DE19540152C2 - Herstellung eines Kunststoff-Stülpdeckels mit dünnem Spiegelbereich - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Herstellverfahren für Stülpdeckel aus Kunststoff, wie sie zum Verschließen eines Behälters bekannt sind.

Es wird hierzu beispielsweise auf die DE 35 45 730 A1 verwiesen. Solche Stülpdeckel werden aus einer Folie durch Umformen und Ausstanzen hergestellt. Die Dicke der Folie wird in Abhängigkeit von dem Material, aus dem die Folie hergestellt ist, so bestimmt, daß nach dem Umformen des Randbereiches und des Ausstanzens des Stülpdeckels der Randbereich eine ausreichende Steifigkeit und Festigkeit erhält, welches nach dem Aufbringen auf einen Behälter einen ausreichend festen und dichten (aber lösbaren) Sitz auch bei Beanspruchungen des Behälters gewährleistet. Das bedeutet, daß der Materialaufwand für die Herstellung des Stülpdeckels durch die Anforderungen an die Steifigkeit und die Festigkeit des Randbereiches bestimmt wird. Durch die dafür erforderliche Dicke ist der Materialaufwand, insbesondere bei Stülpdeckeln größeren Durchmessers, ganz erheblich. Dabei ist zu berücksichtigen, daß im Randbereich durch die Umformung der Folie eine Dickenverminderung eintritt, was von vornherein bei der Dickenauswahl der Folie berücksichtigt werden muß. Im Deckelspiegelbereich besitzt dagegen der Stülpdeckel die ursprüngliche Dicke der Folie, aus der er hergestellt ist.

Auch dem Stand der Technik zuzurechnen ist der Inhalt von DE 88 14 972 U1, in der ein Kunststoffring beschrieben ist, der auf den Randbereich eines Behälters aufgeschnappt werden kann; der Kunststoffring hat innen einen Deckelwandungsteil (dort mit 8, 8′, 8′′ bezeichnet), der mit einem widerhakenförmigen Eingriff zwischen seiner Randkante und dem Kunststoffring die Ringöffnung verschließt, wodurch eine Rückführung des Deckelwandungsteils aus der Ringöffnung (praktisch) formschlüssig verhindert wird. Der Deckelwandungsteil wird bei der Herstellung des Kunststoffringes (als Kunststoff wird dort Polyäthylen vorgeschlagen, während für den Deckelwandungsteil Weißblech aufgrund seiner gasdichten Eigenschaft dort bevorzugt wird) durch Umspritzen des Kunststoffes eingelagert (vgl. dort Seite 7, 2. und 3. Absatz). Zu den beiden dort verwendeten Werkstoffen wird erläutert, daß sie gegenüber einem ganz aus Kunststoff bestehenden Deckel preisgünstiger herzustellen seien und materialsparend ausgebildet werden könnten, wobei ein praktisch gasdichter Deckel gewonnen wird (vgl. dort Seite 4, Abs.2).

Es ist Aufgabe der Erfindung, bei der Herstellung von Stülpdeckeln eine weitergehende Materialeinsparung zu ermöglichen, ohne daß die Festigkeits-Anforderungen im Randbereich des Stülpdeckels vernachlässigt werden. Diese Aufgabe wird mit Anspruch 1 oder 6 gelöst.

Hierbei behält der Randbereich die für die Steifigkeit und Festigkeit ausreichende Dicke, während der Deckelspiegel aus einem demgegenüber anderen Material, bevorzugt jedoch aus einem Materialteil von gegenüber dem Randbereich geringerer Dicke, besteht. Damit wird die Idee umgesetzt, daß die Steifigkeit und Festigkeit des Deckelspiegels geringeren Anforderungen zu genügen braucht als der Randbereich. Die erhebliche Materialeinsparung in einem Werkstoff-Recycling-Umlauf in neue Folien umgesetzt werden (Anspruch 4, Anspruch 6).

Die Erfindung könnte auch bei Stülpdeckeln aus Metall angewendet werden. Sie ist jedoch in erster Linie auf die Anwendung von Stülpdeckeln aus Kunststoff abgestellt, um das Gewicht von Kunststoffabfällen senken zu können.

Bevorzugt sind der Deckelspiegel und der Randbereich getrennt und aus Folien unterschiedlicher Dicke hergestellt, wobei die beiden Teile fest und dicht miteinander verbunden werden. Dazu wird auf der Innenseite des Randbereiches ein ebener Flansch belassen und der gesonderte Deckelspiegel etwas größer bemessen, so daß er diesen Randbereich überlappt, wobei beide Teile im Bereich der Überlappung fest und dicht miteinander verbunden sind (Anspruch 7).

Ein maßgebendes Kriterium, mit dem die erfindungsgemäßen Kunststoffdeckel, bevorzugt verwendet für Butter- oder Margarine-Behälter, von denjenigen unterschieden werden können, die der Stand der Technik zeigt, ist die Kennzeichnung durch den Dickenunterschied zwischen dem Mittenbereich der Ronde und dem Randbereich, den die Erfindung als "Stülpdeckelring" bezeichnet. Die kleinste Dicke des Stülpdeckelringes ist gemäß der Erfindung immer noch größer als der innere Bereich des Stülpdeckels, der keinem Tiefzieh-Verformungsvorgang unterworfen ist.

Ein Stülpdeckelring ist das Verfahrenserzeugnis des erfindungsgemäßen Verfahrens (Anspruch 1). Dieser Stülpdeckelring weist eine mittlere Öffnung auf und einen U-förmig ausgebildeten Ringbereich. Er kann eigenständig hergestellt werden, er kann eigenständig gelagert und gesondert geliefert werden. Das Einsetzen einer dünneren oder leichteren Innenronde in den innen offenen Stülpdeckelring kann direkt beim Abfüller erfolgen, er kann so sein individuelles Motiv oder ein bei ihm jeweils nach Saison oder Abfüllgut gelagertes Spiegelstück einbringen und den Stülpdeckel somit vollständig herstellen. Bei dieser Herstellungsweise wird auch die Druckqualität oder die Qualität des Bildes auf dem Spiegel gegenüber dem Stand der Technik verbessert, weil der Spiegel nicht dem temperaturbehafteten Umformungsvorgang unterworfen ist und somit keine Beeinflussung einer schon bedruckten Ronde entstehen kann.

Die Nahtverbindung der etwas größeren und leichteren nachträglich eingebrachten Innenronde kann durch Schweißen oder Kleben erfolgen (Anspruch 3, Anspruch 7). Das Ausstanzen der inneren Ronde kann gleichzeitig mit dem Umformen des Stülpdeckelrandes erfolgen, wobei die Gleichzeitigkeit sich auf einen Arbeitsablauf bezieht, nicht auf eine momentane Gleichzeitigkeit (Anspruch 5).

Der nach innen ragende Flansch des Stülpdeckelrings, an dem die leichtere Ronde befestigt wird (Anspruch 3), kann etwa eben verlaufen. Er kann etwa in Höhe des unteren offenen Endbereichs des U-förmigen Ringbereichs des Stülpdeckelrings gelegen sein und weist vorteilhaft eine radiale Breite auf, die eine ausreichende Breite der Befestigungsnaht erlaubt. Wenn der äußere Schenkel des U-förmigen Randbereiches leicht nach außen aufgeweitet ist, kann der Stülpdeckelring besser gestapelt werden, er kann auch leichter und zielgerichteter auf einen Behälter aufgesetzt werden.

Die Weiterverwendung des ausgestanzten Rondenteils gemäß Anspruch 1 erfolgt nach Anspruch 6, wonach diese Ronde granuliert wird und dem Herstellprozeß der Folie wieder zugeführt wird (Anspruch 4). Das bereitet in der praktischen Anwendung keinerlei Probleme, da die Identität der Kunststoffmaterialien sichergestellt ist; das recyclierte Innenrondenteil paßt genau zu dem Werkstoff, aus dem die Folie hergestellt wird. Verschmutzungen und Beeinflussungen können nahezu ausgeschlossen werden.

Die Erfindungen werden nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert.

Fig. 1 ist eine perspektivische Ansicht eines Stülpdeckelringes 2 mit einzusetzender Innenronde 7.

Fig. 2 zeigt einen Querschnitt durch den Deckelrand 2 nach Fig. 1.

Fig. 3a zeigt einen Stülpdeckel nach dem Stand der Technik.

Fig. 3b zeigt einen Stülpdeckel 1 in Draufsicht von außen (oben) gesehen, entsprechend einem Beispiel der Erfindung.

Der Stülpdeckel 1 weist einen ringförmigen Randbereich auf, der aus einer Kunststoff-Folie 20 von vorbestimmter Dicke d₀ durch Umformen und Ausstanzen hergestellt ist. Auf seiner radial innenliegenden Seite weist der Randbereich einen ebenen Randflansch 5 auf, an dem sich nach außen der nach unten offene U-förmig gestaltete Eingriffsbereich 3, mit seinen drei jeweils etwa im rechten Winkel zueinander verlaufenden Wänden 3b, 3c, 3d anschließt, der im Bereich seiner Wand 3d und ggf. auf seiner Innenseite 3a in vorbestimmter Weise verteilte Verriegelungsnoppen 4 aufweist, um nach dem Aufbringen (Aufrasten) des Stülpdeckels 1 auf den entsprechend gestalteten Rand eines Behälters einen festen und dichten Sitz des Stülpdeckels 1 zu gewährleisten, ebenso wie ein leichtes Öffnen und Wiederverschließen. Der Eingriffsbereich 3 weist einen schräg nach außen ragenden Rand 10 auf, an den an einer Stelle eine Grifflasche 8 angeformt sein kann.

Der Stülpdeckel 1 hat eine gesondert hergestellte Spiegelronde 7 mit aus einer Kunststoff-Foliendicke d₂ von gegenüber der Dicke d₁ der Folie des Randbereichs dünnerer, insbesondere wesentlich geringerer Dicke. Die Spiegelronde 7 kann auch aus einem abweichenden Kunststoffmaterial bestehen. Ihr Gewicht sollte unter dem der ausgestanzten Deckelspiegelronde 7a liegen, die sie ersetzt.

Wie aus den Figuren ersichtlich ist, ist die Spiegelronde 7 etwas größer als die lichte Öffnung 7b des Randflansches 5, so daß sich die Kanten 6 bzw. 9a um ein vorbestimmtes Maß überlappen (vgl. Fig. 3b). In diesem Überlappungsbereich sind die beiden Teile durch Schweißen, Kleben, Ultraschall oder Heißsiegeln fest und dicht miteinander verbunden, was an der ringförmigen Naht 9 ersichtlich ist.

Bei der Herstellung wird aus einem Stülpdeckel 1 von zum Beispiel üblicher Art (vgl. Fig. 3a) und aus einem Material mit für die erforderliche Steifigkeit des Randbereiches ausreichender Dicke d₀ eine Deckelspiegelronde 7a ausgestanzt. Sie wird ersetzt durch eine neue Spiegelronde 7, die aus einem dünneren Folienmaterial d₂ gesondert hergestellt ist. Dieses Folienmaterial kann auch aus einem anderen Kunststoff als der Randbereich bestehen. Die Folie, aus der die Spiegelronde 7 hergestellt wird, hat eine wesentlich geringere Dicke als die Folie 20, aus der der Randbereich (der "Stülpdeckelring" 2) hergestellt wird. Die Spiegelronde 7 und der Randbereich des Stülpdeckelrings 2 werden anschließend an der Naht 9 dicht und bleibend miteinander verbunden.

Anhand von Fig. 2 wird der Stülpdeckelring 2 deutlich. Er besteht aus einem U-förmigen Eingriffsbereich 3 mit zwei etwa senkrechten Wänden 3b, 3d und einem horizontalen Verbindungsabschnitt, der Wand 3c, die ringförmig sind. An der Innenwand 3b ist eine umlaufende Verstärkungsschulter 3a vorgesehen. Die Außenwand 3d ist über einen kegelstumpfförmigen Streifen 3e zum unteren Rand 10 abgebogen, um einen breiteren Öffnungsbereich zu erhalten. Innen verläuft ein Randflansch 5 mit der inneren Kante 6.

Bei einem beispielsweisen Herstell-Verfahren wird von einem Kunststoffgranulat ausgegangen, das durch Wärmeeinwirkung erweicht und zu einer Folie 20 von vorbestimmter Dicke d₀ verarbeitet wird. Die Folie 20 kann auch fertig bezogen werden. In der noch warmen Folie 20 werden durch Umformen (z. B. Tiefziehen) Stülpdeckel 1 der gewünschten Form und Größe hergestellt (vgl. Fig. 3a). Danach werden aus der Folie 20 die Stülpdeckel 1 und bei jedem Stülpdeckel 1 der Deckelspiegel in Form einer Deckelspiegelronde 7a ausgestanzt. Es entstehen Stülpdeckelringe 2, die stapelbar und eigenständig handelbar sind.

Die ausgestanzte Deckelspiegelronde 7a wird zu Granulat aufbereitet und dem Folien-Herstellungsprozeß wieder zugeführt.

Eine neue Spiegelronde 7 wird aus einem dünneren Folienmaterial ausgestanzt, vorzugsweise mit etwas größerem Durchmesser. Diese Spiegelronde 7 wird mit dem Randflasch 5 des zuvor hergestellten Stülpdeckelringes 2 bleibend verbunden. Zur Verbindung der Teile können die Überlappungsbereiche auf induktivem Wege oder durch Ultraschall entsprechend erhitzt und zusammengedrückt werden.

Es ist ersichtlich, daß für die Spiegelronde 7 statt eines Kunststoffmaterials auch ein anderes Material, insbesondere auch auf der Basis von Papier, das entsprechend gelackt oder beschichtet sein kann, eingesetzt werden kann.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen eines Kunststoff-Stülpdeckels, bei dem aus einem Stülpdeckel (1) aus einem Material mit für die erforderliche Steifigkeit des Randbereiches ausreichender Dicke eine Deckelspiegelronde (7a) ausgestanzt wird und durch eine andere Spiegelronde (7) aus einem anderen und/oder einem deutlich dünneren (d₂) Material ersetzt wird, die mit dem verbliebenen Randbereich des Stülpdeckels dicht und bleibend verbunden wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die andere Ronde (7) gegenüber der ausgestanzten Deckelspiegelronde (7a) größer ist.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder Anspruch 2, bei dem die Verbindung (9) durch induktives Schweißen oder Ultraschallschweißen erfolgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die ausgestanzte Deckelspiegelronde (7a) zurückgeführt wird in den Herstellprozeß der Ausgangsronde oder Folie (20) mit einer Ausgangsdicke (d₀) zum Tiefziehen des Stülpdeckels.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei dem der Stanzvorgang im wesentlichen zeitgleich zum Tiefziehvorgang des Randbereichs erfolgt.

6. Verfahren zum Herstellen eines Stülpdeckels, bei welchem Verfahren ein Stülpdeckel (1) eine Spiegelronde (7) und einen zum form- und/oder kraftschlüssigen Eingriff mit einem Behälterrand entsprechend profilierten (3; 3a, 3b, 3c, 3d; 4) Randbereich aufweist, bei dem

• a) ein Kunststoffgranulat durch Wärmeeinwirkung erweicht und zu einer Folie (20) von vorbestimmter Dicke (d₀) verarbeitet wird;
• b) aus der noch warmen Folie (20) durch ein Umformverfahren, wie Tiefziehen, in den Randbereichen (2) des Stülpdeckels (1) entsprechende ringförmige Bereiche (3, 4) ausgeformt werden;
• c) aus der Folie (20) der Stülpdeckel (1) und aus dessen Spiegelbereich eine Deckelspiegelronde (7a) ausgestanzt werden, wobei die ausgestanzte Deckelspiegelronde (7a) als Granulat aufbereitet dem Herstellungsprozeß gemäß (a) wieder zugeführt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, bei dem eine Spiegelronde (7) aus wesentlich dünnerem (d₂) Folienmaterial - vorzugsweise mit etwas größerem Durchmesser - mit dem Randflansch (5) des durch Ausstanzen verbliebenen Stülpdeckelringes (2) durch Kleben, Schweißen oder Heißsiegeln verbunden wird.