DE60022283T2

DE60022283T2 - Behälter mit thermisch versiegelbarer und im wesentlichen ebener Oberfläche und Verfahren zu seiner Herstellung

Info

Publication number: DE60022283T2
Application number: DE60022283T
Authority: DE
Inventors: Michael T. Drummond; Alan D. Williams; Rick A. Osman; Michael Gentile; Varadarajan Krishnaraj
Original assignee: Sonoco Development Inc
Current assignee: Sonoco Development Inc
Priority date: 1999-10-11
Filing date: 2000-10-09
Publication date: 2006-06-29
Anticipated expiration: 2020-10-10
Also published as: US6234386B1; CA2322612C; EP1092647B1; EP1092647A2; EP1092647A3; CA2322612A1; DE60022283D1

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Lebensmittelbehälter und auf Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung von Lebensmittelbehältern, und sie bezieht sich insbesondere auf Heißversiegelungen, mit denen solche Behälter versiegelt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Lebensmittel und Getränke und andere verderbliche Ware werden oft in rohrförmigen Behältern verpackt, die an beiden Enden versiegelt sind. Diese rohrförmigen Behälter weisen normalerweise mindestens eine strukturelle Körperlage auf und werden gebildet, indem ein Endlosstreifen aus Körperlagenmaterial um einen Dorn einer gewünschten Form gewickelt wird, um eine rohrförmige Struktur zu schaffen. Der Streifen der Körperlage kann spiralförmig um den Dorn gewickelt werden oder durch eine Reihe von Formungselementen geführt werden, um in einer zusammengerollten Form um den Dorn gewickelt zu werden. Am stromabwärtigen Ende des Dorns wird das Rohr in einzelne Stücke geschnitten und dann mit Endverschlüssen versehen, um den Behälter zu bilden.
Rohrförmige Behälter dieser Art weisen normalerweise eine Auskleidungslage auf der Innenseite der Körperlage aus Pappe auf. Die Auskleidungslage verhindert, dass Flüssigkeiten wie zum Beispiel Saft aus dem Behälter auslaufen, und sie verhindert auch, dass Flüssigkeiten in den Behälter eindringen und möglicherweise das darin enthaltene Lebensmittelprodukt verunreinigen. Vorzugsweise ist die Auskleidungslage auch beständig gegen den Durchtritt von Gasen wie zum Beispiel Sauerstoff und Stickstoff, um zu verhindern, dass Gerüche des in dem Behälter befindlichen Lebensmittelprodukts entweichen und dass Umgebungsluft in den Behälter eindringt und das Lebensmittelprodukt verdirbt. Die Auskleidungslage bietet also Sperrschichteigenschaften, und die Körperlage bietet strukturelle Eigenschaften.
Außerdem haben derzeit handelsübliche Behälter oft membranartige Deckel oder Endverschlüsse, die an einen gerollten oder wulstförmigen Rand der Verbundbehälterwand heißgesiegelt sind, um eine ablösbare Versiegelung zu bilden. Der Rand wird gebildet, indem das Ende des Behälters nach außen gedreht wird, so dass die innere Schicht des Auskleidungsmaterials auf der nach außen gebogenen Fläche zu liegen kommt. Dieser umgedrehte Rand kann flachgedrückt werden, um freiliegende Pappe abzudecken, wie in der US 4,546,911 .
Eine Hauptschwierigkeit bei der Entwicklung einer brauchbaren Heißversiegelung zwischen dem Behälterdeckel und dem Rand der Behälterwand besteht darin, für Haftfestigkeit und gleichzeitig ein problemloses Öffnen durch den Endverbraucher zu sorgen. Während des Transports unterliegen die versiegelten Behälter Temperatur- und Druckextremen, die die Heißversiegelung belasten und zum Aufreißen des Behälters führen können. Die Haftfestigkeit muss ausreichen, um den Strapazen des Transports standzuhalten. Vor allem wenn in einer bestimmten Höhe verpackte und versiegelte Behälter dann einem niedrigeren Umgebungsluftdruck ausgesetzt sind, zum Beispiel während des Transports im Flugzeug oder beim Transport zu Verbrauchern in größeren Höhen, entsteht in dem Behälter ein relativer Überdruck, der dazu führen könnte, dass die Versiegelung zwischen dem Deckel und dem Behälter aufreißt. Ferner könnten sich Änderungen in der Umgebungstemperatur nachteilig auf die Versiegelung des Behälters auswirken und zum Aufreißen der Versiegelung führen. Die Fähigkeit des Behälters, ein Aufreißen unter solchen Bedingungen zu vermeiden, ist als Berstfestigkeit bekannt. Mit zunehmender Berstfestigkeit ist es aber im Allgemeinen auch immer schwieriger, den Behälter zu öffnen, was sich in der Ablösefestigkeit bzw. dem Ablösewiderstand des Behälters zeigt. Die höhere Berstfestigkeit verhindert aber gleichermaßen sowohl das Aufreißen während des Transports als auch das Öffnen durch den Endverbraucher.
Es wäre vorteilhaft, einen versiegelten Behälter und ein Verfahren zum Versiegeln eines Behälters bereitzustellen, die eine Verbesserung im Hinblick auf ein problemloses Öffnen und ein attraktives Aussehen nach dem Öffnen mit der Festigkeit der Versiegelung und den Sperrschichteigenschaften kombinieren, wie sie zum Schutz der Produkte in dem Behälter erforderlich sind.
INHALT DER ERFINDUNG
Mit dem Verbundbehälter der vorliegenden Erfindung wird in erfolgreicher Weise der Notwendigkeit eines problemlosen Öffnens Rechnung getragen, wobei gleichzeitig die Berstfestigkeit gegeben ist, die notwendig ist, um trotz Änderungen in Druck oder Temperatur, die während des Transports des Behälters routinemäßig auftreten, eine hermetische Versiegelung aufrechtzuerhalten. Die vorliegende Erfindung stellt einen versiegelten Verbundbehälter bereit, wobei die Heißsiegelfläche des Behälters einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt aufweist. Der im Wesentlichen ebene Abschnitt der Heißsiegelfläche stellt einen breiteren Heißsiegelbereich bereit, der in einer erhöhten Festigkeit der Heißversiegelung resultiert. Die versiegelten Verbundbehälter der vorliegenden Erfindung können in größeren Höhen und/oder bei extremen Temperaturen eine hermetische Versiegelung aufrechterhalten.
Bei einer Ausführungsform stellt die vorliegende Erfindung einen versiegelten Verbundbehälter mit einem rohrförmigen Körperelement bereit, das mindestens eine Körperlage aus Pappe aufweist. Eine Auskleidungslage ist auf die Innenseite des rohrförmigen Körperelements geklebt und weist eine Sperrschicht auf. Mindestens ein Ende des Körperelements und der Auskleidungslage sind nach außen gerollt, um einen Rand zu bilden und die Auskleidungslage freizulegen. Der Rand bildet eine Heißsiegelfläche mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt. Ein Deckel ist funktionsmäßig angrenzend an den Rand positioniert und an diesen heißgesiegelt. Der Deckel weist eine Sperrschicht auf, und mindestens der Deckel oder die Auskleidungslage weist ferner eine Siegelschicht mit einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung auf. Die Siegelschicht bildet eine Heißversiegelung zwischen dem Deckel und der Auskleidungslage.
Die Heißversiegelung weist einen inneren Wulst auf, der aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung gebildet ist und zum Inneren des Behälters weist, und einen äußeren Wulst, der aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung auf der dem inneren Wulst entgegengesetzten Seite der Heißversiegelung gebildet ist. Vorteilhafterweise weist der innere Wulst im Querschnitt eine größere Menge der heißsiegelfähigen Zusammensetzung als der äußere Wulst auf.
Der im Wesentlichen ebene Abschnitt der Heißsiegelfläche hat eine Breite von etwa 0,127 bis etwa 0,280 cm (0,05 bis etwa 0,11 Inch). Mehr bevorzugt hat der im Wesentlichen ebene Abschnitt eine Breite von etwa 0,178 cm (0,07 Inch). Bei einer bevorzugten Ausführungsform weist die Heißsiegelfläche ferner einen inneren Abschnitt auf, der von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg und zum Inneren des Behälters hin abfällt, und einen äußeren Abschnitt, der von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg und zur Außenseite des Behälters hin abfällt. Der innere Abschnitt fällt stärker von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg ab als der äußere Abschnitt. Auf diese Weise wird eine Heißversiegelung gebildet, die einen inneren Wulst und einen äußeren Wulst gemäß obiger Beschreibung aufweist, wobei sich der innere Wulst weiter längs des inneren Abschnitts der Heißsiegelfläche zum Inneren des Behälters hin erstreckt als sich der äußere Wulst längs des äußeren Abschnitts der Heißsiegelfläche zur Außenseite des Behälters hin erstreckt.
Es wird außerdem ein Verfahren zur Herstellung eines versiegelten Behälters bereitgestellt. Bei dem Verfahren wird ein rohrförmiges Element bereitgestellt, das mindestens eine Körperlage aus Pappe und eine auf die Innenseite der Körperlage geklebte Auskleidungslage aufweist, die eine Sperrschicht aufweist. Mindestens ein Ende des rohrförmigen Elements ist zu einem Rand nach außen gerollt. Der Rand ist so geformt, dass der Rand eine Heißsiegelfläche mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt bildet. Es wird außerdem ein Deckel zum Schließen des Endes des rohrförmigen Behälters bereitgestellt, wobei der Deckel eine Sperrschicht aufweist. Mindestens der Deckel oder die Auskleidungslage weist ferner eine Siegelschicht mit einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung auf, wobei die Siegelschicht funktionsmäßig so positioniert ist, dass zwischen dem Deckel und der Auskleidungslage eine Heißversiegelung gebildet wird. Der Rand und der Deckel werden miteinander in Kontakt gebracht, und die Siegelschicht wird unter Bedingungen erwärmt, die ausreichen, um die heißsiegelfähige Zusammensetzung der Siegelschicht fließfähig zu machen. Der Rand und der Deckel werden zusammengedrückt, um dazwischen eine hermetische Heißversiegelung zu bilden.
Bei dem Schritt des Zusammendrückens werden der Rand und der Deckel so zusammengedrückt, dass durch das Fließen der heißsiegelfähigen Zusammensetzung ein innerer Wulst und ein äußerer Wulst aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung gebildet werden. Bei einer Ausführungsform wird vorzugsweise dafür gesorgt, dass die heißsiegelfähige Zusammensetzung in Richtung des Inneren des Behälters fließt, so dass der innere Wulst im Querschnitt eine größere Menge der heißsiegelfähigen Zusammensetzung umfasst als der äußere Wulst.
Bei dem Formungsschritt, mit dem der im Wesentlichen ebene Abschnitt der Heißsiegelfläche gebildet wird, wird vorzugsweise die Unterseite des Randes gestützt und die freiliegende Heißsiegelfläche des Randes wird mit Druck beaufschlagt, um die Heißsiegelfläche abzuflachen und den im Wesentlichen ebenen Abschnitt der Heißsiegelfläche zu bilden. Vorzugsweise wird der Rand auch so geformt, dass die Heißsiegelfläche ferner einen inneren Abschnitt aufweist, der von dem ebenen Abschnitt weg und zum Inneren des Behälters hin abfällt, und einen äußeren Abschnitt, der von dem ebenen Abschnitt weg und zur Außenseite des Behälters hin abfällt, wobei der innere Abschnitt stärker von dem ebenen Abschnitt weg abfällt als der äußere Abschnitt.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Einige Aufgaben und Vorteile der vorliegenden Erfindung wurden genannt, andere werden im Verlauf der Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen ersichtlich, die nicht unbedingt maßstabgerecht gezeichnet sind; darin zeigen:
1 eine fragmentarische perspektivische Ansicht eines Behälters der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung des Öffnungsmechanismus;
2 eine fragmentarische und vergrößerte Ansicht des versiegelten Endes einer Ausführungsform eines rohrförmigen Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung;
3 eine Draufsicht einer Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines rohrförmigen Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung; und
4 eine fragmentarische und vergrößerte Ansicht einer weiteren Ausführungsform des Endes eines rohrförmi gen Behälters gemäß der vorliegenden Erfindung zur Veranschaulichung eines Verfahrens zum Bilden des Endes.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung wird nun im Folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen, in denen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung dargestellt sind, ausführlicher beschrieben. Diese Erfindung kann jedoch in vielen verschiedenen Formen ausgeführt sein und sollte nicht als auf die hierin dargelegten Ausführungsformen beschränkt verstanden werden; vielmehr werden diese Ausführungsformen im Sinne einer gründlichen und vollständigen Offenbarung bereitgestellt und werden dem Fachmann den Umfang der Erfindung vollständig vermitteln. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen durchwegs gleiche Elemente.
Ein rohrförmiger Behälter 10 gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 1 dargestellt. Wenngleich es mit einem kreisrunden Querschnitt dargestellt ist, kann das Rohr jede Querschnittsform haben, die durch Wickeln des Rohrs um einen entsprechend geformten Dorn gebildet werden kann. Ein Beispiel ist ein insgesamt rechteckig geformtes Rohr mit abgerundeten Ecken.
Die in 1 dargestellte Ausführungsform ist besonders vorteilhaft zum Verpacken von Kartoffelchips und weist einen biegsamen Verschluss oder Deckel 11 auf, der auch als membranartiger Verschluss oder Deckel bezeichnet wird, und eine wieder verwendbare Abschlusskappe 12 aus Kunststoff über der Versiegelung. Es können auch verschiedene andere Endverschlüsse verwendet werden; dies richtet sich jedoch nach der Art des zu verpackenden Lebensmittelprodukts, wie zum Beispiel Teig.
Wie in 2 näher dargestellt, weist der rohrförmige Behälter 10 eine Wand mit einer Körperlage 13 auf, die vorzugsweise aus Pappe gebildet ist, und einer Auskleidungslage 14, die vorzugsweise aus einem auf die Innenseite der Körperlage 13 geklebten polymeren Material gebildet ist. Das obere Ende des rohrförmigen Behälters 10 wird umgerollt, um einen wulstartigen Rand 15 zu bilden, wie nachstehend weiter erläutert wird. Der Deckel 11 ist gegenüber der Oberseite des Randes 15 hermetisch versiegelt, wie nachfolgend erläutert wird. Die Abschlusskappe 12 wird dann über den Rand 15 gedrückt und kann wieder verwendet werden, nachdem der Deckel 11 entfernt wurde. Ein Verschluss (nicht dargestellt), zum Beispiel ein Metallverschluss, kann am entgegengesetzten Ende des Behälters 10 befestigt werden.
Der Deckel 11 ist aus mehreren Schichten konstruiert. Fakultativ ist die auf der äußersten Seite des Deckels 11 weg von der Innenseite des rohrförmigen Behälters 10 angeordnete Schicht eine Papier- oder Pappeschicht 18, wie zum Beispiel eine Schicht Kraftpapier. Außerdem ist eine Sperrschicht 20 vorgesehen, die als Barriere gegen den Durchtritt von Flüssigkeiten und/oder Gasen wie zum Beispiel Sauerstoff dient. Wenn eine Barriere sowohl für Flüssigkeiten als auch für Gase erforderlich ist, ist das Sperrschichtmaterial vorzugsweise ausgewählt aus der aus Metallfolie, wie zum Beispiel Aluminiumfolie, Polyethylenterephthalat, modifiziertem Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, Polyamid, metallisiertem Polyester, metallisiertem Polypropylen, metallisiertem Polyamid und Mischungen davon bestehenden Gruppe. Geeignete Materialien für die Sperrschicht 20 umfassen Folie, Polyamid, metallisiertes Polyamid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylenterephthalat, modifiziertes Polyethylenterephthalat, metallisiertes Polyethylenterephthalat, metallisiertes modifiziertes Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, metallisiertes Polyethylennaphthalat, metallisiertes Polypropylen, mit Metalloxid und Silicat beschichteten Polyester, mit Metall oxid und Silicat beschichtetes Polypropylen, Ethylenvinylalkohol und Mischungen davon.
Vorteilhafterweise weist der Deckel 11 ferner eine Siegelschicht 22 auf, die eine heißsiegelfähige Zusammensetzung aufweist und so positioniert ist, dass die Siegelschicht 22 des Deckels 11 an die Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 angrenzt. Die Siegelschicht 22 des Deckels 11 ist vorzugsweise aus einem Material konstruiert, das aus der aus Ethylenvinylacetat, Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Ethylenmethylacrylat, metallocenkatalysierten Polyolefinen und Mischungen oder Gemischen davon bestehenden Gruppe ausgewählt ist. Die Siegelschicht 22 des Deckels 11 hat vorzugsweise einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 70°C bis 130°C. Am meisten bevorzugt liegt der Schmelzpunkt der Siegelschicht 22 zwischen etwa 80°C und 110°C.
Bei einer Ausführungsform ist der Deckel 11 als Laminat ausgebildet, bei dem eine Pappeschicht 18 unter Verwendung einer koextrudierten Klebstoffschicht (nicht dargestellt) auf die Sperrschicht 20 geklebt ist. Die Klebstoffschicht ist aus Materialien konstruiert, die aus der aus Polyethylen niedriger Dichte, Ethylenmethylacrylat (EMA), Ethylen-Methacrylsäure-Copolymeren (EMAA) und Mischungen davon bestehenden Gruppe ausgewählt sind. Die Siegelschicht 22 ist auf die gegenüberliegende Seite der Sperrschicht 20 aufgetragen. Die Siegelschicht 22 kann durch Extrusionsbeschichten, als durch Extrudieren auf kaschierte Blasfolie oder als mit einem warmhärtenden Kleber auf kaschierte Blasfolie gebildet werden. Bei einer Ausführungsform ist die Siegelschicht 22 als koextrudierte Doppelschicht aus Polyethylen hoher Dichte und Ethylen-Methacrylat-Copolymer ausgebildet.
Die Siegelschicht 22 des Deckels 11 hat vorzugsweise eine Dicke zwischen etwa 15,24 und etwa 85,0 μm (zwischen etwa 0,6 und etwa 3,5 Milli-Inch), am meisten bevorzugt eine Dicke von mindestens etwa 38 μm (etwa 1,5 Milli-Inch). Die Siegelschicht 22 umfasst eine heißsiegelfähige Zusammensetzung mit einem Gewicht zwischen etwa 16,2 und etwa 81,4 g/m² (zwischen etwa 10 und etwa 50 lbs./3000 ft²) und vorzugsweise zwischen etwa 32,5 und etwa 65,1 g/m² (zwischen etwa 20 und etwa 40 lbs./3000 ft²). Am meisten bevorzugt hat die Siegelschicht 22 eine heißsiegelfähige Zusammensetzung mit einem Gewicht von etwa 40,7 g/m² (25 lbs./3000 ft²) oder mehr. Die relativ dickere Siegelschicht 22 verhindert, dass natürliche Schwankungen bei dem Verfahren zur Herstellung des Behälters die Konsistenz der Heißversiegelung beeinträchtigen. Zum Beispiel haben Fehler im Rand 15 und Schwankungen in der Höhe des Behälters einen bedeutenden Einfluss auf das Versiegelungsverfahren. Das zusätzliche Heißversiegelungsmaterial füllt in dem Rand 15 entstandene Risse und Sprünge und kann außerdem eine durchgehende Versiegelung um Nähte in der Behälterwand, wie zum Beispiel durch einen Anaconda-Falz oder Überlappungsnähte in der Auskleidung erzeugte Nähte, schaffen. Das zusätzliche Dichtungsmaterial trägt auch zu einer besseren Versiegelung bei, indem es kleine Unterschiede in der Behälterhöhe ausgleicht, die andernfalls zu einer Verringerung in der Festigkeit der Versiegelung führen könnten. Ferner erlauben die größeren Mengen an Material der Siegelschicht 22 die Herstellung einer Heißversiegelung trotz des Vorhandenseins von Verunreinigungen, die während des Herstellungsverfahrens in den Heißsiegelbereich eingebracht wurden, wie zum Beispiel Wachs. Mit Hilfe einer dickeren Siegelschicht kann die Heißversiegelung bei niedrigeren Versiegelungstemperaturen gebildet werden. Eine bevorzugte Konstruktion der Siegelschicht ist in der gleichzeitig hiermit eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 09/416,194 mit dem Titel "Sealant Layer for Container Lid" (Dichtungsmittelschicht für Behälterdeckel) offenbart. Diese Anmeldung ist auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen.
Die Auskleidungslage 14 ist ebenfalls normalerweise aus mehreren Schichten konstruiert. Die Zusammensetzung der Auskleidungslage 14 ist für die vorliegende Erfindung nicht entscheidend. Vorzugsweise bildet eine der Schichten eine Barriere gegen Feuchtigkeit und/oder Gase, je nach Anwendung. Es versteht sich, dass je nachdem, welcher Artikel verpackt wird, verschiedene Sperrschichtmaterialien und Auskleidungslagen verwendet werden könnten. Zum Beispiel weisen herkömmliche Auskleidungen eine mit Kraftpapier unterlegte Folienschicht auf. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Auskleidungslage 14 jedoch im Wesentlichen ganz aus polymerem Material gebildet. Insbesondere können Auskleidungslagen verwendet werden, wie sie in dem US-Patent Nr. 5,829,669 von Drummond et al. oder dem US-Patent Nr. 5,846,619 von Cahill et al. beschrieben sind, die beide auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen sind.
Bei der in 2 dargestellten Ausführungsform weist die Auskleidungslage 14 eine Siegelschicht 26, eine Feuchtigkeitssperrschicht 28 und eine Klebstoffschicht 30 auf. Die Sperrschicht 28 ist beständig gegen den Durchtritt von Flüssigkeiten und Gasen wie zum Beispiel Sauerstoff. Wenn eine hohe Barriere für Flüssigkeiten und Gase erforderlich ist, sind bevorzugte Sperrschichtmaterialien metallisierter Polyester oder metallisiertes Polypropylen. Einige Lebensmittelprodukte wie zum Beispiel Säfte erfordern keine Barriere gegen Gas, und es können andere Sperrschichtmaterialien verwendet werden (wenngleich die Barriere auch insgesamt beständig sein kann gegen den Durchtritt von Gasen). Es versteht sich, dass je nachdem, welcher Artikel verpackt wird, verschiedene Sperrschichtmaterialien verwendet werden könnten. Zum Beispiel umfassen geeignete Sperrschichtmaterialien Folie, Polyamid, metallisiertes Polyamid, Polyvinylidenchlorid, Polyethylenterephthalat, modifiziertes Polyethylenterephthalat, metallisiertes Polyethylenterephthalat, metallisiertes modifiziertes Polyethylenterephthalat, Polyethylennaphthalat, me tallisiertes Polyethylennaphthalat, metallisiertes Polypropylen, mit Metalloxid und Silicat beschichteten Polyester, mit Metalloxid und Silicat beschichtetes Polypropylen, Ethylenvinylalcohol, Mischungen davon und dergleichen, wie für den Fachmann offensichtlich sein wird.
Eine Seite der Sperrschicht 28 kann einen dünnen metallisierten Überzug 32 aufweisen, um ihr ein metallisches Aussehen zu verleihen und außerdem die Sperrschichteigenschaften zu verbessern. Der metallisierte Überzug 32, der aus Aluminium gebildet sein kann, ist jedoch bedeutend dünner als eine Folienschicht und ist bei bestimmten Anwendungen für Festigkeits- oder Sperrschichteigenschaften nicht notwendig.
Eine Klebstoffschicht 30 befindet sich vorzugsweise unter dem metallisierten Überzug 32 und bildet die radial äußerste Seite der Auskleidungslage 14. Die Klebstoffschicht 30 kann mehrere miteinander koextrudierte Schichten aufweisen. Die Klebstoffschicht 30 kann ausgewählt sein aus der aus metallocenkatalysierten Polyolefinen, Ethylen-Methacrylsäure, Ethylenmethylacrylat, Ethylenbutylacrylat, Ethylenacrylsäure, Ethylenvinylacetat und Mischungen, Gemischen und Copolymeren davon bestehenden Gruppe. Die Klebstoffschicht 30 kann auch eine warmhärtende Klebstoffschicht sein.
Eine Siegelschicht 26 bildet vorzugsweise die radial innerste Seite der Auskleidungslage 14. Die Siegelschicht 26 stellt eine Fläche bereit, auf die die Klebstoffschicht 30 geklebt wird, wenn ein erster Randkantenabschnitt 41 der Auskleidungslage 14 in überlappende Beziehung mit einem zweiten Randkantenabschnitt 42 gebracht wird, wie in 3 gezeigt. Die Siegelschicht 26 bildet außerdem die Heißversiegelung zwischen dem Deckel 11 und der Auskleidung 14 in Verbindung mit der Siegelschicht 22 des Deckels.
Die Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 ist vorzugsweise aus einem Material konstruiert, das ausgewählt ist aus der aus Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, metallocenkatalysierten Polyolefinen und Mischungen oder Gemischen davon bestehenden Gruppe. Bei Ausführungsformen der ein Polyolefinpolymer umfassenden Siegelschicht 26 ist das Polyolefin vorzugsweise ein Polyethylen hoher Dichte oder eine Mischung aus Polyethylen hoher Dichte mit bis zu 30% Polyethylen niedriger Dichte. Die Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 hat vorzugsweise einen Schmelzpunkt im Bereich von etwa 110°C bis etwa 140°C. Am meisten bevorzugt hat die Siegelschicht 26 einen Schmelzpunkt zwischen etwa 120°C und 130°C.
2 zeigt das versiegelte Ende des rohrförmigen Behälters einer bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, wobei die zwei Siegelschichten 22, 26 miteinander heißversiegelt sind. Wie in der gleichzeitig anhängigen US-Anmeldung Nr. 09/065,783 beschrieben, hat die Heißversiegelung zwischen der Auskleidungslage 14 und dem Deckel 11 die Form eines inneren Heißversiegelungswulstes 36 und eines äußeren Heißversiegelungswulstes 38. Der innere Heißversiegelungswulst 36 und der äußere Heißversiegelungswulst 38 sind aus den heißsiegelfähigen Zusammensetzungen der Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 und der Siegelschicht 22 des Deckels 11 gebildet. Die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen beider Siegelschichten 22, 26 werden während des Heißversiegelungsvorgangs von dem mittleren Bereich nach außen geschoben und zu den Wulsten 36, 38 abgekühlt. Der innere Heißversiegelungswulst 36 weist zum Inneren des rohrförmigen Behälters 10, und der äußere Heißversiegelungswulst 38 ist auf der dem inneren Heißversiegelungswulst 36 entgegengesetzten Seite des Heißversiegelungsbereichs angeordnet. Im abgekühlten Zustand umfasst die Heißversiegelung einen dünnen mittleren Bereich zwischen dem inneren Heißversiegelungswulst 36 und dem äußeren Heißversiegelungswulst 38. An bestimmten Stellen können die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen vollständig aus dem Bereich zwischen den Sperrschichten 20 und 28 geschoben werden, so dass die Sperrschichten aneinander anliegen. Durch den inneren und den äußeren Wulst 36, 38 wird jedoch eine doppelte Barriere gegen den Durchtritt von Flüssigkeiten und Gasen aufrechterhalten, so dass eine hermetische Versiegelung aufrechterhalten wird. Außerdem werden durch das Fließen der heißsiegelfähigen Zusammensetzungen Verunreinigungen und Luft aus dem Versiegelungsbereich herausgedrückt. Der mittlere Bereich hat vorzugsweise eine geringere Haftfestigkeit als der innere Heißversiegelungswulst 36 und der äußere Heißversiegelungswulst 38. Der hierin verwendete Begriff "Wulst" soll von bekannten Behältern mit einer relativ flachen Heißversiegelung zu unterscheiden sein, wo es, wenn überhaupt, zu einem sehr geringen Fließen der Heißversiegelungszusammensetzungen kommt. Außerdem ist diese Ausführungsform nicht auf die Verwendung nur mit Auskleidungen mit einer geraden Überlappungsnaht beschränkt, sondern die Heißversiegelungswülste 36, 38 könnten auch mit einer Naht in Form eines Anaconda-Falzes verwendet werden.
Man hat entdeckt, dass der innere Wulst 36 der Doppelwulstversiegelung den Hauptwiderstand gegen auf den Behälter einwirkende Zugkräfte bereitstellt, wie zum Beispiel jene Berstkräfte, die durch Änderungen im Innendruck während des Transports erzeugt werden. Der äußere Wulst 38 stellt jedoch den Hauptwiderstand gegen das Öffnen durch Ablösen der zwischen dem Deckel 11 und der Auskleidungslage 14 gebildeten ablösbaren Heißversiegelung bereit. Infolgedessen hat man entdeckt, dass die Heißversiegelung vorteilhafterweise mit einem größeren inneren Wulst 36 und einem kleineren äußeren Wulst 38 gebildet wird. Der resultierende Behälter lässt sich dank des kleineren äußeren Wulstes 38 leichter öffnen und hat dank des größeren inneren Wulstes 36 eine bessere Berstfestigkeit, um den Strapazen des Transports standzuhalten.
Die Heißversiegelung der vorliegenden Erfindung hat einen inneren Wulst 36 mit einer größeren Breite als der äußere Wulst 38. Die Wulstbreite ist definiert als Abstand zwischen der Sperrschicht 20 des Deckels 11 und der Sperrschicht 28 der Auskleidungslage 14, gemessen am längsten Punkt über den Wulst in der vertikalen Ebene. Es sei angemerkt, dass die Messung der Breite generell definiert ist als Abstand zwischen der nächsten angrenzenden Schicht und der Siegelschicht 22 des Deckels 11 bei der Konstruktion des Deckels und zwischen der nächsten angrenzenden Schicht der Siegelschicht 26 der Auskleidung 14 bei der Konstruktion der Auskleidung. Bei der bevorzugten Ausführungsform sind die nächsten angrenzenden Schichten die Sperrschichten. Bei anderen Ausführungsformen können die nächsten angrenzenden Schichten jedoch andere Arten von Schichten sein. Es versteht sich, dass die Breite der Wülste von einer Anzahl von Faktoren abhängen wird, einschließlich der zur Bildung der Siegelschichten 22, 26 verwendeten heißsiegelfähigen Materialien, der Heißversiegelungsbedingungen und dergleichen. Bevorzugte Wulstkonstruktionen sind offenbart in der gleichzeitig hiermit eingereichten US-Patentanmeldung Nr. 09/416,184 mit dem Titel "Tubular Container With a Heat Seal Having Non-Symmetrical Inner and Outer Beads" (Rohrförmiger Behälter mit einer Heißversiegelung mit unsymmetrischem innerem und äußerem Wulst). Diese Anmeldung ist auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Anmeldung übertragen.
Eine Ausführungsform der Form des Randes 15 des Behälters 10 ist in 2 ebenfalls dargestellt. Wie dargestellt, ist der Rand 15 des Behälters 10 nach außen gerollt, um die Heißsiegelschicht 26 der Auskleidung 14 freizulegen. Der Rand 15 erzeugt eine Heißsiegelfläche, die die Siegelschicht 22 des Deckels 11 berührt. Die Heißsiegelfläche weist einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt 84 auf. Der ebene Abschnitt 89 stellt eine größere Oberfläche zum Heißsiegeln bereit, was in einer stärkeren Heißversiegelung resultiert, die in größeren Höhen oder bei extremen Temperaturen eine hermetische Versiegelung aufrechterhalten kann. Eine weitere Ausführungsform, die gemäß dem nachfolgend beschriebenen Verfahren hergestellt ist, ist in 4 dargestellt. Der im Wesentlichen ebene Abschnitt 84 der Heißsiegelfläche hat vorzugsweise eine Breite von etwa 0,12 bis etwa 0,28 cm (etwa 0,05 bis etwa 0,11 Inch), mehr bevorzugt eine Breite von etwa 0,18 cm (0,07 Inch). Herkömmliche Behälter haben dagegen einen gebogenen Heißsiegelbereich, der normalerweise weniger als etwa 0,12 cm (0,05 Inch) nutzbare Heißsiegelfläche bereitstellt. Im vorliegenden Zusammenhang bezeichnet der in Verbindung mit dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt verwendete Begriff "Breite" die horizontale Abmessung des ebenen Abschnitts bei Betrachtung im Querschnitt wie in 2 und 4.
Die Heißsiegelfläche weist ferner einen inneren Abschnitt 86 auf, der von dem ebenen Abschnitt 84 weg und zum Inneren des Behälters 10 hin abfällt, und einen äußeren Abschnitt 88, der von dem ebenen Abschnitt weg und zur Außenseite des Behälters hin abfällt. Vorzugsweise fällt der innere Abschnitt 86 stärker von dem ebenen Abschnitt 84 ab als der äußere Abschnitt 88. Bei dieser Ausführungsform sorgt die Konstruktion des Randes 15 dafür, dass sich der innere Wulst 36 die Heißsiegelfläche weiter hinab zum Inneren des Behälters 10 hin erstreckt, und verhindert, dass sich der äußere Wulst 38 die Heißsiegelfläche hinab zur Außenseite des Behälters hin erstreckt. Auf diese Weise beeinflusst die Form des Randes 15 die Fließrichtung der heißsiegelfähigen Zusammensetzungen und die relativen Formen des inneren Wulstes 36 und des äußeren Wulstes 38. Indem dafür gesorgt wird, dass die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen die Heißsiegelfläche weiter hinab zum Inneren des Behälters hin fließen, wird infolge des Verankerungseffekts des inneren Wulstes 36 eine bessere Berstfestigkeit erzielt. Es wird angenommen, dass die Form des inneren Wulstes 36 eine Komponente der Scherfestigkeit erzeugt, die den durch den Innendruck des Behälters verursachten Kräften wirksamer entgegenwirkt als die größere Zugfestigkeit von Konstruktionen nach dem Stand der Technik. Außerdem wird die Ablösefestigkeit auf einem akzeptablen Maß gehalten, weil die Neigung bzw. das Gefälle der Heißsiegelfläche zur Außenseite der Dose hin geringer ist und die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen nicht in diese Richtung fließen lässt. Wie gewünscht, hält die oben beschriebene Form des Randes 15 den äußeren Wulst 38 auf einer relativ geringeren Größe im Vergleich zu dem inneren Wulst 36.
Die gewünschte Form des Randes 15 kann während der anfänglichen Formung des Behälterrandes oder durch ein sekundäres Formgebungsverfahren gebildet werden. Alternativ kann die gewünschte Form des Randes 15 in Verbindung mit dem Heißsiegelungsvorgang gebildet werden. Wie oben beschrieben, ist der Rand 15 so geformt, dass der Rand eine Heißsiegelfläche mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt 84 bildet. Der im Wesentlichen ebene Abschnitt 84 kann nach jedem in der Technik bekannten Verfahren und mit jeder solchen Vorrichtung geformt werden. Bei dem Formungsschritt kann zum Beispiel die Unterseite des Randes 15 abgestützt werden, und die freiliegende Heißsiegelfläche kann mit Druck beaufschlagt werden, um die Heißsiegelfläche abzuflachen und den im Wesentlichen ebenen Abschnitt 84 der Heißsiegelfläche zu bilden.
Gemäß 4 findet das Formgebungsverfahren statt, nachdem ein Ende des Behälters 10 zu einem Rand 15 nach außen gerollt wurde. Der Behälter 10 wird dann in einer aufrechten Position, wo das gerollte Ende nach oben weist, zu einer Randformungsstation befördert. Halbrunde Blöcke 90 umschließen den Behälter 10 und kommen um beide Seiten des Behälters herum wieder zusammen. Die Blöcke 90 arretieren den Behälter 10 und lassen ihn davon herunterhängen, während sie die Unterseite des durch das gerollte Ende des Behälters gebildeten Randes 15 stützen. Während der Behälter 10 durch die Blöcke 90 arretiert wird, wird eine Abflachungswalze oder ein Abflachungs nocken 91 in Kontakt mit der freiliegenden Heißsiegelfläche des Randes 15 heruntergelassen und beaufschlagt diese mit Druck. Wenn die Oberseite des Randes durch die Walze oder den Nocken 91 mit Druck beaufschlagt wird, wird die Unterseite des Randes 15 gestützt, um zu verhindern, dass der Behälterrand zusammenfällt. Das Innere des Behälters 10 muss nicht gestützt werden, weil der Rand 15 durch den Walzvorgang vorgespannt wird, um sich nach außen zu bewegen. Durch den Druck der Walze oder des Nockens 91 wird der im Wesentlichen ebene Abschnitt 84 der Heißsiegelfläche gebildet. Danach löst sich die Walze oder der Nocken 91 von dem Behälter 10, und die Blöcke 90 geben den Behälter frei.
Es wird außerdem ein Verfahren zum Versiegeln eines Behälters für Produkte bereitgestellt. Die Heißversiegelung kann mit jeder in der Technik bekannten geeigneten Vorrichtung geschaffen werden. Bei einigen Versiegelungssystemen wird Wachs auf den Rand 15 aufgebracht, um den Deckel 11 vor Bildung der Heißversiegelung festzuhalten. Wie oben angemerkt, erlaubt die relativ dicke Siegelschicht 22 des Deckels 11 trotz des Vorhandenseins von Wachs in dem Heißsiegelbereich die Bildung einer Heißversiegelung mit ausreichend Haftfestigkeit. Die vorliegende Erfindung ist auch kompatibel mit Versiegelungssystemen, die mit einem Vakuumsystem arbeiten, um den Deckel 11 vor dem Heißversiegelungsvorgang erst einmal festzuhalten.
Bei Verwendung beider Vorrichtungen umfasst das Heißversiegelungsverfahren der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung eines rohrförmigen Elements mit einer Pappeschicht 13 und einer auf die Innenseite der Pappeschicht geklebten Auskleidungslage 14. Wie oben beschrieben, weist die Auskleidungslage 14 eine Sperrschicht 28 und eine Siegelschicht 26 auf, wobei die Siegelschicht die innerste Seite der Auskleidungslage bildet und eine heißsiegelfähige Zusammensetzung aufweist. Sobald ein Ende des rohrförmigen Elements zu einem Rand 15 nach außen gerollt wird, kann ein Deckel 11 mit der Ausklei dungslage 14 in Kontakt gebracht werden, um die Heißversiegelung zu bilden. Der Deckel 11 weist eine Sperrschicht 20 und eine Siegelschicht 22 auf, wobei die Siegelschicht eine heißsiegelfähige Zusammensetzung aufweist. Die Siegelschicht 22 des Deckels 11 wird mit der Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 in Kontakt gebracht. Die beiden Siegelschichten 22, 26 werden dann unter Bedingungen erwärmt, die ausreichen, um die heißsiegelfähigen Zusammensetzungen fließfähig zu machen, und werden zusammengedrückt, um zwischen dem Rand 15 und dem Deckel 11 eine hermetische Versiegelung zu bilden.
Bei dem Schritt des Zusammendrückens werden der Rand 15 und der Deckel 11 so zusammengedrückt, dass durch das Fließen der heißsiegelfähigen Zusammensetzungen ein innerer Wulst 36 und ein äußerer Wulst 38 gebildet werden. Bei einer Ausführungsform wird das Fließen der heißsiegelfähigen Zusammensetzungen vorzugsweise in Richtung des Inneren des Behälters unterstützt, um einen inneren Wulst 36 und einen äußeren Wulst 38 zu bilden, wobei der innere Wulst eine größere Menge an heißsiegelfähigen Zusammensetzungen enthält als der äußere Wulst.
Bei einer bevorzugten Ausführungsform erfolgt das Zusammendrücken dadurch, dass die Siegelschichten 22, 26 mit Hilfe einer geneigten Fläche, wie zum Beispiel mit einem geneigten Heißsiegelkopf, zusammengedrückt werden. Der Heißsiegelkopf besteht vorzugsweise aus Metall, wie zum Beispiel Aluminium, beschichtetes Kupfer oder aus einem anderen wärmeleitenden Material. Vorzugsweise wird der Heißsiegelkopf durch eine Wärmequelle erwärmt. Die Wärmequelle kann jede geeignete Art von in der Technik bekannter Wärmequelle sein. Der Heißsiegelkopf muss jedoch nicht erwärmt werden. Stattdessen könnten die Heißsiegelschichten 22, 26 unter Verwendung einer separaten Wärmequelle unabhängig voneinander erwärmt werden. Der Heißsiegelkopf hat eine eingerückte Versiegelungsstellung in Kontakt mit dem Deckel 11 und eine ausgerückte Stellung. Der Heißsiegelkopf wird durch einen Aktuator zwischen den zwei Stellungen bewegt. Der Aktuator kann jede Art von in der Technik bekanntem Aktuator sein, einschließlich eines mechanischen oder pneumatischen Aktuators und dergleichen.
Die beim Öffnen eines versiegelten Behälters 10 gemäß der vorliegenden Erfindung erzeugte Scherkraft bewirkt, dass sich ein Riss durch die Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 und/oder die Siegelschicht 22 des Deckels 11 ausbreitet. Die Siegelschicht 26 der Auskleidungslage 14 und die Siegelschicht 22 des Deckels 11 stellen eine Haftfestigkeit zwischen der Sperrschicht 20 des Deckels 11 und der Sperrschicht 28 der Auskleidungslage 14 bereit, die niedriger ist als die Haftfestigkeit zwischen der Sperrschicht 28 der Auskleidungslage 14 und der Körperlage 13 aus Pappe (oder anderen dazwischenliegenden Schichten wie zum Beispiel dem metallisierten Überzug 32 der Auskleidung 14). Infolgedessen findet die beim Öffnen des rohrförmigen Behälters 10 stattfindende Scherung nur zwischen den Sperrschichten der Auskleidungslage 14 und dem Deckel 11 und nicht durch diese hindurch statt. Beim Öffnen des rohrförmigen Behälters 10 der vorliegenden Erfindung entstehen keine unansehnlichen Risse durch die Sperrschicht 28 der Auskleidungslage 14.
Wenngleich die oben erläuterten Ausführungsformen des Behälters zwei Siegelschichten 22 und 26 umfassen, müssen bei der vorliegenden Erfindung nicht zwei Siegelschichten verwendet werden. Mindestens die Auskleidung oder der Deckel muss eine Siegelschicht umfassen, um die notwendige Heißversiegelung bereitzustellen. Zwei Siegelschichten sind jedoch nicht notwendig, um die vorliegende Erfindung zu praktizieren. Wenn eine einzige Heißsiegelschicht verwendet wird, kann die Heißsiegelschicht aus Polyethylen hoher Dichte, Polyethylen niedriger Dichte, Ethylenvinylacetat, Ethylenmethylacrylat, metallocenkatalysierten Polyolefinen und Mischungen davon hergestellt werden.
Die Behälter 10 der vorliegenden Erfindung können nach dem in 3 dargestellten Verfahren hergestellt werden. Wie dargestellt, wird der Vorrichtung ein Endlosstreifen aus Pappematerial für die Körperlage 13 zugeführt und zunächst durch zwei einander gegenüberliegende Kantenschälvorrichtungen 50 geführt. Die Kantenschälvorrichtungen entfernen einen Teil der rechtwinklig geschnittenen Kante der Körperlage 13, um eine erste und eine zweite Kante 52, 54 mit einer abgeschrägten Ausführung zu schaffen. Die Körperlage 13 wird dann durch einen Klebstoffapplikator 56 geschoben, der einen Klebstoff 21 auf die Oberseite der Körperlage 13 aufbringt. Der Klebstoff 21 ist vorteilhafterweise ein wasserhaltiger Klebstoff, der viele Probleme in Verbindung mit Klebstoffen auf Lösungsmittelbasis überwindet. Es sind keine speziellen Geräte notwendig, um Lösungsmittel aufzufangen, die aus dem Klebstoff verdunsten, um Umweltschutzbestimmungen gerecht zu werden. Bevorzugte Klebstoffe sind wasserhaltige Materialien mit niedriger Glasübergangstemperatur auf Basis von Ethylenvinylacetat (> 18%). Ein bevorzugter Klebstoff ist der Klebstoff Nr. 72-4172, der bei der National Starch and Chemical Company erhältlich ist. Ein weiterer Klebstoff, der verwendet werden kann, ist der Klebstoff Nr. 33-4060, der ebenfalls bei der National Starch and Chemical Company erhältlich ist. Der Klebstoff 21 sowie weitere Klebstoffschichten, die zur Herstellung des Behälters 10 verwendet werden, können in Form eines Schaums aufgebracht werden, wie dies in der gleichzeitig anhängigen US-Patentanmeldung Nr. 09/197,275 mit dem Titel "Composite Container Having Foamed Adhesive" (Verbundbehälter mit geschäumtem Klebstoff) beschrieben ist, die auf den Rechtsnachfolger der vorliegenden Erfindung übertragen ist.
Die Körperlage 13 und der darauf aufgebrachte Nasskleber 21 werden dann unter einer Heizvorrichtung 58 hindurchgeführt, die wenigstens einen Teil des Wassergehalts des wasserhaltigen Klebstoffs 21 verdampfen lässt, um den Klebstoff im We sentlichen klebrig zu machen. Es ist wichtig, dass dem Klebstoff die richtige Menge an Wärme zugeführt wird. Zu wenig Wärme wird nicht genügend Wasser innerhalb ziemlich kurzer Zeit verdampfen lassen, was dazu führt, dass der Klebstoff nicht ausreichend klebrig gemacht wird. Zu viel Wärme wird dagegen den Klebstoff zu sehr austrocknen und dazu führen, dass der Klebstoff an Klebrigkeit verliert. Eine bevorzugte Art einer Wärmequelle ist ein Infrarotheizgerät, wenngleich verschiedene andere Wärmequellen, z. B. eine Umluftheizung oder dergleichen, verwendet werden können. Nach dem Erwärmen des Klebstoffs 21 auf der Körperlage 13 werden die Körperlage 13 und die Auskleidungslage 19 aus entgegengesetzten Richtungen dem Formungsdorn zugeführt. Die Körperlage 13 wird unter dem Schälkantenklebstoffapplikator 60 hindurchgeführt, der den Schälkantenklebstoff 24 auf die abgeschrägte Fläche der zweiten Schälkante 54 der Körperlage 13 aufbringt. Der Schälkantenklebstoff 24 ist vorzugsweise ein Schmelzklebstoff der in der Technik herkömmlicherweise verwendeten Art, wenngleich es auch ein wasserhaltiger Klebstoff mit ein oder mehr Polymeren sein könnte. Polyvinylacetat und Ethylenvinylacetat sind die bevorzugten Flüssigklebstoffe. Der Schälkantenklebstoff 24 trägt zu einer stärkeren Haftung der Körperlage bei, insbesondere bei Behältern mit einer einzigen Körperlage.
Die Seite der Auskleidungslage 14, die die Körperlage 13 berührt, wird in einer Koronabehandlungsstation 62 behandelt. Die andere Seite der Auskleidungslage 14 wird mit Gleitmittel von einer Walze 64 beschichtet, so dass die Auskleidungslage während des Wickelvorgangs reibungslos gleiten kann.
Die Auskleidungslage 14 wird dann unter einem Infrarotheizgerät 66 hindurchgeführt, das den zweiten Randkantenabschnitt 42 der Auskleidungslage erwärmt. Nach dem Infrarotheizgerät 66 wird der zweite Randkantenabschnitt 42 der Auskleidungslage 14 dann unter mindestens einem Umluftheizgerät 68 hindurchgeführt.
Die Körperlage 13 und die Auskleidungslage 14 werden dann von entgegengesetzten Seiten eines Formungsdorns 70 aus um den Dorn herumgewickelt. Jede Lage wird spiralförmig zunächst unter dem Dorn 70 hindurch und dann oben wieder zurück gewickelt, wobei die Auskleidungslage 14 gegen die Oberfläche des Dorns gewickelt wird. Der erste Randkantenabschnitt 41 der Auskleidungslage 14 liegt auf dem Dorn 70 frei und wird mit Wärme von einem zweiten Umluftheizgerät 72 beaufschlagt.
Wenn die Körperlage 13 weitergewickelt wird und die erste Kante 52 der Körperlage 13 nach einer vollständigen Umdrehung unter dem Dorn 70 zurückläuft, wird sie mit der zweiten Kante 54 des nachfolgenden Abschnitts der Körperlage 13 in Kontakt gebracht, der zuerst mit dem Dorn in Kontakt kommt. Die Schälkanten 52, 54 stoßen aneinander, und der Schälkantenklebstoff 24 klebt die Kanten zusammen, um ein spiralförmig gewickeltes Rohr zu bilden, das sich an dem Dorn 70 entlangbewegt.
Was die Auskleidungslage 14 angeht, so wird der erste Randkantenabschnitt 41 in eine überlappende Beziehung mit dem zweiten Randkantenabschnitt 42 gebracht, um eine versiegelte gerade Überlappungsnaht zu schaffen. Die Versiegelung wird dadurch gebildet, dass eine polymere Klebstoffschicht 30 der ersten Randkante 41 mit der zweiten Randkante 42 verklebt wird. Es könnte jedoch alternativ ein Streifen Schmelzklebstoff zum Befestigen und Versiegeln der Überlappungsnaht der Auskleidung verwendet werden.
Das Rohr wird dann durch einen herkömmlichen Wickelriemen 74, der sich um zwei einander gegenüberliegende Riemenscheiben 76 erstreckt, den Dorn 70 hinabbewegt. Der Wickelriemen 74 dreht das Rohr nicht nur und bewegt es vorwärts, sondern übt auch Druck auf die sich überlappenden Kanten der Körperlage 13 und der Auskleidungslage 14 aus, um eine sichere Bindung zwischen den jeweiligen Lagenkanten sicherzustellen.
Eine äußere Etikettenlage 16 wird dann vorzugsweise über einen Klebstoffapplikator 78 geführt und um die Körperlage 13 gewickelt. Die Etikettenlage 16 könnte vor dem Wickelriemen 74 aufgebracht werden. In einer Schneidstation 80 wird das Endlosrohr in einzelne Stücke geschnitten und von dem Dorn 70 abgenommen.
Ein Ende des Behälters 10 wird dann zu dem Rand 15 nach außen gerollt, und der Deckel 11 wird anschließend daran heißgesiegelt, wie oben beschrieben. Ein Endverschluss, wie zum Beispiel ein Metallverschluss, wird am anderen Ende des Behälters 10 befestigt. Normalerweise werden der Deckel 11 und der Endverschluss 12 vor dem Füllen des Behälters auf ein Ende des Behälters 10 aufgebracht. Nach dem Füllen wird ein Endverschluss auf das entgegengesetzte Ende aufgebracht.
Einem Fachmann auf dem Gebiet dieser Erfindung, der die in der vorstehenden Beschreibung und den zugehörigen Zeichnungen dargelegte Lehre kennt, werden viele Modifikationen und weitere Ausführungsformen der Erfindung in den Sinn kommen. Es versteht sich daher, dass die Erfindung nicht auf die speziell offenbarten Ausführungsformen beschränkt sein soll und dass Modifikationen und weitere Ausführungsformen im Umfang der beigefügten Ansprüche enthalten sein sollen. Zum Beispiel sind die rohrförmigen Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung nicht unbedingt spiralförmig gewickelt, sondern könnten stattdessen auch in Längsrichtung gewickelt sein, um ein "zusammengerolltes" Rohr mit einer axial verlaufenden Naht zu schaffen. Wenngleich die rohrförmigen Behälter gemäß der vorliegenden Erfindung hauptsächlich in Verbindung mit Lebensmittelprodukten beschrieben wurden, versteht es sich darüber hinaus, dass die Behälter auch in Verbindung mit anderen Produkten verwendet werden könnten, wo die Auskleidungslage von Vorteil ist, wie zum Beispiel bei Tinte oder Dichtungsmasse. Wenngleich hierin spezielle Fachbegriffe verwendet werden, werden sie doch nur in einem generischen und beschreibenden Sinn und nicht zur Einschränkung verwendet.

Claims

Versiegelter Verbundbehälter für Produkte, mit: einem rohrförmigen Körperelement, das mindestens eine Körperlage (13) aus Pappe und eine Innenseite aufweist; einer Auskleidungslage (14), die auf die Innenseite des rohrförmigen Körperelements geklebt ist und eine Sperrschicht (28) aufweist, wobei mindestens ein Ende des Körperelements und der Auskleidungslage zu einem Rand (15) nach außen gerollt ist und die Auskleidungslage freilegt und wobei der Rand eine Heißsiegelfläche mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt (84) bildet; und einem Deckel (11), der funktionsmäßig angrenzend an den Rand positioniert und an diesen heißgesiegelt ist, wobei der Deckel eine Sperrschicht (20) aufweist; wobei mindestens der Deckel oder die Auskleidungslage ferner eine Siegelschicht mit einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung aufweist und die Siegelschicht eine Heißversiegelung zwischen dem Deckel und der Auskleidungslage bildet, dadurch gekennzeichnet, dass die Heißversiegelung aufweist: einen inneren Wulst (36), der aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung gebildet ist und zum Inneren des Behälters weist, und einen äußeren Wulst (38), der aus der heißsiegelfähigen Zusammensetzung auf der dem inneren Wulst entgegengesetzten Seite der Heißversiegelung gebildet ist, wobei die Heißversiegelung ferner einen im Wesentlichen ebenen Abschnitt (84) zwischen dem inneren Wulst (36) und dem äußeren Wulst (38) bildet.
Behälter nach Anspruch 1, bei dem der im Wesentlichen ebene Abschnitt (84) eine Breite von etwa 0,12 bis etwa 0,28 cm (etwa 0,05 bis etwa 0,11 Inch) hat.
Behälter nach Anspruch 2, bei dem der im Wesentlichen ebene Abschnitt (84) eine Breite von etwa 0,18 cm (etwa 0,07 Inch) hat.
Behälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei dem die Heißsiegelfläche ferner einen inneren Abschnitt (86) aufweist, der von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg und zum Inneren des Behälters hin abfällt, und einen äußeren Abschnitt (88), der von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg und zur Außenseite des Behälters hin abfällt, wobei der innere Abschnitt stärker von dem im Wesentlichen ebenen Abschnitt weg abfällt als der äußere Abschnitt.
Behälter nach Anspruch 4, bei dem sich der innere Wulst (36) weiter längs des inneren Abschnitts der Heißsiegelfläche zum Inneren des Behälters hin erstreckt als sich der äußere Wulst (38) längs des äußeren Abschnitts der Heißsiegelfläche zur Außenseite des Behälters hin erstreckt.
Verfahren zur Herstellung eines versiegelten Behälters für Produkte, mit den folgenden Schritten: es wird ein rohrförmiges Element bereitgestellt, das mindestens eine Körperlage (13) aus Pappe mit einer Innenseite und eine an die Innenseite der Körperlage geklebte Auskleidungslage (14) aufweist, wobei die Auskleidungslage eine Sperrschicht (28) aufweist; mindestens ein Ende des rohrförmigen Elements wird zu einem Rand (15) nach außen gerollt; der Rand wird so geformt, dass der Rand eine Heißsiegelfläche mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt (84) bildet; es wird ein Deckel (11) zum Schließen des Endes des rohrförmigen Elements bereitgestellt, wobei der Deckel eine Sperrschicht (20) aufweist und mindestens der Deckel oder die Auskleidungslage ferner mindestens eine Siegelschicht mit einer heißsiegelfähigen Zusammensetzung aufweist, und wobei die Siegelschicht funktionsmäßig so positioniert ist, dass sie zwischen dem Deckel und der Auskleidungslage eine Heißversiegelung bildet; der Rand und der Deckel werden miteinander in Kontakt gebracht; die Siegelschicht wird unter Bedingungen erwärmt, die ausreichen, um die heißsiegelfähige Zusammensetzung der Siegelschicht fließfähig zu machen; der Rand und der Deckel werden zusammengedrückt, um dazwischen eine Heißversiegelung zu bilden, so dass durch das Fließen der heißsiegelfähigen Zusammensetzung ein innerer Wulst (36) gebildet wird, der zum Inneren des Behälters weist, und ein äußerer Wulst (38) auf der dem inneren Wulst entgegengesetzten Seite der Heißversiegelung, wobei die Heißversiegelung eine hermetisch dichte Heißversiegelung mit einem im Wesentlichen ebenen Abschnitt zwischen dem inneren Wulst (36) und dem äußeren Wulst (38) ist.
Verfahren nach Anspruch 6, bei dem bei dem Schritt des Zusammendrückens vorzugsweise dafür gesorgt wird, dass die heißsiegelfähige Zusammensetzung in Richtung des Inneren des Behälters fließt, so dass der innere Wulst im Querschnitt eine größere Menge der heißsiegelfähigen Zusammensetzung aufweist als der äußere Wulst.
Verfahren nach Anspruch 6 oder Anspruch 7, bei dem der Schritt des Formens Folgendes umfasst: die Unterseite des Randes wird gestützt; und die Heißsiegelfläche des Randes wird mit Druck beaufschlagt, um die Heißsiegelfläche abzuflachen und den im Wesentlichen ebenen Abschnitt der Heißsiegelfläche zu bilden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 6 bis 8, bei dem der Schritt des Formens das Formen des Randes umfasst, so dass die Heißsiegelfläche ferner einen inneren Abschnitt (86) aufweist, der von dem ebenen Abschnitt weg und zum Inneren des Behälters hin abfällt, und einen äußeren Abschnitt (88), der von dem ebenen Abschnitt weg und zur Außenseite des Behälters hin abfällt, wobei der innere Abschnitt stärker von dem ebenen Abschnitt weg abfällt als der äußere Abschnitt.