WO2016037697A1 - Vorrichtung zum teilweisen prägen von siegelplatinen und verfahren zum teilweisen prägen von siegelplatinen - Google Patents

Vorrichtung zum teilweisen prägen von siegelplatinen und verfahren zum teilweisen prägen von siegelplatinen Download PDF

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WO2016037697A1
WO2016037697A1 PCT/EP2015/001805 EP2015001805W WO2016037697A1 WO 2016037697 A1 WO2016037697 A1 WO 2016037697A1 EP 2015001805 W EP2015001805 W EP 2015001805W WO 2016037697 A1 WO2016037697 A1 WO 2016037697A1
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embossing
angle
tool
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PCT/EP2015/001805
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Andreas Brieler
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Tscheulin-Rothal Gmbh
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    • B65D77/2024—Container closures formed after filling by applying separate lids or covers, i.e. flexible membrane or foil-like covers the cover being welded or adhered to the container

Definitions

  • the present invention relates to a device for partially embossing sealed blanks and to a method for partially embossing sealed blanks.
  • Food containers are often sealed today with sealable lids. This is especially true for foods that are consumed directly from the container.
  • the containers are usually formed directly in a device, filled with the intended product and then sealed with a sealing plate.
  • prefabricated containers are filled in a machine and sealed with a sealing plate.
  • FS machines fill-seal machines
  • the sealing plates required for closing the container are usually prefabricated sealing plates, which are produced in large numbers and stored or transported in stacks
  • the sealed blanks are fed to the food handler by means of a feeder, for example, to the above-mentioned fill-seal machines and sealed directly onto the edge of the filled container, often in addition printed and according to the contours of the container Since the sealing plates are transported and delivered in stacks, the sealing plates must be unstacked again by means of the feeding device and fed individually to a filled container Atinines, however, cause them to stick together with considerable adhesion in the stack (glass plate effect).
  • EP 1 790 470 describes a method for partially embossing covers, wherein the geometric position of the embossing tool is adjustable to the film web.
  • the partial embossing takes place in such a way that successive covers are not congruently embossed and is preferably introduced only at every second cover.
  • DE 1 940 970 describes stackable closure caps made from a coated film or the production thereof.
  • the production takes place by means of a punching and a stamping tool, the latter being rotatable.
  • An object of the present invention is to provide an apparatus and a method for producing partially embossed sealing boards, which can be processed easily and trouble-free.
  • the terms partial embossing of sealing blanks and partial embossing of sealing blanks are used synonymously in the present case and understood as embossing a part of the surface of the sealing blank.
  • the object is achieved by a device according to claim 1 and a method according to claim 12.
  • Advantageous embodiments of the invention are described in the dependent claims.
  • An apparatus according to the invention for partially embossing deep-drawn or flat sealed blanks which are punched out of a foil strip comprises an embossing tool and a punching tool.
  • the embossing tool comprises two half tools, a male and a die.
  • the desired deep-drawing contour or the three-dimensional relief is imaged by means of mechanical processes on the male.
  • the patrix has the three-dimensional relief in a raised and mirror-image form.
  • the counterpart of the patrix, the die or stamp has the three-dimensional relief in laterally correct and recessed form.
  • On the contoured side of the male part three-dimensional elements are arranged in an outer area and in a central area.
  • the male part and the female part are rotatably supported in their spatial position about an axis A which is essentially perpendicular to the film strip.
  • embossing and punching tool are combined in a tool.
  • the film web is gradually shifted in the transport direction or machine direction of the device.
  • the embossing tool arranged in front of the punching tool generates the desired contour or embossing by means of a lifting movement by deep drawing in the sealing plate, before the next lifting movement takes place, the foil strip is moved in transport direction via corresponding transport means, that the foil strip or the now partially or partially embossed sealing plate on the position of the punching tool comes to lie, where it is punched out of the foil strip during the next stroke movement of the punching tool.
  • the male part and the die of the stamping tool are rotatably mounted about an axis A, which is substantially perpendicular to the film strip, can be achieved by an angle ⁇ about the axis A by a simple rotation of the male and the female part, that no two successive sealing plates, which come to rest after punching in a stack to each other, have a congruent embossing.
  • the male and female of the embossing tool are rotated synchronously and in the same direction by the same angle ⁇ . This avoids unwanted binding of the partially embossed sealing plates during unstacking in a simple and advantageous manner.
  • the rotation of the male and female molds with respect to the film strip between each stroke movement ensures the desired registration mismatches.
  • the embossing tool again comprises two half tools, one male and, as a second half tool, an elastic medium.
  • the male part is rotatably supported in its spatial position about an axis A substantially perpendicular to a foil strip.
  • the function of the matrix takes over the elastic medium.
  • the elastic medium is preferably designed in the form of an ink pad.
  • the circumferential contours of the ink pad preferably correspond to the circumferential contours of the male. They are for example cylindrical or circular cylindrical.
  • Male and elastic medium are aligned exactly to each other, that is, their axes are substantially perpendicular to a foil band aligned.
  • the elastic medium has no three-dimensional relief in the correct lateral and recessed form as has a conventional die. This is not necessary due to the elastic medium.
  • the partial embossing of the film strip is achieved by exerting a sufficiently large pressure of the elastic medium on the lying between the elastic medium and the male film strip.
  • the elastic medium Since the elastic medium has no three-dimensional relief, it is not necessary that it is rotatably mounted about an axis A substantially perpendicular to a foil strip.
  • the elastic medium is therefore preferably not rotatably supported about the axis A. This brings a constructive simplification of the embossing tool with it.
  • the elastic medium can have any shape for generating a sufficiently large stamping pressure.
  • the elastic medium in the form of an ink pad, whose peripheral contours correspond to those of the male.
  • the elastic medium comprises hard rubber. It is also possible to use other elastic media, for example plastics, for example elastomers, preferably thermoplastic elastomers.
  • the three-dimensional elements are arranged randomly in the outer and in the central region. Particularly preferably, the three-dimensional elements are arranged randomly in the outer region. In a further embodiment, the three-dimensional elements in the outer region and in the central region of the male are arranged on circular lines, preferably at regular intervals.
  • the three-dimensional elements can have different shapes.
  • it may be cylindrical, preferably circular cylindrical, projections which extend substantially perpendicularly away from the surface of the male.
  • the individual three-dimensional elements have a different height. That is, the patrix has three-dimensional elements, one part of which has a first height, while the other three-dimensional elements have a second one of the first has different height. It is also possible that there are even more groups of three-dimensional elements having, for example, a third and a fourth height.
  • the male part is rotatably supported by an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ corresponds to the midpoint angle of a circular sector, which is defined by two adjacent three-dimensional elements.
  • the angle ⁇ is in a preferred embodiment in a range of 2 ° to 90 °, more preferably in a range of 3 ° to 45 ° and most preferably in a range of 4 ° to 15 °.
  • the three-dimensional elements can be designed differently as already stated and, for example, have different heights.
  • the three-dimensional elements have a height in the range of two to five times the thickness of the film strip. Particularly preferably, they have a height in the range of three to four times the thickness of the film strip. Again, all three-dimensional elements may have the same height within the specified ranges, or the three-dimensional elements may have two or more different heights. Three-dimensional elements of different heights further reduce the effect of stacking sealed platelets sticking together.
  • a typical thickness of films or film strips which are used for the production of sealing plates according to the invention is in the range from 20 ⁇ m to 50 ⁇ m, preferably in a range from 24 ⁇ m to 40 ⁇ m, and particularly preferably in the range from 30 ⁇ m to 36 ⁇ m.
  • Two examples of typical thicknesses for the films used are 25pm and 35pm. From this it is possible to determine the most preferred ranges for the height of the three-dimensional elements, which are three to four times the thickness corresponds to the film strip used.
  • the height of the three-dimensional elements is in the range of 60 ⁇ to 20 ⁇ , preferably in the range of 72 ⁇ to 160 ⁇ and more preferably in the range of 90 ⁇ ⁇ to 144 ⁇ .
  • the areas corresponding to two to five times the film thickness can be determined for the height of the three-dimensional elements.
  • the height of a three-dimensional element is measured from the film surface, on the film side on which the three-dimensional elements rise, to the tip or end face of a three-dimensional element.
  • the area of the male part encompassing the outer three-dimensional element directly adjoins the edge of the male part. Furthermore, the outer area is arranged concentrically to the central area. The central area also has three-dimensional elements at least on its outer periphery.
  • the die and the male of the embossing tool are adapted in their contour or their circumference of those of the sealing plate. The same applies to the contour of the punching tool.
  • the die and the male of the embossing tool have a circular contour or a circular circumference.
  • embossing tool and the punching tool are arranged adjacent and both tools are operable synchronously.
  • the inventive method for producing partially embossed sealing plates for containers, in particular for food, is carried out on a device described above.
  • a continuous film strip of the device is fed via rollers.
  • the film strip is preferably already pre-printed and then wound up on a roll.
  • the continuous foil tape with the previously printed sealing boards are fed to the embossing tool.
  • the transport of the film strip is gradual and between the feed steps, the foil strip is stationary.
  • the partial embossing of the sealing plate is produced by means of a lifting movement by the embossing tool or its male part.
  • the lifting movement of the embossing tool can also be done by means of the die or the elastic medium.
  • the foil strip or the now partially embossed sealing plate is moved forward in the transport direction and positioned over the punching tool.
  • the partially embossed sealing plate is punched out and stacked via a collecting channel.
  • the male part and the die of the stamping tool are rotated by at least one angle ⁇ about an axis A that is substantially perpendicular to the foil strip.
  • the embossing tool and the punching tool are operated synchronously, that is, with each stroke movement of the punching tool and a partial embossing of the film strip or the not yet punched-off sealing plate is performed.
  • the embossing tool of which comprises two half tools, a male part and an elastic medium
  • the rotational movement of the elastic medium, which takes over the function of the die is preferably eliminated.
  • the male is rotated between two strokes of the punching tool by an angle ⁇ .
  • the angle ⁇ is in a preferred embodiment in a range of 2 ° to 90 °, more preferably in a range of 3 ° to 45 ° and most preferably in a range of 4 ° to 15 °.
  • the angle ⁇ 4.39 °.
  • the male is thus rotated between two strokes by the rotation angle of 4.39 °.
  • the angle ⁇ is small, so that the rotation of the male in the process does not speed limiting.
  • the patrix and the die after a first rotation by the angle ⁇ between two strokes by an angle ⁇ in the opposite direction of rotation is rotated back.
  • Fig. 1 is a plan view of a male part
  • Fig. 2 is a plan view of a male, with these in two different
  • Fig. 3 shows a cross section through a section of a male.
  • FIG. 1 shows a plan view of a male part 1 of an embossing tool.
  • the male part 1 is rotatably supported about an axis A and has an outer region 3 and a central region 5.
  • Both the outer region 3 and the central region 5 comprise three-dimensional elements 7.
  • the three-dimensional elements 7 are arranged in the outer region 3 on two concentric circular lines.
  • the central region 5 also has three-dimensional elements 7 arranged on its circular circumference. However, the region lying between the outer region 3 and the central region 5 is free of three-dimensional elements 7. Shown below is the contour of the sealing plate 9, which extends virtually in its periphery to the edge of the male part 1.
  • FIG. 2 shows the male part 1 from FIG. 1 in two different rotary positions.
  • the male part 1 of the first rotational position by an angle ⁇ in the two Twisted position The arranged in the outer region 3 of the male part 1 on two concentric circular lines three-dimensional elements 7 are arranged offset on the two circular lines, so that after a rotation of the male part 1 by an angle ⁇ about the standing substantially perpendicular to the male axis A each have a three-dimensional element 7 of the inner concentric circle line to lie on the angular position on which was prior to rotation, a three-dimensional element 7 of the outer concentric circular line and vice versa.
  • Figure 3 shows a cross section through a section of a male part 1 with three-dimensional elements 7, T and 7 "with different heights.

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Abstract

Die Vorrichtung zum teilflächigen Prägen und Ausstanzen von Siegelplatinen aus einem Folienband umfasst ein Prägewerkzeug und ein benachbart angeordnetes Stanzwerkzeug. Das Prägewerkzeug seinerseits umfasst eine Matrize und eine Patrize (1) wobei die Patrize in einem äusseren Bereich (3) und in einem zentralen Bereich (5) angeordnete dreidimensionale Elemente (7) aufweist, und die Patrize sowie die Matrize in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zum Folienband stehende Achse A drehbar gelagert ist. Alternativ kann die Matrize gegen ein elastisches Medium ausgetaucht werden. Das elastische Medium ist bevorzugt nicht drehbar gelagert.

Description

Vorrichtung zum teilweisen Prägen von Siegelplatinen und Verfahren zum teilweisen Prägen von Siegelplatinen
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum teilweisen Prägen von Siegelplatinen sowie ein Verfahren zum teilweisen Prägen von Siegelplatinen.
Behälter für Lebensmittel werden heutzutage oft mit siegelbaren Deckeln dichtend verschlossen. Dies trifft insbesondere für Lebensmittel zu, die direkt aus dem Behälter konsumiert werden. Dabei werden die Behälter in der Regel direkt in einer Vorrichtung geformt, mit dem beabsichtigten Produkt befüllt und anschliessend mit einer Siegelplatine dichtend verschlossen. In einem weiteren Verfahren werden vorgefertigte Behälter in einer Maschine befüllt und mit einer Siegelplatine verschlossen. Derartige Vorrichtungen sind als sogenannte„Fill- Seal"-Maschinen (FS-Maschinen) bekannt. Die für das Verschliessen des Behälters benötigten Siegelplatinen sind dabei meist vorgefertigte Siegelplatinen, die in hoher Stückzahl gefertigt und in Stapeln gelagert beziehungsweise transportiert werden. Diese Siegelplatinen bestehen oft aus Aluminium oder einem Laminat, das eine Aluminiumschicht umfasst. Die Siegelplatinen werden beim Lebensmittelabfüller mittels einer Zuführvorrichtung beispielsweise den oben erwähnten Fill-Seal-Maschinen zugeführt und direkt auf den Rand des befüllten Behälter dichtend aufgesiegelt. Die oft zusätzlich bedruckten und entsprechend den Konturen des Behälters ausgestanzten Siegelplatinen werden gestapelt. Da die Siegelplatinen in Stapeln transportiert und geliefert werden, müssen die Siegelplatinen mittels der Zuführvorrichtung wieder entstapelt und einzeln einem befüllten Behälter zugeführt werden. Das Stapeln der ebenen und glatten Siegelplatinen führt jedoch dazu, dass diese mit einer erheblichen Adhäsion im Stapel aneinanderheften (Glassplatten-Effekt). Das geordnete Entstapeln der Siegelplatinen ist dadurch jedoch nur schwierig kontrollierbar und es ist nicht gewährleistet, dass die Siegelplatinen einzeln entstapelt und jeweils einem Behälter zugeführt beziehungsweise aufgesiegelt werden. Um das Entstapeln einzelner Siegelplatinen zu gewährleisten, ist es beispielsweise bekannt, die Siegelplatinen zu prägen. Dies verbessert zwar die Entstapelbarkeit, wirkt sich jedoch insofern nachteilig auf eine allfällige
BESTÄTIGUNGSKOPIE Bedruckung der Siegelplatine aus, als deren Erscheinungsbild beeinträchtigt wird und die Lesbarkeit von Teilen der Bedruckung, z.B. von Inhaltsangaben, erschwert wird. Es sind auch Verfahren bekannt, bei denen die Prägung zumindest teilweise durch Plattdrücken wieder rückgängig gemacht wird, um einen prägearmen Druckbereich zu erhalten. Es ist allerdings nicht möglich, eine Prägung vollständig rückgängig zu machen und eine erneut glatte Oberfläche zu erreichen.
Aus EP 0 960 024 ist ein Verfahren zur lediglich teilweisen Prägung von Deckeln bekannt. Die teilweise Prägung der Deckel wird mittels Lesemarken auf dem Folienmaterial erreicht, aus welchem Material die Deckel ausgestanzt werden. Diese Lesemarken erlauben das richtige Positionieren zwischen den bedruckten Teilen der Folien und den zu prägenden Teilen der Folie beziehungsweise den Prägewerkzeugen.
In EP 1 790 470 wird ein Verfahren zur teilweisen Prägung von Deckeln beschrieben, wobei die geometrische Lage des Prägewerkzeugs zur Folienbahn verstellbar ist. Die teilweise Prägung erfolgt derart, dass aufeinanderfolgende Deckel nicht deckungsgleich geprägt werden und wird vorzugsweise nur bei jedem zweiten Deckel eingebracht wird.
In DE 1 940 970 werden stapelbare Verschlussdeckel aus einer beschichteten Folie beziehungsweise deren Herstellung beschrieben. Die Herstellung erfolgt mittels eines Stanz- und eines Prägewerkzeugs, wobei letzteres verdrehbar ist.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Herstellen teilweise geprägter Siegelplatinen, die sich einfach und störungsfrei weiterverarbeiten lassen, zur Verfügung zu stellen. Die Ausdrücke teilweises Prägen von Siegelplatinen und teilflächiges Prägen von Siegelplatinen werden vorliegend synonym gebraucht und als Prägen eines Teils der Fläche der Siegelplatine verstanden. Die Aufgabe wird durch eine Vorrichtung gemäss Anspruch 1 sowie ein Verfahren gemäss Anspruch 12 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung werden in den abhängigen Ansprüchen beschrieben. Eine erfindungsgemässe Vorrichtung zum teilweisen Prägen von tiefgezogenen oder flachen Siegelplatinen, die aus einem Folienband ausgestanzt werden umfasst ein Prägewerkzeug und ein Stanzwerkzeug. Das Prägewerkzeug umfasst zwei Halbwerkzeuge, eine Patrize und eine Matrize. Dabei ist auf der Patrize die gewünschte Tiefzugkontur beziehungsweise das dreidimensionale Relief mittels mechanischer Verfahren abgebildet. Und zwar weist die Patrize das dreidimensionale Relief in erhabener und spiegelbildlicher Form auf. Das Gegenstück der Patrize, die Matrize oder Stempel, weist das dreidimensionale Relief in seitenrichtiger und vertiefter Form auf. Auf der konturierten Seite der Patrize sind in einem äusseren Bereich und in einem zentralen Bereich dreidimensionale Elemente angeordnet. Die Patrize und die Matrize sind in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zum Folienband stehende Achse A drehbar gelagert.
Bei der erfindungsgemässen Vorrichtung sind Präge- und Stanzwerkzeug in einem Werkzeug vereint. Dabei wird die Folienbahn schrittweise in Transportrichtung bzw. Maschinenrichtung der Vorrichtung verschoben. Das vor dem Stanzwerkzeug angeordnete Prägewerkzeug erzeugt mittels einer Hubbewegung durch Tiefziehen in der Siegelplatine die gewünschte Kontur beziehungsweise Prägung, bevor die nächste Hubbewegung erfolgt, wird das Folienband über entsprechende Transportmittel soweit in Transportrichtung bewegt, dass das Folienband beziehungsweise die nun teilweise beziehungsweise teilflächig geprägte Siegelplatine auf die Position des Stanzwerkzeuges zu liegen kommt, wo sie bei der nächsten Hubbewegung des Stanzwerkzeugs aus dem Folienband ausgestanzt wird. Da die Patrize und die Matrize des Prägewerkzeuges um eine Achse A, die im Wesentlichen senkrecht zum Folienband steht, drehbar gelagert sind, kann durch eine einfache Drehung der Patrize und der Matrize um einen Winkel α um die Achse A erreicht werden, dass keine zwei aufeinanderfolgenden Siegelplatinen, die nach dem Ausstanzen in einem Stapel aufeinander zu liegen kommen, eine deckungsgleiche Prägung aufweisen. Patrize und Matrize des Prägewerkzeugs werden synchron und gleichläufig um den gleichen Winkel α gedreht. Dadurch wird auf einfache und vorteilhafte Weise ein unerwünschtes Aneinanderheften der teilweise geprägten Siegelplatinen beim Entstapeln vermieden. Durch die Drehung der Patrize und der Matrize bezüglich des Folienbandes zwischen jeder Hubbewegung werden die gewünschten Deckungsungleichheiten sicher erhalten. Durch die unmittelbar benachbarte Anordnung des Präge- und des Stanzwerkzeuges ergibt sich ebenfalls eine höhere Präzision bei der teilweisen Prägung und der ausgestanzten Kontur der Siegelplatine. Im Weiteren ermöglicht die lediglich teilweise Prägung der Siegelplatine ein besseres durch keine Prägung beeinträchtigtes Druckbild auf der Siegelplatine. In einer bevorzugten Ausführungsform umfasst das Prägewerkzeug wiederum zwei Halbwerkzeuge, eine Patrize und als zweites Halbwerkzeug ein elastisches Medium. Die Patrize ist in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zu einem Folienband stehende Achse A drehbar gelagert. Die Funktion der Matrize übernimmt das elastische Medium.
Das elastische Medium ist vorzugsweise in der Form eines Stempelkissens ausgestaltet. Die Umfangskonturen des Stempelkissens entsprechen dabei vorzugsweise den Umfangskonturen der Patrize. Sie sind beispielsweise zylinder- oder kreiszylinderförmig. Patrize und elastisches Medium sind genau aufeinander ausgerichtet, das heisst, ihre im Wesentlichen senkrecht zu einem Folienband stehenden Achsen fluchten. Das elastische Medium weist kein dreidimensionales Relief in seitenrichtiger und vertiefter Form auf wie dies eine herkömmliche Matrize aufweist. Dies ist aufgrund des elastischen Mediums nicht notwendig. Die teilflächige Prägung des Folienbands wird durch Ausüben eines genügend grossen Drucks des elastischen Mediums auf das zwischen dem elastischen Medium und der Patrize liegende Folienband erreicht. Da das elastische Medium kein dreidimensionales Relief aufweist, ist es nicht notwendig, dass sie drehbar um eine im Wesentlichen senkrecht zu einem Folienband stehende Achse A gelagert ist. Das elastische Medium ist daher bevorzugt nicht drehbar um die Achse A gelagert. Dies bringt eine konstruktive Vereinfachung des Prägewerkzeugs mit sich.
Das elastische Medium kann jede Form zur Erzeugung eines genügend grossen Stempeldrucks aufweisen. Bevorzugt weist das elastische Medium die Form eines Stempelkissens auf, dessen Umfangskonturen jenen der Patrize entsprechen.
Bevorzugt umfasst das elastische Medium Hartgummi. Einsetzbar sind auch weitere elastische Medien, beispielsweise Kunststoffe, beispielsweise Elastomere, bevorzugt thermoplastische Elastomere. In einer bevorzugten Ausführungsform sind die dreidimensionalen Elemente regellos im äusseren und im zentralen Bereich angeordnet. Besonders bevorzugt sind die dreidimensionalen Elemente im äusseren Bereich regellos angeordnet. In einer weiteren Ausführungsform sind die dreidimensionalen Elemente im äusseren Bereich und im zentralen Bereich der Patrize auf Kreislinien, vorzugsweise in regelmässigen Abständen, angeordnet.
Die dreidimensionalen Elemente können verschiedene Formen besitzen. Beispielsweise können es zylinderförmige, vorzugsweise kreiszylinderförmige, Vorsprünge sein, die sich im Wesentlichen senkrecht von der Oberfläche der Patrize wegerstrecken.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform weisen die einzelnen dreidimensionalen Elemente eine unterschiedliche Höhe auf. Das heisst, die Patrize weist dreidimensionale Elemente auf, von denen ein Teil eine erste Höhe hat, während die übrigen dreidimensionalen Elemente eine zweite von der ersten verschieden Höhe aufweist. Es ist auch möglich, dass es noch mehr Gruppen von dreidimensionalen Elementen gibt, die beispielsweise eine dritte und eine vierte Höhe aufweisen. In einer anderen Ausführungsform ist die Patrize um einen Winkel α drehbar gelagert. Der Winkel α entspricht dabei dem Mittelpunktswinkel eines Kreissektors, der durch zwei benachbarte dreidimensionale Elemente definiert wird. Der Winkel α liegt in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Bereich von 2° bis 90°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 3° bis 45°und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 4° bis 15°.
Die dreidimensionalen Elemente können wie bereits ausgeführt unterschiedlich ausgestaltet sein und zum Beispiel unterschiedliche Höhen aufweisen. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die dreidimensionalen Elemente eine Höhe im Bereich des zwei- bis fünffachen der Dicke des Folienbandes auf. Besonders bevorzugt weisen sie eine Höhe im Bereich des drei- bis vierfachen der Dicke des Folienbandes auf. Dabei können wiederum alle dreidimensionalen Elemente die gleiche Höhe innerhalb der angegebenen Bereiche aufweisen oder die dreidimensionalen Elemente weisen zwei oder mehr unterschiedliche Höhen auf. Durch dreidimensionale Elemente unterschiedlicher Höhe wird der Effekt, dass gestapelte Siegelplatinen aneinander haften, zusätzlich vermindert.
Eine typische Dicke von Folien beziehungsweise Folienbändern, die für die Herstellung von erfindungsgemässen Siegelplatinen verwendet werden, liegt im Bereich von 20pm bis 50 μητι, bevorzugt in einem Bereich von 24 μητι bis 40 μιη und besonders bevorzugt im Bereich von 30pm bis 36pm. Zwei Beispiele von typischen Dicken für die eingesetzten Folien sind 25pm und 35pm. Daraus lassen sich die besonders bevorzugten Bereiche für die Höhe der dreidimensionalen Elemente bestimmen, die dem drei- bis vierfachen der Dicke des eingesetzten Folienbandes entspricht. Die Höhe der dreidimensionalen Elemente liegt im Bereich von 60μπι bis 20Όμιη, bevorzugt im Bereich von 72μιτι bis 160μηη und besonders bevorzugt im Bereich von 90μιη bis 144μηι. Entsprechend lassen sich die dem zwei- bis fünffachen der Foliendicke entsprechenden Bereiche für die Höhe der dreidimensionalen Elemente bestimmen. Gemessen wird die Höhe eines dreidimensionalen Elements von der Folienoberfläche, auf der Folienseite, auf der sich die dreidimensionalen Elemente erheben, bis zur Spitze oder Stirnfläche eines dreidimensionalen Elements.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform grenzt der äussere dreidimensionale Elemente umfassende Bereich der Patrize unmittelbar an den Rand der Patrize an. Im Weiteren ist der äussere Bereich konzentrisch zum zentralen Bereich angeordnet. Der zentrale Bereich weist zumindest auf seinem äusseren Umfang ebenfalls dreidimensionale Elemente auf.
Die Matrize und die Patrize des Prägewerkzeugs sind in ihrer Kontur beziehungsweise ihrem Umfang derjenigen der Siegelplatine angepasst. Das Gleiche gilt auch für die Kontur des Stanzwerkzeugs. In einer bevorzugten Ausführungsform weisen die Matrize und die Patrize des Prägewerkzeugs eine kreisförmige Kontur beziehungsweise einen kreisförmigen Umfang auf.
In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform sind das Prägewerkzeug und das Stanzwerkzeug benachbart angeordnet und beide Werkzeuge sind synchron betreibbar.
Das erfindungsgemässe Verfahren zur Herstellung von teilweise geprägten Siegelplatinen für Behälter, insbesondere für Lebensmittel, wird auf einer vorstehend beschriebenen Vorrichtung durchgeführt. Dabei wird ein kontinuierliches Folienband der Vorrichtung über Walzen zugeführt. Das Folienband ist vorzugsweise bereits vorgängig bedruckt und anschliessend auf einer Rolle aufgewickelt worden. Das kontinuierliche Folienband mit den vorgängig bedruckten Siegelplatinen wird dem Prägewerkzeug zugeführt. Der Transport des Folienbands erfolgt schrittweise und zwischen den Vorschubschritten steht das Folienband still. Während des Stillstands wird mittels einer Hubbewegung durch das Prägewerkzeug beziehungsweise dessen Patrize die teilweise Prägung der Siegelplatine erzeugt. Die Hubbewegung des Prägewerkzeugs kann auch mittels der Matrize oder des elastischen Mediums erfolgen. Mit dem folgenden Vorschubschritt wird das Folienband beziehungsweise die nun teilweise geprägte Siegelplatine in Transportrichtung vorwärts bewegt und über dem Stanzwerkzeug positioniert. Mit der nächsten Hubbewegung des Stanzwerkzeugs wird die teilweise geprägte Siegelplatine ausgestanzt und über einen Sammelkanal gestapelt. Zwischen zwei Hubbewegungen des Stanzwerkzeugs wird die Patrize und die Matrize des Prägewerkzeugs um eine im Wesentlichen senkrecht zum Folienband stehende Achse A um mindestens einen Winkel α verdreht.
Bevorzugt werden das Prägewerkzeug und das Stanzwerkzeug synchron betrieben, das heisst, bei jeder Hubbewegung des Stanzwerkzeugs wird auch eine teilflächige Prägung des Folienbands beziehungsweise der noch nicht ausgestanzten Siegelplatine ausgeführt.
Wird das Verfahren mittels einer erfindungsgemässen Vorrichtung ausgeführt, deren Prägewerkzeug zwei Halbwerkzeuge, eine Patrize und ein elastisches Medium umfasst, entfällt bevorzugt die Drehbewegung des elastischen Mediums, das die Funktion der Matrize übernimmt. In diesem Fall reicht es vorteilhafterweise aus, wenn die Patrize zwischen zwei Hubbewegungen des Stanzwerkzeugs um einen Winkel α verdreht wird.
Der Winkel α liegt in einer bevorzugten Ausführungsform in einem Bereich von 2° bis 90°, besonders bevorzugt in einem Bereich von 3° bis 45° und ganz besonders bevorzugt in einem Bereich von 4° bis 15°. In einer aktuellen Ausführungsform beträgt der Winkel α = 4.39°. Die Patrize wird also zwischen zwei Hubbewegungen um den Drehwinkel von 4.39° gedreht. Vorteilhafterweise ist der Winkel α klein, damit die Drehung der Patrize im Verfahren nicht geschwindigkeits-limitierend wirkt.
In einer bevorzugten Ausführungsform wird die Patrize und die Matrize nach einer ersten Drehung um den Winkel α zwischen zwei Hubbewegungen um einen Winkel α in die gegenteilige Drehrichtung zurückgedreht.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung wird anhand von einem in den Zeichnungen gezeigten Ausführungsbeispiel näher erläutert. Es zeigen rein schematisch:
Fig. 1 eine Aufsicht auf eine Patrize;
Fig. 2 eine Aufsicht auf eine Patrize, wobei diese in zwei verschiedenen
Positionen zu sehen ist;
Fig. 3 einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Patrize.
Figur 1 zeigt eine Aufsicht auf eine Patrize 1 eines Prägewerkzeugs. Die Patrize 1 ist drehbar um eine Achse A gelagert und weist einen äusseren Bereich 3 und eine zentralen Bereich 5 auf. Sowohl der äussere Bereich 3 als auch der zentrale Bereich 5 umfassen dreidimensionale Elemente 7. In der gezeigten Ausführungsform sind die dreidimensionalen Elemente 7 im äusseren Bereich 3 auf zwei konzentrischen Kreislinien angeordnet. Der zentrale Bereich 5 weist ebenfalls auf seinem kreisförmigen Umfang angeordnete dreidimensionale Elemente 7 auf. Der zwischen dem äusseren Bereich 3 und dem zentralen Bereich 5 liegende Bereich ist jedoch frei von dreidimensionalen Elementen 7. Gezeigt ist im Weiteren die Kontur der Siegelplatine 9, die sich in ihrem Umfang praktisch bis an den Rand der Patrize 1 erstreckt.
Figur 2 zeigt die Patrize 1 aus Figur 1 in zwei verschiedenen Drehlagen. Dabei wurde die Patrize 1 von der ersten Drehlage um einen Winkel α in die zwei Drehlage verdreht. Die im äusseren Bereich 3 der Patrize 1 auf zwei konzentrischen Kreislinien angeordneten dreidimensionalen Elemente 7 sind versetzt auf den beiden Kreislinien angeordnet, so dass nach einer Drehung der Patrize 1 um einen Winkel α um die im Wesentlichen senkrecht zur Patrize stehende Achse A jeweils ein dreidimensionales Element 7 der inneren konzentrischen Kreislinie auf die Winkelposition zu liegen kommt, auf der sich vor der Drehung ein dreidimensionales Element 7 der äusseren konzentrischen Kreislinie befand und umgekehrt. Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch einen Ausschnitt einer Patrize 1 mit dreidimensionalen Elementen 7, T und 7" mit unterschiedlicher Höhe.

Claims

Ansprüche
Vorrichtung zum teilflächigen Prägen und Ausstanzen von Siegelplatinen aus einem Folienband mit einem Prägewerkzeug, umfassend zwei Halbwerkzeuge, eine Patrize (1) und eine Matrize, und einem Stanzwerkzeug, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize (1) in einem äusseren Bereich (3) und in einem zentralen Bereich (5) angeordnete dreidimensionale Elemente (7) aufweist und dass die Patrize (1) und die Matrize in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zu einem Folienband stehende Achse A drehbar gelagert sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug zwei Halbwerkzeuge umfasst, eine Patrize (1) und ein elastisches Medium und dass die Patrize (1) in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zu einem Folienband stehende Achse A drehbar gelagert ist.
Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das elastische Medium Hartgummi umfasst.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Elemente (7) regellos angeordnet sind.
Vorrichtung nach einem Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Elemente (7) auf Kreislinien, bevorzugt in regelmässigen Abständen, angeordnet sind.
6. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Elemente (7) eine unterschiedliche Höhe aufweisen. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize (1) um einen Winkel α drehbar gelagert ist, wobei der Winkel α dem Mittelpunktswinkel eines Kreissektors definiert durch zwei nebeneinander liegende dreidimensionale Elemente (7) entspricht.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die dreidimensionalen Elemente (7) eine Höhe im Bereich des zwei- fünffachen, bevorzugt des drei- bis vierfachen, einer Dicke des Folienbands aufweisen, wobei das Folienband eine Dicke im Bereich von 20μηι bis 50 μιη, bevorzugt in einem Bereich von 24 μιη bis 40 pm und besonders bevorzugt im Bereich von 30pm bis 36pm aufweist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der äussere dreidimensionale Elemente (7) aufweisende Bereich (3) der Patrize (1) an den Rand der Patrize (1) angrenzt und konzentrisch zum dreidimensionale Elemente (7) aufweisenden Zentralbereich (5) angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Matrize und die Patrize (1) des Prägewerkzeugs kreisförmig sind.
Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Prägewerkzeug benachbart zum Stanzwerkzeug angeordnet ist und dass die beiden Werkzeuge synchron betreibbar sind.
12. Verfahren zur Herstellung von teilflächig geprägten und optional bedruckten Siegelplatinen für Behälter durchgeführt auf einer Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 , wobei die Siegelplatinen aus einem teilflächig geprägten Folienband gestanzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die in ihrer räumlichen Lage um eine im Wesentlichen senkrecht zum Folienband stehende Achse A drehbar gelagerten Patrize (1) und Matrize zwischen zwei Hubbewegungen des Stanzwerkzeugs um mindestens einen Winkel α verdreht wird. 13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Patrize (1) und die Matrize nach einer Drehung um den Winkel α zwischen zwei Hubbewegungen um einen Winkel α in die gegenteilige Drehrichtung zurückgedreht wird.
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