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Dokumentenidentifikation DE69207244T2 15.05.1996
EP-Veröffentlichungsnummer 0505851
Titel Öffnungsvorrichtung für einen Verpackungsbehälter und Verfahren zu ihrer Herstellung
Anmelder Tetra Laval Holdings & Finance S.A., Pully, CH
Erfinder Nedstedt, Ulf, S-241 00 Eslöv, SE
Vertreter Müller, Schupfner & Gauger, 80539 München
DE-Aktenzeichen 69207244
Vertragsstaaten AT, BE, CH, DE, DK, ES, FR, GB, GR, IT, LI, LU, NL, PT, SE
Sprache des Dokument En
EP-Anmeldetag 13.03.1992
EP-Aktenzeichen 921043642
EP-Offenlegungsdatum 30.09.1992
EP date of grant 03.01.1996
Veröffentlichungstag im Patentblatt 15.05.1996
IPC-Hauptklasse B65D 5/74
IPC-Nebenklasse B65D 51/22   B31B 1/84   

Beschreibung[de]

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Öffnungsvorrichtung für einen Verpackungsbehälter mit einem Gießschnabel und einem Verschlußteil, das formschlüssig am von dem Verpackungsbehälter abgewandten Ende des Gießschnabels eingreift und dieses umgibt, wobei der Gießschnabel aus einer durchgehenden, flüssigkeitsdichten Materialschicht besteht, die nach der Innenform des Verschlußteils geformt ist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsvorrichtung für einen Verpackungsbehälter, wobei die Öffnungsvorrichtung einen Gießschnabel und ein Verschlußteil aufweist, das formschlüssig am von dem Verpackungsbehälter abgewandten Ende des Gießschnabels eingreift und dieses umgibt, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt, daß eine durchgehende, flüssigkeitsdichte Materialschicht aus Thermoplastmaterial einer Druckdifferenz ausgesetzt wird, so daß die Schicht formschlüssig an eine Ausnehmung eines vorgefertigten Teils der Öffnungsvorrichtung geformt wird, wobei das vorgefertigte Teil in einem Formgebungswerkzeug enthalten ist.

Verpackungsbehälter des Wegwerftyps werden heute zur Verpackung von Verbrauchsgütern unterschiedlicher Typen verwendet, z.B. von Getränken wie Milch und Saft. Aus Kostenaründen werden die Verpackungsbehälter gewöhnlich aus relativ dünnen Verpackungslaminaten hergestellt, die eine Festigkeit verleihende Schicht aus einem faserigen Material wie z.B. Papier aufweisen, die an beiden Seiten mit flüssigkeitsdichten Thermoplastschichten, z.B. Polyethylen laminiert. Solche Verpackungslaminate sind flexibel und können zu der gewünschten Gestalt geschnitten und gebogen werden. Die äußere Beschichtung aus Thermoplastmaterial ermöglicht auch die einfache Heißversiegelug des Laminats mit sich selber, so daß sich ein Verpackungsbehälter mit der gewünschten Gestalt erhalten läßt.

Natürlich ist es wünschenswert, daß der fertige Verpackungsbehälter eine Öffnungsvorrichtung umfaßt, die das einfache Öffnen des Verpackungsbehälters ermöglicht, wenn der Inhalt verbraucht werden soll. Die Öffnungsvorrichtung muß ferner ermöglichen, daß der Inhalt des Verpackungsbehälters in flüssiger Form ohne Spritz- oder Tropfgefahr in einem gut gesammelten Strom ausgebracht werden kann. Allerdings hat sich herausgestellt, daß sich diese Ziele bei Verpackungsbehältern aus flexiblem Papier und Kunststofflaminat schwer kombinieren lassen, da das Verpakkungslaminat nur schwer nach oben gezogen und zu einem Gießschnabel oder einer anderen Form ausgestaltet werden kann, die den erwünschten stabilen Inhaltsstrom ergibt. Da die Öffnungsvorrichtung ferner direkt in dem Verpackungslaminat vorgesehen ist, kann der Verpackungsbehälter schwer flüssigkeitsdicht wiederverschlossen werden.

Zur Vermeidung der obengenannten Schwierigkeiten liegt ein bekanntes Verfahren darin, einen Verpackungsbehälter herzustellen, dessen Körper im wesentlichen aus dem oben erwähnten Verpackungslaminat aus Papier und Kunststoff besteht, dessen Oberteil aber durch Spritzguß eines oberen Endgiebels in direktem Kontakt mit dem Laminat vollständig aus einem Kunststoffmaterial hergestellt ist. Der Endgiebel kann auf diese Weise mit einer Öffnungsvorrichtung mit der gewünschten Form versehen werden, die außerdem auf bestimmte Art wiederverschlossen werden kann. Dieser Typ eines Verpackungsbehälters ist beispielsweise in der deutschen Patentschrift DE 32 17 156 und der DE-OS 38 30 224 gezeigt. Verpackungsbehälter dieser Art haben sich vom Standpunkt des Verbrauchers aus als sehr nützlich erwiesen und sind leicht zu öffnen und wieder zu verschließen. Allerdings ergibt sich aus dem Spritzgußverfahren für den oberen Endgiebel des Verpackungsbehälters, daß die Verpackungsmaschine mit einer weiteren kostspieligen Ausrüstung versehen werden muß und gleichzeitig ihre Kapazität dadurch begrenzt ist, daß das spritzgegossene Oberteil aufgrund der relativ starken Materialdicke eine bestimmte Abkühl- und Stabilisierungszeit erfordert, ehe der Verpackungsbehälter weiter durch die Verpackungsmaschine zu den nachfolgenden Arbeitsstationen transportiert werden kann.

Ein weiterer bekannter Verpackungsbehälter, der aus einem Kunststoffmaterial geformt ist (US-A-3 339 812) umfaßt einen getrennten, vorgeformten Schnabel mit einer äußeren, mit einem Gewinde versehenen Kappe. Das angrenzende Ende des Behälterkörpers umfaßt einen Abschnitt, der nach außen vorsteht und sich in einen in dem Schnabel ausgebildeten Unterschnittabschnitt erstreckt und damit verrastet ist. Die Kappe ist mit einem Stift mit spitzen Enden versehen, die durch den Abgabedurchgang des vorgeformten Schnabels reichen, wobei der Stift über dem Abschnitt des Behälterkörpers liegt, der in dem Unterschnittabschnitt des Schnabels liegt. Beim Entfernen der Kappe wird diese zunächst nach unten geschraubt, so daß die spitzen Enden den Behälterkörper in dem Gießschnabel durchlöchern, woraufhin die Kappe abgeschraubt und von dem Gießschnabel entfernt wird.

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Öffnungsvorrichtung für einen Verpackungsbehälter vorzusehen, die einfach herzustellen ist und ein Verschlußteil und einen Gießschnabel enthält, mit Verpackungsbehältern bekannter Typen verwendet werden kann und dadurch die obengenannten Nachteile vermeidet.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Öffnungsvorrichtung des obengenannten Typs vorzusehen, die dem Verpackungsbehälter gute Gießeigenschaften verleiht und gleichzeitig einen Sicherheitsverschluß für den Verpackungsbehälter vorsieht.

Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Öffnungsvorrichtung mit einem ordentlich funktionierenden Verschlußteil vorzusehen, das nach dem Verbraucher bekannten, festgelegten Prinzipien leicht zu öffnen und wieder zu verschließen ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung liegt darin, eine Öffnungsvorrichtung für Verpackungsbehälter vorzusehen, die minimales Material verwendet und damit sehr kostengünstig ist.

Diese und weitere Aufgaben sind erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Verpackungsbehälter des in der Einleitung genannten Typs die Merkmale aufweist, daß das äußere Ende des Gießschnabels so angeordnet ist, daß es in Verbindung mit dem Entfernen des Verschlußteils automatisch durchsetzt wird, das mit dem Gießschnabel in einer ringförmigen Dichtung verbunden ist, die die Materialschicht abschwächt.

Außerdem liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung eines Verpackungsbehälters vorzusehen, wobei dieses Verfahren nicht durch die obengenannten Nachteile berührt ist, sondern es ermöglicht, rasch und kostengünstig eine Öffnungsvorrichtung anzubringen, die sowohl mit bekannten als auch mit neuen Typen von Verpackungsbehälter zweckmäßig ist.

Darüberhinaus liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsvorrichtung vorzusehen, wobei dieses Verfahren gleichzeitig einen Gießschnabel ausbildet und den Gießschnabel mit einem Verschlußteil versieht.

Ferner liegt eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, ein Verfahren vorzusehen, das es ermöglicht, einen Verpackungsbehälter mit einer Öffnungsvorrichtung zu versehen, ohne im Ergebnis Herstellungs- oder Kühlfaktoren einzubringen, die die Herstellungsrate verringern.

Die obengenannte und andere Aufgaben wurden erfindungsgemäß dadurch erreicht, daß ein Verfahren des in der Einleitung genannten Typs mit den Merkmalen versehen ist, daß das vorgefertigte Teil das Verschlußteil der Öffnungsvorrichtung ist, die geformte, durchgehende und flüssigkeitsdichte Schicht den gesamten Gießschnabel bildet und das Verschlußteil in einer ringförmigen Dichtung mit dern äußeren Ende des Gießschnabels verbunden ist, die die Materialschicht abschwächt.

Die bestehenden Ausführungsformen des Verfahrens nach der Erfindung erhielten ferner die Merkmale, die sich aus den Unteransprüchen 3 - 9 ergeben.

Nun wird eine vorgeschlagene Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung nach der Erfindung im einzelnen unter Bezug auf die beigefügten schematischen Zeichnungen beschrieben, die nur diejenigen Einzelheiten zeigen, die zum Verständnis der Erfindung unerläßlich sind.

Fig. 1 zeigt perspektivisch eine Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung an einem Verpackungsbehälter eines bekannten Typs.

Fig. 2 zeigt eine Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung an einem anderen Typ eines Verpackungsbehälters.

Fig. 3 A - E zeigen schrittweise und teilweise im Querschnitt das Anbringen einer Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung an einem Verpackungsbehälter nach Fig. 1.

Fig. 4 zeigt schrittweise und im Querschnitt das Formen einer Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung an einem Verpakkunsbehälter des in Fig. 2 gezeigten Typs.

Die Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung und das Verfahren zu ihrer Herstellung können mit einer Anzahl von Verpackungsbehältern des Wegwerftyps verwendet werden, z.B. Verpackungen des Typs, der aus einem laminierten Material hergestellt ist, das Schichten aus Papier und Thermoplast enthält. Solche Verpakkungsbehälter werden allgemein für Inhaltsstoffe in flüssiger Form, z.B. Milch oder Saft, verwendet und wurden bis jetzt meist mit einer Öffnungsvorrichtung versehen, die ein Aufbrech- oder Abreißteil des Verpackungsbehälters aufweist, das nach dem Öffnen eine mehr oder weniger ausgeprägte Gießschnabelform erhält. Um das Öffnen zu erleichtern, die Haltequalität zu verbessern und ein flüssigkeitsdichtes Wiederverschließen zu ermöglichen, sind erfindungsgemäß eine Öffnungsvorrichtung und ein Verfahren zu ihrer Herstellung vorgesehen, die die obengenannten bekannten Anordnungen und Verfahren bei herkömmlichen Verpackungsbehältern ersetzen und andererseits auch zur Schaffung neuer Typen von Verpackungsbehälter verwendet werden können.

Fig. 1 zeigt einen bekannten Verpackungsbehälter 1 des sogenannten Typs mit Giebeloberteil, der aus einem laminierten Material hergestellt ist, das eine Trägerschicht aus Papier enthält, die an beiden Seiten mit einem Thermoplastmaterial, z.B. Polyethylen beschichtet ist.

Das Verpackungsmaterial erhielt die gewünschte Form und wurde gefaltet und heißversiegelt und dann zu einem Verpackungsbehälter geformt, der im Querschnitt im wesentlichen rechteckig ist und ein Oberteil aufweist, das vom bekannten Giebeltyp ist. Dieser bekannte Verpackungsbehälter 1 wurde mit einer Öffnungsvorrichtung 2 nach der Erfindung versehen, wobei diese Öffnung in einem der geneigten Giebelfelder 7 des Oberteils sitzt. Die Öffnungsvorrichtung besitzt ein Verschlußteil 3, das wie ein Schraubstöpsel eines im wesentlichen herkömmlichen Typs gebildet ist.

Die Öffnungsvorrichtung und das Verfahren zu ihrer Herstellung können auch mit anderen Typen von Verpackungsbehältern, z.B. dem in Fig. 2 gezeigten Verpackungsbehälter 4 verwendet werden, der einen im wesentlichen viereckigen Querschnitt mit abgerundeten Ecken besitzt. Die Bodenfläche des Verpackungsbehälters kann von einem herkömmlichen Typ sein und beispielsweise aus einer Anzahl von Bodenflächen des Typs bestehen, die gefaltet und miteinander flüssigkeitsdicht versiegelt sind und allgemein auch mit Verpackungen mit Giebeloberteil verwendet werden. Der obere Teil des Verpackungsbehälters 4 enthält die Öffnungsvorrichtung 2 nach der Erfindung, und diese Öffnungsvorrichtung besitzt einen Gießschnabel, der nicht sichtbar ist und einen integralen Teil der oberen Endwand 5 des Verpackungsbehälters 4 bildet und daraus geformt ist. Die obere Endwand 5 ist aus einem Material hergestellt, das vollständig aus einem Thermoplastmaterial, bevorzugt Polyethylen besteht oder Schichten daraus enthält. Die obere Endwand 5 ist nach unten über die Mantelfläche 6 des Verpackungsbehälters 4 gebogen und damit versiegelt; sie kann wie der Verpackungsbehälter allgemein aus einem Verpackungslaminat des obengenannten Typs bestehen oder natürlich aus einer anderen Materialart hergestellt sein. Abgesehen von den oberen Teilen mit der Öffnungsvorrichtung 2 gehören die Verpackungsbehälter nicht zur Erfindung, sondern sie können vom herkömmlichen Typ sein und werden deshalb in diesem Zusammenhang nicht im einzelnen beschrieben.

Das Formen der Verpackungsbehälter und insbesondere der Öffnungsvorrichtungen ist im einzelnen besser aus Fig. 3 und 4 zu sehen, wo die Darstellung zweier bevorzugter Ausführungsfomren der Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung im einzelnen beschrieben ist.

Fig. 3A bis einschließlich Fig. 3E zeigen schematisch die verschiedenen Stufen bei der Herstellung einer Öffnungsvorrichtung für einen Verpackungsbehälter des in Fig. 1 veranschaulichten Typs, d.h. einer Verpackung mit einem bekannten Giebeloberteil. Die Öffnungsvorrichtung 2 nach der Erfindung wird am Verpakkungsbehälter angebracht, ehe dieser verschlossen wird, da während des Formens der Öffnungsvorrichtung sowohl die Innenseite als auch die Außenseite des Verpackungsmaterials während des Formens der Öffnungsvorrichtung zugänglich sein muß. Wie aus Fig. 3A bis einschließlich 3E zu ersehen ist, ist der Verpakkungsbehälter fertig, aber noch nicht mit Inhaltsstoffen gefüllt oder am Oberteil geschlossen; deshalb erstrecken sich die Wandfelder, die seinen oberen Teil bilden, vertikal nach oben und bilden eine Verlängerung der Seitenwände des Verpackungsbehälters 1, woraus sich eine maximale Zugänglichkeit ergibt, so daß Werkzeuge zum Formen und zum Anbringen der Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung in den oberen Teil des Verpackungsbehälters eingeführt werden können.

Der Verpackungsbehälter in Fig. 3A besitzt eine im wesentlichen herkömmliche Gestalt, aber in einem seiner oberen, gegenüberliegenden Felder 7 wurde ein kreisförmiger Teil des Verpakkungsbehältermaterials entfernt und durch eine Scheibe 8 aus Thermoplastmaterial, z.B. Polyethylen ersetzt. Die Scheibe 8 liegt gegen die Innenseite des Verpackungsmaterials an und ist durch eine (in der Figur nicht sichtbare) Wärmedichtung flüssigkeitsdicht mit der inneren Thermoplastschicht des Verpakkungsmaterials versiegelt, die sich ringförmig um die Öffnung erstreckt.

In Fig. 3B ist gezeigt, wie die Scheibe 8 aus Thermoplastmaterial mit Hilfe der Heizeinrichtung 9 einer Erwärmung auf die Erweichungstemperatur (etwa 110ºC bei Polyethylen) ausgesetzt wird, wobei die Einrichtung zwei Schenkel 10, 11 umfaßt, die an ihren äußeren, einander zugewandten Enden Heizkörper 12, 13 aufweisen. Die Heizkörper 12, 13 sind im wesentlichen kreisförmig und becherförmig und besitzen einen Durchmesser, der leicht über dem Durchmesser der Scheibe 8 liegt. Die Heizkörper enthalten (in der Figur nicht gezeigte) Heizelemente, z.B. ein elektrisches Widerstandsmaterial oder Kanäle für Heißluft zum Erwärmen der Kunststoffscheibe auf wohlbekannte Weise über ihre gesamte Fläche, die dem Loch in der Verpackungsbehälterwand entspricht. Wie aus Fig. 3B zu ersehen ist, wird ein Schenkel 10 durch das offene obere Ende des Verpackungsbehälters nach unten gebracht, während der andere Schenkel 11 parallel zu dem erstgenannten Schenkel, aber an der Außenseite der Verpackungsbehälterwand angeordnet wird. Die Schenkel 10, 11 können wie Zangenbacken zueinandergebracht werden, so daß die Heizkörper 12, 13 während des Heizvorgangs in einem geeigneten Abstand von der Materialscheibe 8 angeordnet sind.

Ist die Materialscheibe 8 mit Hilfe der Heizeinrichtung 9 auf die gewünschte Temperatur erwärmt, dann beginnt die nächste Periode, die in Fig. 3C veranschaulicht ist. Dort wird ein Formwerkzeug 14 verwendet, das wie die Heizeinrichtung 9 mit zwei Schenkein 15, 16 wie eine Zange nach unten in das offene Ende des Verpackungsbehälters bzw. außen an die Wand des Verpakkungsbehälters gebracht werden und das Thermoplastmaterial 8 ergreifen kann. Ein Schenkel 15 enthält einen im wesentlichen kreisförmigen, becherförmigen Ausschnitt 17, der über einen Kanal 18 mit einer (nicht gezeigten) Druckluftquelle verbunden werden kann. Der gegenüberliegende Schenkel 16 ist an seiner dem Schenkel 15 zugewandten Arbeitsf läche mit einem Ausschnitt 19 versehen, der über einen Kanal 20 mit der Umgebungsluft verbunden werden kann. Der Ausschnitt 19 ist im wesentlichen kreisförmig und derart dimensioniert, daß ein in den Ausschnitt 19 eingeführtes (in Fig. 3C nicht sichtbares) Verschlußteil 3 während der Verwendung des Formwerkzeugs 14 in dem Ausschnitt bleibt. Ist das Formwerkzeug 14 in der in Fig. 3C gezeigten Position angeordnet, dann werden die Schenkel 15, 16 zusammengebracht, so daß sie die Verpackungsbehälterwand 7 und die darin liegende Materialscheibe 8 umschließen, die auf die Erweichiingstemperatur erwärmt wird. Sobald der mit dem Ausschnitt 17 versehene Teil des Schenkels 15 in dichtende Anlage gegen die Innenseite der Verpackungsbehälterwand 7 und der Schenkel 16 auf entsprechende Weise in Kontakt mit der Außenseite der Wand 7 gebracht ist, ist der Ausschnitt 17 über den Kanal 18 mit der Druckluftquelle verbunden, so daß ein Überdruck auftritt, der auf die weiche Termoplastscheibe 8 derart einwirkt, daß sie ins Innere des vorgefertigten Verschlußteils 3 gedrückt und daran angeformt wird. Die in dem Verschlußteil 3 befindliche Luft strömt über den Ausschnitt 19 und den Kanal 20 in die Umgebungsluft, womit es möglich wird, die Thermoplastscheibe 8 in genaue, formschlüssige Verbindung mit der mit einem Gewinde oder Wulst versehenen Innenseite des Verschlußteils 3 zu bringen. Gleichzeitig werden beim Abkühlen des Materials in der Thermoplastscheibe 8 die Schenkel 15, 16 voneinander wegbewegt, und das Formwerkzeug 14 wird außer Eingriff mit dem Verpakkungsbehälter gehoben. Folglich gleitet das Verschlußteil 3 aus dem Ausschnitt 19 und bleibt dank des formschlüssigen Eingriffs mit der nun geformten Materialscheibe 8 an der Außenseite des Verpackungsbehälters.

In Fig. 3D ist der Verpackungsbehälter nach dem Entfernen des Forinwerkzeugs 14 gezeigt, und aus dieser Figur ist zu ersehen, wie der zentrale Teil der Materialscheibe 8 nun einen Gießschnabel 21 bildet&sub1; der innerhalb des Verschlußteils 3 liegt, wobei dieser Schnabel mit Gewinden versehen ist, die nach der mit einem Gewinde versehenen Innenfläche des Verschlußteils 3 gebildet wurden. Aus Fig. 3 ist auch zu ersehen, wie das Material in der Materialscheibe 8 eine verbundene, flüssigkeitsdichte Materialschicht von der flüssigkeitsdichten, ringförmigen Verbindung mit der Innenseite der Verpackungsbehälterwand 7 zum äußeren geschlossenen Ende des Gießschnabels 21 bildet, die so angeordnet ist, daß sie nur in Verbindung mit dem Öffnen des Verpackungsbehälters bricht.

In Fig. 3E ist der fertige Verpackungsbehälter gezeigt, der nach dem Füllen mit seinem Inhalt durch Falten und Heißsiegeln mit einem oberen, sogenannten Giebelteil versehen wird, in dem die Öffnungsvorrichtung 2 nach der Erfindung im wesentlichen zentral an einer oberen Fläche liegt. Der Verpackungsbehälter ist im geöffneten Zustand gezeigt, d.h., das Verschlußteil 3 mit der Form eines Schraubstöpsels wurde von dem mit einem Gewinde versehenen Gießschnabel 21 abgeschraubt. Durch Heißsiegeln des äußeren Endes des Gießschnabels 21 an die Innenseite des Verschlußteils 3 läßt sich das äußere Ende des Gießschnabels 21 automatisch durchsetzen, so daß der Inhalt des Verpakkungsbehälters automatisch zum Ausgießen zugänglich wird. Im folgenden wird dies im einzelnen beschrieben.

Fig. 4A bis einschließlich 4D zeigen die Arbeitsphasen bei der Herstellung einer Öffnungsvorrichtung 2 nach der Erfindung mit einer oberen Endwand 5 an einem Verpackungsbehälter des in Fig. 2 gezeigten Typs. Die im wesentlichen rohrf örmige Mantelwand 6 dieses Verpackungsbehälters ist wenigstens außen mit einem Thermoplastmaterial beschichtet. Aus Fig. 4A ist zu ersehen, wie die Mantelwand 6 oder wenigstens ihr oberes Ende in einem ringförmigen Halter 22 sitzt, dessen zentrales Loch eine Gestalt und Größe aufweist, die der Mantelwand entsprechen. Der Halter 22 besitzt eine obere flache Arbeitsfläche 23, gegen die eine Materialscheibe 24 angeordnet ist, die aus einem Thermoplastmaterial wie z.B. Polyethylen hergestellt ist. Die Materialscheibe 24 wird mit Hilfe eines Formwerkzeugs 25, dessen untere Formfläche 26 gegen die Oberseite der Materialscheibe 24 anliegt, fest gegen die Arbeitsfläche 23 des Halters 22 gehalten. Die Formfläche 26 ist mit einem Ausschnitt 27 versehen, in dem ein vorgefertigtes Verschlußteil 3 angeordnet ist. Das Verschlußteil 3 weist eine Giebelwand 28 und eine Mantelwand 29 auf und kann wie ein Schraubstöpsel mit Innengewinden oder ein Aufschnappstöpsel mit einem inneren (nicht gezeigten) Wulst gerormt sein. Die Mantelwand des Verschlußteils 3 zeigt einen Kanal in Form eines Lochs 30, der die Innenseite des Verschluß teils 3 über geeignete Kanäle 31 in dem Formwerkzeug 25 mit der Umgebungsluft verbindet. Das in dem Formwerkzeug 25 angeordnete Verschlußteil ist so gedreht, daß sein offenes Ende nach unten gerichtet ist und die Unterkante der Mantelwand 29 damit gegen die obere Fläche der Materialscheibe 24 anliegt. Die Materialscheibe 24, die vorher auf die Erweichungstemperatur erwärmt wurde, wird nun einer Formbehandlung unterzogen, die bevorzugt dadurch durchgeführt wird, daß zwischen den beiden Seiten der Materialscheibe 24 eine Druckdifferenz erzeugt wird. Die Innenseite 4 des Verpackungsbehälters (d.h. das noch nicht geschlossene Bodenende des Verpackungsbehälters) wird geeignet mit einer nicht gezeigten Druckluftquelle verbunden, wobei gleichzeitig die Formfläche 26 und der Ausschnitt 27 des Formwerkzeugs 25 über die Kanäle 31 mit der Umgebungsluft verbunden werden. Die durch diese Einrichtung erhaltene Druckdifferenz wirkt von unten auf die Materialscheibe 24 ein, so daß sie gegen die Formfläche 26 und das vorgefertigte Verschlußteil 3 gedrückt wird, das sich in dem Ausschnitt 27 befindet und auf Zimmertemperatur oder jedenfalls auf einer solchen Temperatur gehalten wird, daß keine Formwirkung des Materials stattfindet. Da die Luft im Inneren des Verschlußteils 3 frei durch die Kanäle 31 in dem Formwerkzeug 25 nach außen strömen kann, bietet sie keinen Widerstand gegen den zentralen Teil der Materialscheibe 24, sondern diese kann in die Innenfläche des Verschlußteils drükken und danach geformt werden, so daß sie formschlüssig mit Gewinden 32 oder nicht gezeigten Wülsten in dem Verschlußteil 3 in Eingriff gelangt. Umgebende Teile der Materialscheibe 24 werden gegen die Formfläche 26 gedrückt, die flach oder auf ein gewünschtes Muster profiliert sein kann, um der oberen Endwand 5 des Verpackungsbehälters die entsprechende Gestalt zu verleihen. Sobald die Formgebung abgeschlossen ist, wird die Zufuhr von Druckluft zur Unterseite der Materialscheibe 24 abgebrochen, und das Formwerkzeug 25 wird entfernt. Dabei bleibt das Verschlußteil 3 an dem Gießschnabel 33, der durch den zentralen Teil der Materialscheibe 24 gebildet und mit Gewinden 32 versehen ist. Der Halter 22 kann nun ebenfalls entfernt werden, und ein ringförmiger Teil der Materialscheibe 24, der sich über die Mantelwand 6 erstreckt, kann nach unten gefaltet und mit der Außenseite der Mantelwand heißversiegelt werden. Dies kann gegebenenfalls auch in einem früheren Stadium, z.B. in Verbindung mit dem Formen des Gießschnabels geschehen.

Der nun geformte Gießschnabel 23, der sich in dem Verschlußteil 3 befindet, besteht aus einem angeformten Teil der verbundenen, flüssigkeitsdichten Materialschicht, die auch die obere Endwand 5 bildet. Um zu ermöglichen, daß das obere Ende des Gießschnabels 33 in Verbindung mit dem Entfernen des Verschlußteils 3 nach oben gebrochen werden kann, wird zwischen der oberen Endfläche des Gießschnabels 33 und der Innenfläche der Giebelwand 28 des Verschlußteils 3 eine ringförmige Dichtung vorgesehen. Dies geschieht mit Hilfe eines Versiegelungswerkzeugs 34, das im wesentlichen kreisförmig ist und an seinem oberen Ende eine ringförmige Arbeitsfläche aufweist und auf die Siegeltemperatur erwärmt werden kann. Durch Drücken des Versiegelungswerkzeugs 34 gegen die innere Endfläche des Gießschnabels tritt eine ringförmige Versiegelung des Materials in dem Gießschnabel und dem Verschlußteil ein, so daß das Verschlußteil nur durch gleichzeitiges Brechen der Endfläche des Gießschnabels 33 entlang der ringförmigen Versiegelungslinie nach oben aus dem oberen Teil des Verpackungsbehälters entfernt werden kann. Bei der Öffnung des Verpackungsbehälters nach der Erfindung wird der Schraubstöpsel oder das Verschlußteil 3 abgeschraubt, woraufhin das mit der Innenfläche des Verschlußteils versiegelte Ende des Gießschnabels von dem Gießschnabel freikommt und dem Schraubstöpsel folgt, was in Fig. 4D veranschaulicht ist. Da das flüssigkeitsdichte Material in der Thermoplastscheibe 24 also nur in Verbindung mit dem Entfernen des Verschlußteils 3 gebrochen wird, ist sichergestellt, daß die Öffnungsvorrichtung völlig auslaufsicher bleibt, wobei die Konstruktion gleichzeitig eine Sicherheit gegen unabsichtliches oder unerlaubtes Öffnen liefert.

Soll ein Verpackungsbehälter eines bekannten Typs, z.B. des in Fig. 1 und 3 gezeigten Giebeltyps mit einer Öffnungsvorrichtung nach der Erfindung versehen werden, dann kann die Thermoplastscheibe 8 durch Heißversiegelung bereits an dem Verpackungsmaterial angebracht werden, ehe dieses zu einem Verpackungsbehälter geformt wird, d.h., während es noch in Streifen- oder Bogenform vorliegt. Das Verpackungsmaterial kann danach auf üblicne Weise mit herkömmlichen Verpackungsmaschinen bis zu dem Zeitpunkt zu einzelnen Verpackungsbehältern geformt werden, wo der oben offene Verpackungsbehälter mit dem gewünschten Inhalt gefüllt werden soll. Vor der Füllstation sind eine oder mehrere Stationen eingefügt, um das Verfahren nach Fig. 3A bis einschließlich 3D durchzuführen, wonach das Füllen auf wohlbekannte Weise durchgeführt werden kann und der obere Teil mittels bekannter Technik zusammengefaltet und zusammengesiegelt werden kann.

Der In Fig. 2 und 4 gezeigte Verpackungsbehälter wird dadurch hergestellt, daß das Verpackungslaminat zunächst eine rohrförmige Gestalt erhält, wonach die Längskanten des Materials miteinander flüssigkeitsdicht versiegelt werden, so daß die Mantelwand 6 gebildet wird. Daraufhin wird die Mantelwand in den ringförmigen Halter 22 gesetzt, und die Thermoplastscheibe 24 wird so angeordnet, daß sie gegen das obere Ende der Mantelwand 6 anliegt. Das Formwerkzeug 25 mit dem im Ausschnitt 27 an Position liegenden Verschlußteil wird in seine Arbeitsposition gebracht, wonach der Formvorgang nach Fig. 4A und 4B stattfindet. Sind das Formwerkzeug 25 und der Halter 22 entfernt und ist möglicherweise die Operation nach Fig. 4C durchgeführt, dann wird der Verpackungsbehälter umgedreht und durch den Boden mit dem gewünschten Inhalt gefüllt. Schließlich wird der Boden des Verpackungsbehälters z.B. durch Einfalten und Heißsiegeln der vorbereiteten Bodenwandflächen oder auf beliebige andere Weise, z.B. mit Hilfe einer weiteren Materialscheibe versiegelt, die entlang der Unterkante der Mantelwand 6 heißversiegelt wird.

Sowohl die Öffnungsvorrichtung als auch das Verfahren zu ihrer Herstellung können selbstverständlich mit völlig unterschiedlichen Typen von Verpackungsbehältern verwendet werden, d.h. solchen, die aus unterschiedlichen Materialkombinationen oder aus einem oder mehreren unterschiedlichen Teilen hergestellt sind. Der Teil des Verpackungsbehälters, der mit einem Gießschnabel nach der Erfindung versehen ist, muß aus einer wärmeformbaren Materialschicht hergestellt sein, aber diese kann entweder einen begrenzten Teil des Verpackungsbehälters oder einen angeformten Tel des gesamten Verpackungsbehälters bilden, der in diesem Fall völlständig durch Warmformen hergestellt werden kann.

Werden Verpackungsbehälter aus einer Materialbahn hergestellt, dann kann die Bahn ganz oder teilweise aus einem warmformbaren Material bestehen. Nach dem Umformen der Materialbahn zu Verpackungsbehältern, die mit Füllgütern gefüllt und versiegelt werden können, wird ein ausgewählter Teil des Verpackungsbehälters erwärmt, um mittels eines äußeren Vakuums wie oben beschrieben zu einem Gießschnabel geformt zu werden. Ist ein Verpackungsbehälter versiegelt und damit völlig luftdicht, dann verwendet diese Operation einen Teil des Luftraumbereichs in dem Verpackungsbehälter und erzeugt einen bestimmten Unterdruck, so daß sich die flexiblen Wände des Behälters leicht nach innen wölben. Allerdings ist dies kein Nachteil. Wird ein Verpackungsbehälter dieser Art geöffnet, in Verbindung it dem Entfernen des Verschlußteils oder bei einer späteren, getrennten Handhabung, dann wird Luft in den Behälter gesaugt, so daß die Oberfläche der Füllgüter gesenkt wird und die Behälterwände wieder ihre ursprüngliche Gestalt einnehmen.

Ist das Verschlußteil ebenfalls aus einem Thermoplastmaterial hergestellt, dann ist vorstellbar, dieses gleichzeitig mit dem Gießschnabel herzustellen, aber dabei ist ein äußeres Formteil erforderlich, um dem Verschlußteil die richtige äußere Gestalt zu verleihen.

Die innere Gestalt der Verschlußvorrichtung muß zu ihrer äußeren Gestalt passen (das Material muß dünn sein), und die innere Gestalt verleiht damit dem Gießschnabel seine entsprechende Gestalt. Eine Voraussetzung für das oben beschriebene Verfahren liegt selbstverständlich darin, daß man verhindert, daß das Kunststoffmaterial in dem Verschlußteil mit dem Material des Gießschnabels versiegelt wird, jedenfalls über den größten Teil seiner Fläche. Dies läßt sich durch geeignete Materialauswahl oder durch Beschichtungen erreichen, die die Versiegelung blokkierende Lagen aufweisen.

Wie oben erwähnt, ist eine Form eines Auslaßkanals 30 von innerhalb des Verschlußteils 3 erforderlich, um zu verhindern, daß die Luft in dem Verschlußteil die Bildung des Gießschnabels 21, 33 blockiert. Selbstverständlich ist nicht erwünscht, daß der Kanal so positioniert ist, daß er beim Wiederverschließen eines geöffneten Verpackungsbehälters mit Hilfe des Verschlußteils 3 ein Auslaufen verursacht, und das Ende des innerhalb des Verschlußteils austretenden Kanals kann deshalb nicht in der Giebelwand 28 des Verschlußteils angeordnet sein, was zunächst erforderlich scheint, um das Entweichen der während des Formgebungsvorgangs eingeschlossenen Luft zu ermöglichen. Allerdings haben praktische Tests gezeigt, daß eine voll zufriedenstellende Formgebung sichergestellt ist, selbst wenn das Ende des Kanals in der Mantelwand 29 austritt, weil das Material in der Scheibe 8, 24 während des Formvorgangs die Luft mit hoher Geschwindigkeit vom Zentrum nach unten und nach außen drückt. Es hat sich herausgestellt, daß sich ein optimaler Kompromiß zwischen guter Formgebung und minimalem Aus laufen dann erhalten läßt, wenn das innerhalb des Verschlußteils austretende Ende des Kanals im wesentlichen in der Hälfte der Mantelwand, d.h. im gleichen Abstand von der Giebelwand 28 und der dem Verpackungsbehälter zugewandten unteren Kante des Mantels 29, angeordnet ist.

Der Kanal braucht nicht als ein die Mantelwand 29 durchsetzendes Loch 30 gebildet sein, sondern kann auch aus einem Schlitz bestehen, der sich vertikal in der inneren Wandfläche des Mantels erstreckt und über einen entsprechenden Schlitz, der radial in der Kantenfläche des Mantels verläuft, Verbindung mit der Umgebungsluft besitzt.


Anspruch[de]

1. Öffnungsvorrichtung (2) für einen Verpackungsbehälter (1) mit einem Gießschnabel (21, 33) und einem Verschlußteil (3), das formschlüssig am von dem Verpackungsbehälter (1) abgewandten Ende des Gießschnabels (21, 33) eingreift und dieses umgibt, wobei der Gießschnabel (21, 33) aus einer durchgehenden, flüssigkeitsdichten Materialschicht besteht, die nach der Innenform des Verschlußteils (3) geformt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das äußere Ende des Gießschnabels (21, 33) so angeordnet ist, daß es in Verbindung mit dem Entfernen des Verschlußteils (3) automatisch durchsetzt wird, das mit dem Gießschnabel (21, 33) in einer ringförmigen Dichtung verbunden ist, die die Materialschicht abschwächt.

2. Verfahren zur Herstellung einer Öffnungsvorrichtung (2) für einen Verpackungsbehälter (1), wobei die Öffnungsvorrichtung einen Gießschnabel (21, 33) und ein Verschlußteil (3) aufweist, das formschlüssig am von dem Verpackungsbehälter (1) abgewandten Ende des Gießschnabels (21, 33) eingreift und dieses umgibt, wobei das Verfahren den Schritt umfaßt, daß eine durchgehende, flüssigkeitsdichte Materialschicht aus Thermoplastmaterial einer Druckdifferenz ausgesetzt wird, so daß die Schicht formschlüssig an eine Ausnehmung eines vorgefertigten Teils der Öffnungsvorrichtung (2) geformt wird, wobei das vorgefertigte Teil in einem Formgebungswerkzeug enthalten ist, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Teil das Verschlußteil (3) der Öffnungsvorrichtung (2) ist, die geformte flüssigkeitsdichte Schicht den gesamten Gießschnabel (21, 33) bildet und das Verschlußteil (3) in einer ringförmigen Dichtung mit dem äußeren Ende des Gießschnabels (21, 33) verbunden ist, die die Materialschicht abschwächt.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial vor dem Formen auf seine Erweichungstemperatur erwärmt wird, während dem vorgefertigten Teil (3) eine Temperatur unter seiner Erweichungstemperatur gegeben wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß während des Formgebungsvorgangs Luft sowohl über das vorgefertigte Teil (3) als auch über umgebende Teile des Formwerkzeugs (14, 25) evakuiert wird.

5. Verfahren nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das vorgefertigte Teil (3) zur gleichen Zeit wie der geformte Teil des Verpackungsbehälters von dem Formwerkzeug (14, 25) entfernt wird.

6. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial gleichzeitig durch die Druckdifferenz flüssigkeitsdicht mit angrenzenden Teilen des Verpackungsbehälters (1) verbunden ist.

7. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial vorher wasserdicht mit einem Verpackungsbehälter (1) verbunden wird.

8. Verfahren nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial eine Öffnung in dem Verpackungsbehälter abdeckt, deren Öffnungsfläche im wesentlichen die gleich Größe wie die entsprechende Fläche des vorgefertigten Teils (3) aufweist.

9. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Thermoplastmaterial während der Formgebung dazu gebracht wird, daß es die angrenzenden Kanten des Verpackungsbehälters flüssigkeitsdicht umgibt.







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