten sowie in horizontaler Richtung nach innen und außen jeweils in den Richtungen C und D bewegt werden können, wohingegen der Spritzgießkopf 14 im wesentlichen in fester Stellung verbleiben kann. Wenn die Formwerkzeuge in voll geöffneter Stellung positioniert sind, kann das Material aus Verpackungsfolie intermittierend in Richtung E in die korrekte Position zugeführt werden, wobei die Lochkante 12 entsprechend ausgerichtet ist, woraufhin die Formwerkzeuge in ihre voll geschlossene Position bewegt werden können, die der Formgebungsstellung gemäß Fig. 1 entspricht, und erwärmtes Thermoplastmaterial durch den Kanal 16 im Spritzgießkopf 14 zugeführt werden kann, um den Formhohlraum 10 auszufüllen und die Öffnungsvorrichtung auf der Folie zu formen. Wenn die Formwerkzeuge gelöst werden, so kann die Folie 8 wieder in Richtung E zuzuführen, um somit eine weitere Lochkante 12 in der richtigen Position zur Aufnahme einer Öffnungsvorrichtung anzuordnen. In Strömungsrichtung hinter der Stelle, an der die Öffnungsvorrichtungen auf der Folie angebracht werden, können dann aus der Folie Verpackungsbehälter geformt, mit dem Produkt gefüllt und dicht verschlossen werden. Verfahren und eine Vorrichtung, die zum Zuführen der Folie 8, zum Stanzen der Löcher in der Folie 12, zum Bewegen der Formwerkzeuge, zum Einspritzen der erwärmten Thermoplastmaterialien und zum Formen, Füllen und dichten Verschließen der Verpackungsbehälter liegen im Bereich des Wissens und Könnens des Fachmanns.
Fig. 2 zeigt eine Formkonfiguration 20 der innen liegenden und außen liegenden Formwerkzeuge, welche der Formgebungsstellung aus Fig. 1 entspricht. Das innen liegende Formwerkzeug 2 ist in Berührung mit einer Innenseite 22 der Folie 8 angeordnet, während das außen liegende Formwerkzeug 4 in Berührung mit einer Außenseite 24 der Folie 8 angeordnet ist. Die Formgebungskonfiguration 20 der innen und außen liegenden Formwerkzeuge spannt den Teil des Materials 8 aus Verpackungsfolie, der nahe der Lochkante 12 angeordnet ist, von dem innen liegenden Formwerkzeug 2 weg spannt. Sobald die Spannung der Folie 8 erreicht ist, kann in den Formhohlraum 10 erwärmtes thermoplastisches Material eingespritzt werden, um eine Öffnungsvorrichtung 26 zu bilden, die an der Lochkante 12 der Folie 8 (Fig. 3) angebracht ist. Das Wegspannen der Folie 8 von dem innen liegenden Formwerkzeug stellt sicher, dass ein Abschnitt 28 aus Kunststoffmaterial auf einem Abschnitt 30 der Innenseite 22 der nahe der Lochkante 21 angeordneten Folie 8 geformt wird.
Das Wegspannen der Folie 8 im Formhohlraum 10 und die positive Formgebung des Abschnitts 28 aus Kunststoffmaterial sorgt für Gleichmäßigkeit und Sicherheit hinsichtlich der korrekten Positionierung der Folie 8 bezüglich der Öffnungsvorrichtung 26, da die Folie in korrekter und gespannter Position während des Spritzvorgangs gehalten wird. Darüber hinaus sorgt die Formung des Abschnitts 28 aus Kunststoffmaterial am Abschnitt 30 der Innenseite der Folie nahe der Lochkante 12 wirksam für eine hervorragende Abdichtung an der Lochkante und an der Innenseite der Folie, was in vorteilhafter Weise unterstützend gewährleistet, dass die Produkte nicht mit den Innenlagen der Materialfolie in Berührung kommen, wenn die Innenseite des Materials der Verpackungsfolie dazu bestimmt ist, im fertigen Verpackungsbehälter mit Lebensmitteln in Kontakt zu kommen.
Die Formungskonfiguration 20 des innen liegenden Formwerkzeugs 2 und des außen liegenden Formwerkzeugs 4 umfasst eine Kante des außen liegenden Formwerkzeugs 4, die mit der Außenseite 24 des Materials 8 der Verpackungsfolie an einer ersten Kontaktlinie 32 in Berührung gelangt, sowie eine Kante des innen liegenden Formwerkzeugs 2, die an einer zweiten Kontaktlinie 34 mit der Innenseite 22 des Materials 8 der Verpackungsfolie so in Berührung kommt, dass die erste Kontaktlinie 32 weiter von der Lochkante 12 als die zweite Kontaktlinie 34 liegt. Das Zusammendrücken der Folie 8 im Inneren des engeren Spalts 18, der zwischen den außen und innen liegenden Formwerkzeugen gebildet ist, und der räumlichen Anordnung der ersten und der zweiten Kontaktlinie 32 und 34 veranlasst, dass ein Abschnitt 8a der nahe der Lochkante 12 angeordneten Folie 8 unter einem Winkel bezüglich der Ebene umgeschlagen wird, in der sich die im wesentlichen knapp außerhalb des Formhohlraums 10 angeordnete Folie erstreckt, wodurch dieser Folienabschnitt 8a von dem innen liegenden Formwerkzeug 2 weg gespannt wird.
Fig. 2 zeigt, dass in der Formgebungsstellung die Formungskonfiguration 20 der innen und außen liegenden Formwerkzeuge so ausgelegt ist, dass der Lochrand 12 der Folie im Wesentlichen mit dem außen liegenden Formwerkzeug 4 in Berührung kommt. Auf diese Weise wird während des Vorgangs zur Einspritzung des Thermoplastmaterials der Kunststoff nicht auf der Außenseite 24 der Folie 8 geformt, wie Fig. 3 dies zeigt. Es ist jedoch möglich, das außen liegende Formwerkzeug 4 so auszubilden, dass der Lochrand 12 auch dann nicht mit dem außen liegenden Formwerkzeug 4 in Berührung kommt, nachdem der Folienabschnitt 8a vom unteren Formwerkzeug 2 weggespannt wurde. Auf diese Weise umfasst die durch den Arbeitsschritt der Einspritzung von Thermoplastmaterial geformte Öffnungsvorrichtung Abschnitte aus Kunststoffmaterial, die sowohl die Innenseiten als auch die Außenseiten der Folie nahe dem Lochrand bedecken. Fig. 3 zeigt außerdem einen kleinen Abschnitt aus Kunststoffmaterial der Öffnungsvorrichtung 26, der in dem Spalt 18 zwischen dem innen liegenden Formwerkzeug 2 und der Innenseite 22 der Folie 8 liegt und während des Arbeitsgangs der Einspritzung geformt wird, was im allgemeinen unter hohem Druck geschieht. Das Zusammendrücken der Folie 8 in dem Spalt 18 genügt jedoch, um eine ausreichende Abdichtung zu bilden, um so jedwedes merkliche Austreten des erwärmten Thermoplastmaterials nach außen aus dem Formhohlraum 10 durch den Spalt 18 zu verhindern.
Während das vorstehend beschriebene Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 bis 3 den Folienabschnitt 8a zeigt, wie er gerade von dem innen liegenden Formwerkzeug 2 weg gespannt wird, ist auch vorgesehen, dass es durch Verändern der relativen Position der Berührungslinien 32 und 34 in der Weise, dass die erste Berührungslinie 32 näher an der Lochkante 12 liegt als die zweite Berührungslinie, möglich wird, den Folienabschnitt 8a bei Bedarf vom außen liegenden Formwerkzeug weg zu spannen. Dementsprechend legen der spezielle relative Abstand der Berührungslinien von einander zum Bestimmen des Ausmaßes und der Richtung, in dem bzw. in der der Folienabschnitt umgeschlagen wird, und die spezielle Konfiguration des von den Formwerkzeugen gebildeten Formhohlraums bezüglich der Lochkante in der Folie zur Bestimmung, wo die Abschnitte aus Kunststoffmaterial geformt werden, die besondere Position des Folienabschnitts 8a in dem Hohlraum in der Formungsstellung fest, um so zu gewährleisten, dass die gewünschte abschließende Verbindung und Positionierung der Öffnungsvorrichtung an der Folie tatsächlich und auch wirksam erzielt werden.
Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Erfindung, welches eine Formungskonfiguration 120 der innen und außen liegenden Formwerkzeuge 102 und 104 umfasst, die bezüglich zueinander in der Formgebungsstellung so angeordnet sind, dass das innen liegende Formwerkzeug 102 in Berührung mit der Innenseite 22 der Folie 8 angeordnet ist, während das außen liegende Formwerkzeug 104 in Berührung mit einer Außenseite 24 der Folie 8 angeordnet ist, um die Folie 8 in einem schmaleren Spalt 118 zusammen zu drücken, der zwischen den Formen gebildet ist, und dass die Lochkante 12 in dem von den innen und außen liegenden Formen gebildeten Formhohlraum 110 angeordnet wird. Die Formungskonfiguration 120 der außen und innen liegenden Formwerkzeuge 102 und 104 spannt auch den Abschnitt 8a des Materials 8 aus Verpackungsfolie nahe des Lochrandes 12 von dem innen liegenden Formwerkzeug 102 weg. Sobald die Spannung der Folie 8 erreicht wurde, kann in den Formhohlraum 110 erwärmtes Thermoplastmaterial eingespritzt werden, um eine Öffnungsvorrichtung 126 zu bilden, die an dem Lochrand 12 der Folie 8 angesetzt ist (Fig. 5). Das Spannen des Folienabschnitts 128 von dem innen liegenden Formwerkzeug weg stellt sicher, dass ein Abschnitt 128 aus Kunststoffmaterial auf einem Abschnitt 30 der Innenseite 22 des Folienabschnitts 8a gebildet wird, der in der Nähe des Lochrands 12 angeordnet ist. Das Spannen des Folienabschnitts 8a in dem Formhohlraum 110 und die positive Formgebung des Abschnitts 128 aus Kunststoffmaterial sorgen für Gleichmäßigkeit und Sicherheit hinsichtlich der korrekten Positionierung der Folie 8 bezüglich der Öffnungsvorrichtung 126, da die Folie während des Arbeitsgangs zum Spritzgießen in korrekter gespannter Position gehalten wird; die Formung des Abschnitts 128 aus Kunststoffmaterial am Abschnitt 30 der Innenseite der Folie nahe des Lochrands 12 schafft wirksam eine hervorragende Abdichtung am Lochrand und an der Innenseite der Folie, um so dazu beizutragen, dass sichergestellt ist, dass Produkte nicht mit den innen liegenden Lagen der Materialfolie in Berührung kommen, wenn die Innenseite des Materials aus Verpackungsfolie dazu vorgesehen ist, in dem fertigen Verpackungsbehälter über ihre Fläche mit einem Lebensmittel in Berührung zu kommen.
Der Spalt 118 der zwischen den innen und außen liegenden Formwerkzeugen 102 und 104 gebildeten Formungskonfiguration 120 weist eine Verlängerung auf, die in einer Ebene liegt, die sich unter einem Winkel in den Formhohlraum hinein in einer Richtung vom innen liegenden Formwerkzeug 102 weg erstreckt, um so den Folienabschnitt 8a von dem innen liegenden Werkzeug 102 weg mit ausreichender Kraft zu spannen, damit der Abschnitt aus Kunststoffmaterial an dem Abschnitt 30 auf der Innenseite der Folie positiv geformt wird. Bei dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 4 und 5 sind die Kontaktlinien, an denen die Kanten der innen und außen liegenden Formwerkzeuge mit den Innen- und Außenseiten der Folie 8 in Berührung kommen, im Wesentlichen einander gegenüber angeordnet, weshalb ein Umschlagen bzw. Biegen des Folienabschnitts 8a bezüglich der Verlängerung des Spalts 118 nicht auftritt. Vielmehr spannt die Verlängerung des Spalts 118 selbst den Abschnitt 8a von dem innen liegenden Formwerkzeug 102 weg, um so sicherzustellen, dass die gewünschte Verbindung und Platzierung der Öffnungsvorrichtung 126 an der Folie 8 wirksam erzielt werden. Des weiteren wurde vorgesehen, dass eine Kombination aus der Biegewirkung des Folienabschnitts 8a, wie sie in der in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel gemäß Fig. 1 bis 3 beschriebenen Weise erzielt wird, indem die Berührungslinien zwischen den Kanten der innen und außen liegenden Formwerkzeuge voneinander beabstandet werden, mit der Anordnung der Verlängerung des Abschnitts 8a unter einem Winkel in den Formhohlraum 110 hinein, die von der Verlängerung des Spalts 118 gebildet wird, für eine Spannwirkung sorgen kann, mit welcher der Abschnitt 8a in den Formhohlraum hinein gespannt wird und welche dazu geeignet ist, die gewünschte Positionierung der Öffnungsvorrichtung auf der Folie zu erzielen.
Fig. 4 zeigt, dass in der Formgebungsstellung die Lochkante 12 der Folie 8 in geringem Abstand bezüglich des oberen Formwerkzeugs 104 liegt. Diese leichte Beabstandung sorgt jedoch immer noch dafür, dass erwärmtes Thermoplastmaterial, das während der Einspritzphase in den Formhohlraum 110 eintritt, den Folienabschnitt 8a in Berührung mit dem außen liegenden Formwerkzeug drückt, so dass an der Oberseite der Folie 8 Kunststoffmaterial nicht geformt wird, sofern dies gewünscht ist.
Fig. 6 zeigt eine Abwandlung des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 4 bis 5, bei welcher eine Formungskonfiguration 220, die von einem innen liegenden Formwerkzeug 202 und einem außen liegenden Formwerkzeug 204 gebildet wird, einen sich unter einem Winkel erstreckenden Spalt 218 aufweist, der dazu dient, den Folienabschnitt 8a in einem Formhohlraum 210 von dem innen liegenden Formwerkzeug 202 weg zu spannen, sowie einen Abstand zwischen dem Folienabschnitt 8a und dem außen liegenden Formwerkzeug 204, der ausreichend groß ist, damit nach der Phase der Einspritzung des Thermoplastmaterials eine Öffnungsvorrichtung 226 gebildet wird, die sowohl einen Abschnitt 236 aus Kunststoffmaterial, der an der Außenseite 238 des Folienabschnitts 8a liegt, als auch einen Abschnitt 228 aus Kunststoffmaterial aufweist, der an der Innenseite 230 des Folienabschnitts 8a angeordnet ist.
Auch wenn die vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispiele gemäß Fig. 4 bis 6 zeigen, dass der Folienabschnitt 8a von dem innen liegenden Formwerkzeug weg gespannt wird, ist es doch auch vorgesehen, dass es durch Verändern der Richtung des Verlaufs des Spalts in der Formungskonfiguration möglich wird, den Folienabschnitt 8a von dem außen liegenden Formwerkzeug weg zu spannen, wenn dies gewünscht ist. Dementsprechend legen der spezielle Verlauf des Spalts in der Formungskonfiguration zum Bestimmen der Richtung des Verlaufs des Folienabschnitts und die spezielle Konfiguration des von den Formwerkzeugen gebildeten Formhohlraums bezüglich der Lochkante in der Folie zum Bestimmen der Stelle, an der Abschnitte des Kunststoffmaterials geformt werden, die besondere Position des Folienabschnitts in dem Formhohlraum in der Formgebungsstellung fest, um so zu gewährleisten, dass die gewünschte Verbindung und Positionierung der Öffnungsvorrichtung an der Folie im Endzustand tatsächlich und wirksam erzielt werden.

Claims

1. Verfahren zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding eines Materialteils aus Kunststoff in einem Hohlraum bzw. einem Loch, der/das in einem Verpackungsschichtmaterial angeordnet ist und durch einen Hohlraum- bzw. Lochrand (12) des Verpackungsschichtmaterials (8) definiert wird, mit den Verfahrensschritten von:

Anordnen mindestens eines ersten Formwerkzeugs (4, 6, 104, 202) in Kontakt mit einer ersten Seite (24) der Verpackungsmaterialschicht (8) und Anordnen mindestens eines zweiten Formwerkzeugs (2, 102, 204) in Kontakt mit einer zweiten Seite (22) des Verpackungsschichtmaterials (8) zum Bilden eines Formhohlraums (10, 110, 210) zwischen den ersten und zweiten Formwerkzeugen (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) in einer solchen Weise, daß sich mindestens ein Teil des Hohlraum- bzw. Lochrands (12) innerhalb des Formhohlraums (10, 110, 210) befindet und ein Schichtenteil (8a) des Verpackungsschichtmaterials (8), der neben dem Teil des Lochrands (12) angeordnet ist, von dem zweiten Formwerkzeug (2, 102, 204) hinweggezwängt wird, und

Einspritzen bzw. Injizieren von Kunststoffmaterial in den Formhohlraum (10, 110, 210) zum Formgeben des Materialteils (26) aus Kunststoff, wodurch das Hinwegzwängen des Schichtenteils (8a) von dem zweiten Formwerkzeug (2, 2, 2, 2, 4) hinweg die Bildung von Kunststoffmaterial (26) an einem Teil der zweiten Seite (22) des Schichtenteils (8a) ermöglicht,

dadurch gekennzeichnet,

daß die Verfahrensstufen des Anordnens des ersten und zweiten Formwerkzeugs (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) derart ausgeführt werden, daß derjenige Teil des Verpackungsschichtmaterials (8), der in Kontakt sowohl mit dem ersten als auch mit dem zweiten Formwerkzeug (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) angeordnet wird, sich in Bezug zu demjenigen Teil des Verpackungsschichtenmaterials (8), das sich innerhalb des Formhohlraums (10, 110, 210) befindet, im komprimierten bzw. zusammengepreßten Zustand befindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem das Bilden des Formhohlraums (10, 110, 210) folgende Verfahrensschritte aufweist:

Bewegen des ersten Formwerkzeugs (4, 6, 104, 202) derart, daß ein Rand des ersten Formwerkzeugs in Kontakt mit der ersten Seite (24) des Verpackungsschichtenmaterials an einer ersten Kontaktlinie (32) gelangt;

Bewegen des zweiten Formwerkzeugs (2) derart, daß ein Rand des zweiten Formwerkzeugs in Kontakt mit der zweiten Seite (22) des Verpackungsschichtenmaterials (8) an einer zweiten Kontaktlinie (34) gelangt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Kontaktlinie (32) weiter von dem Teil des Hohlraum- bzw. Lochrandes (12) als die zweite Kontaktlinie (34) angeordnet wird, so daß der Schichtenteil von dem zweiten Formwerkzeug (2, 102, 204) hinweggezwängt bzw. hinweggedrückt wird.

3. Vorrichtung zum Spritzgießen bzw. Injection Moulding eines Materialteils aus Kunststoff in einer Ausnehmung bzw. einem Loch, die das in einem Verpackungsschichtenmaterial (8) angeordnet ist, welches eine erste Seite (22) und eine zweite Seite (24) aufweist und einen Lochrand (12) des Verpackungsschichtenmaterials (8) bildet, bei der die Vorrichtung ein erstes Formwerkzeug (4, 6, 104, 202) und ein zweites Formwerkzeug (102, 202, 204) aufweist, die in Bezug zum Verpackungsschichtenmaterial (8) in einer Formgebungsstellung derart gegenseitig in Stellung bringbar sind, daß das Verpackungsschichtenmaterial (8) dicht zwischen den ersten und zweiten Formwerkzeugen (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) einbringbar und ein Formhohlraum (10, 110, 210) durch die ersten und zweiten Formwerkzeuge (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) bildbar ist, bei dem mindestens ein Teil des Lochrands (12) des Verpackungsschichtenmaterials (8) so angeordnet werden kann, daß die ersten und zweiten Formwerkzeuge (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) eine derartige Formkonfiguration in der Formstellung einnehmen, daß ein Schichtenteil (8a) des Verpackungsschichtenmaterials (8), das sich neben dem Teil des Lochrands (12) befindet, von dem zweiten Formwerkzeug (102, 202, 204) hinwegzwängbar bzw. -drückbar ist, um die Bildung von Kunststoffmaterial an einem Teil einer zweiten Seite (24) des Schichtenteils (8a) zu ermöglichen, und bei der ein Spalt (18, 118, 218) zwischen den ersten und zweiten Formwerkzeugen (2, 4, 6, 102, 104, 202, 204) zur abdichtenden bzw. versiegelbaren Aufnahme des Verpackungsschichtenmaterials (8) in der Formungsstellung gebildet wird,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Spalt (18, 118, 218) eine Breite bzw. Weitendimension aufweist, die geringer ist als die Dicke des Verpackungsschichtenmaterials (8), wodurch das Verpackungsschichtenmaterial (8) im Spalt (18, 118, 218) in der Formgebungsstellung zusammengepreßt wird.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, bei der ein Rand des ersten Formwerkzeugs (4, 6, 104, 202) in Kontakt mit der ersten Seite (22) des Verpackungsschichtenmaterials (8) an einer ersten Kontaktlinie (32) gelangt und ein Rand des zweiten Formungswerkzeugs (102, 202, 204) in Kontakt mit der zweiten Seite (24) des Verpackungsschichtenmaterials (8) an eine zweiten Kontaktlinie (34) gelangt,

dadurch gekennzeichnet,

daß die erste Kontaktlinie (32) weiter vom Teil des Lochrands (12) als die zweite Kontaktlinie (34) entfernt angeordnet ist, am das Schichteil (8a) vom zweiten Formwerkzeug (102, 202, 204) hinwegzudrücken bzw. wegzuzwängen.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3,

dadurch gekennzeichnet,

daß der Spalt (18, 118, 218) eine Ausdehnung hat, die sich in einer Ebene befindet, welche sich winklig in den Formhohlraum (10, 110, 210) in einer vom zweiten Formwerkzeug (102, 202, 204) wegweisenden Richtung erstreckt.