WO2019219279A1 - Fluid-tight connection of a container made of thermoplastic material with a closure part or functional part made of a thermoplastic material, and corresponding container - Google Patents

Fluid-tight connection of a container made of thermoplastic material with a closure part or functional part made of a thermoplastic material, and corresponding container Download PDF

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WO2019219279A1
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container
plastic
functional part
laser energy
joining
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PCT/EP2019/057517
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Florian MÜLLER
Oliver UNTERLECHNER
Oliver Hoch
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Alpla Werke Alwin Lehner Gmbh & Co. Kg
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    • B29C66/73General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset
    • B29C66/731General aspects of processes or apparatus for joining preformed parts characterised by the composition, physical properties or the structure of the material of the parts to be joined; Joining with non-plastics material characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined, by the optical properties of the material of the parts to be joined, by the extensive physical properties of the parts to be joined, by the state of the material of the parts to be joined or by the material of the parts to be joined being a thermoplastic or a thermoset characterised by the intensive physical properties of the material of the parts to be joined
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    • B29WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
    • B29LINDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
    • B29L2031/00Other particular articles
    • B29L2031/712Containers; Packaging elements or accessories, Packages

Definitions

  • the invention relates to a method for fluid-tight connection of a container made of a thermoplastic plastic container with a closure part or with a functional part of a thermoplastic material according to the preamble of Pa tent compressions 1.
  • the invention also relates to a drive according to the invention Ver produced plastic container with a Closure or with a functional part.
  • thermoplastic materials include various types of positive connections, frictional connections, compounds by deformation, such as compression joints. Rivets, connections by mechanical means, e.g. Screw ben, and cohesive connections, such as welded joints or adhesive compounds. Also laminations are known to bind plastic parts together ver. Apart from the mechanical strength, which must have such plastic-plastic compounds, in compounds of plastic containers with closures or with functional parts, such as, pouring, etc., often also to the requirement that the compounds in particular tight against fluids, ie gases and Liquids, and free-flowing goods such as powder should be.
  • a preform of usually elongated, tube-like Ge is first prepared casting in an injection molding, which is closed at its one longitudinal end with a bottom and at the other longitudinal end has a neck portion.
  • the preparation of the preforms can be done time Lich and / or spatially separated from the subsequent blowing process.
  • the produced preform is further processed without intermediate cooling immediately after its production. This can be done in the so-called injection blow molding with the help of a single mechanical system on which the pre molded form, is inflated to a container of the desired Lorm and demolded.
  • the preform can also be stretched axially by means of a stretching mandrel.
  • Stretch blown plastic containers are identifiable at a customarily arranged in the Bo den Kunststoff of the container injection point, which form the output of the injection molded preform originates.
  • Extrusion blow molding process a portion of a single or multilayer extrudier th plastic tube is inserted into a Lormkavmaschine a blow mold and inflated by a supplied with pressure medium, usually air, to the desired container.
  • Extrusion blown containers are identifiable at the usually located in the bottom region of the container squeezing seam, which results from the squeezing of the extruded plastic tube used in the blow mold.
  • thermoplastic materials in particular polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, and their derivatives or copolymers are used.
  • the thermoplastics or parts thereof may be one or more layers.
  • Condition for the usable plastics is their suitability for the extrusion blow molding of the plastic container.
  • the plastic containers are often provided with under different pourers or similar functional parts. The pourer is to allow, for example, a spill-free pouring, a dosage simpli chen or allow a planar spreading of the substance contained in the container.
  • the use of a pourer also has the advantage that the same type of plastic container can be equipped with egg nem different pourer depending on the wishes of the bottler.
  • the spout can be equipped with devices that allow the container to be closed. Example, as may be hinged to the top of the pourer, a pivotable cover part.
  • means may be provided on the spout or on the container neck, which allow a positive connection, for example with a screw cap.
  • the means may be, for example, male threaded sections or slotted guides for a Bajo nice closure and the like, which cooperate with correspondingly formed formschlüssi gene elements on the closure part.
  • the spout and / or the closing part usually consist of a pourable in an injection molding process thermoplastic polymer, such as a polyolefin, in particular polypropylene.
  • thermoplastic polymer such as a polyolefin, in particular polypropylene.
  • the formation of the means for the positive connection with a closure part requires special designs of the injection mold for the functional part and / or the United closing part and / or the blow mold for the plastic container.
  • the resulting additional costs lead to the desire for a simpler and less expensive Formge environment of plastic components and thus for an alternative method for creating a fluid-tight connection of a thermoplastic plastic container with a closure or with a functional part made of a thermoplastic material.
  • the object of the present invention is therefore a method for fluid-tight connec the one consisting of a thermoplastic plastic container with a United orroiszustel len with a functional part of a thermoplastic plastic, which allows the plastic container and / or the functional parts and / or make the fasteners with simpler geometries.
  • the inventive solution of the above-described objects consists in a method for fluid-tight connection of a thermoplastic container be stationary container with a closure part or with a functional part made of a thermoplastic material and in a resulting plastic container with the features of the independent claims. Further developments and / or vorteilhaf te embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
  • the invention proposes a method for the fluid-tight connection of a least one area partially mono- or multi-layer extruded thermoplastic hose or one of an at least partially one or more layers gespritz th and / or flow-molded preform blow-molded container with a closure member or with a functional part made of a thermoplastic material.
  • the closure part or the functional part form a first joining partner and the container neck a second joining partner.
  • a connection region between the two joining partners, namely the plastic container and the closure part or the functional part, is formed in or on the container neck of the plastic container.
  • the container neck is formed free of structuring for the fixed connection of the closure part or the functional part to the container neck.
  • connection between the first and the second joint partner is created with the aid of irradiated fiber energy.
  • a joining partner which is first acted upon by a blasted fiber energy is at least partially transparent to the incident fiber energy.
  • the irradiated fiber energy is at least partially absorbed in the connection region in which the first and the second joining partners abut each other under the action of force.
  • an insoluble cohesive connection between the two joining partners is made by melting the first joining partner and / or the second joining partner in the connection area and subsequent solidification of the molten plastic.
  • the plastic of the first joining partner and the plastic of the second joining part ners are compatible with each other in the connection area.
  • the two joining part ner are materially connected together in a fiber welding process in the proposed method.
  • the compa The quality of the two plastics, namely the plastic of the first joining partner and the plastic of the second joining partner, enables a secure, ie mechanically loadable and fluid-tight welded connection.
  • the compatibility can be characterized by who, that a mixing length d is so long that entanglements can form.
  • the mixing length is greater than or equal to the so-called critical length l c , from which entanglements occur in polymers (d> l c ).
  • l c b * (M c / (6 * MO)) 0.5
  • M c is the critical molecular mass from which entanglements occur
  • the polymers Due to the compatibility of the two plastics, the polymers can ideally form co-continuous phases at their interface and thus entanglements of molecular chains by interdiffusion. Due to the compatibility of the two plastics, at least in the connection region, any structuring for fixing the closure part or the functional part can be dispensed with in the container neck. Structuring for fixing can beipiellus threads or portions thereof, snap elements, Kulissenpun ments or bayonet elements.
  • the container neck is similar to a hollow cylinder in the region of its receptacle for the closure part or the functional part. The same applies to the serving for connection portions of the United closure part or the functional part.
  • the region of the closure part or the functional part facing the container neck is planar, that is to say free from projections and / or recesses. Since the proposed method is directed to the connection of a closure part or a functional part to a container neck GE, there are no special requirements for the further embodiment of the plastic container.
  • plastic container bottles, tubes and the like term plastic articles comprising a closure part or a functional part aufwei sen.
  • contents can be filled after the joining of the closure part or the functional part of the container neck who the. This can be done through an opening in the closure part or in the functional part.
  • the contents can be filled in a the closing part or in the functional part concernedlie ing opening, said end is sealed fluid-tight after filling usually by gluing or welding.
  • the filling material can be filled before the joining of the closure part or of the functional part to the container neck. the.
  • the plastic container in the case of liquid filling material in conjunction with plastic containers with a closed bottom, the plastic container can already be brought into its final shape by means of the liquid filling material in the blow mold and in this case remain in the plastic container.
  • a common melt is formed in the connection region of the two mutually adjacent joining partners due to the absorption of a blasted laser energy, into which both joining partners are forced, and which leads to the cohesive connection on cooling.
  • the compound is fluid-tight and insoluble or separable only by the use of force.
  • the common melt may mean that both joining partners have been liquefied in the bond area at their interfaces. Ideally, none of the joining partners has been heated above its ceiling temperature or its decomposition temperature. For amorphous thermoplastics, the glass transition temperature should have been exceeded. In semicrystalline thermoplastics, the crystallite melting temperature has been exceeded.
  • the blow mold and the injection mold or extrusion mold can be made simpler.
  • the plastic container can be made with we niger material use.
  • the demolding of the closure part or of the functional part by the injection molding or extrusion molding process can also be carried out in a simplified manner. As a result, the components can be manufactured more cheaply.
  • the fact that the closure part or the functional part can not survive or only slightly beyond the mouth edge of the plastic container, there are also new Ge staltungssch for the container.
  • first joining partner and the second joining partner which are generally both flat, overlap each other to produce the connection.
  • the stoffschlüs sige connection generated between the first joining partner and the second joint partner is insoluble or separable only by the use of force.
  • Either the first or the second joint partner consists of a thermoplastic material which at least partially absorbs the incident fiber energy.
  • the joining partner will at least partially absorb the fiber energy, which is secondarily acted upon by the fiber energy. In this way, the partial absorption beyond the connec tion range can also be done in adjacent areas of the first or second joining partner.
  • the at least partial absorption of the incident fiber energy is thus not limited to the connection region.
  • an additive can be are ordered, which supports the energy input into the two joining partners by at least partially absorbing the irradiated laser energy.
  • the at least partial absorption of the irradiated laser energy can be better limited to the connection region.
  • both joining partners for the irradiated laser energy are at least partially transparent.
  • the additive and / or the plastic may have filling substances which at least partially absorb the wavelength of the irradiated laser light.
  • the additive may be applied to or in one of the joining partners or also on or in both joining partners, in particular in the connection region, or be embedded in the synthetic material, at least in the connection region.
  • the plastic as sol Ches already be at least partially absorbent to the radiated laser energy, so that can be dispensed additive to the addition of absorbent fillers and / or absorbent Ad.
  • a laser energy at least partially absorbing the irradiated laser energy may additionally be combined with an additive in the connec tion area. With appropriate selection of the additive, absorption may be assisted by partial reflection on the fillers.
  • the closure part or the functional part can only partially consist of a plastic which at least partially absorbs the incident laser energy.
  • the closure part or the functional part has a section which consists of a plastic which is transparent to the incident laser energy. At this section can connect a plastic that absorbs at least partially the incident laser energy.
  • This plastic can be applied, for example, in a 2K injection molding.
  • the absorbent plastic differs from the transparent plastic in that it fillers and / or an additive were admixed, which absorb the laser energy at least partially absorb.
  • the additive can be arranged in the connection region at least on that of the joining partners, which is achieved by the irradiated laser energy after the least partial irradiation of the other joining partner.
  • the first, respectively the second joining partner is largely continuous for the wavelength of the laser light is used, which is at least partially absorbed at the second, respectively the first joining partner.
  • the energy consumption via the additive on the one hand and the heat radiation on the other hand is sufficient to produce a material bond, supported by the frictional connection between the two joining partners.
  • the additive can also be provided on or in the second, respectively first joint partner, which is only exposed to the laser energy after the straightening of the first, respectively the second joining partner.
  • the additive can be applied as a coating or applied as a second component Kunststoffkom during the manufacture of the component by overspraying. Be the layers can also be done by inkjet printing, pad printing, flexographic printing or the like. As coating materials are used, which consist of soot contain soot and / or contain substances that absorb at least partially the laser energy. Instead Russ can also be used a Multipurpose lamination.
  • the additive is embedded at least in the plastic of the connection region of the first and / or the second joining partner.
  • the joining partners formed in this way can be produced, for example, in a special 2K plastic injection molding process.
  • the laser energy-absorbing additive is distributed substantially uniformly, at least over the connecting region of the second joining partner, preferably embedded therein.
  • the closure part or the functional part is preassembled on the container neck of the plastic container such that a circumferential sealing skirt protruding from the closure part or the functional part overlaps an outer wall of the container neck of the plastic container at least regionally.
  • the outer wall and the protruding circumferential sealing skirt form the connection area.
  • the peripheral sealing skirt is at least partially transparent to the one radiated fiber energy, while the adjacent container neck of the plastic container, on which the sealing skirt under force, which is generated by bias, is applied, at least in the connection region with respect to the irradiated laser energy absorbing.
  • the closure part or the functional part is pre-mounted on the container neck of the plastic container such that a protruding circumferential sealing skirt protrudes through a container mouth into the interior of the container neck of the plastic container and under force, which is generated by voltage before, abuts against an inner wall of the container neck.
  • the inner wall and the projecting circumferential sealing skirt form the connection area.
  • the container neck of the plastic container is at least partially transparent to the incident laser energy while the sealing skirt is absorbent at least in the adjacent connection region with respect to the irradiated laser energy.
  • the container neck can be made burr-free on its réellewan. This desired freedom from burrs can be assisted by calibrating the inner wall of the container neck by means of a calibration mandrel.
  • the fabric bond produced with the aid of a blasted laser energy in the connection region between the first and the second joining partner leads to a circumferential laser weld having an axial extent of 0.005 mm to 0.8 mm, preferably 0.1 mm to 0.2 mm ,
  • a radially erSCHnder, circumferential flange of the closure part or the functional part is pressed at least currency end of the introduction of the laser energy under force against a ring around current orifice surface, which bounds a container mouth to the container neck of the plastic container.
  • the radially extending, circumferential flange and the annular circumferential orifice surface form the connection region.
  • the resting on the muzzle surface flange is at least partially transparent to the radiated laser energy, while at least the mouth surface and, where appropriate, the axially adjoining portion of the container neck is formed at least partially absorbing against the incident laser energy.
  • the first, respectively the second joining partner in the connecting region has an annular circumferential rib which predetermines a setting path of the first and / or the second joining partner, and which is melted during the irradiation of the fiber energy.
  • the irradiation energy of the fiber can be reduced compared to a full-surface melting.
  • the melted rib can form the melt into which the joining partners can be pressed ge. After the melt has cooled, a fluid-tight, non-detachable connection of the two joining partners can be formed.
  • a ring-shaped circumferential rib protruding from the underside of the radially encircling flange of the closure part or of the functional part may be formed on one of the mouth surface of the container neck.
  • the closure part or the functional part are aligned with respect to the neck region of the plastic container in such a way that the annular circumferential rib rests approximately in the middle of the radial extent of the mouth surface.
  • the rib may also be formed on the mouth surface of the container neck instead of on the underside of the radially encircling flange.
  • the annular circumferential rib may be formed on a side of the sealing skirt of the closure part or of the joining part facing the container neck.
  • the rib may be formed on an outer wall of the sealing skirt when the sealing skirt is to be arranged in the container neck or on an inner wall of the sealing skirt when the sealing skirt is to be slipped over the container neck.
  • the rib may also be formed on the container neck instead of on the sealing skirt. In particular, when the sealing skirt is to be slipped over the container neck is it may be better from manufacturing considerations, to arrange the rib on an outer wall of the container neck.
  • the annularly circulating de rib has a cross section which tapers to its projecting end.
  • the rib has a height between about 0.05 mm and about 1.0 mm and a maximum width between 0.1 mm and 1.0 mm.
  • the height may be between about 0.05 mm and about 0.5 mm with a diameter of the container mouth of less than 50 mm and between about 0.1 mm and about 1.0 mm with a diameter of the container mouth between 50 mm and about 100 mm his.
  • the maximum width may be between about 0.1 mm to about 0.5 mm with a diameter of the container mouth of less than 50 mm and between about 0.2 mm to about 1 mm with a diameter of the container mouth between 50 mm and about 100 mm ,
  • the laser energy is radiated in a region of a cone having a half opening angle of less than approximately 20 °, preferably less than approximately 7 ° and particularly preferably less than approximately 2 °, the central axis of the cone being perpendicular in the connection region is on an outer wall of the joining part, which is acted upon by the laser energy first.
  • a plastic container and a closure part or functional part miteinader be joined, the shape of which snaht curved along the weld.
  • the laser energy is introduced in the connection region perpendicular to an outer wall of the joining part, as this the laser energy requirement is the lowest.
  • the force of the art is chosen such that a surface pressure of the first and second joining part in the connec tion range between about 5 MPa and about 35 MPa is formed.
  • the surface pressure may be selected from about 15 MPa to about 30 MPa, and more preferably from about 20 MPa to about 27 MPa.
  • the force can be used to push the joining partners in the melt.
  • the rib which is melted by the laser energy and forms a melt, can be pressed by the facilitatornpres solution, the one joining part relative to the other joining part to the setting path in the melt.
  • a circumferential laser weld seam is generated with the aid of the laser beam th beam laser in the connecting region between the first and the second joining part, which has an extension between about 0.01 mm and about 0.8 mm, preferably between about 0.05 mm and about 0.2 mm, which is measured transversely to the circumferential line of the laser weld in a plane perpendicular to Einstrahlrich direction of the laser energy.
  • alignment guides can also be arranged on the container neck at the two joining partners for the positionally accurate positioning of the closure part or the functional part. These may include one or more notches and ridges or the like which may interact with each other during pre-assembly.
  • the tantalysbe are rich both of the one or more layers produced in a blown plastic container and the connection region of the closure part or the functional part made of a plastic whose main component, ie 70% and more, is polar plastic material from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the listed plastics, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of
  • the closure part or the functional part can also be produced in a 2K injection molding process and comprise different plastics.
  • the tantalysbe are rich both of the one or more layers produced in a blown plastic container and the connecting portion of the closure part or the functional part made of a plastic whose main component, ie 70% or more, is non-polar plastic, from the group consisting of HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of the cited plastics, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of said plastics is selected.
  • the first, respectively the second joining partner in the connection area on a ring element, which is made of polar plastic material, when the first, respectively the second joining partner of non-polar plastic and the second, respectively the first joint partner of polar Plastic is made.
  • a plastic container, which is made of PET, with a closing element Ver or functional element, which is made of PP, be connected fluid-tight by the closure element made of PP has a ring member in the connection area, which is made of PET and thus with the plastic container made of PET compatible and therefore good weldability. It is not necessary for the non-polar plastic of the closure element and the polar plastic of the ring element to bond to one another in a material-locking manner.
  • the ring element is designed such that it is fixed by an encapsulation in the United locking part or the functional part in the axial and radial directions.
  • the ring element may have recesses or openings into which the umsprit Zende plastic can penetrate.
  • primers can be used to create adhesion of PP and PET.
  • a laser with a wavelength of 800 nm to 1200 nm or from 1800 nm to 2400 nm is used as the source for the incident laser energy to the joining partner the laser energy impinges first, to be able to penetrate at least partially, while the other joining partner, the laser energy at least partially absorbed.
  • Lasers of these wavelengths provide the desired energy, which is required for the creation of the cohesive connection.
  • the laser is a diode laser. Diode lasers have low purchase and maintenance costs, are durable and powerful.
  • the laser energy can be radiated substantially simultaneously over 360 °. This can be achieved for example by means of a special laser optics. If required, the irradiated laser energy can be selectively focused on selected angular ranges within 360 ° with the aid of shielding diaphragms. Furthermore, for the purpose of connecting rotationally symmetrical joining partners, they can be rotated to radiate the laser energy. moved radially and / or translatorily past a laser. As a rule, we are punctiform at the laser energy here. By choosing the speed, a uniform quality of connection over the circumference is generally achieved. Ideally, the first joining partner and the second joining partner are coaxially aligned tet and the laser energy is introduced perpendicular to the two joining partners.
  • a plastic container made of at least partially single or multilayer extruded thermoplastic tube or made of at least partially single or multi-layered ge sprayed and / or flow-molded preform in a blow molding. It has a container body and an adjoining container neck, which is fluidly connected to a closure part or with a functional part made of a thermoplastic material.
  • the plastic container is formed at least in the connection region with the closure part or the functional part substantially free of structuring for the firm connection of the closure part or the functional part.
  • the fluid-tight connection between the container neck of the plastic container and the United locking part or the functional part is a created by means of fiber energy stoffschlüs sige compound. Both the plastic of the plastic container and the plastic of the closure part or the functional part in the connection area are compatible with each other.
  • the plastic container with the closure part or the func onsteil is prepared according to the method described above.
  • the container neck and the closure part or the functional part by fiber welding sen interconnected can be dispensed with in their preparation on the formation of form-fitting cooperating fasteners, such as threaded deabête and threads or slide guides and engaging projections.
  • the container neck of the plastic container can be formed free of projecting or rebounding structures, at least in the later connection region.
  • the connecting portions of the closure part or the functional part can be formed in simpler geometries.
  • the cost of producing the molds is reduced.
  • the plastic container and the closure part or functional part can be designed simpler.
  • the configuration of threads or thread segments in closure parts or functional parts is to be mentioned, which are arranged on an inner wall of closure parts or of functional parts.
  • the inner wall opposite the outer wall is smooth for design reasons.
  • the threads or thread segments represent an accumulation of material, which can be dispensed with by the proposed embodiment of plastic container and closure part or functional part.
  • the demolding of the closure part or of the functional part by the injection molding or extrusion molding process can also be carried out in a simplified manner. As a result, the components can be manufactured more cheaply.
  • the plastic container is designed as a tube with a tube body having a first and second end, wherein the tube body at the first end has a Tubenfalz which is fluid-tightly closed, and at the second end a circumferential substantially cylindrical have formed return to which the closure is steep or the functional part fluid-tight permanently connected.
  • the substantially cylindrically shaped return jump which serves as a receptacle for the closure element or functional element and at the same time can serve as a centering, may be arranged on the outer wall and the rib running around, which serves to produce the common melt, in which can set the closure element or the functional element.
  • the product to be pre-loading is filled through the first opening in the tube body, before this first end is closed by forming a Tubenfalzes by gluing or welding.
  • the tube body can be moved by an extrusion blow or by an injection molding process.
  • An alignment aid may be provided on the container neck or on a container mouth extending radially extending mouth edge, which is designed for a positionally accurate Ausrich tion of the closure part or the functional part and cooperates with a corre sponding positioning means on the closure part or on the functional part.
  • a fluid-tight seal between the container neck and the closure part or the functional part is arranged outside the connec tion area toward the interior of the plastic container body. This fluid-tight seal can serve to prevent any smuts that might develop during the welding process from entering and precipitating inside the container body.
  • This fluid-tight waterproofing device can be formed, for example, as a cylindrically, conically or convexly formed sealing apron, which protrudes from the closure part or the functional part.
  • the two contact zones will be configured tion to the other joining partner according to their function, so that the interior of the plastic container body adjacent first contact zone can develop a sealing effect, however, the environment of the plastic container adjacent second contact zone is usuallyaded det as a rib , which is melted by the introduced fiber energy.
  • the first contact zone may be arranged on the first joining partner and the second contact zone on the second joining partner, or vice versa.
  • the closure part or the radio tion part has a radially extending, circumferential flange, which rests on a Be container mouth bordering the mouth area and forms a fluid-tight form-fitting connection area with the container neck.
  • both the one or more layers in a blow molding produced plastic container and the United closing part or the functional part at least in the connection area of a synthetic material are made, the main component, ie 70% or more, is polar plastic, from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the cited plastics, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of said plastics , is selected.
  • the functional part may be a pouring attachment and comprise an integrally formed closure part.
  • the pouring attachment and the closure part can also be in one piece.
  • Figure 1 is an axial section of a plastic container with a functional part.
  • FIG. 2 is an enlarged axial section of a connecting region
  • Fig. 3 to Fig. 9 axial sections of variants of two pre-assembled joining partners.
  • thermoplastic plastic container made of a thermoplastic plastic container with a closure part or with a functional part of a thermoplastic material
  • a plastic container which was inflated from a single- or multi-layer extruded tube or from at least partially single or multilayer sprayed and / or flow-pressed preform of a thermoplastic plastic in a subsequent blowing process is provided in Fig. 1 throughout the reference numeral 1 .
  • the plastic container 1 has a direction indicated by the reference numeral 2 container body 2, to which a container neck 3 connects. At the container neck 3, for example, a rotationally symmetrical container mouth 4 is provided.
  • a mounted on or in the container neck 3 pouring tower carries the reference numeral 11.
  • the pouring attachment 11 has an annular, circumferential, plate-shaped flange 13, which is provided with a pouring opening 12 and which is supported on a mouth area 6 bordering the container opening 4 in the neck section 3.
  • a closure member 18 which is formed for example as a flap closure (flip top) and is articulated via a hinge joint 19 on the plate-shaped flange 13.
  • a sealing skirt 14 extends into the container neck 3.
  • the sealing skirt 14 may be cylindrical, conical or convex and is located on an inner wall 7 of the container neck 3 in the receiving area for the sealing apron 14.
  • the sealing skirt 14 may be compared to an inner diameter of the Benzol terhalses 3 have an excess, so that its outer wall 15 relative to the inside wall 7 of the container neck 3 has a bias. With an inner diameter of up to 50 mm, this over a largest outer diameter of the sealing skirt 14 measured excess, for example, 0.05 mm to about 0.5 mm. For inner diameters of the container neck 3 in the receiving area of> 50 mm, the excess may be, for example, 0.2 mm to 0.6 mm.
  • the figure 1 is only a schematic representation, it is still apparent that the container neck 3 is free of Strukturierun conditions for firm connection between the container neck 3 and the pouring attachment 11, such as threaded sections, snap connections, bayonet connections, etc.
  • the plastic container 1 in the present exemplary embodiment is an extrusion-blown plastic container.
  • a portion of a single or multilayer extruded plastic tube is inserted from a ther moplastic plastic into a mold cavity of a blow mold and inflated by a supplied with pressure medium, usually air, to the desired container.
  • Extrusion blown containers are identifiable at the usually located in the bottom region of the container squeezing seam, which results from the squeezing of the extruded plastic tube used in the blow mold.
  • Preforms, from which containers are produced by stretch blow molding are usually produced in injection molding and usually have an injection point in the bottom region, which is also visible on the blown bottle.
  • Thermoplastic materials are used as raw materials for the extrusion of the plastic hose used for the extrusion blow molding process or for the injection molding of the preforms.
  • the thermoplastics or parts thereof may be one or more layers and / or colored.
  • a laser is indicated by the reference numeral 31.
  • the laser 31 has, for example, a wavelength of 800 nm to 1200 nm.
  • it is a diode laser.
  • the laser energy L irradiated by the laser 31 can be directed simultaneously over 360 ° onto the connecting regions of the container neck 3 and the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11.
  • the laser light is perpendicular to an outer wall 5 of the Be fiscalerhal ses 3 and thus also substantially perpendicular to the outer wall 15 of the sealing apron 14 of the pouring 11 directed.
  • the irradiated laser energy can be selectively focused on selected angular ranges with the aid of diaphragms.
  • the container neck 3 with the pouring attachment 11 inserted can also be moved rotationally and / or translationally past the laser source in a speed which is favorable for the method.
  • the plastic of the container neck 3 and the plastic of the pouring attachment 11 are compatible with one another in the connection region.
  • the joining part which is first acted upon by the laser energy that is to say in the present case the container neck 3, is at least partially transparent to the incident laser energy.
  • the irradiated laser energy is at least partially absorbed in the connection region. This leads to a melting of the two joining partners in their connection area.
  • Fig. 2 shows schematically the conditions in the preparation of a laser welding stress between a first joining partner, namely the container neck 3, and a second Fu partner, namely the sealing skirt 14 of the pouring 11th
  • the two joining partners are shown with a distance from each other.
  • the two joining partners at least in their joining region, which is acted upon by laser energy, with force applied to each other.
  • the inner wall 7 of the neck portion 3 and the outer wall 15 of the sealing skirt 14 are in the connecting region under a voltage of about 20 to 27 MPa ago.
  • the prestressed connection is also the sealing zone of the first and second joining partners.
  • the area of the prestressing need not have been fully loaded with laser energy. Rather, a section-wise irradiation of laser energy is sufficient to produce a fluid-tight cohesive connec tion, wherein the sections may also be punctiform or linear or flat.
  • the created cohesive connection leads to a weld seam, which may have an axial extent of about 0.005 mm to about 0.8 mm.
  • a first section of a first joining partner for example the container neck 3 of the plastic bottle 1, is subjected to the laser energy L.
  • the laser energy L is ideally perpendicular to the first joining partner, but can also in a region of a cone with half an opening angle of less than about 20 ° irradiated who the, with a central axis of the cone in the connection region perpendicular to an off senwandung of the joining part, the is acted upon by the laser energy first.
  • the container neck 3 is at least partially transparent to the irradiated laser energy L at least in a first section in which the laser welding is to be created.
  • the irradiated laser energy L After passing through the container neck 3, the irradiated laser energy L to a second portion of a second joining partner, in the present exemplary embodiment on the outer wall 15 of the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11.
  • the laser energy L is at least partially absorbed by means of an additive 21 arranged there.
  • the second portion of the second joining partner respectively, the outer wall 15 of the sealing skirt 14, the sealing skirt 14 or the second joint partner itself, respectively the pouring 11, at least partially made of a plastic that absorbs the irradiated laser energy L at least partially absorbs
  • the additive 21 is a substance which absorbs the irradiated laser energy L as well as possible and converts it into heat.
  • the additive 21 may be made of soot be, Russ and / or substances containing at least partially absorb the laser energy ren.
  • the additive 21 may be applied as a coating or partially or even completely embedded in the plastic material.
  • the additive 21 is arranged on the wall of the second joining partner, which faces the first joining partner to be irradiated. It is understood that in addition, the réellewan tion 7 of the container neck 3 may be provided in the connection area with an additive to support a larger energy input there as well.
  • the irradiated laser energy L radiates through the first joining partner, the container neck 3, without significant heating.
  • the second joining partner namely the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11
  • the laser energy is converted into heat energy and the art melted material. Due to heat conduction processes, the irradiated first transparent joining partner 3 is also plasticized in the connection region. Due to the preload voltage and the resulting from the expansion of the plastic melt inner joint pressure, there is a cohesive connection of the two joining partners.
  • the plastic of the pouring attachment 11 and the plastic of the container neck 3 are compatible with each other.
  • the main component of the plastic in the present Ausry tion example is nonpolar plastic selected from the group best starting HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of the listed art materials, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of said plastics.
  • the main component of the plastic, ie 70% or more can also be polar plastic selected from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the cited Art- Substances, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of said plastics.
  • FIG. 4 to Fig. 9 different embodiments of the inventive method are shown schematically.
  • the method variants are again explained using the example of the fluid-tight connection of a functional part designed as a pouring attachment or spray attachment on or in a container neck of a plastic container.
  • the same elements carry the same reference numerals in the figures.
  • the respective joining partners are shown in the preassembled state before they are laser-welded together. On different hatching of the joining partners shown in section was again omitted for reasons of clarity. Likewise, the joining partners are each shown with a small distance from each other, so that de ren boundaries are better visible. However, it is understood that the two joining partners abut each other at least in the connection area under force.
  • the force can be applied from the outside pressure or result from a bias voltage of one joining partner to the other.
  • FIG. 3 essentially shows a method variant which has already been explained with reference to FIG. 1.
  • the first joining partner is formed by the container neck 3.
  • the second joining partner is formed by a sealing skirt 14, which protrudes from a plate-shaped flange 13 of the pouring attachment 11 into the interior of the container neck 3.
  • a spray opening of the pouring attachment 11 bears the reference numeral 12.
  • the fiber fusion is carried out analogously to the embodiment explained with reference to FIG. 1 by a lateral loading of the joining partners with fiber energy F.
  • Fig. 4 shows an alternative arrangement of the two joining partners.
  • the first joining partner is formed by the sealing skirt 14, which protrudes from the plate-shaped flange 13 of the pouring attachment 11.
  • the plate-shaped flange 13 rests on the mouth of the container 4 bordering mouth surface 6.
  • the sealing skirt 14 is at least in the connection region under a bias on the outer wall 5 of the Benzol terhalses 3, which forms the second joining partner in this process variant.
  • the Server welding is carried out analogously to the rougesbei game explained with reference to FIG. 1 by a lateral loading of the joining partner with laser energy L.
  • the first joining partner in this case the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11, at least partially transparent to the radiated laser energy during the second joining partner, namely the container neck 3 at least in the connection region, the laser energy absorbed at least partially.
  • the absorption of the irradiated laser energy L can in turn be supported by an additive which can be applied to the outer wall 5 of the container neck 3 or embedded in the plastic material of the container neck 3 Tet.
  • the container neck 3 forms the first joining partner
  • the second joining partner is gebil det of a sealing skirt 14 which projects from a plate-shaped flange 13 of the pouring 11 into the interior of the container neck 3.
  • the plate-shaped flange 13 is inserted into the container mouth 4 and held in the preassembled state only by the exerted as a result of an excess of the outer wall 15 of the sealing skirt against the inner wall 7 of the container neck 3 bias.
  • the excess measured over a largest outer diameter of the sealing skirt 14 can be, for example, 0.05 mm to about 0.5 mm.
  • the excess may be, for example, 0.2 mm to 0.6 mm.
  • the outer wall 15 of the sealing skirt 14 and the inner wall 7 of the container neck 3 in the receiving area for the sealing skirt 14 form a fluid-tight sealing zone after welding by irradiated laser energy L, ie a sealed sealing zone with respect to gases and liquids, but also to free-flowing solids such as powder or powder
  • the Be relieermün extension 4 bounding Mündungsf kaue 6 is freely accessible.
  • Fig. 6 differs from the previously described embodiments in that the two joining partners are pre-assembled for axial laser welding.
  • the pouring attachment 11 which forms the first joining partner which is at least partially transparent to the incident laser energy L, is placed on the container neck 3, which forms the second joining partner, such that a plate-shaped flange 13 of the delivery device casting attachment 11 rests on the annular circumferential, the container mouth 4 bordering mouth surface 6.
  • a sealing skirt 14 protrudes from the plate-shaped flange 13 into the interior of the container neck 3.
  • a circumferential sealing bead 14 is arranged outside a connection region of the Ausgiessaufsat ZES 11 to the container neck 3 and towards the interior of the container body the container neck 3 and the pouring cap 11 from each other fluid-tight seals. In this way it can be ensured that any spillage arising during the welding process can not get into the container interior and precipitate there.
  • the laser energy L is irradiated approximately perpendicularly to the radial extension of the plate-shaped flange 13 and to the radial profile of the mouth surface 6 .
  • the two joining partners, namely the flange 13 and the mouth surface 6 on the container neck 3 are pressed together for the laser welding operation.
  • the contact pressure of the flange 13 against the muzzle surface 6 is selected from about 5 MPa to about 35 MPa, preferably from about 15 MPa to about 30 MPa, and more preferably from about 20 MPa to about 27 MPa.
  • the resting on the mouth surface 6 flange 13 is at least partially transparent to the incident laser energy L, while at least the mouth surface 6 and the axially adjoining portion of the container neck 3 are formed at least partially absorbing against the incident laser energy L.
  • the Absorpti on the irradiated laser energy L can in turn be supported by an additive which can be applied to the mouth surface 6 or embedded there in the plastic material of the container neck 3.
  • the radially encircling flange 13 of the pouring attachment 11 can be formed with a ring-shaped circumferential rib 20 projecting from its underside 17 facing the mouth surface 6 in the preassembled state.
  • the two joining partners are aligned on the container neck 3, that the annular circumferential rib 20 approximately centrally of the radial extent of the mouth surface 6 rests.
  • Under central in the sense of the invention is also still a deviation of the contact area of the rib 20 of 20% in both directions of extension the mouth area 6 considered.
  • the annular circumferential rib 20 may have a tapered to its projecting free end, for example, approximately triangular, cross-section. It has an axial height h of about 0.1 mm to about 0.5 mm and a diameter of the container mouth of up to 50 mm measured on the underside of the flange maximum radial width b of about 0.05 mm to about 0th , 5 mm up. With a diameter of the container mouth of greater than 50 mm, the rib 20 has a measured at the bottom 17 of the flange maximum radial width b of about 0.2 mm to about 1 mm.
  • the annular circumferential rib 20 can facilitate the fiber welding of the two joining partners and increase the strength of the cohesive Ver bond even further.
  • circumferential rib 20 can represent a limita- tion for a Setzweg, since reduced by irradiation of the fiber energy F only the rib 20 and a portion of the mouth surface 6 are melted, which forms the common melt, and the pouring head 11 is displaced into the common melt until its bottom 17 rests flat on the mouth surface 6.
  • FIG. 8 shows the pouring attachment 11 already known from FIG. 3, which is positioned opposite the container neck 3 in the direction of rotation.
  • the sealing skirt 14 has a arranged on the outer wall 15 of the sealing skirt 14 nose 22, which engages in a korres pondierende groove 23.
  • the groove 23 extends from the mouth surface 6 in the axial direction on the inner wall 7 of the container neck 3. This avoids that, prior to the welding process, the pouring attachment 11 is displaced relative to the container neck 3 in a relatively rotational manner.
  • Figure 9 shows a plastic container which is augebil det as a tube 25 with a tube body 26.
  • a tube shoulder 27 which has a cylindrical in wesentli return 28.
  • An outer wall 29 of the recess 28 has a circumferential rib 20 which bears against an inner wall 30 of the pouring attachment 11 under prestress.
  • the radiated fiber energy F By the radiated fiber energy F, the rib 20 and a voltage applied to the rib 20 portion of the inner wall 30 is melted, so that after cooling the common melt results in a fluid-tight cohesive Ver bond.
  • a free end 33 of the pouring attachment 11 rests against an outer side 34 of the tube shoulder 27, although this is not absolutely necessary.
  • the tube shoulder 27 will project beyond an outer wall 34 of the pouring attachment 11.
  • the mouth surface 6 of the container mouth 4 is hereby spaced from the pouring attachment.
  • the invention has been explained using the example of the cohesive connection of a functional part designed as a pouring attachment. It is understood that instead of the radio tion part also a closure part can be laser welded to the container neck.
  • the pouring attachment or the closure part are usually made of a polyolefin, for example polypropylene, or comprise at least in the connection region of the two joining partners a polyolefin, for example polypropylene.

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Abstract

The invention relates to a method for the fluid-tight connection of a container (1) which is formed from a thermoplastic tube extruded in one or more layers at least in some regions or which is blow-moulded from a preform injection-moulded and/or impact-extruded in one or more layers at least in some regions, the container having a closure part or a functional part (11) made of a thermoplastic material. The closure part or the functional part (11) forms a first joining partner and the plastic container (1) forms a second joining partner. A connection region between the plastic container (1) and the closure part of the functional part (11) is formed in or on the neck (3) of the plastic container (1). The container neck (3) is free from structures for firmly connecting the closure part or the functional part (11) to the container neck (3). The connection between the first and the second joining partner is created with the aid of radiated laser energy (L). A first joining partner acted on firstly by the radiated laser energy (L) is at least partially transparent to the radiated laser energy (L). The radiated laser energy (L) is at least partially absorbed at least in the connection region, in which the first and the second joining partners lie against each other under the application of force. A non-releasable integrally bonded connection between the two joining partners is created with the aid of the radiated laser energy (L) by melting and subsequently solidifying the first joining partner and/or the second joining partner in the connection region. The plastic of the first joining partner and the plastic of the second joining partner are compatible with one another at least in the connection region. A container (1) produced by the method and having a closure part or having a functional part (11) is also described.

Description

Fluiddichte Verbindung eines Behälters aus thermoplastischem Kunststoff mit einem Verschlussteil bzw. Funktionsteil aus thermoplastischem Kunststoff und diesbezüglicher Behälter  Fluid-tight connection of a container made of thermoplastic material with a closure part or functional part made of thermoplastic material and related container
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum fluiddichten Verbinden eines aus einem thermo plastischen Kunststoff bestehenden Behälters mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff gemäss dem Oberbegriff des Pa tentanspruchs 1. Die Erfindung betrifft auch einen gemäss dem erfindungsgemässen Ver fahren hergestellten Kunststoffbehälter mit einem Verschluss bzw. mit einem Funktions teil. The invention relates to a method for fluid-tight connection of a container made of a thermoplastic plastic container with a closure part or with a functional part of a thermoplastic material according to the preamble of Pa tentanspruchs 1. The invention also relates to a drive according to the invention Ver produced plastic container with a Closure or with a functional part.
Zur Verbindung von Bauteilen aus thermoplastischen Kunststoffmaterialien sind aus dem Stand der Technik verschiedene Techniken bekannt. Dazu zählen verschiedene Arten von formschlüssigen Verbindungen, reibschlüssige Verbindungen, Verbindungen durch Ver formung, wie z.B. Nieten, Verbindungen durch mechanische Hilfsmittel, wie z.B. Schrau ben, und stoffschlüssige Verbindungen, beispielsweise Schweissverbindungen oder Klebe verbindungen. Auch sind Kaschierungen bekannt, um Kunststoffteile miteinander zu ver binden. Abgesehen von den mechanischen Festigkeiten, die solche Kunststoff-Kunststoff Verbindungen aufweisen müssen, besteht bei Verbindungen von Kunststoffbehältem mit Verschlüssen oder mit Funktionsteilen, wie z.B., Ausgiessem usw., vielfach auch die An forderung, dass die Verbindungen insbesondere dicht gegenüber Fluiden, also Gasen und Flüssigkeiten, und rieselförmigen Gütern wie beispielsweise Puder sein sollen. Various techniques are known in the prior art for joining components made of thermoplastic materials. These include various types of positive connections, frictional connections, compounds by deformation, such as compression joints. Rivets, connections by mechanical means, e.g. Screw ben, and cohesive connections, such as welded joints or adhesive compounds. Also laminations are known to bind plastic parts together ver. Apart from the mechanical strength, which must have such plastic-plastic compounds, in compounds of plastic containers with closures or with functional parts, such as, pouring, etc., often also to the requirement that the compounds in particular tight against fluids, ie gases and Liquids, and free-flowing goods such as powder should be.
Die in der Vergangenheit üblichen Behältnisse aus Weiss- oder Buntblech, aus Glas oder auch aus Keramik werden in zunehmendem Mass von Behältnissen aus Kunststoff abge löst. Insbesondere für die Verpackung fluider Substanzen, beispielsweise von Getränken, fliessfähigen Febensmitteln wie z.B. Ketchup, Sugo, Pesto, Saucen, Senf, Mayonnaise und dergleichen, Haushaltsprodukten, Pflegeprodukten, Kosmetika usw., kommen mittlerweile hauptsächlich Kunststoffbehältnisse zum Einsatz. Das geringe Gewicht und die geringeren Kosten spielen sicher eine nicht unerhebliche Rolle bei dieser Substitution. Die Verwen dung rezyklierbarer Kunststoffmaterialien, die Verwendung von Biokunststoffen und die insgesamt günstigere Gesamtenergiebilanz bei ihrer Herstellung tragen auch dazu bei, die Akzeptanz von Kunststoffbehältnissen, insbesondere von Kunststoffflaschen, beim Kon sumenten zu fördern. The usual in the past containers made of white or stained, glass or ceramic are increasingly dissolves abge of plastic containers. In particular, for the packaging of fluid substances, such as beverages, flowable Febensmitteln such as ketchup, sugo, pesto, sauces, mustard, mayonnaise and the like, household products, toiletries, cosmetics, etc., now mainly plastic containers are used. The low weight and the lower costs certainly play a significant role in this substitution. The use of recyclable plastic materials, the use of bioplastics and the Overall, more favorable overall energy balance in their production also contribute to promoting the acceptance of plastic containers, in particular of plastic bottles, in the consumer.
Für eine kostengünstige Herstellung eines Grossteils der heutzutage eingesetzten Kunst stoffbehälter haben sich im Wesentlichen zwei Verfahren etabliert, nämlich das Streck blasverfahren und das Extrusionsblasverfahren. Beim Streckblasverfahren wird zunächst in einem Spritz giessverfahren ein Preform von üblicherweise länglicher, röhrchenartiger Ge stalt hergestellt, der an seinem einen Längsende mit einem Boden verschlossen ist und am anderen Längsende einen Halsabschnitt aufweist. Die Herstellung der Preforms kann zeit lich und/oder räumlich getrennt vom nachfolgenden Blasverfahren erfolgen. In einem al ternativen Verfahren wird der hergestellte Preform ohne zwischenzeitliche Abkühlung unmittelbar nach seiner Herstellung weiter verarbeitet. Dies kann beim sogenannten Spritzblasen mit Hilfe einer einzigen maschinellen Anlage erfolgen, auf welcher der Pre form gespritzt, zu einem Behälter der gewünschten Lorm aufgeblasen und entformt wird. Beim Blasverfahren kann der Preform auch noch zusätzlich mittels eines Reckdorns axial gereckt werden. Streckgeblasene Kunststoffbehälter sind an einem üblicherweise im Bo denbereich des Behälters angeordneten Anspritzpunkt, der von dem den Ausgang bilden den, spritzgegossenen Preform herrührt, identifizierbar. For cost-effective production of a large part of the plastic containers used today, essentially two methods have been established, namely the stretch blow molding process and the extrusion blow molding process. In the stretch blow molding method, a preform of usually elongated, tube-like Ge is first prepared casting in an injection molding, which is closed at its one longitudinal end with a bottom and at the other longitudinal end has a neck portion. The preparation of the preforms can be done time Lich and / or spatially separated from the subsequent blowing process. In an alternative process, the produced preform is further processed without intermediate cooling immediately after its production. This can be done in the so-called injection blow molding with the help of a single mechanical system on which the pre molded form, is inflated to a container of the desired Lorm and demolded. In blow molding, the preform can also be stretched axially by means of a stretching mandrel. Stretch blown plastic containers are identifiable at a customarily arranged in the Bo denbereich of the container injection point, which form the output of the injection molded preform originates.
Beim Extrusionsblasverfahren wird ein Abschnitt eines ein- oder mehrschichtig extrudier ten Kunststoffschlauchs in eine Lormkavität eines Blasformwerkzeugs eingesetzt und durch ein mit Überdruck zugeführtes Medium, üblicherweise Luft, zu dem gewünschten Behälter aufgeblasen. Extrusionsgeblasene Behälter sind an der üblicherweise im Boden bereich des Behälters befindlichen Quetschnaht, die durch das Zusammenquetschen des in die Blasform eingesetzten extrudierten Kunststoffschlauchs entsteht, identifizierbar. In the extrusion blow molding process, a portion of a single or multilayer extrudier th plastic tube is inserted into a Lormkavität a blow mold and inflated by a supplied with pressure medium, usually air, to the desired container. Extrusion blown containers are identifiable at the usually located in the bottom region of the container squeezing seam, which results from the squeezing of the extruded plastic tube used in the blow mold.
Als Rohstoffe für die Extrusion des für das Extrusionsblasverfahren eingesetzten Kunst stoffschlauchs kommen thermoplastische Kunststoffe, insbesondere Polyolefine, wie z.B. Polyethylen, Polypropylen, und deren Derivate bzw. Copolymere zur Anwendung. Die thermoplastischen Kunststoffe oder Teile davon können ein oder mehrschichtig ausgebil det und/oder eingefärbt sein. Bedingung für die einsetzbaren Kunststoffe ist ihre Eignung für das Extrusionsblasformen des Kunststoffbehälters. Je nach Art der auszu giessenden Substanz werden die Kunststoffbehälter oft mit unter schiedlichen Ausgiessern oder dergleichen Funktionsteilen versehen. Der Ausgiesser soll beispielsweise ein verschüttungsfreies Ausgiessen ermöglichen, eine Dosierung vereinfa chen oder ein flächiges Ausbringen der im Behälter enthaltenen Substanz erlauben. Neben der Anpassung an die jeweilige Substanz hat die Verwendung eines Ausgiessers auch den Vorteil, dass die gleiche Art von Kunststoffbehältem je nach Wunsch der Abfüller mit ei nem unterschiedlichen Ausgiesser ausgestattet werden kann. Der Ausgiesser kann mit Ein richtungen ausgestattet sein, die ein Verschliessen des Behälters ermöglichen. Beispiels weise kann dazu an der Oberseite des Ausgiessers ein schwenkbares Deckelteil angelenkt sein. Alternativ können am Ausgiesser oder am Behälterhals Mittel vorgesehen sein, die eine formschlüssige Verbindung, beispielsweise mit einem Drehverschluss, ermöglichen. Die Mittel können z.B. Aussengewindeabschnitte oder Kulissenführungen für einen Bajo nettverschluss und dergleichen sein, die mit korrespondierend ausgebildeten formschlüssi gen Elementen am Verschlussteil Zusammenwirken. Der Ausgiesser und/oder das Ver schlussteil bestehen üblicherweise aus einem in einem Spritz giessverfahren verarbeitbaren thermoplastischen Polymer, wie z.B. einem Polyolefin, insbesondere Polypropylen. Die Ausbildung der Mittel zur formschlüssigen Verbindung mit einem Verschlussteil erfordert spezielle Gestaltungen der Spritzgiessform für das Funktionsteil und/oder des Ver schlussteils und/oder der Blasform für den Kunststoffbehälter. Die daraus resultierenden Mehrkosten führen zum Wunsch nach einer einfacheren und kostengünstigeren Formge bung der Kunststoffbauteile und damit nach einem alternativen Verfahren zur Erstellung einer fluiddichten Verbindung eines aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Behälters mit einem Verschluss bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff. As raw materials for the extrusion of the plastic tube used for the extrusion blow molding process thermoplastic materials, in particular polyolefins, such as polyethylene, polypropylene, and their derivatives or copolymers are used. The thermoplastics or parts thereof may be one or more layers ausgebil det and / or colored. Condition for the usable plastics is their suitability for the extrusion blow molding of the plastic container. Depending on the nature of the substance to be poured, the plastic containers are often provided with under different pourers or similar functional parts. The pourer is to allow, for example, a spill-free pouring, a dosage simpli chen or allow a planar spreading of the substance contained in the container. In addition to the adaptation to the respective substance, the use of a pourer also has the advantage that the same type of plastic container can be equipped with egg nem different pourer depending on the wishes of the bottler. The spout can be equipped with devices that allow the container to be closed. Example, as may be hinged to the top of the pourer, a pivotable cover part. Alternatively, means may be provided on the spout or on the container neck, which allow a positive connection, for example with a screw cap. The means may be, for example, male threaded sections or slotted guides for a Bajo nice closure and the like, which cooperate with correspondingly formed formschlüssi gene elements on the closure part. The spout and / or the closing part usually consist of a pourable in an injection molding process thermoplastic polymer, such as a polyolefin, in particular polypropylene. The formation of the means for the positive connection with a closure part requires special designs of the injection mold for the functional part and / or the United closing part and / or the blow mold for the plastic container. The resulting additional costs lead to the desire for a simpler and less expensive Formge environment of plastic components and thus for an alternative method for creating a fluid-tight connection of a thermoplastic plastic container with a closure or with a functional part made of a thermoplastic material.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher ein Verfahren zum fluiddichten Verbin den eines aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Behälters mit einem Ver schluss bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff bereitzustel len, welches es erlaubt, die Kunststoffbehälter und/oder die Funktionsteile und/oder die Verschlussteile mit einfacheren Geometrien herzustellen. Die erfindungsgemässe Lösung der vorstehend geschilderten Aufgaben besteht in einem Verfahren zum fluiddichten Verbinden eines aus einem thermoplastischen Kunststoff be stehenden Behälters mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff und in einem daraus resultierenden Kunststoffbehälter mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche. Weiterbildungen und/oder vorteilhaf te Ausführungsvarianten der Erfindung sind Gegenstand der abhängigen Patentansprüche. The object of the present invention is therefore a method for fluid-tight connec the one consisting of a thermoplastic plastic container with a United or bereitzustel len with a functional part of a thermoplastic plastic, which allows the plastic container and / or the functional parts and / or make the fasteners with simpler geometries. The inventive solution of the above-described objects consists in a method for fluid-tight connection of a thermoplastic container be stationary container with a closure part or with a functional part made of a thermoplastic material and in a resulting plastic container with the features of the independent claims. Further developments and / or vorteilhaf te embodiments of the invention are the subject of the dependent claims.
Die Erfindung schlägt ein Verfahren zum fluiddichten Verbinden eines aus einem wenigs tens bereichsweise ein- oder mehrschichtig extrudierten thermoplastischen Kunststoff schlauch bzw. eines aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig gespritz ten und/oder fliessgepressten Preform blasgeformten Behälters mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff vor. Dabei bilden das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil einen ersten Fügepartner und der Behälterhals einen zweiten Fügepartner. Ein Verbindungsbereich zwischen den beiden Fügepartnem, nämlich dem Kunststoffbehälter und dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil, ist in bzw. an dem Behälterhals des Kunststoffbehälters gebildet. Der Behälterhals ist frei von Strukturierungen zur festen Verbindung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils an dem Behälterhals ausgebildet. Die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fü gepartner wird mit Hilfe von eingestrahlter Faserenergie erstellt. Dabei ist ein von der ein gestrahlten Faserenergie zuerst beaufschlagter Fügepartner wenigstens teilweise transpa rent gegenüber der eingestrahlten Faserenergie. Die eingestrahlte Faserenergie wird we nigstens zum Teil in dem Verbindungsbereich absorbiert, in dem der erste und der zweite Fügepartner unter Krafteinwirkung aneinander anliegen. Mit Hilfe der eingestrahlten Fase renergie wird eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Fügepart nern durch Aufschmelzen des ersten Fügepartners und/oder des zweiten Fügepartners im Verbindungsbereich und anschließendem Erstarren des aufgeschmolzenen Kunststoffs erstellt. Der Kunststoff des ersten Fügepartners und der Kunststoff des zweiten Fügepart ners sind im Verbindungsbereich miteinander kompatibel. The invention proposes a method for the fluid-tight connection of a least one area partially mono- or multi-layer extruded thermoplastic hose or one of an at least partially one or more layers gespritz th and / or flow-molded preform blow-molded container with a closure member or with a functional part made of a thermoplastic material. In this case, the closure part or the functional part form a first joining partner and the container neck a second joining partner. A connection region between the two joining partners, namely the plastic container and the closure part or the functional part, is formed in or on the container neck of the plastic container. The container neck is formed free of structuring for the fixed connection of the closure part or the functional part to the container neck. The connection between the first and the second joint partner is created with the aid of irradiated fiber energy. In this case, a joining partner which is first acted upon by a blasted fiber energy is at least partially transparent to the incident fiber energy. The irradiated fiber energy is at least partially absorbed in the connection region in which the first and the second joining partners abut each other under the action of force. With the help of the radiated chamfer renergie an insoluble cohesive connection between the two joining partners is made by melting the first joining partner and / or the second joining partner in the connection area and subsequent solidification of the molten plastic. The plastic of the first joining partner and the plastic of the second joining part ners are compatible with each other in the connection area.
Im Gegensatz zu den bekannten formschlüssigen oder kraftschlüssigen Verbindungsarten zwischen dem Behälterhals und einem Verschlussteil bzw. einem Funktionsteil, beispiels weise einem Ausgiesser, werden bei dem vorgeschlagenen Verfahren die beiden Fügepart ner in einem Faserschweissverfahren stoffschlüssig miteinander verbunden. Die Kompabi- lität der beiden Kunststoffe, nämlich des Kunststoffs des ersten Fügepartners und des Kunststoffs des zweiten Fügepartners, ermöglicht eine sichere, also mechanisch belastbare und fluiddichte Schweissverbindung. Die Kompabilität kann dadurch charakterisiert wer den, dass eine Durchmischungslänge d so lang ist, dass sich Verschlaufungen ausbilden können. Dabei ist die Durchmischungslänge größer oder gleich der sogenannten kritischen Länge lc, ab welcher Verschlaufungen in Polymeren auftreten (d > lc). Es gelte für die kriti sche Länge: lc = b*(Mc / (6*MO))0,5 In contrast to the known form-fitting or frictional connection types between the container neck and a closure part or a functional part, example, a spout, the two joining part ner are materially connected together in a fiber welding process in the proposed method. The compa The quality of the two plastics, namely the plastic of the first joining partner and the plastic of the second joining partner, enables a secure, ie mechanically loadable and fluid-tight welded connection. The compatibility can be characterized by who, that a mixing length d is so long that entanglements can form. Here, the mixing length is greater than or equal to the so-called critical length l c , from which entanglements occur in polymers (d> l c ). For the critical length we have: l c = b * (M c / (6 * MO)) 0.5
mit With
lc kritische Länge l c critical length
b Kuhn-Segmentlänge b Kuhn segment length
Mc kritische Molmasse, ab der Verschlaufungen auftreten M c is the critical molecular mass from which entanglements occur
MO Molmasse des Monomeren MO molecular weight of the monomer
Genauer kann die Durchmischungslänge d nach der Helfand-Lormel definiert werden, wie folgt: d = b / (6*c)(0,5) More specifically, the blending length d can be defined according to the Helfand formula, as follows: d = b / (6 * c) (0.5)
mit With
d Durchmischungslänge (intermingling length) d intermingling length
b Kuhn-Segmentlänge b Kuhn segment length
c Llory-Huggins-Parameter hierbei kann c nach Hansen definiert sein, wie folgt: c = (D2)*l00 / (4*R*T) c Llory-Huggins parameter can be defined c according to Hansen, as follows: c = (D 2 ) * l00 / (4 * R * T)
mit With
D Hansen Abstand (HSP)  D Hansen distance (HSP)
R ideale Gaskonstante  R ideal gas constant
T Temperatur  T temperature
2 2
wobei D nach Hansen definiert sein kann, wie folgt D2 = 4*(Dϋi + Dϋ2)2 + (DRi - DR2)2 + (DHi + DH2)2 where D can be defined according to Hansen, as follows D 2 = 4 * (Dϋi + Dϋ 2 ) 2 + (DRi - DR 2 ) 2 + (DHi + DH 2 ) 2
mit With
Dϋ dispensiver Anteil des Hansen-Löslichkeitsparameters für den ersten Fügepartner Dϋ2 dispensiver Anteil des Hansen-Löslichkeitsparameters für den zweiten Fügepartner DR polarer Anteil des Hansen-Löslichkeitsparameters für den ersten Fügepartner DR2 polarer Anteil des Hansen-Löslichkeitsparameters für den zweiten Fügepartner DH Anteil der Wasserstoffbrückenbildung für ersten Fügepartner Dϋ dispensiv part of the Hansen solubility parameter for the first joining partner Dϋ 2 dispensiv part of the Hansen solubility parameter for the second joining partner DR polar part of the Hansen solubility parameter for the first joining partner DR 2 polar part of the Hansen solubility parameter for the second joining partner DH proportion of hydrogen bonding for the first joint partner
DH2 Anteil der Wasserstoffbrückenbildung für zweiten Fügepartner DH 2 fraction of hydrogen bonding for second joining partners
Durch die Kompabilität der beiden Kunststoffe können die Polymere im Idealfall an ihrer Grenzfläche co-kontinuierliche Phasen und so Verschlaufungen von Molekülketten durch Interdiffusion ausbilden. Durch die Kompabilität der beiden Kunststoffe kann im Behälter hals wenigstens im Verbindungsbereich auf jegliche Strukturierung zur Festlegung der Verschlussteils bzw. des Funktionsteils verzichtet werden. Strukturierungen zur Festlegung können beipielsweise Gewinde oder Abschnitte hiervon, Schnappelemente, Kulissenfüh rungen oder auch Bajonettelemente sein. In seiner einfachsten Ausführungsform gleicht der Behälterhals im Bereich seiner Aufnahme für das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil einem Hohlzylinder. Analoges gilt für die zur Verbindung dienenden Abschnitte des Ver schlussteils bzw. des Funktionsteils. In ihrer einfachsten Ausgestaltung ist wenigstens der dem Behälterhals zugewandte Bereich des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils plan, also frei von Vorsprüngen und/ oder Rücksprüngen. Da das vorgeschlagene Verfahren auf die Verbindung eines Verschlussteils bzw. eines Funktionsteils an einen Behälterhals ge richtet ist, bestehen an die weitere Ausgestaltung des Kunststoffbehälters keine besonderen Anforderungen. So sind von dem Begriff„Kunststoffbehälter“ Flaschen, Tuben und sons tige Artikel aus Kunststoff umfasst, die ein Verschlussteil oder ein Funktionsteil aufwei sen. Das in dem Kunststoffbehälter zu bevorratende Produkt, Füllgut genannt, kann nach dem Fügen des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils an den Behälterhals eingefüllt wer den. Dies kann durch eine Öffnung im Verschlussteil bzw. im Funktionsteil erfolgen. Bei Tuben kann das Füllgut in eine dem Verschlussteil bzw. im Funktionsteil gegenüberlie gende Öffnung eingefüllt werden, wobei dieses Ende nach dem Einfüllen in der Regel durch Kleben oder Schweissen fluiddicht verschlossen wird. Auch kann das Füllgut vor dem Fügen des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils an den Behälterhals eingefüllt wer- den. Insbesondere bei flüssigem Füllgut in Verbindung mit Kunststoffbehälter mit einem geschlossenen Boden kann der Kunststoffbehälter bereits mittels dem flüssigen Füllgut in der Blasform in seine endgültige Form gebracht werden und hierbei bereits in dem Kunst stoffbehälter verbleiben. Beim Laserschweissen wird im Verbindungsbereich der beiden unter Krafteinwirkung aneinander anliegenden Fügepartner durch die Absorption der ein gestrahlten Laserenergie eine gemeinsame Schmelze ausgebildet, in die beide Fügepartner hineingedrückt werden, und die beim Erkalten zu der stoffschlüssigen Verbindung führt. Die Verbindung ist fluiddicht und unlösbar bzw. nur durch Gewaltanwendung auftrennbar. Die gemeinsame Schmelze kann bedingen, dass beide Fügepartner im Verbindungsbereich an ihren Grenzflächen verflüssigt wurden. In idealer Weise ist keiner der Fügepartner über dessen Ceiling-Temperatur, respektive dessen Zersetzungstemperatur erwärmt worden. Bei amorphen Thermoplasten soll die Glasübergangstemperatur überschritten worden sein. Bei teilkristallinen Thermoplasten soll die Kristallitschmelztemperatur überschritten worden sein. Durch das vorgeschlagene Verfahren können die Blasform und die Spritz giessform bzw. Fliesspressform einfacher ausgebildet werden. Der Kunststoffbehälter kann mit we niger Materialeinsatz hergestellt werden. Auch die Entformung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils nach dem Spritzgiess- bzw. Fliesspressverfahren kann vereinfacht durchgeführt werden. Dadurch können die Bauteile kostengünstiger gefertigt werden. Dadurch, dass das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil nicht oder nur geringfügig über den Mündungsrand des Kunststoffbehälters überstehen kann, ergeben sich auch neue Ge staltungsmöglichkeiten für die Behälter. Due to the compatibility of the two plastics, the polymers can ideally form co-continuous phases at their interface and thus entanglements of molecular chains by interdiffusion. Due to the compatibility of the two plastics, at least in the connection region, any structuring for fixing the closure part or the functional part can be dispensed with in the container neck. Structuring for fixing can beipielsweise threads or portions thereof, snap elements, Kulissenfüh ments or bayonet elements. In its simplest embodiment, the container neck is similar to a hollow cylinder in the region of its receptacle for the closure part or the functional part. The same applies to the serving for connection portions of the United closure part or the functional part. In its simplest embodiment, at least the region of the closure part or the functional part facing the container neck is planar, that is to say free from projections and / or recesses. Since the proposed method is directed to the connection of a closure part or a functional part to a container neck GE, there are no special requirements for the further embodiment of the plastic container. Thus, the term "plastic container" bottles, tubes and the like term plastic articles comprising a closure part or a functional part aufwei sen. The product to be stocked in the plastic container, called contents, can be filled after the joining of the closure part or the functional part of the container neck who the. This can be done through an opening in the closure part or in the functional part. In tubes, the contents can be filled in a the closing part or in the functional part gegenüberlie ing opening, said end is sealed fluid-tight after filling usually by gluing or welding. Also, the filling material can be filled before the joining of the closure part or of the functional part to the container neck. the. In particular, in the case of liquid filling material in conjunction with plastic containers with a closed bottom, the plastic container can already be brought into its final shape by means of the liquid filling material in the blow mold and in this case remain in the plastic container. During laser welding, a common melt is formed in the connection region of the two mutually adjacent joining partners due to the absorption of a blasted laser energy, into which both joining partners are forced, and which leads to the cohesive connection on cooling. The compound is fluid-tight and insoluble or separable only by the use of force. The common melt may mean that both joining partners have been liquefied in the bond area at their interfaces. Ideally, none of the joining partners has been heated above its ceiling temperature or its decomposition temperature. For amorphous thermoplastics, the glass transition temperature should have been exceeded. In semicrystalline thermoplastics, the crystallite melting temperature has been exceeded. By the proposed method, the blow mold and the injection mold or extrusion mold can be made simpler. The plastic container can be made with we niger material use. The demolding of the closure part or of the functional part by the injection molding or extrusion molding process can also be carried out in a simplified manner. As a result, the components can be manufactured more cheaply. The fact that the closure part or the functional part can not survive or only slightly beyond the mouth edge of the plastic container, there are also new Ge staltungsmöglichkeiten for the container.
Es versteht sich, dass sich zur Erzeugung der Verbindung der erste Fügepartner und der zweite Fügepartner, die in der Regel beide flächig ausgebildet sind, einander überlappen. Die zwischen dem ersten Fügepartner und dem zweiten Fügepartner erzeugte stoffschlüs sige Verbindung ist unlösbar bzw. nur durch Gewaltanwendung auftrennbar. Entweder dererste oder der zweite Fügepartner besteht aus einem thermoplastischen Kunststoff, der die eingestrahlte Faserenergie zumindest teilweise absorbiert. In der Regel wird der Füge partner die Faserenergie zumindest teilweise absorbieren, der als zweites mit der Faser energie beaufschlagt wird. Hierdurch kann die teilweise Absorption über den Verbin dungsbereich hinaus auch in angrenzende Bereiche des ersten oder zweiten Fügepartners erfolgen. Die zumindest teilweise Absorption der eingestrahlten Faserenergie ist somit nicht auf den Verbindungsbereich begrenzt. Im Verbindungsbereich kann ein Additiv an- geordnet werden, das den Energieeintrag in die beiden Fügepartner durch wenigstens teil weise Absorption der eingestrahlten Laserenergie unterstützt. Dadurch kann die zumindest teilweise Absorption der eingestrahlten Laserenergie besser auf den Verbindungsbereich begrenzt werden. In der Regel sind hierbei beide Fügepartner für die eingestrahlte Laser energie zumindest teilweise transparent. Das Additiv und/oder der Kunststoff kann Füll stoffe besitzen, die die Wellenlänge des eingestrahlten Laserlichts zumindest teilweise ab sorbieren. Das Additiv kann auf oder in einem der Fügepartner oder auch auf oder in beide Fügepartner insbesondere in dem Verbindungsbereich aufgetragen sein oder in den Kunst stoff zumindest im Verbindungsbereich eingebettet sein. Auch kann der Kunststoff als sol ches bereits gegenüber der eingetrahlten Laserenergie zumindest teilweise absorbierend sein, so dass auf eine Zugabe von absorbierenden Füllstoffen und/oder absorbierenden Ad ditiv verzichtet werden kann. Ferner kann auch ein die eingestrahlte Laserenergie zumin dest teilweise absorbierender Kunststoff zusätzlich mit einem Additiv in dem Verbin dungsbereich kombiniert sein. Bei geeigneter Auswahl des Additivs kann die Absorption durch teilweise Reflexion an den Füllstoffen unterstützt werden. Durch ein Anordnen des Additivs in dem Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepartner kann die Laserenergie direkt dort eingebracht werden, wo sie zum Ausbilden der gemein samen Schmelze benötigt wird. Im Grunde ist damit, wenn erforderlich, das punktförmige Einbringen der Laserenergie möglich. Entsprechend sind keine großflächigen Erwärmun gen der Fügepartner notwendig, die diese schädigen könnten. Das erfindungsgemässe Ver fahren nimmt Anleihen bei bekannten Laserschweissverfahren für flächige Bauteile und erfordert nur unwesentliche Modifikationen im apparativen Aufbau. It is understood that the first joining partner and the second joining partner, which are generally both flat, overlap each other to produce the connection. The stoffschlüs sige connection generated between the first joining partner and the second joint partner is insoluble or separable only by the use of force. Either the first or the second joint partner consists of a thermoplastic material which at least partially absorbs the incident fiber energy. In general, the joining partner will at least partially absorb the fiber energy, which is secondarily acted upon by the fiber energy. In this way, the partial absorption beyond the connec tion range can also be done in adjacent areas of the first or second joining partner. The at least partial absorption of the incident fiber energy is thus not limited to the connection region. In the connection area, an additive can be are ordered, which supports the energy input into the two joining partners by at least partially absorbing the irradiated laser energy. As a result, the at least partial absorption of the irradiated laser energy can be better limited to the connection region. As a rule, both joining partners for the irradiated laser energy are at least partially transparent. The additive and / or the plastic may have filling substances which at least partially absorb the wavelength of the irradiated laser light. The additive may be applied to or in one of the joining partners or also on or in both joining partners, in particular in the connection region, or be embedded in the synthetic material, at least in the connection region. Also, the plastic as sol Ches already be at least partially absorbent to the radiated laser energy, so that can be dispensed additive to the addition of absorbent fillers and / or absorbent Ad. Furthermore, a laser energy at least partially absorbing the irradiated laser energy may additionally be combined with an additive in the connec tion area. With appropriate selection of the additive, absorption may be assisted by partial reflection on the fillers. By arranging the additive in the connection region between the first and the second joining partner, the laser energy can be introduced directly where it is needed to form the common melt. Basically, if necessary, the punctiform introduction of the laser energy is possible. Accordingly, no large-scale Erwärmun conditions of joining partners are necessary, which could damage them. The inventive drive Ver borrowed in known laser welding for flat components and requires only minor modifications in the apparatus design.
Gemäß einer modifizierten Ausführungsvariante der Erfindung kann das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil nur zum Teil aus einem Kunststoff bestehen, der die eingestrahlte Laserenergie zumindest teilweise absorbiert. Beispielsweise weist das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil einen Abschnitt auf, der aus einem für die eingestrahlte Laserenergie transparenten Kunststoff besteht. An diesen Abschnitt kann ein Kunststoff anschliessen, der die eingestrahlte Laserenergie zumindest teilweise absorbiert. Dieser Kunststoff kann beispielsweise in einem 2K-Spritzgiessverfahren aufgebracht werden. Der absorbierende Kunststoff unterscheidet sich vom transparenten Kunststoff dadurch, dass ihm Füllstoffe und/oder ein Additiv zugemischt wurden, die die Laserenergie zumindest teilweise absor bieren. Das Additiv kann im Verbindungsbereich wenigstens an demjenigen der Fügepartner an geordnet werden, der von der eingestrahlten Laserenergie nach dem wenigsten teilweisen Durchstrahlen des anderen Fügepartners erreicht wird. Damit ist beispielsweise der erste, respektive der zweite Fügepartner weitgehend durchgängig für die Wellenlänge des einge setzten Laserlichts, welches an dem zweiten, respektive dem ersten Fügepartner zumindest teilweise absorbiert wird. Die Energieaufnahme über das Additiv einerseits und die Wär mestrahlung andererseits reicht aus, um unterstützt von dem Kraftschluss zwischen den beiden Fügepartnem, einen Stoffschluss zu erzeugen. Das Additiv kann auch an oder in dem zweiten, respektive ersten Fügepartner vorgesehen sein, der erst nach dem Durchstra hlen des ersten, respektive des zweiten Fügepartners mit der Laserenergie beaufschlagt wird. Das Additiv kann als Beschichtung aufgetragen oder auch als zweite Kunststoffkom ponente bei der Fertigung des Bauteils durch Überspritzen aufgebracht werden. Das Be schichten kann auch durch Tintenstrahldruck, Tampondruck, Flexodruck oder ähnliches erfolgen. Als Beschichtung werden Werkstoffe eingesetzt, die aus Russ bestehen, Russ enthalten und/oder Stoffe enthalten, die zumindest teilweise die Laserenergie absorbieren. Statt Russ kann hierbei auch eine Multipurpose Kaschierung eingesetzt werden. According to a modified embodiment of the invention, the closure part or the functional part can only partially consist of a plastic which at least partially absorbs the incident laser energy. For example, the closure part or the functional part has a section which consists of a plastic which is transparent to the incident laser energy. At this section can connect a plastic that absorbs at least partially the incident laser energy. This plastic can be applied, for example, in a 2K injection molding. The absorbent plastic differs from the transparent plastic in that it fillers and / or an additive were admixed, which absorb the laser energy at least partially absorb. The additive can be arranged in the connection region at least on that of the joining partners, which is achieved by the irradiated laser energy after the least partial irradiation of the other joining partner. Thus, for example, the first, respectively the second joining partner is largely continuous for the wavelength of the laser light is used, which is at least partially absorbed at the second, respectively the first joining partner. The energy consumption via the additive on the one hand and the heat radiation on the other hand is sufficient to produce a material bond, supported by the frictional connection between the two joining partners. The additive can also be provided on or in the second, respectively first joint partner, which is only exposed to the laser energy after the straightening of the first, respectively the second joining partner. The additive can be applied as a coating or applied as a second component Kunststoffkom during the manufacture of the component by overspraying. Be the layers can also be done by inkjet printing, pad printing, flexographic printing or the like. As coating materials are used, which consist of soot contain soot and / or contain substances that absorb at least partially the laser energy. Instead Russ can also be used a Multipurpose lamination.
In einer Verfahrensvariante der Erfindung wird das Additiv wenigstens in den Kunststoff der Verbindungsbereichs des ersten und/oder des zweiten Fügepartners eingebettet. Die derart ausgebildeten Fügepartner können beispielsweise in einem speziellen 2K- Kunststoffspritzverfahren hergestellt werden. Schliesslich kann auch vorgesehen sein, dass das Laserenergie-absorbierende Additiv im wesentlichen gleichmässig wenigstens über den Verbindungsbereich des zweiten Fügepartners verteilt, vorzugsweise darin eingebettet, wird. In a process variant of the invention, the additive is embedded at least in the plastic of the connection region of the first and / or the second joining partner. The joining partners formed in this way can be produced, for example, in a special 2K plastic injection molding process. Finally, it can also be provided that the laser energy-absorbing additive is distributed substantially uniformly, at least over the connecting region of the second joining partner, preferably embedded therein.
In einer Variante dieses Faserschweissverfahrens wird das Verschlussteil bzw. das Funkti onsteil derart am Behälterhals des Kunststoffbehälters vormontiert, dass eine von dem Ver schlussteil bzw. das Funktionsteil abragende umlaufende Dichtschürze eine Aussenwan- dung des Behälterhalses des Kunststoffbehälters wenigstens bereichsweise übergreift. Hierbei bilden die Aussenwandung und die abragende umlaufende Dichtschürze den Ver bindung sbereich. Die umlaufende Dichtschürze ist dabei wenigstens zum Teil für die ein gestrahlte Faserenergie transparent, während der angrenzende Behälterhals des Kunststoff- behälters, an dem die Dichtschürze unter Krafteinwirkung, die durch Vorspannung erzeugt wird, anliegt, wenigstens im Verbindungsbereich gegenüber der eingestrahlten Laserener gie absorbierend ist. In a variant of this fiber welding method, the closure part or the functional part is preassembled on the container neck of the plastic container such that a circumferential sealing skirt protruding from the closure part or the functional part overlaps an outer wall of the container neck of the plastic container at least regionally. Here, the outer wall and the protruding circumferential sealing skirt form the connection area. The peripheral sealing skirt is at least partially transparent to the one radiated fiber energy, while the adjacent container neck of the plastic container, on which the sealing skirt under force, which is generated by bias, is applied, at least in the connection region with respect to the irradiated laser energy absorbing.
Bei einer alternativen Variante des Laserschweis s Verfahrens wird das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil derart am Behälterhals des Kunststoffbehälters vormontiert, dass eine davon abragende umlaufende Dichtschürze durch eine Behältermündung in das Innere des Behälterhalses des Kunststoffbehälters ragt und unter Krafteinwirkung, die durch Vor spannung erzeugt wird, an einer Innenwandung des Behälterhalses anliegt. Hierbei bilden die Innenwandung und die abragende umlaufende Dichtschürze den Verbindungsbereich. Der Behälterhals des Kunststoffbehälters ist gegenüber der eingestrahlten Laserenergie wenigstens zum Teil transparent während die Dichtschürze wenigstens im angrenzenden Verbindungsbereich gegenüber der eingestrahlten Laserenergie absorbierend ist. Insbeson der in Verbindung mit dem EBM-Verfahren kann der Behälterhals an seiner Innenwan dung gratfrei ausgebildet sein. Diese gewünschte Gratfreiheit kann dadurch unterstützt werden, dass die Innenwandung des Behälterhalses mittels eines Kalibrierdorns kalibriert wird. In an alternative variant of the laser welding method, the closure part or the functional part is pre-mounted on the container neck of the plastic container such that a protruding circumferential sealing skirt protrudes through a container mouth into the interior of the container neck of the plastic container and under force, which is generated by voltage before, abuts against an inner wall of the container neck. Here, the inner wall and the projecting circumferential sealing skirt form the connection area. The container neck of the plastic container is at least partially transparent to the incident laser energy while the sealing skirt is absorbent at least in the adjacent connection region with respect to the irradiated laser energy. In particular, in connection with the EBM method, the container neck can be made burr-free on its Innenwan. This desired freedom from burrs can be assisted by calibrating the inner wall of the container neck by means of a calibration mandrel.
Der mit Hilfe der ein gestrahlten Laserenergie im Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepartner erzeugte Stoffschluss führt zu einer umlaufenden Laser- schweissnaht, die eine axiale Ausdehnung von 0,005 mm bis 0,8 mm, vorzugsweise 0,1 mm bis 0,2 mm aufweist. The fabric bond produced with the aid of a blasted laser energy in the connection region between the first and the second joining partner leads to a circumferential laser weld having an axial extent of 0.005 mm to 0.8 mm, preferably 0.1 mm to 0.2 mm ,
Bei einer alternativen Verfahrens Variante des Laserschweissens wird ein sich radial erstre ckender, umlaufender Flansch des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils wenigstens wäh rend des Einbringens der Laserenergie unter Krafteinwirkung gegen eine ringförmig um laufende Mündungsfläche gepresst, die eine Behältermündung an dem Behälterhals des Kunststoffbehälters berandet. Hierbei bilden der sich radial erstreckende, umlaufende Flansch und die ringförmig umlaufende Mündungsfläche den Verbindungsbereich. Der auf der Mündungsfläche aufliegende Flansch ist wenigstens zum Teil gegenüber der einge strahlten Laserenergie transparent, während wenigstens die Mündungsfläche und gegebe nenfalls der axial daran anschliessende Abschnitt des Behälterhalses wenigstens zum Teil gegenüber der eingestrahlten Laserenergie absorbierend ausgebildet ist. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist der erste, respektive der zweite Fügepartner im Verbindungsbereich eine ringförmig umlaufende Rippe aufweist, die einen Setzweg des ersten und/oder des zweiten Fügepartners vorbestimmt, und die während des Einstrahlens der Faserenergie aufgeschmolzen wird. Durch diese Rippe kann die Einstrahlenergie des Fasers gegenüber einem vollflächigen Aufschmelzen verringert sein. Die aufgeschmolzene Rippe kann die Schmelze ausbilden, in die die Fügepartner ge presst werden können. Nach dem Erkalten der Schmelze kann eine fluiddichte unlösbare Verbindung der beiden Fügepartner ausgebildet sein. Es ist nicht zwingend erforderlich, dass das Fügeteil, an dem die Rippe nicht ausgebildet ist, ebenfalls im Verbindungsbereich angeschmolzen wird, meist erreicht ein Erwärmen über die Glasübergangstemperatur, um eine ausreichend gute Verbindung zwischen den Fügepartnern zu erzeugen. In einer Aus führungsvariante kann an einer der Mündungsfläche des Behälterhalses zugewandten Un terseite des radial umlaufenden Flansches des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils eine von der Unterseite abragende ringförmig umlaufende Rippe ausgebildet sein. Für die stoff schlüssige Verbindung werden das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil derart in Bezug auf den Halsbereich des Kunststoffbehälters ausgerichtet, dass die ringförmig umlaufende Rippe etwa mittig der radialen Erstreckung der Mündungsfläche aufliegt. Da die einge- brachte Faserenergie lediglich ausreichend sein kann, die Rippe aufzuschmelzen und nicht zusätzlich die Fläche, auf die die Rippe aufbaut, wird in dem vorliegenden Fall das Ver schlussteil bzw. das Funktionsteil soweit in die durch die aufgeschmolzene Rippe gebildete Schmelze gedrückt, bis die Mündungsfläche des Behälterhalses und die Unterseite des ra dial umlaufenden Flansches des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils aneinander anlie- gen. Alternativ kann die Rippe statt an der Unterseite des radial umlaufenden Flansches auch an der Mündungsfläche des Behälterhalses ausgebildet sein. In einer weiteren Aus führungsvariante kann die ringförmig umlaufende Rippe an einer dem Behälterhals zuge wandten Seite der Dichtschürze des Verschlussteils bzw. des Fügeteils ausgebildet sein. Hierbei kann die Rippe an einer Außenwandung der Dichtschürze ausgebildet sein, wenn die Dichtschürze in dem Behälterhals angeordnet werden soll oder an einer Innenwandung der Dichtschürze, wenn die Dichtschürze über den Behälterhals gestülpt werden soll. Al ternativ kann die Rippe auch statt an der Dichtschürze an dem Behälterhals ausgebildet sein. Insbesondere, wenn die Dichtschürze über den Behälterhals gestülpt werden soll, ist es aus fertigungstechnischem Überlegungen möglicherweise besser, die Rippe an einer Aussenwandung des Behälterhalses anzuordnen. In an alternative method variant of the laser welding, a radially erstreckender, circumferential flange of the closure part or the functional part is pressed at least currency end of the introduction of the laser energy under force against a ring around current orifice surface, which bounds a container mouth to the container neck of the plastic container. Here, the radially extending, circumferential flange and the annular circumferential orifice surface form the connection region. The resting on the muzzle surface flange is at least partially transparent to the radiated laser energy, while at least the mouth surface and, where appropriate, the axially adjoining portion of the container neck is formed at least partially absorbing against the incident laser energy. According to a further embodiment of the invention, the first, respectively the second joining partner in the connecting region has an annular circumferential rib which predetermines a setting path of the first and / or the second joining partner, and which is melted during the irradiation of the fiber energy. By this rib, the irradiation energy of the fiber can be reduced compared to a full-surface melting. The melted rib can form the melt into which the joining partners can be pressed ge. After the melt has cooled, a fluid-tight, non-detachable connection of the two joining partners can be formed. It is not absolutely necessary for the joining part, on which the rib is not formed, to likewise be melted in the connection area, usually heating above the glass transition temperature in order to produce a sufficiently good connection between the joining partners. In one embodiment, a ring-shaped circumferential rib protruding from the underside of the radially encircling flange of the closure part or of the functional part may be formed on one of the mouth surface of the container neck. For the cohesive connection, the closure part or the functional part are aligned with respect to the neck region of the plastic container in such a way that the annular circumferential rib rests approximately in the middle of the radial extent of the mouth surface. Since the introduced fiber energy can only be sufficient to melt the rib and not additionally the surface on which the rib builds up, in the present case the closing part or the functional part is pressed into the melt formed by the melted rib, until Alternatively, the rib may also be formed on the mouth surface of the container neck instead of on the underside of the radially encircling flange. In a further embodiment, the annular circumferential rib may be formed on a side of the sealing skirt of the closure part or of the joining part facing the container neck. Here, the rib may be formed on an outer wall of the sealing skirt when the sealing skirt is to be arranged in the container neck or on an inner wall of the sealing skirt when the sealing skirt is to be slipped over the container neck. Alternatively, the rib may also be formed on the container neck instead of on the sealing skirt. In particular, when the sealing skirt is to be slipped over the container neck is it may be better from manufacturing considerations, to arrange the rib on an outer wall of the container neck.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist die ringförmig umlaufen de Rippe einen sich zu ihrem abragenden Ende verjüngenden Querschnitt auf. Die Rippe weist eine Höhe zwischen etwa 0,05 mm und etwa 1,0 mm und eine maximale Breite zwi schen 0,1 mm und 1,0 mm auf. Die Höhe kann zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,5 mm bei einem Durchmesser der Behältermündung von kleiner als 50 mm und zwischen etwa 0,1 mm und etwa 1,0 mm bei einem Durchmesser der Behältermündung zwischen 50 mm und etwa 100 mm sein. Die maximale Breite kann zwischen etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm bei einem Durchmesser der Behältermündung von kleiner als 50 mm und zwischen etwa 0,2 mm bis etwa 1 mm bei einem Durchmesser der Behältermündung zwischen 50 mm und etwa 100 mm sein. According to a further exemplary embodiment of the invention, the annularly circulating de rib has a cross section which tapers to its projecting end. The rib has a height between about 0.05 mm and about 1.0 mm and a maximum width between 0.1 mm and 1.0 mm. The height may be between about 0.05 mm and about 0.5 mm with a diameter of the container mouth of less than 50 mm and between about 0.1 mm and about 1.0 mm with a diameter of the container mouth between 50 mm and about 100 mm his. The maximum width may be between about 0.1 mm to about 0.5 mm with a diameter of the container mouth of less than 50 mm and between about 0.2 mm to about 1 mm with a diameter of the container mouth between 50 mm and about 100 mm ,
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Laserenergie in einem Bereich eines Kegels mit einem halben Öffnungswinkel von kleiner als etwa 20°, bevor zugt kleiner als etwa 7° und besonders bevorzugt kleiner als etwa 2° eingestrahlt, wobei die Mittelachse des Kegels im Verbindungsbereich senkrecht auf eine Aussenwandung des Fügeteils steht, das durch die Laserenergie zuerst beaufschlagt wird. Damit kann auch ein Kunststoffbehälter und ein Verschlussteil bzw. Funktionsteil miteinader gefügt werden, deren Form sich entlang der Schweis snaht krümmt. Idealerweise wird die Laserenergie im Verbindungsbereich senkrecht auf eine Aussenwandung des Fügeteils eingebracht, da hierdurch der Laserenergiebedarf am geringsten ist. According to a further exemplary embodiment of the invention, the laser energy is radiated in a region of a cone having a half opening angle of less than approximately 20 °, preferably less than approximately 7 ° and particularly preferably less than approximately 2 °, the central axis of the cone being perpendicular in the connection region is on an outer wall of the joining part, which is acted upon by the laser energy first. Thus, a plastic container and a closure part or functional part miteinader be joined, the shape of which snaht curved along the weld. Ideally, the laser energy is introduced in the connection region perpendicular to an outer wall of the joining part, as this the laser energy requirement is the lowest.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird die Krafteinwirkung der art gewählt, dass eine Flächenpressung des ersten und des zweiten Fügeteils im Verbin dungsbereich zwischen etwa 5 MPa und etwa 35 MPa entsteht. Bevorzugt kann die Flä chenpressung von etwa 15 MPa bis etwa 30 MPa und besonders bevorzugt von etwa 20 MPa bis etwa 27 MPa gewählt werden. Die Krafteinwirkung kann dazu genutzt werden, die Fügepartner in die Schmelze zu drücken. In Verbindung mit der Rippe, die durch die Laserenergie geschmolzen wird und eine Schmelze ausbildet, kann durch die Flächenpres sung das eine Fügeteil gegenüber dem anderen Fügeteil um den Setzweg in die Schmelze gedrückt werden. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung wird mit Hilfe der eingestrahl ten Laserenergie im Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepart ner eine umlaufende Laserschweissnaht erzeugt, die eine Erstreckung zwischen etwa 0,01 mm und etwa 0,8 mm, bevorzugt zwischen etwa 0,05 mm und etwa 0,2 mm aufweist, die quer zur Umfangslinie der Laserschweißnaht in einer Ebene senkrecht zur Einstrahlrich tung der Laserenergie gemessen wird. According to a further embodiment of the invention, the force of the art is chosen such that a surface pressure of the first and second joining part in the connec tion range between about 5 MPa and about 35 MPa is formed. Preferably, the surface pressure may be selected from about 15 MPa to about 30 MPa, and more preferably from about 20 MPa to about 27 MPa. The force can be used to push the joining partners in the melt. In connection with the rib, which is melted by the laser energy and forms a melt, can be pressed by the Flächenpres solution, the one joining part relative to the other joining part to the setting path in the melt. According to a further embodiment of the invention, a circumferential laser weld seam is generated with the aid of the laser beam th beam laser in the connecting region between the first and the second joining part, which has an extension between about 0.01 mm and about 0.8 mm, preferably between about 0.05 mm and about 0.2 mm, which is measured transversely to the circumferential line of the laser weld in a plane perpendicular to Einstrahlrich direction of the laser energy.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung können für die lagegenaue Po sitionierung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils an dem Behälterhals an den beiden Fügepartnem auch noch Ausrichthilfen angeordnet sein. Diese können eine oder mehrere Kerben und Leisten oder dergleichen umfassen, die bei der Vormontage miteinander Zusammenwirken können.. According to a further exemplary embodiment of the invention, alignment guides can also be arranged on the container neck at the two joining partners for the positionally accurate positioning of the closure part or the functional part. These may include one or more notches and ridges or the like which may interact with each other during pre-assembly.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der Verbindungsbe reich sowohl des ein- oder mehrschichtig in einem Blasverfahren hergestellten Kunststoff behälters als auch der Verbindungsbereich des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils aus einem Kunststoff hergestellt, dessen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, polarer Kunst stoff ist, aus der Gruppe bestehend aus PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, Copolymeren der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispiels weise PEF oder PPF, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststof fe, gewählt wird Das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil kann auch in einem 2K- Spritzgiessverfahren hergestellt sein und unterschiedliche Kunststoffe umfassen. According to a further embodiment of the invention, the Verbindungsbe are rich both of the one or more layers produced in a blown plastic container and the connection region of the closure part or the functional part made of a plastic whose main component, ie 70% and more, is polar plastic material from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the listed plastics, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of The closure part or the functional part can also be produced in a 2K injection molding process and comprise different plastics.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung werden der Verbindungsbe reich sowohl des ein- oder mehrschichtig in einem Blasverfahren hergestellten Kunststoff behälters als auch der Verbindungsbereich des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils aus einem Kunststoff hergestellt, dessen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, unpolarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, Copolymeren der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PLA, ge füllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt wird. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung weist der erste, respektive der zweite Fügepartner im Verbindungsbereich ein Ringelement auf, das aus polarem Kunst stoff gefertigt ist, wenn der erste, respektive der zweite Fügepartner aus unpolarem Kunst stoff und der zweite, respektive der erste Fügepartner aus polarem Kunststoff gefertigt ist. Beispielsweise kann ein Kunststoffbehälter, der aus PET gefertigt ist, mit einem Ver schlusselement bzw. Funktionselement, welches aus PP gefertigt ist, fluiddicht verbunden werden, indem das aus PP gefertigte Verschlusselement ein Ringelement im Verbindungs bereich aufweist, welches aus PET gefertigt ist und somit mit dem aus PET gefertigten Kunststoffbehälter kompatibel und damit gut verschweissbar ist. Es ist nicht notwendig, dass sich der unpolare Kunststoff des Verschlusselements und der polare Kunststoff des Ringelements miteinander stoffschlüssig verbinden. Vielmehr kann es ausreichend sein, dass das Ringelement derart ausgebildet ist, dass es durch eine Umspritzung in dem Ver schlussteil bzw. dem Funktionsteil in axialer und radialer Richtung fixiert ist. Beispiels weise kann das Ringelement Rücksprünge oder Öffnungen aufweisen, in das der umsprit zende Kunststoff eindringen kann. Auch können Haftvermittler verwendet werden, um eine Haftung von PP und PET zu erzeugen. According to a further embodiment of the invention, the Verbindungsbe are rich both of the one or more layers produced in a blown plastic container and the connecting portion of the closure part or the functional part made of a plastic whose main component, ie 70% or more, is non-polar plastic, from the group consisting of HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of the cited plastics, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of said plastics is selected. According to a further embodiment of the invention, the first, respectively the second joining partner in the connection area on a ring element, which is made of polar plastic material, when the first, respectively the second joining partner of non-polar plastic and the second, respectively the first joint partner of polar Plastic is made. For example, a plastic container, which is made of PET, with a closing element Ver or functional element, which is made of PP, be connected fluid-tight by the closure element made of PP has a ring member in the connection area, which is made of PET and thus with the plastic container made of PET compatible and therefore good weldability. It is not necessary for the non-polar plastic of the closure element and the polar plastic of the ring element to bond to one another in a material-locking manner. Rather, it may be sufficient that the ring element is designed such that it is fixed by an encapsulation in the United locking part or the functional part in the axial and radial directions. For example, the ring element may have recesses or openings into which the umsprit Zende plastic can penetrate. Also, primers can be used to create adhesion of PP and PET.
Für die Erstellung der stoffschlüssigen, gegebenenfalls durch einen Kraftschluss unter stützten Verbindung zwischen den beiden Fügepartnern wird als Quelle für die eingestrahl te Laserenergie ein Laser mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1200 nm oder von 1800 nm bis 2400 nm eingesetzt, um den Fügepartner, auf den die Laserenergie zuerst auftrifft, zumindest teilweise durchdringen zu können, während der andere Fügepartner die Laser energie zumindest teilweise absorbiert. Laser dieser Wellenlängen liefern die gewünschte Energie, welche für die Erstellung der stoffschlüssigen Verbindung erforderlich ist. Bei spielsweise handelt es sich bei dem Laser um einen Diodenlaser. Diodenlaser weisen ge ringe Anschaffungs- und Wartungskosten auf, sind langlebig und leistungsstark. For the creation of the cohesive, possibly supported by a frictional connection between the two joining partners, a laser with a wavelength of 800 nm to 1200 nm or from 1800 nm to 2400 nm is used as the source for the incident laser energy to the joining partner the laser energy impinges first, to be able to penetrate at least partially, while the other joining partner, the laser energy at least partially absorbed. Lasers of these wavelengths provide the desired energy, which is required for the creation of the cohesive connection. For example, the laser is a diode laser. Diode lasers have low purchase and maintenance costs, are durable and powerful.
Bei einer Verfahrensvariante zur Verbindung von rotationssymmetrischen Fügepartnem kann die Laserenergie im Wesentlichen gleichzeitig über 360° eingestrahlt werden. Dies kann beispielsweise mit Hilfe einer speziellen Laseroptik erreicht werden. Bei Bedarf kann die eingestrahlte Laserenergie mit Hilfe von Abschirmblenden selektiv auf ausgewählte Winkelbereiche innerhalb von 360° konzentriert werden. Ferner können zum Verbinden von rotations symmetrischen Fügepartnem diese zum Einstrahlen der Laserenergie rotato- risch und/oder translatorisch an einem Laser vorbei bewegt werden. In der Regel wir hier bei die Laserenergie punktförmig eingebracht. Durch Wahl der Geschwindigkeit wird im Allgemeinen eine gleichmässige Verbindungsqualität über dem Umfang erzielt. Idealer weise sind der erste Fügepartner und der zweite Fügepartner koaxial zueinander ausgerich tet und wird die Laserenergie senkrecht zu den beiden Fügepartnem eingebracht. In a variant of the method for connecting rotationally symmetrical joining partners, the laser energy can be radiated substantially simultaneously over 360 °. This can be achieved for example by means of a special laser optics. If required, the irradiated laser energy can be selectively focused on selected angular ranges within 360 ° with the aid of shielding diaphragms. Furthermore, for the purpose of connecting rotationally symmetrical joining partners, they can be rotated to radiate the laser energy. moved radially and / or translatorily past a laser. As a rule, we are punctiform at the laser energy here. By choosing the speed, a uniform quality of connection over the circumference is generally achieved. Ideally, the first joining partner and the second joining partner are coaxially aligned tet and the laser energy is introduced perpendicular to the two joining partners.
Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel der Erfindung ist ein Kunststoffbehälter aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig extrudierten thermoplastischen Kunststoffschlauch bzw. aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig ge spritzten und/oder fliessgepressten Preform in einem Blasformverfahren hergestellt. Er weist einen Behälterkörper und einen daran anschliessenden Behälterhals auf, der fluid dicht mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff verbunden ist. Der Kunststoffbehälter ist wenigstens im Verbindungsbereich mit dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil im wesentlichen frei von Strukturierungen zur festen Verbindung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils ausgebildet. Die fluid dichte Verbindung zwischen dem Behälterhals des Kunststoffbehälters und dem Ver schlussteil bzw. dem Funktionsteil ist eine mit Hilfe von Faserenergie erstellte stoffschlüs sige Verbindung. Sowohl der Kunststoff des Kunststoffbehälters als auch der Kunststoff des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils im Verbindungsbereich sind miteinander kom patibel. Idealerweise ist der Kunststoffbehälter mit dem Verschlussteil bzw. dem Funkti onsteil gemäß dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt. According to a further embodiment of the invention, a plastic container made of at least partially single or multilayer extruded thermoplastic tube or made of at least partially single or multi-layered ge sprayed and / or flow-molded preform in a blow molding. It has a container body and an adjoining container neck, which is fluidly connected to a closure part or with a functional part made of a thermoplastic material. The plastic container is formed at least in the connection region with the closure part or the functional part substantially free of structuring for the firm connection of the closure part or the functional part. The fluid-tight connection between the container neck of the plastic container and the United locking part or the functional part is a created by means of fiber energy stoffschlüs sige compound. Both the plastic of the plastic container and the plastic of the closure part or the functional part in the connection area are compatible with each other. Ideally, the plastic container with the closure part or the func onsteil is prepared according to the method described above.
Indem der Behälterhals und das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil durch Faserschweis- sen miteinander verbunden werden, kann bei ihrer Herstellung auf die Ausbildung von formschlüssig miteinander zusammenwirkenden Verbindungselementen, wie z.B. Gewin deabschnitte und Gewindegänge oder Kulissenführungen und eingreifende Vorsprünge usw. verzichtet werden. So kann beispielsweise der Behälterhals des Kunststoffbehälters wenigstens im späteren Verbindungsbereich frei von vorspringenden oder rückspringenden Strukturen ausgebildet sein. Analoges gilt für die zur Verbindung dienenden Abschnitte des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils. Dadurch können die Blasform und die Spritz giessform bzw. Fliesspressform in einfacheren Geometrien ausgebildet werden. Somit sind die Kosten zur Herstellung der Formen reduziert. Zudem kann der Kunststoffbehälter und das Verschlussteil bzw. Funktionsteil einfacher ausgestaltet sein. Auch dies kann zu einem verringerten Materialeinsatz führen, da auf Materialanhäufungen zur Erzielung eines ge stalterischen Effekt verzichtet sein kann. Beispielhaft soll die Ausgestaltung von Gewinden oder Gewindesegmenten in Verschlussteilen bzw. Funktionsteilen genannt werden, die an einer Innenwandung von Verschlussteilen bzw. von Funktionsteilen angeordnet sind. Die der Innenwandung gegenüberliegende Aussenwandung ist aus gestalterischen Gründen glatt. Damit stellen die Gewinden oder Gewindesegmente eine Materialanhäufung dar, auf die durch die vorgeschlagene Ausgestaltung von Kunststoffbehälter und Verschlussteil bzw. Funktionsteil verzichtet werden kann. Auch die Entformung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils nach dem Spritzgiess- bzw. Fliesspressverfahren kann vereinfacht durchgeführt werden. Dadurch können die Bauteile kostengünstiger gefertigt werden. By the container neck and the closure part or the functional part by fiber welding sen interconnected, can be dispensed with in their preparation on the formation of form-fitting cooperating fasteners, such as threaded deabschnitte and threads or slide guides and engaging projections. Thus, for example, the container neck of the plastic container can be formed free of projecting or rebounding structures, at least in the later connection region. The same applies to the connecting portions of the closure part or the functional part. As a result, the blow mold and the injection mold or extrusion mold can be formed in simpler geometries. Thus, the cost of producing the molds is reduced. In addition, the plastic container and the closure part or functional part can be designed simpler. This too can become one lead to reduced use of materials, as can be dispensed with material accumulation to achieve a ge stalterischen effect. By way of example, the configuration of threads or thread segments in closure parts or functional parts is to be mentioned, which are arranged on an inner wall of closure parts or of functional parts. The inner wall opposite the outer wall is smooth for design reasons. Thus, the threads or thread segments represent an accumulation of material, which can be dispensed with by the proposed embodiment of plastic container and closure part or functional part. The demolding of the closure part or of the functional part by the injection molding or extrusion molding process can also be carried out in a simplified manner. As a result, the components can be manufactured more cheaply.
Im Sinne dieser Erfindung sind durch den Begriff„Kunststoffbehälter“ auch Tuben um fasst. Gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel ist der Kunststoffbehälter als eine Tube mit einem Tubenkörper ausgebildet, das ein erstes und zweites Ende aufweist, wobei der Tubenkörper an dem ersten Ende einen Tubenfalz aufweist, der fluiddicht verschließbar ist, und an dem zweiten Ende einen umlaufenden im Wesentlichen zylinderförmig ausge bildeten Rücksprung aufweist, an dem das Verschlus steil bzw. das Funktionsteil fluiddicht unlösbar verbunden ist. An dem im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Rück sprung, der als Aufnahme für das Verschlusselement bzw. Funktionselement dient und zugleich auch als Zentrierung dienen kann, kann an dessen Aussenwandung auch die um laufende Rippe angeordnet sein, die zur Erzeugung der gemeinsamen Schmelze dient, in die sich das Verschlusselement bzw. das Funktionselement setzen kann. Das zu bevorra tende Produkt wird durch die erste Öffnung in den Tubenkörper gefüllt, bevor dieses erste Ende unter Ausbildung eines Tubenfalzes durch Kleben oder Schweissen verschlossen wird. Der Tubenkörper kann durch ein Extrusionsblas verfahren oder durch ein Spritz giess verfahren hergestellt sein. For the purposes of this invention, by the term "plastic container" also tubes to summarizes. According to a further embodiment, the plastic container is designed as a tube with a tube body having a first and second end, wherein the tube body at the first end has a Tubenfalz which is fluid-tightly closed, and at the second end a circumferential substantially cylindrical have formed return to which the closure is steep or the functional part fluid-tight permanently connected. At the substantially cylindrically shaped return jump, which serves as a receptacle for the closure element or functional element and at the same time can serve as a centering, may be arranged on the outer wall and the rib running around, which serves to produce the common melt, in which can set the closure element or the functional element. The product to be pre-loading is filled through the first opening in the tube body, before this first end is closed by forming a Tubenfalzes by gluing or welding. The tube body can be moved by an extrusion blow or by an injection molding process.
Am Behälterhals bzw. an einem eine Behältermündung berandenden radial verlaufenden Mündungsrand kann eine Ausrichthilfe vorgesehen sein, die für eine lagegenaue Ausrich tung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils ausgebildet ist und mit einem korrespon dierenden Positioniermittel am Verschlussteil bzw. am Funktionsteil zusammenwirkt. Dadurch kann bei der Vormontage die Positionierung und rotatorische Ausrichtung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils in Bezug auf den Behälterhals vereinfacht werden. Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung ist ausserhalb des Verbin dungsbereichs in Richtung zum Inneren des Kunststoffbehälterkörpers eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Behälterhals und dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil angeordnet. Diese fluiddichte Abdichtung kann dazu dienen, eventuellen Schmauch, der sich während des Schweis sprozesses entwickeln könnte, davon abzuhalten, in das Innere des Behälterkörpers zu gelangen und sich dort niederzuschlagen. Diese fluiddichte Abdich tung kann beispielsweise als eine zylindrisch, konisch oder konvex ausgebildete Dicht schürze ausgebildet sein, die von dem Verschlussteil bzw. das Funktionsteil abragt. In der Regel werden die beiden Kontaktzonen zum anderen Fügepartner entsprechend ihrer Funk tion ausgestaltet sein, so dass die dem Inneren des Kunststoffbehälterkörpers benachbarte erste Kontaktzone eine abdichtende Wirkung entfalten kann, hingegen die der Umgebung des Kunststoffbehälters benachbarte zweite Kontaktzone in der Regel als Rippe ausgebil det ist, die durch die eingebrachte Faserenergie aufgeschmolzen wird. Auch können die erste Kontaktzone an dem ersten Fügepartner und die zweite Kontakzone an dem zweiten Fügepartner angeordnet sein, oder umgekehrt. An alignment aid may be provided on the container neck or on a container mouth extending radially extending mouth edge, which is designed for a positionally accurate Ausrich tion of the closure part or the functional part and cooperates with a corre sponding positioning means on the closure part or on the functional part. As a result, in the pre-assembly, the positioning and rotational orientation of the closure part or the functional part with respect to the container neck can be simplified. According to a further embodiment of the invention, a fluid-tight seal between the container neck and the closure part or the functional part is arranged outside the connec tion area toward the interior of the plastic container body. This fluid-tight seal can serve to prevent any smuts that might develop during the welding process from entering and precipitating inside the container body. This fluid-tight waterproofing device can be formed, for example, as a cylindrically, conically or convexly formed sealing apron, which protrudes from the closure part or the functional part. In general, the two contact zones will be configured tion to the other joining partner according to their function, so that the interior of the plastic container body adjacent first contact zone can develop a sealing effect, however, the environment of the plastic container adjacent second contact zone is usually ausgebil det as a rib , which is melted by the introduced fiber energy. Also, the first contact zone may be arranged on the first joining partner and the second contact zone on the second joining partner, or vice versa.
Bei einer weiteren Ausführungsvariante der Erfindung weist Verschlussteil bzw. das Funk tionsteil einen sich radial erstreckenden, umlaufenden Flansch auf, der auf einer eine Be hältermündung berandenden Mündungsfläche aufliegt und dort einen fluiddichten form schlüssigen Verbindungsbereich mit dem Behälterhals bildet. In a further embodiment of the invention, the closure part or the radio tion part has a radially extending, circumferential flange, which rests on a Be container mouth bordering the mouth area and forms a fluid-tight form-fitting connection area with the container neck.
Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung sind sowohl der ein- oder mehrschichtig in einem Blas verfahren hergestellte Kunststoffbehälter als auch das Ver schlussteils bzw. das Funktionsteil wenigstens im Verbindungsbereich aus einem Kunst stoff hergestellt, dessen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, polarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, Copolymeren der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PEF oder PPF, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt ist. According to a further embodiment of the invention, both the one or more layers in a blow molding produced plastic container and the United closing part or the functional part at least in the connection area of a synthetic material are made, the main component, ie 70% or more, is polar plastic, from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the cited plastics, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of said plastics , is selected.
Gemäß einem weiteren Ausgestaltungsbeispiel der Erfindung sind sowohl der ein- oder mehrschichtig in einem Blas verfahren hergestellte Kunststoffbehälter als auch das Ver schlussteil bzw. das Funktionsteil wenigstens im Verbindungsbereich aus einem Kunststoff hergestellt, dessen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, unpolarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, Copolymeren der ange führten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PLA, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt ist According to a further embodiment of the invention, both the one or more layers in a blowing process produced plastic container as well as the United closing part or the functional part at least in the connection region of a plastic made, the main component, ie 70% or more, is nonpolar plastic, from the group consisting of HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of plastics led, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or Mixtures of said plastics, is selected
Das Funktionsteil kann ein Ausgiessaufsatz sein und ein integral ausgebildetes Verschluss teil umfassen. Hierbei können der Ausgiessaufsatz und das Verschlussteil auch einstückig sein. The functional part may be a pouring attachment and comprise an integrally formed closure part. In this case, the pouring attachment and the closure part can also be in one piece.
Einem Fachmann ist klar, dass auf das Verfahren gerichtete Merkmale, soweit sinnvoll, auch auf die Vorrichtung bezogen werden können, und umgekehrt. It will be clear to a person skilled in the art that features directed to the method, where appropriate, can also be related to the device, and vice versa.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Be schreibung von Ausführungsvarianten unter Bezugnahme auf die schematischen Zeich nungen. Es zeigen in nicht mass Stabs getreuer Darstellung: Further advantages and features of the invention will become apparent from the following description Be of embodiments with reference to the schematic drawing calculations. It shows in non-mass sticks faithful representation:
Fig. 1 ein Axialschnitt eines Kunststoffbehälters mit einem Funktionsteil; Figure 1 is an axial section of a plastic container with a functional part.
Fig. 2 ein vergrösserter Axialschnitt eines Verbindungsbereichs; und FIG. 2 is an enlarged axial section of a connecting region; FIG. and
Fig. 3 bis Fig. 9 axiale Schnitte von Varianten von zwei vormontierten Fügepartnern. Fig. 3 to Fig. 9 axial sections of variants of two pre-assembled joining partners.
Das Verfahren zum fluiddichten Verbinden eines aus einem thermoplastischen Kunststoff bestehenden Behälters mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplastischen Kunststoff wird im Folgenden am Beispiel eines mit einem Ausgiess aufsatz versehenen Kunststoffbehälters erläutert. Ein Kunststoffbehälter, der aus einem ein- oder mehrschichtig extrudierten Schlauch oder aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig gespritzten und/oder fliessgepressten Preform aus einem thermo plastischen Kunststoff in einem anschliessenden Blasverfahren aufgeblasen wurde, ist in Fig. 1 gesamthaft mit dem Bezugszeichen 1 versehen. Der Kunststoffbehälter 1 weist einen mit dem Bezugszeichen 2 angedeuteten Behälterkörper 2 auf, an den ein Behälterhals 3 anschliesst. Am Behälterhals 3 ist eine beispielsweise rotations symmetrische Behälter mündung 4 vorgesehen. Ein am bzw. im Behälterhals 3 montierter Ausgiessaufsatz trägt das Bezugszeichen 11. Aus Gründen der besseren Übersicht wurde auf eine unterschiedli che Schraffur des im axialen Schnitt gezeigten Kunststoffbehälters 1 und des Ausgiessauf satzes 11 verzichtet. Der Ausgiessaufsatz 11 weist einen mit einer Ausgiessöffnung 12 versehenen, ringförmig umlaufenden plattenförmigen Flansch 13 auf, der sich an einer die Behälteröffnung 4 im Halsabschnitt 3 berandenden Mündungsfläche 6 abstützt. Die Aus giessöffnung 12 des Ausgiessaufsatzes 11 ist wiederverschließbar und daher mit einem Verschlussteil 18 ausgestattet, das beispielsweise als ein Klapp Verschluss (Flip Top) aus gebildet ist und über ein Scharniergelenk 19 am plattenförmigen Flansch 13 angelenkt ist. Vom plattenförmigen Flansch 13 erstreckt sich eine Dichtschürze 14 in den Behälterhals 3 hinein. Die Dichtschürze 14 kann zylindrisch, konisch oder konvex ausgebildet sein und liegt an einer Innenwandung 7 des Behälterhalses 3 im Aufnahmebereich für die Dicht schürze 14. Die Dichtschürze 14 kann gegenüber einem Innendurchmesser des Behäl terhalses 3 ein Übermass aufweisen, damit ihre Aussenwandung 15 gegenüber der Innen wandung 7 des Behälterhalses 3 eine Vorspannung aufweist. Bei einem Innendurchmesser von bis zu 50 mm kann dieses über einen grössten Aussendurchmesser der Dichtschürze 14 gemessene Übermass beispielsweise 0,05 mm bis etwa 0,5 mm betragen. Bei Innen durchmessern des Behälterhalses 3 im Aufnahmebereich von > 50 mm kann das Übermass beispielsweise 0,2 mm bis 0,6 mm betragen. Obzwar die Figur 1 nur eine schematische Darstellung ist, ist trotzdem ersichtlich, dass der Behälterhals 3 frei ist von Strukturierun gen zur festen Verbindung zwischen dem Behälterhals 3 und dem Ausgiessaufsatz 11, wie Gewindeabschnitte, Schnappverbindungen, Bajonettverbindungen etc. The method for fluid-tight connection of a container made of a thermoplastic plastic container with a closure part or with a functional part of a thermoplastic material is explained below using the example of a provided with a pouring plastic container. A plastic container, which was inflated from a single- or multi-layer extruded tube or from at least partially single or multilayer sprayed and / or flow-pressed preform of a thermoplastic plastic in a subsequent blowing process is provided in Fig. 1 throughout the reference numeral 1 , The plastic container 1 has a direction indicated by the reference numeral 2 container body 2, to which a container neck 3 connects. At the container neck 3, for example, a rotationally symmetrical container mouth 4 is provided. A mounted on or in the container neck 3 pouring tower carries the reference numeral 11. For reasons of clarity was waived unterschiedli che hatching of the plastic container 1 shown in the axial section and the Ausgiessauf rate 11. The pouring attachment 11 has an annular, circumferential, plate-shaped flange 13, which is provided with a pouring opening 12 and which is supported on a mouth area 6 bordering the container opening 4 in the neck section 3. From the pouring opening 12 of the pouring attachment 11 is recloseable and therefore equipped with a closure member 18, which is formed for example as a flap closure (flip top) and is articulated via a hinge joint 19 on the plate-shaped flange 13. From the plate-shaped flange 13, a sealing skirt 14 extends into the container neck 3. The sealing skirt 14 may be cylindrical, conical or convex and is located on an inner wall 7 of the container neck 3 in the receiving area for the sealing apron 14. The sealing skirt 14 may be compared to an inner diameter of the Behäl terhalses 3 have an excess, so that its outer wall 15 relative to the inside wall 7 of the container neck 3 has a bias. With an inner diameter of up to 50 mm, this over a largest outer diameter of the sealing skirt 14 measured excess, for example, 0.05 mm to about 0.5 mm. For inner diameters of the container neck 3 in the receiving area of> 50 mm, the excess may be, for example, 0.2 mm to 0.6 mm. Although the figure 1 is only a schematic representation, it is still apparent that the container neck 3 is free of Strukturierun conditions for firm connection between the container neck 3 and the pouring attachment 11, such as threaded sections, snap connections, bayonet connections, etc.
Bei dem Kunststoffbehälter 1 handelt es sich in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel um einen extrusionsgeblasenen Kunststoffbehälter. Beim Extrusionsblasverfahren wird ein Abschnitt eines ein- oder mehrschichtig extrudierten Kunststoffschlauchs aus einem ther moplastischen Kunststoff in eine Formkavität eines Blasformwerkzeugs eingesetzt und durch ein mit Überdruck zugeführtes Medium, üblicherweise Luft, zu dem gewünschten Behälter aufgeblasen. Extrusionsgeblasene Behälter sind an der üblicherweise im Boden bereich des Behälters befindlichen Quetschnaht, die durch das Zusammenquetschen des in die Blasform eingesetzten extrudierten Kunststoffschlauchs entsteht, identifizierbar. Pre- forms, aus denen Behälter im Streckblasverfahren hergestellt werden, werden meist im Spritzgiessen hergestellt und besitzen meist im Bodenbereich einen Anspritzpunkt, der an der geblasenen Flasche ebenfalls sichtbar ist. Als Rohstoffe für die Extrusion des für das Extrusionsblasverfahren eingesetzten Kunst- stoffschlauchs oder für das Spritzgiessen der Preforms kommen thermoplastische Kunst stoffe zur Anwendung. Die thermoplastischen Kunststoffe oder Teile davon können ein oder mehrschichtig ausgebildet und/oder eingefärbt sein.. The plastic container 1 in the present exemplary embodiment is an extrusion-blown plastic container. In the extrusion blow molding process, a portion of a single or multilayer extruded plastic tube is inserted from a ther moplastic plastic into a mold cavity of a blow mold and inflated by a supplied with pressure medium, usually air, to the desired container. Extrusion blown containers are identifiable at the usually located in the bottom region of the container squeezing seam, which results from the squeezing of the extruded plastic tube used in the blow mold. Preforms, from which containers are produced by stretch blow molding, are usually produced in injection molding and usually have an injection point in the bottom region, which is also visible on the blown bottle. Thermoplastic materials are used as raw materials for the extrusion of the plastic hose used for the extrusion blow molding process or for the injection molding of the preforms. The thermoplastics or parts thereof may be one or more layers and / or colored.
Zur Erstellung einer mechanisch belastbaren Verbindung zwischen dem Behälterhals 3 des Kunststoffbehälters 1 und dem Ausgiessaufsatz 11, die frei ist von Rückständen, bei spielsweise Mikropartikeln, Kleberesten und dergleichen, schnell durchführbar und einfach in den Prozess integrierbar ist, bietet sich das aus dem Stand der Technik bekannte Laser- schweissverfahren an. In Fig. 1 ist mit dem Bezugszeichen 31 ein Laser angedeutet. Der Laser 31 weist beispielsweise eine Wellenlänge von 800 nm bis 1200 nm auf. Beispiels weise handelt es sich um einen Diodenlaser. Mit Hilfe einer Spezialoptik 32 kann die vom Laser 31 eingestrahlte Laserenergie L gleichzeitig über 360° auf die Verbindungsbereiche des Behälterhalses 3 und der Dichtschürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11 gerichtet werden.To create a mechanically strong connection between the container neck 3 of the plastic container 1 and the pouring 11, which is free of residues, for example, microparticles, adhesive residue and the like, quickly feasible and easy to integrate into the process, which offers from the prior art known laser welding process. In Fig. 1, a laser is indicated by the reference numeral 31. The laser 31 has, for example, a wavelength of 800 nm to 1200 nm. For example, it is a diode laser. With the aid of a special optical system 32, the laser energy L irradiated by the laser 31 can be directed simultaneously over 360 ° onto the connecting regions of the container neck 3 and the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11.
In idealer Weise wird das Laserlicht senkrecht auf eine Aussenwandung 5 des Behälterhal ses 3 und damit auch im Wesentlichen senkrecht auf die Aussenwandung 15 der Dicht schürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11 gerichtet. Falls erforderlich, kann die eingestrahlte Laserenergie mit Hilfe von Blenden selektiv auf ausgewählte Winkelbereiche konzentriert werden. Auch kann der Behälterhals 3 mit dem eingesetzten Ausgiessaufsatz 11 rotatorisch und/oder translatorisch an der Laserquelle in einer für das Verfahren günstigen Geschwin digkeit vorbeibewegt werdenDer Kunststoff des Behälterhalses 3 und der Kunststoff des Ausgiessaufsatzes 11 sind im Verbindungsbereich miteinander kompatibel. Das von der Laserenergie zuerst beaufschlagte Fügeteil, also in dem vorliegenden Fall der Behälterhals 3, ist wenigstens teilweise tranparent gegenüber der eingestrahlten Laserenergie. Die ein gestrahlte Laserenergie wird in dem Verbindungsbereich zumindest teilweise absorbiert. Dies führt zu einem Aufschmelzen beider Fügepartner in ihrem Verbindungsbereich.Ideally, the laser light is perpendicular to an outer wall 5 of the Behälterhal ses 3 and thus also substantially perpendicular to the outer wall 15 of the sealing apron 14 of the pouring 11 directed. If necessary, the irradiated laser energy can be selectively focused on selected angular ranges with the aid of diaphragms. The container neck 3 with the pouring attachment 11 inserted can also be moved rotationally and / or translationally past the laser source in a speed which is favorable for the method. The plastic of the container neck 3 and the plastic of the pouring attachment 11 are compatible with one another in the connection region. The joining part which is first acted upon by the laser energy, that is to say in the present case the container neck 3, is at least partially transparent to the incident laser energy. The irradiated laser energy is at least partially absorbed in the connection region. This leads to a melting of the two joining partners in their connection area.
Durch das Aufschmelzen der Aussenwandung 15 des Ausgiessaufsatzes 11 und/oder In nenwandung 7 des Behälterhalses 3 wird nach dem Erkalten der Schmelze eine stoff schlüssige Verbindung erzeugt, die mechanisch belastbar und fluiddicht ist. Wie aus Fig. 1 ersichtlich ist, ist auch die Aussenwandung 5 des Behälterhalses 3 frei von Strukturierun gen, wie z.B. Gewindeabschnitten, Gewindefurchen, Kulissenführungen und dergleichen. Auf derartige vor- oder rückspringende Strukturierungen kann verzichtet werden, da der Ausgiessaufsatz 11 durch Laserschweis sen mit dem Behälterhals 3 verbunden wird. By melting the outer wall 15 of the pouring attachment 11 and / or In nenwandung 7 of the container neck 3, after the cooling of the melt a coherent compound is generated, which is mechanically resilient and fluid-tight. As can be seen from Fig. 1, and the outer wall 5 of the container neck 3 is free of Strukturierun gene, such as threaded sections, thread grooves, slide guides and the like. On such pre-or recessed structuring can be omitted, since the Outlet attachment 11 by laser welding sen with the container neck 3 is connected.
Dadurch vereinfacht sich die Herstellung des Kunststoffbehälters, kann das äussere Er scheinungsbild des Kunststoffbehälters verbessert werden und an kundenspezifische Erfor dernisse angepasst werden. This simplifies the production of the plastic container, the external appearance of the plastic container He can be improved and adapted to customer Erfor conditions.
Fig. 2 zeigt schematisch die Verhältnisse bei der Erstellung einer Laserschweis sverbindung zwischen einem ersten Fügepartner, nämlich dem Behälterhals 3, und einem zweiten Fü gepartner, nämlich der Dichtschürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11. Aus Übersichtlichkeits gründen sind die beiden Fügepartner mit einem Abstand voneinander dargestellt. Es sei jedoch ausdrücklich darauf hingewiesen, dass die beiden Fügepartner zumindest in ihrem Fügebereich, der mit Laserenergie beaufschlagt wird, unter Krafteinwirkung aneinander anliegen. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel stehen die Innenwandung 7 des Halsteils 3 und die Aussenwandung 15 der Dichtschürze 14 im Verbindungsbereich unter einer Vor spannung von etwa 20 bis 27 MPa. Idealerweise ist der unter Vorspannung stehende Ver bindung sbereich gleichzeitig auch die Dichtzone des ersten und des zweiten Fügepartners. Zur Herstellung einer unlösbaren und fluiddichten stoffschlüssigen Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepartner muss der Bereich der Vorspannung nicht vollum fänglich mit Laserenergie beaufschlagt worden sein. Vielmehr ist auch ein abschnittswei ses Einstrahlen von Laserenergie ausreichend, um eine fluiddichte stoffschlüssige Verbin dung herzustellen, wobei die Abschnitte auch punktförmig oder linienförmig oder auch flächig ausgebildet sein können. Die erstellte stoffschlüssige Verbindung führt zu einer Schweissnaht, die eine axiale Ausdehnung von etwa 0,005 mm bis etwa 0,8 mm aufweisen kann. Fig. 2 shows schematically the conditions in the preparation of a laser welding sverbindung between a first joining partner, namely the container neck 3, and a second Fu partner, namely the sealing skirt 14 of the pouring 11th For reasons of clarity, the two joining partners are shown with a distance from each other. However, it should be expressly noted that the two joining partners at least in their joining region, which is acted upon by laser energy, with force applied to each other. In the present embodiment, the inner wall 7 of the neck portion 3 and the outer wall 15 of the sealing skirt 14 are in the connecting region under a voltage of about 20 to 27 MPa ago. Ideally, the prestressed connection is also the sealing zone of the first and second joining partners. In order to produce a non-detachable and fluid-tight cohesive connection between the first and the second joining partner, the area of the prestressing need not have been fully loaded with laser energy. Rather, a section-wise irradiation of laser energy is sufficient to produce a fluid-tight cohesive connec tion, wherein the sections may also be punctiform or linear or flat. The created cohesive connection leads to a weld seam, which may have an axial extent of about 0.005 mm to about 0.8 mm.
Ein erster Abschnitt eines ersten Fügepartners, beispielsweise der Behälterhals 3 der Kunststoffflasche 1, wird mit der Laserenergie L beaufschlagt. Die Laserenergie L trifft idealerweise senkrecht auf den ersten Fügepartner, kann jedoch auch in einem Bereich eines Kegels mit einem halben Öffnungswinkel von kleiner als etwa 20° eingestrahlt wer den, wobei eine Mittelachse des Kegels im Verbindungsbereich senkrecht auf eine Aus senwandung des Fügeteils steht, das durch die Laserenergie zuerst beaufschlagt wird. Der Behälterhals 3 ist wenigstens in einem ersten Abschnitt, in dem die Laserverschweissung erstellt werden soll, wenigstens teilweise gegenüber der eingestrahlten Laserenergie L transparent. Nach dem Durchstrahlen des Behälterhalses 3 gelangt die eingestrahlte Laser- energie L auf einen zweiten Abschnitt eines zweiten Fügepartners, im vorliegenden Aus führungsbeispiel auf die Aussenwandung 15 der Dichtschürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11. Die Laserenergie Lwird mit Hilfe eines dort angeordneten Additivs 21 wenigstens zum Teil absorbiert. Hierbei kann der zweite Abschnitt des zweiten Fügepartners, respektive die Aussenwandung 15 der Dichtschürze 14, die Dichtschürze 14 oder auch der zweite Füge partner selbst, respektive der Ausgiessaufsatz 11, wenigstens bereichsweise aus einem Kunststoff gefertigt sein, der die eingestrahlte Laserenergie L zumindest teilweise absor biert. Bei dem Additiv 21 handelt es sich um einen Stoff, der die eingestrahlte Laserenergie L möglichst gut absorbiert und in Wärme umwandelt. Das Additiv 21 kann aus Russ be stehen, Russ und/oder Stoffe enthalten, die zumindest teilweise die Laserenergie absorbie ren. Das Additiv 21 kann als Beschichtung aufgebracht sein oder bereichsweise oder auch gesamthaft in das Kunststoffmaterial eingebettet sein. In der Regel ist das Additiv 21 an der Wandung des zweiten Fügepartners an geordnet, die dem zu durchstrahlenden ersten Fügepartner zugewandt ist. Fig. 2 zeigt entsprechend das Additiv 21 im Bereich der Aus senwandung 15 der Dichtschürze 14. Es versteht sich, dass zusätzlich auch die Innenwan dung 7 des Behälterhalses 3 im Verbindungsbereich mit einem Additiv versehen sein kann, um auch dort einen grösseren Energieeintrag zu unterstützen. A first section of a first joining partner, for example the container neck 3 of the plastic bottle 1, is subjected to the laser energy L. The laser energy L is ideally perpendicular to the first joining partner, but can also in a region of a cone with half an opening angle of less than about 20 ° irradiated who the, with a central axis of the cone in the connection region perpendicular to an off senwandung of the joining part, the is acted upon by the laser energy first. The container neck 3 is at least partially transparent to the irradiated laser energy L at least in a first section in which the laser welding is to be created. After passing through the container neck 3, the irradiated laser energy L to a second portion of a second joining partner, in the present exemplary embodiment on the outer wall 15 of the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11. The laser energy L is at least partially absorbed by means of an additive 21 arranged there. Here, the second portion of the second joining partner, respectively, the outer wall 15 of the sealing skirt 14, the sealing skirt 14 or the second joint partner itself, respectively the pouring 11, at least partially made of a plastic that absorbs the irradiated laser energy L at least partially absorbs , The additive 21 is a substance which absorbs the irradiated laser energy L as well as possible and converts it into heat. The additive 21 may be made of soot be, Russ and / or substances containing at least partially absorb the laser energy ren. The additive 21 may be applied as a coating or partially or even completely embedded in the plastic material. In general, the additive 21 is arranged on the wall of the second joining partner, which faces the first joining partner to be irradiated. It is understood that in addition, the Innenwan tion 7 of the container neck 3 may be provided in the connection area with an additive to support a larger energy input there as well.
Die eingestrahlte Laserenergie L durchstrahlt den ersten Fügepartner, den Behälterhals 3, ohne nennenswerte Erwärmung. Im zweiten Fügepartner, nämlich der Dichtschürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11 wird die Laserenergie in Wärmeenergie umgewandelt und der Kunst stoff aufgeschmolzen. Aufgrund von Wärmeleitungsprozessen wird auch der durchstrahlte erste transparente Fügepartner 3 im Verbindungsbereich plastifiziert. Durch die Vorspan nung und durch den aus der Ausdehnung der Kunststoffschmelze resultierenden inneren Fügedruck kommt es zu einer stoffschlüssigen Verbindung der beiden Fügepartner. Der Kunststoff des Ausgiessaufsatzes 11 und der Kunststoff des Behälterhalses 3 sind mitei nander kompatibel. Der Hauptbestandteil des Kunststoffes in dem vorliegenden Ausfüh rungsbeispiel, also 70% und mehr, ist unpolarer Kunststoff, gewählt aus der Gruppe beste hend aus HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, Copolymeren der angeführten Kunst stoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PLA, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischun gen der genannten Kunststoffe. Der Hauptbestandteil des Kunststoffes, also 70% und mehr, kann auch polarer Kunststoff sein, gewählt aus der Gruppe bestehend aus PET, PET- G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, Copolymeren der angeführten Kunst- Stoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PEF oder PPF, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe. The irradiated laser energy L radiates through the first joining partner, the container neck 3, without significant heating. In the second joining partner, namely the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11, the laser energy is converted into heat energy and the art melted material. Due to heat conduction processes, the irradiated first transparent joining partner 3 is also plasticized in the connection region. Due to the preload voltage and the resulting from the expansion of the plastic melt inner joint pressure, there is a cohesive connection of the two joining partners. The plastic of the pouring attachment 11 and the plastic of the container neck 3 are compatible with each other. The main component of the plastic in the present Ausfüh tion example, ie 70% and more, is nonpolar plastic selected from the group best starting HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of the listed art materials, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of said plastics. The main component of the plastic, ie 70% or more, can also be polar plastic selected from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the cited Art- Substances, bioplastics such as PEF or PPF, filled plastics and / or mixtures of said plastics.
In Fig. 4 bis Fig. 9 sind verschiedene Ausführungsvarianten des erfindungsgemässen Ver fahrens schematisch dargestellt. Die Verfahrens Varianten werden wiederum am Beispiel der fluiddichten Verbindung eines als ein Ausgiessaufsatz bzw. Sprühaufsatz ausgebildeten Funktionsteils an bzw. in einem Behälterhals eines Kunststoffbehälters erläutert. Gleiche Elemente tragen in den Abbildungen jeweils die gleichen Bezugszeichen. Die jeweiligen Fügepartner sind dabei im vormontierten Zustand dargestellt, bevor sie miteinander laser- verschweisst werden. Auf unterschiedliche Schraffuren der im Schnitt dargestellten Füge partner wurde wiederum aus Gründen der besseren Übersichtlichkeit verzichtet. Ebenso sind die Fügepartner jeweils mit einem kleinen Abstand zueinander dargestellt, damit de ren Abgrenzungen besser ersichtlich sind. Es versteht sich jedoch, dass die beiden Füge partner wenigstens im Verbindungsbereich unter Krafteinwirkung aneinander anliegen.In Fig. 4 to Fig. 9 different embodiments of the inventive method are shown schematically. The method variants are again explained using the example of the fluid-tight connection of a functional part designed as a pouring attachment or spray attachment on or in a container neck of a plastic container. The same elements carry the same reference numerals in the figures. The respective joining partners are shown in the preassembled state before they are laser-welded together. On different hatching of the joining partners shown in section was again omitted for reasons of clarity. Likewise, the joining partners are each shown with a small distance from each other, so that de ren boundaries are better visible. However, it is understood that the two joining partners abut each other at least in the connection area under force.
Die Krafteinwirkung kann ein von aussen aufgebrachter Druck sein oder aus einer Vor spannung eines Fügepartners gegenüber dem anderen resultieren. The force can be applied from the outside pressure or result from a bias voltage of one joining partner to the other.
Fig. 3 zeigt im wesentlichen eine Verfahrensvariante, die bereits anhand der Abbildung Fig. 1 erläutert wurde. Der erste Fügepartner wird vom Behälterhals 3 gebildet. Der zweite Fügepartner wird von einer Dichtschürze 14 gebildet, die von einem plattenförmigen Flansch 13 des Ausgiessaufsatzes 11 in das Innere des Behälterhalses 3 ragt. Eine Sprüh öffnung des Ausgiessaufsatzes 11 trägt das Bezugszeichen 12. Bezüglich des Übermasses und der Vorspannung zur Erstellung der Faserschweis s Verbindung wird daher auf die Fi gurenbeschreibung zu Fig. 1 verwiesen. Die Faserverschweissung erfolgt analog zu dem anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbeispiel durch eine laterale Beaufschlagung der Fügepartner mit Faserenergie F. FIG. 3 essentially shows a method variant which has already been explained with reference to FIG. 1. The first joining partner is formed by the container neck 3. The second joining partner is formed by a sealing skirt 14, which protrudes from a plate-shaped flange 13 of the pouring attachment 11 into the interior of the container neck 3. A spray opening of the pouring attachment 11 bears the reference numeral 12. With regard to the oversize and the prestressing for producing the fiber-bonded joint, reference is therefore made to the fi gure description for FIG. 1. The fiber fusion is carried out analogously to the embodiment explained with reference to FIG. 1 by a lateral loading of the joining partners with fiber energy F.
Fig. 4 zeigt eine alternative Anordnung der beiden Fügepartner. In diesem Fall wird der erste Fügepartner von der Dichtschürze 14 gebildet, die vom plattenförmigen Flansch 13 des Ausgiessaufsatzes 11, abragt. Der plattenförmige Flansch 13 liegt auf der die Behäl termündung 4 berandenden Mündungsfläche 6 auf. Die Dichtschürze 14 liegt wenigstens im Verbindungsbereich unter einer Vorspannung an der Aussenwandung 5 des Behäl terhalses 3, der bei dieser Verfahrensvariante den zweiten Fügepartner bildet, an. Die Fa- serverschweissung erfolgt analog zu dem anhand von Fig. 1 erläuterten Ausführungsbei spiel durch eine laterale Beaufschlagung der Fügepartner mit Laserenergie L. Dabei ist der erste Fügepartner, in diesem Fall die Dichtschürze 14 des Ausgiessaufsatzes 11, wenigs tens teilweise transparent gegenüber der eingestrahlten Laserenergie, während der zweite Fügepartner, nämlich der Behälterhals 3 wenigstens im Verbindungsbereich die Laserener gie wenigstens zum Teil absorbiert. Die Absorption der eingestrahlten Laserenergie L kann wiederum durch ein Additiv unterstützt werden, welches auf die Aussenwandung 5 des Behälterhalses 3 aufgebracht oder in das Kunststoffmaterial des Behälterhalses 3 eingebet tet sein kann. Fig. 4 shows an alternative arrangement of the two joining partners. In this case, the first joining partner is formed by the sealing skirt 14, which protrudes from the plate-shaped flange 13 of the pouring attachment 11. The plate-shaped flange 13 rests on the mouth of the container 4 bordering mouth surface 6. The sealing skirt 14 is at least in the connection region under a bias on the outer wall 5 of the Behäl terhalses 3, which forms the second joining partner in this process variant. The Server welding is carried out analogously to the Ausführungsbei game explained with reference to FIG. 1 by a lateral loading of the joining partner with laser energy L. Here, the first joining partner, in this case the sealing skirt 14 of the pouring attachment 11, at least partially transparent to the radiated laser energy during the second joining partner, namely the container neck 3 at least in the connection region, the laser energy absorbed at least partially. The absorption of the irradiated laser energy L can in turn be supported by an additive which can be applied to the outer wall 5 of the container neck 3 or embedded in the plastic material of the container neck 3 Tet.
Bei dem in Fig. 5 dargestellten Ausführungsbeispiel bildet wiederum der Behälterhals 3 den ersten Fügepartner, während der zweite Fügepartner von einer Dichtschürze 14 gebil det ist, die von einem plattenförmigen Flansch 13 des Ausgiessaufsatzes 11 in das Innere des Behälterhalses 3 ragt. Der plattenförmige Flansch 13 ist dabei in die Behältermündung 4 eingesetzt und im vormontierten Zustand nur durch die infolge eines Übermasses von der Aussenwandung 15 der Dichtschürze gegenüber der Innenwandung 7 des Behälterhalses 3 ausgeübte Vorspannung gehalten. Bei einem Innendurchmesser von bis zu 50 mm kann das über einen grössten Aussendurchmesser der Dichtschürze 14 gemessene Übermass beispielsweise 0,05 mm bis etwa 0,5 mm betragen. Bei Innendurchmessern des Behäl terhalses 3 im Aufnahmebereich von > 50 mm kann das Übermass beispielsweise 0,2 mm bis 0,6 mm betragen. Die Aussenwandung 15 der Dichtschürze 14 und die Innenwandung 7 des Behälterhalses 3 im Aufnahmebereich für die Dichtschürze 14 bilden nach der Ver- schweissung durch eingestrahlte Laserenergie L eine fluiddichte, also gegenüber Gase und Flüssigkeiten, aber auch gegenüber rieselfähigen Feststoffen wie Pulver oder Puder dichte Dichtzone zwischen dem Ausgiessaufsatz 11 und dem Behälterhals 3 des Kunststoffbehäl ters 1. Im Gegensatz zu den Ausführungen der Figuren 1, 3 und 4 ist die die Behältermün dung 4 berandende Mündungsfäche 6 frei zugänglich. In the embodiment shown in Fig. 5, in turn, the container neck 3 forms the first joining partner, while the second joining partner is gebil det of a sealing skirt 14 which projects from a plate-shaped flange 13 of the pouring 11 into the interior of the container neck 3. The plate-shaped flange 13 is inserted into the container mouth 4 and held in the preassembled state only by the exerted as a result of an excess of the outer wall 15 of the sealing skirt against the inner wall 7 of the container neck 3 bias. With an inner diameter of up to 50 mm, the excess measured over a largest outer diameter of the sealing skirt 14 can be, for example, 0.05 mm to about 0.5 mm. For inner diameters of the Behäl terhalses 3 in the receiving area of> 50 mm, the excess may be, for example, 0.2 mm to 0.6 mm. The outer wall 15 of the sealing skirt 14 and the inner wall 7 of the container neck 3 in the receiving area for the sealing skirt 14 form a fluid-tight sealing zone after welding by irradiated laser energy L, ie a sealed sealing zone with respect to gases and liquids, but also to free-flowing solids such as powder or powder In contrast to the embodiments of Figures 1, 3 and 4, the Behältermün extension 4 bounding Mündungsfäche 6 is freely accessible.
Fig. 6 unterscheidet sich von den bisher geschilderten Ausführungsbeispielen dadurch, dass die beiden Fügepartner für eine axiale Laserverschweissung vormontiert sind. Dabei wird der Ausgiessaufsatz 11, der den wenigstens teilweise gegenüber der eingestrahlten Laserenergie L transparenten ersten Fügepartner bildet, derart auf den Behälterhals 3, der den zweiten Fügepartner bildet, aufgesetzt, dass ein plattenförmiger Flansch 13 des Aus- giessaufsatzes 11 auf der ringförmig umlaufenden, die Behältermündung 4 berandenden Mündungsfläche 6 aufliegt. Eine Dichtschürze 14 ragt von dem plattenförmigen Flansch 13 ab in das Innere des Behälterhalses 3. An der Dichtschürze 14 ist eine umlaufende Dichtwulst 14 angeordnet, die ausserhalb eines Verbindungsbereichs des Ausgiessaufsat zes 11 an dem Behälterhals 3 liegt und in Richtung zum Inneren des Behälterkörpers den Behälterhals 3 und dem Ausgießaufsatz 11 voneinander fluiddicht abdichtet. Hierdurch kann sichergestellt werden, dass etwaig während des Schweis sprozesses entstehender Schmauch nicht in das Behälterinnere gelangen kann und sich dort niederschlägt.Bei der axialen Laserverschweissung wird die Laserenergie L etwa senkrecht zur radialen Erstre ckung des plattenförmigen Flansches 13 und zum radialen Verlauf der Mündungsfläche 6 eingestrahlt. Die beiden Fügepartner, nämlich der Flansch 13 und die Mündungsfläche 6 am Behälterhals 3, werden für den Laserschweissvorgang zusammengepresst. Der An pressdruck des Flansches 13 gegen die Mündungsfläche 6 wird von etwa 5 MPa bis etwa 35 MPa, vorzugsweise von etwa 15 MPa bis etwa 30 MPa und besonders bevorzugt von etwa 20 MPa bis etwa 27 MPa gewählt. Fig. 6 differs from the previously described embodiments in that the two joining partners are pre-assembled for axial laser welding. In this case, the pouring attachment 11, which forms the first joining partner which is at least partially transparent to the incident laser energy L, is placed on the container neck 3, which forms the second joining partner, such that a plate-shaped flange 13 of the delivery device casting attachment 11 rests on the annular circumferential, the container mouth 4 bordering mouth surface 6. A sealing skirt 14 protrudes from the plate-shaped flange 13 into the interior of the container neck 3. On the sealing skirt 14, a circumferential sealing bead 14 is arranged outside a connection region of the Ausgiessaufsat ZES 11 to the container neck 3 and towards the interior of the container body the container neck 3 and the pouring cap 11 from each other fluid-tight seals. In this way it can be ensured that any spillage arising during the welding process can not get into the container interior and precipitate there. In the case of axial laser welding, the laser energy L is irradiated approximately perpendicularly to the radial extension of the plate-shaped flange 13 and to the radial profile of the mouth surface 6 , The two joining partners, namely the flange 13 and the mouth surface 6 on the container neck 3, are pressed together for the laser welding operation. The contact pressure of the flange 13 against the muzzle surface 6 is selected from about 5 MPa to about 35 MPa, preferably from about 15 MPa to about 30 MPa, and more preferably from about 20 MPa to about 27 MPa.
Der auf der Mündungsfläche 6 aufliegende Flansch 13 ist wenigstens zum Teil gegenüber der eingestrahlten Laserenergie L transparent, während wenigstens die Mündungsfläche 6 und der axial daran anschliessende Abschnitt des Behälterhalses 3 wenigstens zum Teil gegenüber der eingestrahlten Laserenergie L absorbierend ausgebildet sind. Die Absorpti on der eingestrahlten Laserenergie L kann wiederum durch ein Additiv unterstützt werden, welches auf die Mündungsfläche 6 aufgebracht oder dort in das Kunststoffmaterial des Behälterhalses 3 eingebettet sein kann. The resting on the mouth surface 6 flange 13 is at least partially transparent to the incident laser energy L, while at least the mouth surface 6 and the axially adjoining portion of the container neck 3 are formed at least partially absorbing against the incident laser energy L. The Absorpti on the irradiated laser energy L can in turn be supported by an additive which can be applied to the mouth surface 6 or embedded there in the plastic material of the container neck 3.
Wie aus der vergrösserten Darstellung in Fig. 7 ersichtlich ist, kann der radial umlaufende Flansch 13 des Ausgiessaufsatzes 11 mit einer im vormontierten Zustand von seiner der Mündungsfläche 6 zugewandten Unterseite 17 abragenden, ringförmig umlaufenden Rippe 20 ausgebildet sein. Für die stoffschlüssige Verbindung zwischen dem ersten Fügepartner, nämlich dem Flansch 13 des Ausgiessaufsatzes 11, und der den zweiten Fügepartner bil denden Mündungsfläche 6 werden die beiden Fügepartner derart am Behälterhals 3 ausge richtet, dass die ringförmig umlaufende Rippe 20 etwa mittig der radialen Erstreckung der Mündungsfläche 6 aufliegt. Unter mittig im Sinne der Erfindung wird dabei auch noch eine Abweichung des Auflagebereichs der Rippe 20 von 20% in beide Erstreckungsrichtungen der Mündungsfläche 6 angesehen. Die ringförmig umlaufende Rippe 20 kann einen sich zu ihrem abragenden freien Ende verjüngenden, beispielsweise etwa dreieckigen, Querschnitt aufweisen. Dabei weist sie eine axiale Höhe h von etwa 0,1 mm bis etwa 0,5 mm und bei einem Durchmesser der Behältermündung von bis zu 50 mm eine an der Unterseite des Flansches gemessenen maximalen radialen Breite b von etwa 0,05 mm bis etwa 0,5 mm auf. Bei einem Durchmesser der Behältermündung von grösser als 50 mm weist die Rippe 20 eine an der Unterseite 17 des Flansches gemessenen maximalen radiale Breite b von etwa 0,2 mm bis etwa 1 mm auf. Die ringförmig umlaufende Rippe 20 kann die Faserver- schweissung der beiden Fügepartner erleichtern und Festigkeit der stoffschlüssigen Ver bindung noch zusätzlich erhöhen. Zusätzlich kann die umlaufende Rippe 20 als Begren zung für einen Setzweg darstellen, da durch reduzierte Einstrahlung der Faserenergie F nur die Rippe 20 und ein Teilbereich der Mündungsfläche 6 aufgeschmolzen werden, das die gemeinsame Schmelze bildet, und der Ausgiessaufsatz 11 in die gemeinsame Schmelze verlagert wird, bis seine Unterseite 17 plan auf der Mündungsfläche 6 aufliegt. As can be seen from the enlarged view in FIG. 7, the radially encircling flange 13 of the pouring attachment 11 can be formed with a ring-shaped circumferential rib 20 projecting from its underside 17 facing the mouth surface 6 in the preassembled state. For the cohesive connection between the first joining partner, namely the flange 13 of the pouring attachment 11, and the second joining partner bil Denden orifice surface 6, the two joining partners are aligned on the container neck 3, that the annular circumferential rib 20 approximately centrally of the radial extent of the mouth surface 6 rests. Under central in the sense of the invention is also still a deviation of the contact area of the rib 20 of 20% in both directions of extension the mouth area 6 considered. The annular circumferential rib 20 may have a tapered to its projecting free end, for example, approximately triangular, cross-section. It has an axial height h of about 0.1 mm to about 0.5 mm and a diameter of the container mouth of up to 50 mm measured on the underside of the flange maximum radial width b of about 0.05 mm to about 0th , 5 mm up. With a diameter of the container mouth of greater than 50 mm, the rib 20 has a measured at the bottom 17 of the flange maximum radial width b of about 0.2 mm to about 1 mm. The annular circumferential rib 20 can facilitate the fiber welding of the two joining partners and increase the strength of the cohesive Ver bond even further. In addition, the circumferential rib 20 can represent a limita- tion for a Setzweg, since reduced by irradiation of the fiber energy F only the rib 20 and a portion of the mouth surface 6 are melted, which forms the common melt, and the pouring head 11 is displaced into the common melt until its bottom 17 rests flat on the mouth surface 6.
Figur 8 zeigt den bereits aus Figur 3 bekannten Ausgiessaufsatz 11, der gegenüber dem Behälterhals 3 in Rotationsrichtung positioniert ist. Dazu besitzt die Dichtschürze 14 eine an der Aussenwandung 15 der Dichtschürze 14 angeordnete Nase 22, die in eine korres pondierende Nut 23 eingreift. Die Nut 23 erstreckt sich hierzu von der Mündungsfläche 6 in axialer Richtung an der Innenwandung 7 des Behälterhalses 3. Hierdurch wird vermie den, dass sich vor dem Schweissprozess der Ausgiessaufsatz 11 relativ rotatorisch gegen über dem Behälterhals 3 verlagert. FIG. 8 shows the pouring attachment 11 already known from FIG. 3, which is positioned opposite the container neck 3 in the direction of rotation. For this purpose, the sealing skirt 14 has a arranged on the outer wall 15 of the sealing skirt 14 nose 22, which engages in a korres pondierende groove 23. For this purpose, the groove 23 extends from the mouth surface 6 in the axial direction on the inner wall 7 of the container neck 3. This avoids that, prior to the welding process, the pouring attachment 11 is displaced relative to the container neck 3 in a relatively rotational manner.
Figur 9 zeigt einen Kunststoffbehälter, der als Tube 25 mit einem Tubenkörper 26 augebil det ist. An den Tubenkörper 26 schliesst eine Tubenschulter 27 an, die einen im Wesentli chen zylinderförmigen Rücksprung 28 besitzt. Eine Aussenwandung 29 des Rücksprungs 28 besitzt eine umlaufende Rippe 20, die an einer Innenwandung 30 des Ausgiessaufsatzes 11 unter Vorspannung anliegt. Durch die eingestrahlte Faserenergie F wird die Rippe 20 und ein an der Rippe 20 anliegender Bereich der Innenwandung 30 aufgeschmolzen, so dass sich nach Abkühlen der gemeinamen Schmelze eine fluiddichte stoffschlüssige Ver bindung ergibt. Ein freies Ende 33 des Ausgiessaufsatzes 11 liegt hierbei an einer Aussen- seite 34 der Tubenschulter 27 an, wobei dies nicht zwingend erforderlich ist. In der Regel wird die Tubenschulter 27 eine Aussenwandung 34 des Ausgiessaufsatzes 11 überragen. Die Mündungsfläche 6 der Behältermündung 4 ist hierbei von dem Ausgiessaufsatz beab- standet. Figure 9 shows a plastic container which is augebil det as a tube 25 with a tube body 26. To the tube body 26 includes a tube shoulder 27, which has a cylindrical in wesentli return 28. An outer wall 29 of the recess 28 has a circumferential rib 20 which bears against an inner wall 30 of the pouring attachment 11 under prestress. By the radiated fiber energy F, the rib 20 and a voltage applied to the rib 20 portion of the inner wall 30 is melted, so that after cooling the common melt results in a fluid-tight cohesive Ver bond. A free end 33 of the pouring attachment 11 rests against an outer side 34 of the tube shoulder 27, although this is not absolutely necessary. As a rule, the tube shoulder 27 will project beyond an outer wall 34 of the pouring attachment 11. The mouth surface 6 of the container mouth 4 is hereby spaced from the pouring attachment.
Die Erfindung ist am Beispiel der stoffschlüssigen Verbindung eines als ein Ausgiessauf- satz ausgebildeten Funktionsteils erläutert worden. Es versteht sich, dass anstelle des Funk tionsteils auch ein Verschlussteil mit dem Behälterhals laserverschweisst werden kann. Der Ausgiessaufsatz bzw. das Verschlussteil sind üblicherweise aus einem Polyolefin, bei spielsweise Polypropylen, gefertigt bzw. umfassen wenigstens im Verbindungsbereich der beiden Fügepartner ein Polyolefin, beispielsweise Polypropylen. The invention has been explained using the example of the cohesive connection of a functional part designed as a pouring attachment. It is understood that instead of the radio tion part also a closure part can be laser welded to the container neck. The pouring attachment or the closure part are usually made of a polyolefin, for example polypropylene, or comprise at least in the connection region of the two joining partners a polyolefin, for example polypropylene.
Die Faserverschweissung derartiger Bauteile kann rückstandsfrei erfolgen und kann des halb insbesondere auch in der Febensmittelindustrie oder in der pharmazeutischen Indust rie von Interesse sein. Die vorstehende Beschreibung von konkreten Ausführungsbeispielen dient nur zur Erläute rung der Erfindung und ist nicht als einschränkend zu betrachten. Vielmehr wird die Erfin dung durch die Patentansprüche und die sich dem Fachmann erschliessenden und vom all gemeinen Erfindungsgedanken umfassten Äquivalente definiert. The fiber welding of such components can be done without residue and can therefore be of interest especially in the Febensmittelindustrie or in the pharmaceutical industry. The above description of specific embodiments is only to explain the invention and is not to be regarded as limiting. On the contrary, the invention is defined by the claims and the equivalents to those skilled in the art and encompassed by the general inventive idea.

Claims

Patentansprüche claims
1. Verfahren zum fluiddichten Verbinden eines aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig extrudierten thermoplastischen Kunststoffschlauch bzw. eines aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig gespritzten und/oder fliessgepressten Preform blasgeformten Behälters mit einem Behälterhals mit einem Verschlussteil bzw. mit einem Funktionsteil aus einem thermoplasti schen Kunststoff, wobei das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil einen ersten Fü gepartner und der Behälterhals einen zweiten Fügepartner bilden und ein Verbin dungsbereich zwischen dem Kunststoffbehälter und dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil in bzw. an dem Behälterhals des Kunststoffbehälters gebildet ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Behälterhals frei von Strukturierungen zur fes ten Verbindung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils an dem Behälterhals ausgebildet ist, dass die Verbindung zwischen dem ersten und dem zweiten Füge partner mit Hilfe von eingestrahlter Laserenergie erstellt wird, dass ein von der ein gestrahlten Laserenergie zuerst beaufschlagter Fügepartner wenigstens teilweise transparent gegenüber der eingestrahlten Laserenergie ist, dass die eingestrahlte La serenergie wenigstens zum Teil in dem Verbindungsbereich absorbiert wird, in dem der erste und der zweite Fügepartner unter Krafteinwirkung aneinander anliegen, und eine unlösbare stoffschlüssige Verbindung zwischen den beiden Fügepartnem durch Aufschmelzen des ersten Fügepartners und/oder des zweiten Fügepartners im Verbindungsbereich und anschließendes Erstarren erstellt wird, wobei der erste und der zweite Fügepartner jeweils aus Kunststoffen bestehen, die wenigstens im Ver bindungsbereich miteinander kompatibel sind. 1. A method for fluid-tightly connecting a one or more extruded at least partially thermoplastic multilayer thermoplastic tube or blown from a at least partially single or multi-layer injection molded and / or flow-molded preform blow-molded container with a container neck with a closure part or with a functional part of a thermoplasti plastic, wherein the closure part or the functional part of a first Fu partner and the container neck form a second joining partner and a connec tion area between the plastic container and the closure part or the functional part is formed in or on the container neck of the plastic container, characterized that the container neck is formed free of structurings for fes th connection of the closure part or the functional part to the container neck, that the connection between the first and the second joining partner by means of irradiated La Serenergie is created that one of the irradiated laser energy first acted on joining partner is at least partially transparent to the incident laser energy that the irradiated La serenergie is at least partially absorbed in the connection region in which the first and the second joining partners abut each other under force, and an insoluble cohesive connection between the two joining partners by melting the first joining partner and / or the second joining partner in the connection area and subsequent solidification is created, wherein the first and the second joint partners each consist of plastics, the binding area at least in the United are compatible with each other.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass entweder der erste oder der zweite Fügepartner einen thermoplastischen Kunststoff aufweist, welcher die eingestrahlte Laserenergie zumindest teilweise absorbiert. 2. The method according to claim 1, characterized in that either the first or the second joining partner has a thermoplastic material which at least partially absorbs the irradiated laser energy.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Verbin dungsbereich ein die eingestrahlte Laserenergie zumindest teilweise absorbierendes Additiv angeordnet wird. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that in the connec tion area a the irradiated laser energy at least partially absorbing additive is arranged.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv wenigstens an oder in dem ersten, respektive zweiten Fügepartner angeordnet wird, der von der eingestrahlten Laserenergie nach Durchstrahlen des zweiten, respektive ersten Fü gepartners erreicht wird. 4. The method according to claim 3, characterized in that the additive is arranged at least on or in the first, respectively second joining partner, which is achieved by the irradiated laser energy after irradiating the second, respectively first joining partner.
5. Verfahren nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv als Beschichtung aufgebracht wird. 5. The method according to claim 3 or 4, characterized in that the additive is applied as a coating.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass als Beschichtung Werk stoffe eingesetzt werden, die aus Russ bestehen, Russ enthalten und/oder Stoffe enthalten, die zumindest teilweise die Laserenergie absorbieren. 6. The method according to claim 5, characterized in that the coating materials used are materials that consist of soot, contain soot and / or contain substances that at least partially absorb the laser energy.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Additiv wenigstens im Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepartner in den Kunststoff eingebettet wird. 7. The method according to any one of claims 3 to 6, characterized in that the additive is embedded in the plastic at least in the connecting region between the first and the second joining partner.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil derart am Behälterhals des Kunst stoffbehälters vormontiert wird, dass eine von dem Verschlussteil bzw. dem Funk tionsteil abragende umlaufende Dichtschürze eine Aussenwandung des Behäl terhalses des Kunststoffbehälters wenigstens bereichsweise übergreift, wobei die Aussenwandung und die abragende umlaufende Dichtschürze den Verbindungsbe reich bilden. 8. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the closure part or the functional part is preassembled material container on the container neck of the art that one of the closure part or the radio tion part projecting circumferential sealing skirt an outer wall of the Behäl terhalses the plastic container at least partially engages, wherein the outer wall and the projecting circumferential sealing skirt form the Verbindungsbe rich.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil derart am Behälterhals des Kunststoffbehäl ters vormontiert wird, dass eine von dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil ab ragende umlaufende Dichtschürze durch eine Behältermündung in das Innere des Behälterhalses des Kunststoffbehälters ragt und unter Krafteinwirkung, die durch Vorspannung erzeugt wird, an einer Innenwandung des Behälterhalses anliegt, wo bei die Innenwandung und die abragende umlaufende Dichtschürze den Verbin dungsbereich bilden. 9. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that the closure part or the functional part is preassembled such on the container neck of the Kunststoffbehäl ters that from the closure part or the functional part projecting circumferential sealing skirt through a container mouth into the interior of the Container neck of the plastic container protrudes and under force, which is generated by bias, abuts an inner wall of the container neck, where form the connec tion area in the inner wall and the projecting circumferential sealing skirt.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ein sich radial erstreckender, umlaufender Flansch des Verschlussteils bzw. des Funktions teils wenigstens während des Einbringens der Laserenergie unter Krafteinwirkung gegen eine ringförmig umlaufende Mündungsfläche gepresst wird, die eine Behäl termündung an dem Behälterhals des Kunststoffbehälters berandet, wobei der sich radial erstreckende, umlaufende Flansch und die ringförmig umlaufende Mün dungsfläche den Verbindungsbereich bilden. 10. The method according to any one of claims 1 to 7, characterized in that a radially extending, circumferential flange of the closure part or the functional part is pressed at least during the introduction of the laser energy by applying force against an annular circumferential orifice surface, the termündung a Behäl the container neck of the plastic container bounded, wherein the radially extending, circumferential flange and the annular circumferential Mün training area form the connection area.
11. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der erste, respektive der zweite Fügepartner im Verbindungsbereich eine ring förmig umlaufende Rippe aufweist, die einen Setzweg des ersten und/oder des zweiten Fügepartners vorbestimmt, und die während des Einstrahlens der Laser energie aufgeschmolzen wird. 11. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the first, respectively the second joining partner in the connection region has a ring-shaped circumferential rib, which predetermines a set path of the first and / or the second joining partner, and the energy during the irradiation of the laser is melted.
12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die ringförmig umlau fende Rippe einen sich zu ihrem abragenden freien Ende verjüngenden Querschnitt aufweist, wobei die Rippe eine Höhe zwischen etwa 0,05 mm und etwa 1,0 mm und eine maximale Breite zwischen etwa 0,1 mm bis etwa 1,0 mm aufweist. 12. The method according to claim 11, characterized in that the annular umlau fende rib has a tapering to its projecting free end cross section, wherein the rib has a height between about 0.05 mm and about 1.0 mm and a maximum width between about 0.1 mm to about 1.0 mm.
13. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Laserenergie in einem Bereich eines Kegels mit einem halben Öffnungs winkel von kleiner als etwa 20°, bevorzugt kleiner als etwa 7° und besonders be vorzugt kleiner als etwa 2° eingestrahlt wird, wobei die Mittelachse des Kegels im Verbindungsbereich senkrecht auf eine Aussenwandung des Fügeteils steht, das durch die Laserenergie zuerst beaufschlagt wird. 13. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the laser energy is irradiated in a region of a cone with a half opening angle of less than about 20 °, preferably less than about 7 ° and particularly preferably be less than about 2 °, wherein the central axis of the cone in the connection region is perpendicular to an outer wall of the joining part, which is acted upon by the laser energy first.
14. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Krafteinwirkung derart gewählt wird, dass eine Flächenpressung des ersten und des zweiten Fügeteils im Verbindungsbereich zwischen etwa 5 MPa und etwa 35 MPa entsteht. 14. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the force is selected such that a surface pressure of the first and the second joining part in the connection region between about 5 MPa and about 35 MPa is formed.
15. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mit Hilfe der eingestrahlten Laserenergie im Verbindungsbereich zwischen dem ersten und dem zweiten Fügepartner eine umlaufende Lasersch weissnaht er zeugt wird, die eine Erstreckung zwischen etwa 0,005 mm und etwa 0,8 mm, be vorzugt zwischen etwa 0,1 mm und etwa 0,2 mm aufweist, die quer zur Umfangsli nie der Laserschweißnaht in einer Ebene senkrecht zur Einstrahlrichtung der Laser energie gemessen wird. 15. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that with the aid of the irradiated laser energy in the connecting region between the first and the second joining partner a circumferential laser welding seam he testifies that an extension between about 0.005 mm and about 0.8 mm, be Preferably between about 0.1 mm and about 0.2 mm, the transverse to the Umfangsli never the laser weld in a plane perpendicular to the direction of irradiation of the laser energy is measured.
16. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich sowohl des ein- oder mehrschichtig in einem Blasver- fahren hergestellten Kunststoffbehälters als auch der Verbindungsbereich des Ver schlussteils bzw. des Funktionsteils aus einem Kunststoff hergestellt werden, des sen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, polarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, Copo lymeren der angeführten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PEF oder PPF, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, ge wählt wird. 16. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the connecting region of both the one or more layers in a blow molding plastic container produced as well as the connecting portion of the United locking part or the functional part are made of a plastic, the sen main component, ie 70% and more, is polar plastic, from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the cited plastics, bioplastics such as PEF or PPF , filled plastics and / or mixtures of said plastics, ge is selected.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass der Verbindungsbereich sowohl des ein- oder mehrschichtig in einem Blasverfahren hergestellten Kunststoffbehälters als auch der Verbindungsbereich des Ver schlussteils bzw. des Funktionsteils aus einem Kunststoff hergestellt werden, des sen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, unpolarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, Copolymeren der ange führten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PLA, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt wird. 17. The method according to any one of claims 1 to 15, characterized in that the connection region of both the one or more layers produced in a blow molding plastic container and the connecting portion of the United locking part or the functional part are made of a plastic, sen's main component, ie 70% or more, non-polar plastic is selected from the group consisting of HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of plastics led, bioplastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of said plastics becomes.
18. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass als Quelle für die eingestrahlte Laserenergie ein Laser mit einer Wellenlänge von 800 nm bis 1200 nm oder von 1800 nm bis 2400 nm eingesetzt wird. 18. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that a laser with a wavelength of 800 nm to 1200 nm or from 1800 nm to 2400 nm is used as a source for the irradiated laser energy.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass als Laser ein Diodenla ser eingesetzt wird. 19. The method according to claim 18, characterized in that a diode laser is used as the laser.
20. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden von rotationssymmetrischen Fügepartnem die Laserenergie im Wesentlichen gleichzeitig über 360° eingestrahlt wird. 20. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the connection of rotationally symmetrical joining partners, the laser energy is radiated substantially simultaneously over 360 °.
21. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die eingestrahlte Laserenergie mit Hilfe von Abschirmblenden selektiv auf ausgewählte Winkelbereiche innerhalb von 360° konzentriert wird. 21. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the irradiated laser energy is selectively concentrated by means of shielding screens on selected angular ranges within 360 °.
22. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Verbinden von rotionssymmetrischen Fügepartnern diese zum Einstrahlen der Laserenergie rotatorisch und/oder translatorisch an einem Laser vorbei bewegt werden. 22. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that for the connection of rotationally symmetrical joining partners they are moved to irradiate the laser energy rotationally and / or translationally past a laser.
23. Kunststoffbehälter, der aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschich tig extrudierten thermoplastischen Kunststoffschlauch bzw. aus einem wenigstens bereichsweise ein- oder mehrschichtig gespritzten und/oder fliessgepressten Pre- form in einem Blasformverfahren hergestellt ist und einen Behälterkörper und einen daran anschliessenden Behälterhals aufweist, der fluiddicht mit einem Verschluss teil bzw. mit einem Funktionsteil aus einen thermoplastischen Kunststoff verbun den ist, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffbehälter wenigstens im Ver bindungsbereich mit dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil frei von Struktu rierungen zur festen Verbindung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils ausge bildet ist und die fluiddichte Verbindung zwischen dem Behälterhals des Kunst stoffbehälters und dem Verschlussteil bzw. dem Funktionsteil eine mit Hilfe von Laserenergie erstellte stoffschlüssige Verbindung ist, wobei sowohl der Kunststoff des Kunststoffbehälters als auch der Kunststoff des Verschlussteils bzw. des Funk tionsteils wenigstens im Verbindungsbereich miteinander kompatibel sind. 23. Plastic container, which is produced from a thermoplastic material tube extruded in one or more layers at least partially or from a single-layer or multi-layer injection-molded and / or flow-molded preform in a blow molding process and has a container body and a container neck adjoining thereto, the fluid-tight with a closure verbun or with a functional part of a thermoplastic plastic verbun is, characterized in that the plastic container at least in Ver connection area with the closure part or the functional part free of structuring rierungen for firm connection of the closure part or the functional part is forms and the fluid-tight connection between the container neck of the plastic material container and the closure part or the functional part is a created by means of laser energy cohesive connection, wherein both the plastic of the Kunststoffbehälte Rs and the plastic of the closure part or the radio tion part at least in the connection area are compatible with each other.
24. Kunststoffbehälter nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunst stoffbehälter als eine Tube mit einem Tubenkörper ausgebildet ist, der ein erstes und zweites Ende aufweist, wobei der Tubenkörper an dem ersten Ende einen Tu benfalz aufweist, der fluiddicht verschließbar ist, und an dem zweiten Ende einen umlaufenden im Wesentlichen zylinderförmig ausgebildeten Rücksprung aufweist, an dem das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil fluiddicht unlösbar verbunden ist. 24. Plastic container according to claim 23, characterized in that the plastic container is formed as a tube with a tube body having a first and second end, wherein the tube body at the first end has a Tu benfalz, which is closed fluid-tight, and at the second end one Has circumferential substantially cylindrically formed recess on which the closure part or the functional part is connected in a fluid-tight non-detachable manner.
25. Kunststoffbehälter nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass am Behälterhals bzw. an einem eine Behältermündung berandenden sich radial erstre ckenden Mündungsrand eine Ausrichthilfe vorgesehen ist, die für eine lagegenaue Ausrichtung des Verschlussteils bzw. des Funktionsteils ausgebildet ist und mit ei nem mit der Ausrichthilfe korrespondierenden Positioniermittel am Verschlussteil bzw. am Funktionsteil zusammenwirkt. 25. Plastic container according to claim 23 or 24, characterized in that the container neck or on a container mouth bounding radially erstre ckenden mouth edge an alignment aid is provided, which is designed for a positionally accurate alignment of the closure part or the functional part and with egg nem with the alignment aid corresponding positioning on the closure part or on the functional part cooperates.
26. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass ausserhalb des Verbindungsbereichs in Richtung zum Inneren des Behälter körpers eine fluiddichte Abdichtung zwischen dem Behälterhals und dem Ver schlussteil bzw. dem Funktionsteil angeordnet ist. 26. Plastic container according to one of claims 23 to 25, characterized in that outside the connection region in the direction of the interior of the container body, a fluid-tight seal between the container neck and the United locking part or the functional part is arranged.
27. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der ein- oder mehrschichtig in einem Blasverfahren hergestellte Kunst stoffbehälter als auch das Verschlussteils bzw. das Funktionsteil wenigstens im Verbindungsbereich aus einem Kunststoff hergestellt sind, dessen Hauptbestandteil, also 70% und mehr, polarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, Copolymeren der ange führten Kunststoffe, Biokunststoffen wie beispielsweise PEF oder PPF, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt ist. 27. Plastic container according to one of claims 23 to 26, characterized in that both the one or more layers produced in a blow molding plastic container and the closure part or the functional part are made at least in the connection area of a plastic whose main component, ie 70% and more, is polar plastic, selected from the group consisting of PET, PET-G, PET-X, PVC, PEN, PA, PC, PU, PMMA, POM, copolymers of the led plastics, bioplastics such as PEF or PPF filled Plastics and / or mixtures of the plastics mentioned, is selected.
28. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass sowohl der ein- oder mehrschichtig in einem Blasverfahren hergestellte Kunst stoffbehälter als auch das Verschlussteil bzw. das Funktionsteil wenigstens im Ver bindungsbereich aus einem Kunststoff hergestellt sind, dessen Hauptbestandteil, al so 70% und mehr, unpolarer Kunststoff ist, aus der Gruppe bestehend aus HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, Copolymeren der angeführten Kunststoffe, Bio kunststoffen wie beispielsweise PLA, gefüllten Kunststoffe und/oder Mischungen der genannten Kunststoffe, gewählt ist. 28. Plastic container according to one of claims 23 to 26, characterized in that both the one or more layers produced in a blow molding plastic container as well as the closure part or the functional part at least in the United binding area are made of a plastic whose main component, al so 70% or more, non-polar plastic is selected from the group consisting of HDPE, PP, PS, LDPE, LLDPE, PTFE, PS, copolymers of the cited plastics, bio-plastics such as PLA, filled plastics and / or mixtures of the plastics mentioned is.
29. Kunststoffbehälter nach einem der Ansprüche 23 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass das Funktionsteil ein Ausgiessaufsatz ist und ein integral ausgebildetes Ver- schlus steil umfasst. 29. Plastic container according to one of claims 23 to 28, characterized in that the functional part is a pouring attachment and an integrally formed Verschlus includes steep.
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