DE10333158A1

DE10333158A1 - Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit eingeformten Deckblatt

Info

Publication number: DE10333158A1
Application number: DE2003133158
Authority: DE
Inventors: Werner Brüning
Original assignee: Fischbach KG Kunststoff Technik
Current assignee: Fischbach KG Kunststoff Technik
Priority date: 2003-07-22
Filing date: 2003-07-22
Publication date: 2005-02-10
Also published as: WO2005018903A1

Abstract

Zur Formung eines Behälters mit in die Behälterwand integriertem Deckblatt (16) im Spritzgießverfahren wird der Spritzgießform das Deckblatt (16) auf einem Hilfsdorn (30) zugeführt. Dann wird die Hohlform (26) über den Hilfsdorn (30) geschoben und das Deckblatt (16) elektrostatisch oder durch Vakuum an die Hohlform übertragen. Alternativ hierzu kann das Deckblatt von einem Applikator auf den Formkern (27) aufgebracht und auf diesem in die Hohlform (26) eingeschoben werden.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Hohlform und eines Formkernes, sowie eine Spritzgießform zur Herstellung eines Behälters mit eingeformtem Deckblatt.
In DE 43 18 014 C1 (Fischbach) ist ein Verfahren zur Herstellung einer Kartusche für pastöse Massen beschrieben. Das Verfahren sieht vor, dass die Kartusche in einer Spritzgießform aus Kunststoff geformt wird, wobei der Formhohlraum durch eine Mantelform, einen Kern und eine Kopfform begrenzt ist. Die fertige Kartusche wird dadurch aus der Form entfernt, dass zunächst der Kern ein Stück weit zurückgezogen wird, während die Kartusche an der Kopfform festgehalten wird. Anschließend erfolgt ein gemeinsames Zurückziehen von Kern und Mantelform, bis die Kartusche von dem Kern freigekommen ist. Danach wird die Mantelform zurückgezogen und Backen der Kopfform werden geöffnet, so dass die Kartusche herunterfallen kann.
Bei einem weiteren Verfahren gemäß DE 197 03 316 A1 wird im Spritzgießverfahren eine Düsenkartusche mit angeformter Düse in einer Hohlform hergestellt, in der sich ein Kern befindet. Da die Düse gewindelos ist, ist eine Kopfform mit Backen, die zum Entformen der Kartusche auseinanderbewegbar sind, nicht erforderlich.
Es ist ferner bekannt, Etiketten und andere Deckblätter festsitzend in die Wand eines Behälters zu integrieren. Hierfür wurde das In-Mould-Labelling (IML) entwickelt, bei dem in eine Spritzgießform zunächst ein Deckblatt eingebracht wird, das sich an die Mantelfläche anlegt, bevor die Form geschlossen und die Kunststoffschmelze injiziert wird. Der fließfähige Kunststoff wird gewissermaßen durch die Prozesswärme fest mit dem Deckblatt verbunden. Das Deckblatt ist danach integraler Bestandteil des Behälters. Dieses Verfahren wird insbesondere bei der Herstellung von Dünnwandbehältern, wie Joghurtbechern, angewandt, die eine konische Gestalt haben. Das Etikett wird in dasjenige Ende der Spritzgießform eingeführt, welches das Öffnungsende des Behälters formt. Beim Entformen muss der Kern über die Artikellänge aus der Mantelform herausgezogen werden. Anschließend muss der Kern noch einmal um etwa dieselbe Länge weiterbewegt werden, damit der auf dem Kern sitzende Artikel von diesem entformt oder ausgeworfen werden kann. Dies erfordert einen längeren Öffnungsweg des Kernes relativ zu der Mantelform und somit eine große Länge der Spritzgießmaschine.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters anzugeben, in dessen Umfangswand ein Deckblatt integriert ist; wobei das Einführen des Deckblatts in den Formhohlraum schnell, einfach und zuverlässig erfolgt, so dass selbst bei schwierigen Behälterformen das Deckblatt in einem schnellen Maschinentakt positioniert werden kann.
Eine erste Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist durch den Patentanspruch 1 definiert. Hiernach erfolgt die Herstellung des Behälters mit den folgenden Schritten:

– Aufbringen des Deckblatts auf einen Hilfsdorn
– Überschieben der Hohlform über den Hilfsdorn
– Übertragen des Deckblatts von dem Hilfsdorn auf die Hohlform
– Auseinanderbewegen von Hilfsdorn und Hohlform
– Einführen des Formkernes in die Hohlform
– Injizieren von Kunststoffschmelze in den Formhohlraum zwischen Formkern und Hohlform.

Durch die Verwendung eines Hilfsdornes wird das Deckblatt in vorgeformtem Zustand zunächst in die Hohlform eingeführt und dann an die Hohlform übergeben. Anschließend kann das Deckblatt an einem der beiden Formteile, Hohlform oder Formkern, zur Anlage gebracht werden, um die Position des Deckblatts an dem zu formenden Behälter an der Außenseite oder an der Innenseite festzulegen.
Die Schritte des Überschiebens der Hohlform über den Hilfsdorn und des Einführens des Formkernes in die Hohlform sowie andere Schritte, bei denen eine Bewegung eines Teiles der Spritzgießform auftritt, sind in dem Sinne zu verstehen, dass es sich um Relativbewegungen zwischen Hohlform und Hilfsdorn bzw. zwischen Formkern und Hohlform handelt.
Eine zweite Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens ist im Patentanspruch 8 angegeben. Hierbei erfolgt das Aufbringen des Deckblatts auf den Formkern, über den anschließend die Hohlform geschoben wird. Ein Hilfsdorn ist bei dieser Verfahrensvariante nicht erforderlich. Benötigt wird ein Applikator, der an den Formkern heranbewegt werden kann, um das Deckblatt auf dem Formkern zu positionieren.
Die Erfindung betrifft ferner eine Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt im Spritzgießverfahren. Gemäß Anspruch 6 weist die Spritzgießform auf

– eine Hohlform und einen in die Hohlform einführbaren Formkern zur Begrenzung eines Formhohlraumes,
– eine Kopfform zur Formung einer Stirnwand des Behälters,
– und einen Hilfsdorn, der in die von dem Formkern freie Hohlform einführbar ist und ein Deckblatt in das Innere der Hohlform überträgt.

Der Hilfsdorn zum Zuführen des Deckblatts in die Hohlform ist seitlich bewegbar. Seitlich bedeutet quer zu der Längsachse der Hohlform und des Formkernes. Der Hilfsdorn transportiert das Deckblatt radial zur Hohlform. Durch axiale Relativbewegung zwischen Hohlform und Deckblatt wird das Deckblatt anschließend in die Hohlform eingeführt.
Die von dem Deckblatt gebildete Deckschicht auf der Innenseite oder der Außenseite der Behälterwand kann verschiedene Funktionen haben. Beispielsweise bildet sie ein bedrucktes Etikett oder ein Dekorblatt. Es kann sich aber auch um eine Folie mit bestimmten Gleiteigenschaften handeln. Die Deckschicht, die von dem Deckblatt gebildet wird, kann auch ein Textilmaterial oder ein Material mit einer anderen dreidimensionalen Struktur sein. Bei der Herstellung von Kartuschen, die einen Kolben zum Auspressen des Kartuscheninhalts enthalten, kann ein Vorteil darin bestehen, dass die Innenseite der Kartuschenwand bestimmte Gleiteigenschaften besitzt. Hierfür eignet sich die Anbringung einer inneren Deckschicht aus einem Material, das die erforderlichen Laufeigenschaften des Kolbens sicherstellt. Es kann auch eine Deckschicht benutzt werden, die Barriereeigenschaften für Dampf, Gase oder Lösungsmittel hat. Ein derartiges Deckblatt kann beispielsweise aus einem Metallfolienverbund bestehen. Ebenso kann das Material des Deckblatts so gewählt werden, dass eine gewünschte chemische Beständigkeit gegen das Füllgut gewährleistet ist bzw. das Füllgut von dem Kunststoff der Kartusche ferngehalten wird.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich insbesondere zur Herstellung von im Wesentlichen zylindrischen Behältern, wie Kartuschen zur Aufnahme auspressbarer Materialien, oder zur Herstellung von Tubenkörpern, die aus einem flexiblen Material bestehen und bei denen das offene rückwärtige Ende nach dem Füllvorgang flachgedrückt und versiegelt wird.
Die Erfindung betrifft ferner einen Behälter aus Kunststoff mit einer Umfangswand und einer Stirnwand, wobei die Umfangswand an ihrer Außenfläche ein in den Kunststoff eingebettetes erstes Deckblatt aufweist. Erfindungsgemäß weist die Umfangswand an ihrer Innenfläche ein in den Kunststoff eingebettetes zweites Deckblatt auf. Beide Deckblätter sind von unterschiedlicher Beschaffenheit. So kann beispielsweise das an der Außenfläche vorgesehene Deckblatt ein Informationsträger in Form eines bedruckten Etiketts sein, während das an der Innenfläche befindliche Etikett eine Barriereschicht aufweist, beispielsweise eine Metallfolie enthält.
Unter einem Deckblatt ist jegliche Form einer Flächenbedeckung zu verstehen. So kann das Deckblatt aus einem oder mehreren Streifen bestehen oder aus einer geschlossenen rohrförmigen Hülse.
Das Anlegen des Deckblatts an die Mantelform oder den Formkern kann durch elektrostatische Aufladung oder durch Vakuum erfolgen.
Im Folgenden werden unter Bezugnahme auf die Zeichnungen bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert. Diese Erläuterung ist nicht so zu verstehen, dass sie den Schutzbereich der Patentansprüche einschränkt.
Es zeigen:
1 eine Darstellung der geöffneten Spritzgießform und des Behälters beim Auswerfen des Behälters,
2–9: den Ablauf der ersten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
10 eine Darstellung der zweiten Variante des erfindungsgemäßen Verfahrens,
11 einen Schnitt entlang der Linie XI-XI von 10,
12 den Injektionsschritt bei der zweiten Variante des Verfahrens, und
13 das Positionieren zweier Deckblätter in der Spritzgießform.
Zunächst wird unter Bezugnahme auf 1 der herzustellende Behälter 10 beschrieben, der hier aus einer Kartusche besteht, welche eine im Wesentlichen zylindrische Umfangswand 11 aufweist. An einem Ende der Umfangswand 11 ist der Behälter durch eine geformte Stirnwand 12 verschlossen, während das gegenüberliegende Ende 13 offen ist. An der Stirnwand 12 befindet sich ein Auslassstutzen 14. Am Umfang der Stirnwand 12 ist außen eine Hinterschneidung 15 in Form einer umlaufenden Nut angeformt, mit der der Behälter 10 an der Kopfform festgehalten werden kann. Die bisher beschriebene Kartusche entspricht derjenigen von DE 43 18 018 C1 .
In die Umfangswand 11 des Behälters 10 ist ein Deckblatt 16 integriert, das sich hier an der Außenfläche der Umfangswand befindet. Das Deckblatt 16 ist beispielsweise ein Etikett, das an das Kunststoffmaterial der Umfangswand 11 angeschmolzen ist und dass daher eine klebemittelfreie innige Verbindung mit der Umfangswand 11 eingegangen ist.
Zur Herstellung des Behälters 10 dient eine Spritzgießform. Diese weist eine Kopfform 22 auf, die feststehend in der Spritzgießmaschine montiert ist und mit zwei in einer gemeinsamen Ebene relativ zueinander verschiebbaren Backen 23, 24 versehen ist. Die Backen 23, 24 bilden denjenigen Teil des Formhohlraums 20, der den Bodenbereich des Behälters 10 mit der Stirnwand 12 formt. In dem feststehenden Teil der Kopfform 22 befindet sich ein Kanal 25 zum Injizieren des flüssigen Kunststoffs in den geschlossenen Formhohlraum 20.
Der rohrförmige Teil des Behälters 10 wird von der Hohlform 26 geformt, die einen generell zyliridrischen Formkanal aufweist. In das Ende der Hohlform 26 taucht der Formkern 27 ein, der generell zylindrisch ausgebildet ist und von einem Kernträger 28 frei absteht. Der Formkern 27 weist an seinem freien Ende einen Ansatz 29 auf, der das Innere des Auslassstutzens 14 freihält.
In 2 ist der Zustand dargestellt, in dem die Hohlform 26 und der Formkern 27 sich in der Rückzugsposition im Abstand von der Kopfform 22 befinden. Der Abstand ist nur etwas größer als die Länge des herzustellenden Behälters 10. In den Zwischenraum ist ein Hilfsdorn 30 hineinbewegt, der achsparallel zu dem Formkern 27 ausgerichtet ist. Der Hilfsdorn 30 weist einen langgestreckten zylindrischen Schaft 31 auf. An einer Stirnseite des Schafts 31 befindet sich eine Zentriereinrichtung 32 in Form einer Ausnehmung, die passend zu dem Ansatz 29 des Formkernes 27 gestaltet ist, so dass der Hilfsdorn relativ zu dem Formkern positioniert werden kann, indem die Zentriereinrichtung 32 auf den Ansatz 29 aufgeschoben wird. Am gegenüberliegenden Ende ist der Schaft 31 mit einem Dornträger 33 ver bunden, der Bestandteil einer Bewegungsvorrichtung ist, die den Hilfsdorn 30 seitlich aus dem Bewegungsweg der Hohlform 26 herausbewegen kann. Diese Bewegungsvorrichtung bringt den Hilfsdorn 30 zu einer Ladestation, an der ein Deckblatt 16 um den Schaft 31 herumgelegt wird. Der Hilfsdorn 30 weist ferner einen Potentialring 34 auf, der an einem elektrischen Potential liegt, hier an Pluspotential, und dieses auf das Deckblatt 16 überträgt. Der Potentialring 34 ist in Grenzen axial verschiebbar. Das elektrische Potential verteilt sich auf die gesamte Fläche des Deckblatts 16.
Der Schaft 31 besteht aus elektrisch leitendem Material und er wird durch einen Kontakt 35 auf Minuspotential gehalten. Infolge der unterschiedlichen Polaritäten zwischen Deckblatt 16 und Schaft 31 legt sich gemäß 3 das Deckblatt eng an die Außenfläche des Schafts 31 an. In diesem Zustand wird die Hohlform 26 auf den Hilfsdorn 30 aufgeschoben (4). Die Hohlform 26 wird an Pluspotential gelegt, während das Minuspotential von dem Hilfsdorn 30 entfernt wird. Dadurch wird das Deckblatt 16 von dem Hilfsdorn 30 auf die Hohlform 26 übertragen. Es liegt nunmehr an der Innenfläche der Hohlform an. Dann wird die Hohlform 26 in Richtung auf den Formkern 27 zurückbewegt, so dass der Hilfsdorn 30 freiliegt (5). Der Hilfsdorn 30 kann dann aus dem Bewegungsweg der Hohlform seitlich heraus bewegt werden, um mit einem neuen Etikett beladen zu werden. Dadurch ergibt sich der in 6 dargestellte Zustand.
Eine geeignete andere Variante zum Aufnehmen und Übertragen des Deckblattes besteht darin, dass an den Hilfsdorn 30 oder die Hohlform 26 durch geeignete Kanäle ein Vakuum angelegt wird, durch welches das Deckblatt fest an der gewünschten Vorrichtungsposition haftet.
Gemäß 7 werden Hohlform 26 und Formkern 27 gemeinsam an die Kopfform 22 herangefahren, so dass der Formhohlraum geschlossen wird. Dann erfolgt die Injektion des Kunststoffs in den Formhohlraum.
Zum Öffnen der Form wird gemäß 8 zunächst der Formkern 27 zurückgezogen. Anschließend wird auch die Hohlform 26 zurückgezogen. In dem Zustand von 9, die 1 entspricht, werden die Backen 23, 24 auseinanderbewegt, um den Behälter 10 zum Auswerfen freizugeben.
Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel befindet sich das Deckblatt 16 an der Außenfläche des Behälters. Man kann das Deckblatt auch auf der Innenfläche vorsehen. In diesem Fall müsste es in dem in 5 dargestellten Zustand elektrostatisch oder durch Vakuum von der Hohlform 26 auf den Formkern 27 übertragen werden. Ein an der Innenseite des Behälters angeordnetes Deckblatt kann beispielsweise eine Gleitschicht für einen in dem Behälter verschiebbaren Kolben bilden oder eine Barriereschicht, die die Behälterwand undurchlässig macht für Gase oder Flüssigkeiten.
Bei dem Ausführungsbeispiel von 10 wird ein Deckblatt 16 von einem Applikator 40 auf den Formkern 27 übertragen. Der Applikator 40 ist gabelförmig und er setzt das Deckblatt 16 rittlings über den Formkern. Dadurch, dass das Deckblatt 16 und der Formkern 27 unterschiedliche elektrostatische Potentiale erhalten, wird das Deckblatt 16 um den Formkern 27 herumgelegt und an diesen eng angelegt. Danach kann der Applikator 40 seitlich von dem Formkern entfernt werden, um ein neues Deckblatt aufzunehmen. Das Deckblatt 16, das sich über die gesamte Länge des Formkernes erstrecken kann, wird zusammen mit dem Formkern 27 in die Hohlform 26 hineinbewegt und diese wird zusammen mit dem Formkern gegen die Kopfform 22 gefahren, wodurch der Formhohlraum geschlossen wird, was in 12 dargestellt ist. Wenn das Deckblatt 16 an die Innenwand der Hohlform 26 angelegt werden soll, muss die Hohlform ein geeignetes elektrostatisches Potential erhalten oder das Ansaugen durch Vakuum bewirken.
In 13 ist eine Hohlform 26 dargestellt, in die, wie in 4, ein erstes Deckblatt 16 eingeführt wurde, welches elektrostatisch oder auf andere Weise auf die Wand der Hohlform 26 übertragen wurde. Nunmehr wird ein zweites Deckblatt 16a auf den freiliegenden Formkern 27 aufgebracht und elektrostatisch an dessen Oberfläche angelegt. Der Formhohlraum enthält nach dem Schließen der Spritzgießform das Deckblatt 16, das an der Hohlform anliegt und das Deckblatt 16a, das an dem Formkern anliegt. Beide Deckblätter sind koaxial zueinander angeordnet. Auf diese Weise gelingt es, zwei Deckblätter an einem herzustellenden Behälter vorzusehen, und zwar eines an der Außenfläche und eines an der Innenfläche. Das äußere Deckblatt kann ein bedrucktes Etikett sein und das innere Deckblatt ein Material mit besonderen Gleiteigenschaften oder mit besonderen Barriereeigenschaften.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Behälters (10) mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt (16) im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Hohlform (26) und eines Formkernes (27), mit den Schritten – Aufbringen des Deckblatts (16) auf einen Hilfsdorn (30), – Überschieben der Hohlform (26) über den Hilfsdorn (30), – Übertragen des Deckblatts (16) von dem Hilfsdorn (30) auf die Hohlform (26), – Auseinanderbewegen von Hilfsdorn (30) und Hohlform (26), – Einführen des Formkernes (27) in die Hohlform (26), – Injizieren von Kunststoffschmelze in den Formhohlraum (20) zwischen Formkern (27) und Hohlform (26) .
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass während des Aufschiebens der Hohlform (26) das Deckblatt (16) durch elektrostatische Aufladung oder durch Vakuum in Anlage an dem Hilfsdorn (30) gehalten wird.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für das Übertragen des Deckblatts von dem Hilfsdorn (30) auf die Hohlform (26) das Deckblatt (16) und die Hohlform (26) auf unterschiedliche Potentiale gelegt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass das Deckblatt (16) vor dem Injizieren von Kunststoffschmelze von der Hohlform (26) auf den Formkern (27) übertragen wird, so dass es sich an der Innenseite des Behälters (10) befindet.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Hohlform (26) mit dem Formkern (27) gegen eine Kopfform (22) bewegt wird, die ein Mundstück des Behälters (10) formt und den fertigen Behälter nach dem Zurückziehen des Formkernes und der Hohlform zunächst festhält und dann durch Auseinanderbewegen mindestens zwei Backen (23,24) freigibt.
Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt, im Spritzgießverfahren, gekennzeichnet durch – eine Hohlform (26) und ein in die Hohlform einführbaren Formkern (27) zur Begrenzung eines Formhohlraumes (20), – eine Kopfform (22) zur Formung einer Stirnwand (12) des Behälters (10), und – einen Hilfsdorn (30), der in die von dem Formkern (27) freie Hohlform (26) einführbar ist und ein Deckblatt (16) in das Innere der Hohlform überträgt.
Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsdorn (30) eine Zentriereinrichtung (32) aufweist, welche sich zwecks Übergabe des Deckblatts (16) an einem Ansatz (29) des Formkerns (27) abstützt und den Hilfsdorn (30) relativ zur Hohlform (26) oder zum Formkern (27) zentriert.
Vorrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Hilfsdorn (30) in eine gegen die Achse der Hohlform (26) seitlich abgesetzte Übernahmeposition zur Übernahme eines Deckblatts bewegbar ist.
Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt im Spritzgießverfahren unter Verwendung einer Hohlform (26) und eines Formkernes (27), mit den Schritten – Aufbringen des Deckblattes (16) auf den Formkern (27), – Überschieben der Hohlform (26) über den Formkern (27), – Heranbewegen der Kombination aus Hohlform (26) und Formkern (27) an eine Kopfform (22), – Injizieren von Kunststoffschmelze in den Formhohlraum (20) zwischen Hohlform (26) und Formkern (27).
Vorrichtung zur Herstellung eines Behälters mit in die Behälterwand eingeformtem Deckblatt, gekennzeichnet durch einen Applikator (40) zum Aufbringen eines Deckblatts (16) auf den Formkern (27), wenn dieser nicht durch die Hohlform (26) bedeckt ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass während die Hohlform (26) auf den Hilfsdorn (30) aufgeschoben ist, ein zweites Deckblatt (16a) auf den freiliegenden Formkern (27) aufgebraucht wird, wobei wäh rend der Injektion der Kunststoffschmelze das erste Deckblatt (16) an der Hohlform (26) und das zweite Deckblatt (16a) an dem Formkern (27) anliegt.
Behälter aus Kunststoff mit einer Umfangswand (11) und einer Stirnwand (12), wobei die Umfangswand (11) an ihrer Außenfläche ein in den Kunststoff eingebettetes erstes Deckblatt (16) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Umfangswand (11) an ihrer Innenfläche ein in den Kunststoff eingebettetes zweites Deckblatt (16a) aufweist.