DE2811244A1

DE2811244A1 - Verfahren zum herstellen eines behaelters zum aufbewahren und abgeben einer fluechtigen substanz

Info

Publication number: DE2811244A1
Application number: DE19782811244
Authority: DE
Inventors: William E Sullivan
Original assignee: Risdon Manufacturing Co
Current assignee: Risdon Manufacturing Co
Priority date: 1977-03-18
Filing date: 1978-03-15
Publication date: 1978-09-21
Also published as: CH631626A5; AU3426678A; GB1581430A; FR2383669B1; AU518263B2; US4094119A; FR2383669A1; NL7802958A; JPS53137761A; CA1068591A

Description

Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Aufbewahren und Abgeben einer flüchtigen Substanz

Viele Verbrauchsartikel, wie Raumdeodorants, Insektizide, Germizide, Geruchsverbesserer u.dgl. sind flüchtig und man wünscht von ihnen, daß sie sich durch einfaches Aussetzen von selbst in ihrer Umgebung verbreiten. Behälter zum Aufnehmen und Abgeben dieser Stoffe sind in den verschiedensten Formen im Handel. Sind solche Stoffe flüssig, werden sie beispielsweise von Dochten oder Löschblättern an die Umgebung abgegeben; es gibt aber auch gel-förmige Substanzen und entsprechende Spender. Solche flüchtigen Substanzen können aber auch verschüttet werden oder aus ihren Behältern auslaufen. Beim Verpacken dieser Substanzen muß man bestimmte Beschränkungen von der Verpackungsseite her beachten. Flüssige Substanzen, die in Flaschen, Dosen oder anderen festen Behältern verkauft werden, erfordern beispielsweise komplizierte und teuere Abfülleinrichtungen.

Aus den US-Patentschriften 26 16 232, 29 70 4i4, 30 07 848, 30 69 273, 34 95 992 und 39 78 636 sind Verfahren und Vorrichtungen zum Herstellen von Behältern aus zwei Lagen eines endlosen Filmmaterials bekannt. Die in den Behälter einzufüllende Substanz wird vor oder nach dem endgültigen Bilden des Behälters zugeführt und wird in ihm vollständig abgeschlossen. Beim Verpacken von fester oder gelartiger Substanz wird diese in vorbestimmte Portionen aufgeteilt, so daß die Umhüllungsfolien unmittelbar miteinander versiegelt werden können. Dazu ist es jedoch notwendig, die Portion jeweils exakt an der richtigen Stelle zwischen den Folien zu positionieren, damit die Versiegelung nicht gestört wird·

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Aus der US-PS 33 91 0^7 ist eine Vorrichtung zum Herstellen eines mit zwei Fächern ausgerüsteten Beutels bekannt. Dieser Beutel besteht aus drei Lagen dünnen Films₈ die zusammengeschweißt sind und zwei Fächer bilden, in die verschiedene Substanzen eingefüllt werden können»

Keine der genannten Druckschriften offenbart ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters, der ein flüchtiges Produkt aufnehmen und abgeben kann. Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters anzugeben, der zum Aufbewahren und kontrollierten Abgeben einer flüchtigen Substanz in Dampfform über einen langandauernden Zeitraum geeignet ist.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Die Erfindung löst nicht nur die Aufgabe, die Herstellung eines bestimmten Behälters zu ermöglichen, sie gibt auch einen Behälter selbst mit vorteilhaften Eigenschaften an«,

Da die den Behälter bildenden Materialien simultan einer geeigneten Schweißvorriohtung zugeführt werden können, ergeben sich bei der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens keinerlei Probleme bezüglich der Positionierung des Behältermaterials zwischen den sie bedeckenden Folien. Es macht nichts aus, wenn das Behältermaterial ungenau geführt ist, weil in diesem Falle einfach das Behältermaterial und die beiden Deckfolien miteinander verschweißt werden, wobei sich eine gasdichte Schweißverbindung ergibt. Durch das Verschmelzen wird auch automatisch das Behältermaterial versiegelt, so daß die flüchtige Substanz daraus nicht auslaufen oder sich herausquetschen kann.

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Es ist mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens auch möglich, das das Behältermaterial bedeckende permeable Material durch Schmelzen impermeabel zu machen, wobei man einen vorgegebenen Flächenbereich ungeschmolzen läßt, durch den der Behälterinhalt verflüchtigen kann. Durch entsprechende ¥ahl dieses ungeschmolzenen Flächenabschnitts läßt sich die Verflüchtigungsgeschwindigkeit und somit die Gebrauchsfähigkeit dieses Artikels bestimmen.

Die Erfindung soll nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert werden. Es zeigt:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung eines nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Behälters;

Fig# 2 einen Schnitt längs der Linie 2-2 von Fig. 1;

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens;

Fig. k eine Draufsicht auf eine zweite Ausführungsform eines in der erfindungsgemäßen Veise hergestellten Behälters;

Fig. 5 einen Schnitt längs der Linie 5-5 von Fig. 4.

Bevor das Herstellungsverfahren erläutert werden soll, ist es nützlich, das herzustellende Produkt zu beschreiben. ¥ie die Figuren 1 und 2 zeigen, besteht der fragliche Behälter 10 zur Aufnahme und Abgabe einer flüchtigen Substanz aus einem relativ dicken Kissen 12 aus die fragliche Substanz absorbierenden Material. Bevorzugt besteht dieses Kissenmaterial aus einem hochzerfaserten Polypropylenvlies. Es kann jedoch auch aus einem anderen Material bestehen, das in der weiter unten be-

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schriebenen Weise schmelz- oder schweißbar ist. Es muß für die aufzunehmende Substanz, beispielsweise einen Duftstoff, ein Insektizid oder ein Germizid od.dgl. geeignete Absorptionseigenschaften aufweisen.

Weiterhin besteht der Behälter 10 aus einer relativ dicken Rückwandfolie 1^, die beispielsweise ebenfalls aus Polypropylen sein kann. Diese Rückwandfolie dient dazu, dem Behälter gewünscht enf alls eine gewisse Formsteifigkeit zu geben. Diese Rückwandfolie muß nicht notwendigerweise steif sein, sollte aber faltbar sein. Sie kann auch permeabel wie eine weitere Deckfolie des Behälters sein, um den Behälter an eine spezielle Aufnahme- oder Haltevorrichtung anzupassen. In jedem Fall muß die Rückwandfolie 14 aus einem Material sein, das schmelz- oder schweißbar in der weiter unten beschriebenen Weise ist.

Auf der der Rückwandfolie 14 abgewandten Seite des Kissens ist letzteres mit einer Folie 16 aus mikroporösem oder ultramikroporösem Material bedeckt, die für die flüchtige Substanz permeabel ist. Dieses poröse Material kann geliertes Zellulosetriacetat sein, wie es beispielsweise in der US-PS 38 h6 kok beschrieben ist. Auch eine bestimmte Art mikroporöses Polypropylen kommt hier infrage. In jedem Fall muß das mikroporöse Material mit dem Kissenmaterial und dem Rückwandfolienmaterial verschmelzbar sein.

Wie aus den Zeichnungen deutlich hervorgeht, ist das Volumen des Kissens 12 wesentlich größer als das Volumen der ultramikroporösen Folie 16. Demgemäß kann das Kissen 12 sehr viel mehr der flüchtigen Substanz aufnehmen, als in die ultramikroporöse Folie eindringen kann.

Es wurde festgestellt, daß ein Behälter der weiter unten beschriebenen Art mit den dort angegebenen Materialien sehr günstige Verfltichtigungseigenschaften der flüchtigen Substanz

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durch das permeable Material hindurch zeigt. Wenn das permeable Material geliertes Zellulosetriacetat ist, dann tritt die Substanz durch sie nicht in dampfförmigem, sondern in flüssigem Aggregatszustand hindurch. Die Verdampfung dieser Flüssigkeit findet erst an der Außenfläche der Ultramikroporösen Folie statt, der eine Diffusion in die XJmgebungsatmosphäre folgt. Vermutlich hat das ultramikroporöse Material eine größere Affinität für die flüchtige Substanz als das grobporigere Kissenmaterial. Darüber hinaus wurde festgestellt, daß die Verflüchtigung der ursprünglich im Kissen gespeicherten Substanz so gut wie vollständig erfolgt, so daß man nur äußerst geringe Verluste beim Wegwerfen eines verbrauchten Behälters erleidet. Der Behälter der oben beschriebenen Art zeigt auch ein weitaus gleichmäßigeres Verhalten bei der Verflüchtigung der von ihm gespeicherten Substanz, als wenn er ausschließlich aus ultramikroporösem Material bestehen würde. Beispielsweise neigen die Poren in geliertem Zellulosetriacetat zum Zusammenbrechen, wenn sie nicht mehr mit der flüchtigen Substanz gefüllt sind. Die Verflüchtigungsgeschwindigkeit nimmt daher mit zunehmendem Aufbrauch der flüchtigen Substanz ab. Ist jedoch der Behälter in der oben beschriebenen erfindungsgemäßen Weise gestaltet, dann dringt die flüchtige Substanz mit gleichbleibender Geschwindigkeit durch die ultramikroporöse Folie hindurch. Der Gehalt an flüchtiger Substanz in der Folie ist daher stets gleich, bis das Kissen nahezu vollständig von dieser Substanz entleert ist. Ein Behälter dieser Art gibt daher für eine langandauernde Zeit relativ große Mengen der im Kissen ursprünglich gespeicherten flüchtigen Substanz ab.

Mikroporöses Polypropylen hingegen wirkt als Flüssigkeitssperre, sie ist nur für den Dampf permeabel, der aus der flüchtigen Substanz entweicht. Die Verdampfung findet daher bei einem mit solcher Folie bedeckten Kissen innerhalb des Kissens statt und dieser Dampf dringt durch die permeable Folie.

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Fernerhin ist auch ultramikroporöses oder mikroporöses Polyäthylen als permeables Material verwendbar. Polyäthylen ist speziell zum Abgeben hochflüchtiger Substanzen geeignet, weil es eine nur geringe Verflüchtigungsgeschwindigkeit erlaubt.

Behälter der zuvor beschriebenen Art lassen sich durch ein Verfahren herstellen, das nachfolgend unter Bezugnahme auf eine in Fig. 3 schematisch dargestellte Anlage beschrieben werden soll· Diese Anlage ist dazu eingerichtet, aus drei Abteilen bestehende Behälter herzustellen. Gemäß der Erfindung wird eine endlose Bahn 20 aus einer relativ dicken Folie aus einem Rückwandmaterial ]h_t wie beispielsweise Polypropylen, kontinuierlich von einer Vorratswalze 22 zugeführt. Gleichzeitig wird eine endlose Bahn 2k einer relativ dünnen mikroporösen Polypropylenfolie 16 kontinuierlich von einer Vorratswalze 26 zugeführt. Die Vorratswalze 26 ist hier beispielsweise oberhalb der Vorratswalze 22 angeordnet. Selbstverständlich kann diese Anordnung auch umgekehrt sein.

Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist eine dicke Lage 28 aus ungewebtem Polypropylen, die als Behälter 12 für die flüchtige Substanz dient, lose mit der mikroporösen Polypropylenfolie Zh verbunden worden, bevor diese zur Vorratswalze 26 aufgerollt wurde. Auf diese Weise wird die mikroporöse Folie gleichzeitig mit dem Kissenmaterial zugeführt. Alternativ kann das Kissenmaterial auch lose mit der Rückwandfolie 20 verbunden sein. Auf jeden Fall bringt das gleichzeitige Zuführen von Rückwandfolie ader mikroporöser Folie zusammen mit dem Kissenmaterial den Vorteil, daß die Schwierigkeiten dex. bekannten. Verf.ahrejn bezüglich der genauen Positionierung des Inhalts solcher Folien beseitigt sind. Man benötigt keine komplizierten Vorrichtungen, um das Kissenmaterial oder anderes einzuschließendes Material präzise zwischen die sie einschließenden Folien zuzuführen.

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Die drei Materialien werden durch den Spalt zwischen zwei einander gegenüberstehenden ¥alzen 30 einer ersten Schmelzstation 32 zugeführt. Diese Station ist, wie Fig, 3 zeigt, dazu vorgesehen, ein vorbestimmtes Muster auf die Oberfläche der mikroporösen Folie 2k zu schmelzen, die dieses bis auf einen vorbestimmten, ausgesparten Bereich impermeabel macht. Auf diese ¥eise bleibt nur eine vorbestimmte Restfläche für die flüchtige Substanz permeabel. Die Größe dieser Fläche bestimmt die Geschwindigkeit, mit welcher die Substanz aus dem Behälter entweichen kann. Hierauf wird später noch im einzelnen zurückgekommen.

Von dieser Schmelzstation wandern die übereinanderliegenden Materialien zu einer Haupt-Schmelzstation 3^» die beispielsweise eine Ultraschall-Schweißvorrichtung sein kann. Hier werden die drei Lagen, nämlich die mikroporöse Folie, die Rückwandfolie und das Kissenmaterial in einem Muster zusammengeschweißt, daß wenigstens eingeschlossener Rand 35 (Fig. 1 und 2) ausgebildet wird. Bei drei Abteilen werden entsprechend drei geschlossene Ränder ausgebildet. An diesem Rand 35 ist das Kissenmaterial zusammengepreßt, wie man am besten aus Fig. 2 erkennen kann, und zwar in einem solchen Maße, daß es für die flüchtige Substanz undurchdringlich geworden ist. Auf diese Weise wird hier eine Barriere für die flüchtige Substanz gebildet. Wie man hieraus sieht, ist es nicht erforderlich, daß das Kissenmaterial exakt positioniert wird, da es nichts ausmacht, ob solches am verschweißten Rand zwischen den miteinander versiegelten Deckfolien liegt oder nicht.

Nach diesem Schweißvorgang gelangt das bahnförmige Material unter einen Füllkopf 36, welcher die flüchtige Substanz in abgemessenen Mengen durch das permeable Material hindurch in das Polypropylenkissen einfüllt.

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Für die Lagerung kann der Behälter mit einer schützenden Versiegelungsfolie, die von einer Vorratswalze 38 zugeführt wird, bedeckt werden. Diese Folie wird über eine Zuführungswalze hO zugeführt und läuft mit der darunterliegenden Verbundbahn zu einer Ultraschall-Schweißstation 42, wo sie auf die Oberseite des Randes 35 aufgeschweißt wird, um eine vorzeitige Verflüchtigung der Substanz aus dem Behälter zu vermeiden» Diese Schutzfolie muß für die flüchtige Substanz selbstverständlich impermeabel sein. Die Verschweißung soll nur so fest sein, daß die Schutzfolie auf einfache Weise wieder abgezogen werden kann.

Im Zuge der Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens läßt sich auch ein Etikett oder ein Aufdruck kl auf der versiegelnden Schutzfolie in einer Druckstation hh anbringen. Die kontinuierlich sich fortbewegende Verbundbahn gelangt dann zu einer Trennstation 46, in welcher die Verbundbahn an den verschmolzenen Rändern in einzelne Behälter zerlegt wird. Sodann können die einzelnen Behälter für den Versand oder Verkauf verpackt werden.

Aufgrund des erfindungsgemäßen Verfahrens ergeben sich dichte Behälter, aus denen die flüchtige Substanz nicht heraustropfen kann. Das erfindungsgemäße Verfahren ist auch zur Herstellung von mehrere Abteile aufweisenden Behältern geeignet, die flüchtige Substanzen aufnehmen, die mehrere flüchtige chemische Bestandteile aufweisen, die beispielsweise durch Destillation voneinander getrennt sind oder getrennt verkauft werden können. Ein solcher Behälter, wie er in den Figuren k und 5 mit 50 bezeichnet ist, weist beispielsweise drei separate Abteile 52, 54 und 56 für drei verschiedene Inhalte auf. Die drei Abteile werden gleichzeitig in der erfindungsgemässen Weise ausgebildet, Sie werden aus einer einzigen Rückwandfolie 58t beispielsweise

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aus nichtporösem Polypropylen, und einer einzigen permeablen Deckfolie 6o gebildet. Das Kissenmaterial 62 besteht aus ungewebtem Polypropylen und ist zwischen der oberen und der unteren Folie in drei getrennten Abteilen eingeschweißt, die durch ringsum geschlossene Ränder 64 bzw. 66 voneinander getrennt sind.

Auch hier wird in der Schmelzstation 32 die mikroporöse Folie jedes Abteils in einem solchen Muster aufgeschmolzen, daß ein vorbestimmter Bereich mikroporösen Materials ungeschmolzen bleibt. Die Größe dieser ungeschmolzenen Fläche bestimmt die Geschwindigkeit, mit der die flüchtigen Bestandteile aus den entsprechenden Abteilen entweichen. Die Größe dieser Fläche läßt sich für die verschiedenen Abteile unterschiedlich groß gestalten, um der Verflüchtigung der verschiedenen Substanzen Rechnung zu tragen. Beispielsweise kann das Abteil 54 in der Mitte des Behälters einen größeren permeablen Flächenbereich aufweisen, was durch eine entsprechend grobe Schraffur 68 verdeutlicht ist, womit man beispielsweise der geringen Verflüchtigungsgeschwindigkeit einer weniger stark flüchtigen Substanz Rechnung tragen kann. Das linke Abteil $2 hingegen weist eine geringere ungeschmolzene Fläche auf, was durch eine entsprechend engere Schraffur 70 verdeutlicht ist. Das rechte Abteil ^S liegt in seinen Permeabilitätseigenschaften zwischen den beiden anderen Beispielen, was durch eine entsprechende Schraffur 72 ausgedrückt ist.

Durch entsprechende Bemessung der ungeschmolzenen Oberflächengröße im Verhältnis zu der Flüchtigkeit der von dem jeweiligen Abteil aufgenommenen Substanz läßt sich erreichen, daß aus allen drei Abteilen die von ihnen aufgenommenen Substanzen gleichmäßig schnell verflüchtigen, so daß sich ein gleichmäßiger Duftepende·^, germizider und insektizider Effekt einer solchen Dreieranordnung bei entsprechender Befüllung mit solchen Substanzen ergibt.

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Die Verfahrensweise ist bei der Herstellung eines solchen Behälters die gleiche wie beim erstgenannten Beispiel. Lediglich der Schmelzkopf an der Schmelzstation 42 ist entsprechend der zu erreichenden Gesamtpermeabilität an dem verschiedenen Abteilen in der vorbeschriebenen Weise modifiziert.

Es sei betont j daß anstelle einer Ultraschallverschweißung auch andere Schweißverfahren Anwendung finden können. Beispielsweise kann man auch mit Wärmeverschweißung arbeiten oder mit einem "Schall-Nähen".

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Claims

PATENTANWÄLTE

fferkörner&Qp>ey 2811

D-8 MÜNCHEN 22 · WIDENMAYERSTFiASSE

D-1 BERLIN-DAHLEM 33 · PODBIELSKIALLEE 68

The Risdon Manufacturing Comnanv

Naugatuck, Connecticut/USA

berlin: dipl.-inq. r. müller-börner

München: dipl.-ing. hans-heinrich wey dipl.-inq. ekkehard körner

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Ansprüche

1· Verfahren zum Herstellen eines Behälters zum Aufbewahren und Abgeben einer flüchtigen Substanz in Dampfform in die Umgebung, gekennzeichnet durch

Zuführen einer Rückwandfolie

A. Auflegen eines Behältermaterials zum Aufnehmen der flüchtigen Substanz dicht auf eine Rückwandfolie

B. Auflegen einer für die flüchtige Substanz permeablen Deckfolie auf das Behältermaterial

C. Einbringen der flüchtigen Substanz in das Behältermaterial

D* Zusammenschweißen von Rückwandfolie, Behältermaterial und Deckfolie in einem solchen Muster, daß eine geschlossene Randschleife gebildet und das Behälter-

mat er±a-l— zwischen— Rückwandf ©lie- und D*cfcf alie_-einge«

siegelt wird, unter Zusammenpressen und Verschmelzen des Behältermaterials im Randbereioh.

MÜNCHEN: TELEFON (OB9) 225S8S KABEL: PROPlNDUS · TELEX 05 24244-

BERLIN: TELEFON (O30) 8312088 KABEL: PROPINDUS · TELEX O1 84O57

INSPECTED

2. Verfahren nach. Anspruch 1, gekennzeichnet durch

E. Abdecken der permeablen Deckfolie durch eine für die flüchtige Substanz impermeable Deckfolie

F. lösbares Versiegeln der impermeablen Deckfolie mit der permeablen Deckfolie an dem bereits verschweißten Rand.

Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch die Verwendung einer für die flüchtige Substanz permeablen Rückwandfolie.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3» dadurch gekennzeichnet, daß die Folien und das Behältermaterial aus Vorräten zugeführt werden,

5· Verfahren nach Anspruch k, dadurch gekennzeichnet_f daß die Folien als Bahnen von Vorratswalzen abgezogen werden.

6, Verfahren nach Anspruch 5# dadurch gekennzeichnet, daß das Verschweißen beim Vorwärtsbewegen der aufeinanderliegenden Bahnen an voneinander entfernten Stellen durchgeführt und die verschweißte Bahn anschließend in entsprechende Kissen zerteilt wird.

7· Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bi* 6_t dadurch gekennzeichnet, daß die Verschweißung Kittels Ultraschall erfolgt.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß- die permeable(η) Folie(η) ausgenommen in einem Flächenbereich vorgegebener Größe durch Schmelzen für die flüchtige Substanz impermeable gemacht wird.

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9· Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückwandfolie oder die permeable Deckfolie vor der weiteren Verarbeitung miteinander verbunden werden.

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