DE60203993T2 - Verfahren zur herstellung eines diffusionsdichten kunststoffbehälters - Google Patents

Verfahren zur herstellung eines diffusionsdichten kunststoffbehälters Download PDF

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Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines diffusionsdichten Kunststoffbehälters.
  • Bei der Herstellung bekannter, diffusionsdichter Kunststoffbehälter, insbesondere im Lebensmittel- bzw. Tiernahrungsbereich, werden in an sich bekannter Weise hergestellte Kunststoffbehälter mit einer Innen- oder Außenschicht aus diffusionsdichtem Material versehen, bspw. mit einer Aluminiumfolie, die gleichzeitig als Träger für Bedruckungen usw. dienen kann.
  • Aus der FR-A-2651460 ist ein Verfahren zum Herstellen eines Kunststoffbehälters mit einem Bodenabschnitt und einem Seitenwandabschnitt bekannt, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt, Bereitstellen eines ebenen, diffusionsdichten Folienmaterials, Ausschneiden eines Labels aus dem Folienmaterial, das einen dem Bodenabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechenden Bodenabschnitt und mindestens eine dem Seitenwandabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechende Seitenlasche aufweist, Vorformen des Labels entsprechend einer Außenfläche des Kunststoffbehälters, Einlegen des Labels in die Form, die eine Innenfläche aufweist, die der Außenfläche des Kunststoffbehälters entspricht, Schließen der Form und Einspritzen von Kunststoffmaterial zur Herstellung des Kunststoffbhälters, wobei das Label einteilig mit der Außenfläche des Kunststoffbehälters verbunden wird und diese bildet.
  • Die JP 03021414 (Patent Abstracts Japan, Vol. 015, Nr. 142 (M-1101), 10. April 1991) beschreibt ein Verfahren zum Herstellen eines Behälters mit Barriereeigenschaft, wobei ein Barrierefolienkörper in zylindrischer Form hergestellt wird, indem die Barrierefolie in Form eines Bogens um einen Schaft gewickelt wird und zusammen mit dem eingespritzten Harz integral eingeformt wird.
  • Aus der JP 05301249 (Patent Abstracts Japan, Vol. 018, Nr. 094 (M-1561), 16. Februar 1994) ist ein mit Füßen versehener Behälter bekannt, der mit einem Inmold-Label ausgeformt wird, das mit einer Durchgangsöffnung versehen ist, die an einer einer Einspritzöffnung entsprechenden Position vorgesehen ist.
  • Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, ein Verfahren anzugeben, mit dem diffusionsdichte Kunststoffbehälter mit einer geringeren Anzahl von Arbeitsschritten und in besserer Qualität als bisher hergestellt werden können.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch ein Verfahren zum Herstellen eines diffusionsdichten Kunststoffbehälters mit einem Bodenabschnitt und einem Seitenwandabschnitt gelöst, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines ebenen, diffusionsdichten Folienmaterials, b) Ausschneiden eines Labels aus dem Folienmaterial, das einen dem Bodenabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechenden Bodenabschnitt und mindestens eine davon abgehende, dem Seitenwandabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechende Seitenlasche aufweist, c) Vorformen des Labels entsprechend einer Außenfläche des Kunststoffbehälters, wobei Überlappungsbereiche gebildet werden, d) Siegeln des Folienmaterials an den Überlappungsbereichen, wodurch das Label in Form eines Folienmaterialkörpers ausgebildet wird, e) Einlegen des Labels in eine Form mit einer Innenfläche, die der Außenfläche des herzustellenden Kunststoffbehälters entspricht, f) Schließen der Form, wobei ein Formhohlraum gebildet wird, dessen Dicke der Dicke des Kunststoffbehälters entspricht, und g) Einspritzen von Kunststoff in den Formhohlraum und Herstellen des Kunststoffbehälters, wobei sich das Label einteilig mit dem Kunststoff verbindet und die Außenfläche des Kunststoffbehälters bildet.
  • Es kann vorgesehen sein, daß das Label vor, gleichzeitig mit oder nach dem Schritt d) zumindest bereichsweise tiefziehartig verformt wird, wobei es eine dreidimensionale Krümmung entsprechend der Außenfläche des Kunststoffbehälters erhält.
  • Bevorzugt ist hierbei vorgesehen, daß das Label in der Form durch den eingespritzten Kunststoff zumindest bereichsweise tiefziehartig verformt wird, wobei es eine dreidimensionale Krümmung entsprechend der Außenfläche des Kunststoffbehälters erhält.
  • Das Label kann mehrere Seitenlaschen aufweisen und kann insbesondere in Eckbereichen des Kunststoffbehälters tiefziehartig verformt werden. Es kann vorgesehen sein, daß die Eckbereiche des Labels bzw. des herzustellenden Kunststoffbehälters abgerundet sind.
  • Zweckmäßigerweise wird an dem Kunststoffbehälter (und an dem Label) ein umlaufender Versiegelungsrand gebildet, der mit einem Randwulst aus Kunststoff versehen werden kann.
  • Weiterhin beschrieben wird ein Label zur Verwendung bei der Herstellung eines diffusionsdichten Kunststoffbehälters, das aus einem ebenen, diffusionsdichten Folienmaterial, das einen einem Bodenabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechenden Bodenabschnitt und mindestens eine einem Seitenwandbereich des Kunststoffbehälters entsprechende Seitenlasche aufweist, entsprechend einer Außenfläche des Kunststoffbehälters vorgeformt ist, wobei das Folienmaterial Überlappungsbereiche aufweist, an denen es gesiegelt ist, und wobei das Label zumindest bereichsweise tiefziehartig verformt ist und eine dreidimensionale Krümmung aufweist.
  • Das Label kann mehrere Seitenlaschen aufweisen sowie abgerundete Eckbereiche, in denen es tiefziehartig verformt ist.
  • Bevorzugt ist vorgesehen, daß das verwendete Folienmaterial Barriereeigenschaften entsprechend einem vorgesehenen Anwendungszweck bzw. entsprechend vorgegebenen Anforderungen aufweist, insbesondere so, daß eine weitestgehende Diffusionsdichtigkeit bei Sterilisationsvorgängen gegeben ist, d.h. die Temperaturen bis ca. 130°C.
  • Das Folienmaterial kann bspw. eine Metall- oder Kunststoffolie oder ein Verbundmaterial sein, und es kann eine SiOx- oder EVOH-Beschichtung aufweisen.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels erläutert, wobei auf eine Zeichnung Bezug genommen ist, in der
  • 1 eine Spritzgießform im geschlossenen Zustand in einer Schnittansicht zeigt;
  • 2 die Spritzgießform nach 1 im geöffneten Zustand zeigt, wobei zusätzlich die Fertigstellung eines Labels dargestellt ist;
  • 3 die Spritzgießform nach 1 unmittelbar nach Ausführung eines Spritzgießvorgangs zeigt;
  • 4 eine Einzelheit aus 3 in vergrößertem Maßstab zeigt;
  • 5 eine perspektivische Ansicht eines Labels in einem ebenen Ausgangszustand zeigt; und
  • 6 eine perspektivische Ansicht des Labels nach 5 in Form eines Folienmaterialkörpers im fertig geformten und gesiegelten Zustand zeigt.
  • 1 zeigt im Schnitt eine aus zwei Teilen bestehende Spritzgießform zur Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die aus einer Matrize 1 und einem in diese eingreifenden Kern 2 besteht. Der Kern 2 weist einen Einspritzkanal 3 auf, der in einem Formhohlraum 4 mündet, durch den die Form des herzustellenden Kunststoffbehälters festgelegt ist. Der Abstand zwischen Matrize und Kern im Bereich des Formhohlraums 4 entspricht der Wanddicke des Kunststoffbehälters. Der Formhohlraum 4 kann eine beliebige Grundform aufweisen, d.h. die Herstellung runder, ovaler, mehreckiger oder in sonstiger Weise geformter Kunststoffbehälter ermöglichen.
  • 2 zeigt die Spritzgießform 1, 2 nach 1 im auseinandergefahrenen Zustand, wobei zusätzlich ein Vorformkern 5 dargestellt ist, dessen Aufgabe darin besteht, ein aus einem Folienmaterial ausgeschnittenes und noch im wesentlichen ebenes Label 6 von einer Zuführeinrichtung 8 aufzunehmen und in Zusammenwirken mit der Matrize 1 in eine gewünschte Form zu bringen, die der Außenfläche des herzustellenden Kunststoffbehälters entspricht. Der Vorformkern ist zu diesem Zweck in horizontaler Richtung (Pfeil 7) sowie in vertikaler Richtung (Pfeil 10) bewegbar. Während die Außenfläche 2a des Kerns 2 im Zusammenwirken mit der Matrize 1 den genannten Formhohlraum 4 bildet, ist die Außenfläche 5a des Vorformkerns 5 größer, so daß beim Zusammenfahren von Vorformkern und Matrize lediglich ein Zwischenraum verbleibt, der im wesentlichen der Dicke des Folienmaterials, aus dem das Label hergestellt ist, entspricht, so daß eine präzise Vorformung des Labels möglich ist. Anstelle in der Matrize 1 kann das Label in einem separaten Vorformwerkzeug vorgeformt werden.
  • 5 zeigt ein aus einem ebenen Folienmaterial ausgeschnittenes oder gestanztes Label, das einen Bodenabschnitt 15 aufweist, der dem Bodenabschnitt des herzustellenden Kunststoffbehälters entspricht und grundsätzlich in beliebiger Weise geformt sein kann, bspw. quadratisch, rechteckig, rund, oval, mehreckig, mit abgerundeten Ecken usw. Von dem Bodenabschnitt 15 gehen radial bzw. nach außen weisend eine Anzahl von Seitenlaschen 16 ab, deren Länge der Höhe eines Seitenwandabschnitts des herzustellenden Kunststoffbehälters zuzüglich der Breite eines horizontalen Versiegelungs- bzw. Verstärkungsrands (mit 19 angedeutet) entspricht. Die Breite der Seitenlaschen bzw. die Größe der diese trennenden Einschnitte 17 ist so gewählt, daß benachbarte Seitenränder von benachbarten Seitenlaschen 16 jeweils in einem Überlappungsbereich 27 überlappen, wenn das Label seine dreidimensionale Form (6) erhalten hat. Dadurch wird gewährleistet, daß die gesamte Außenfläche (Bodenbereich und seitliche Wandung) des herzustellenden Kunststoffbehälters diffusionsdicht abgedeckt ist, ohne daß irgendwelche "Fehlstellen" verbleiben, wie bspw. unsaubere Stoßbereiche benachbarter Ränder von Seitenlaschen oder Einspritzöffnungen.
  • Das Label 6 weist in der dargestellten Ausführungsform eine geprägte oder tiefgezogene, im Außenbereich des Bodenabschnitts 15 umlaufende Profilierung 21 auf, die die Formstabilität des herzustellenden Kunststoffbehälters verbessert.
  • Die einzelnen Verfahrensschritte des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Herstellen eines diffusionsdichten Kunststoffbehälters werden nachfolgend anhand 2 bis 6 erläutert. Mit dem Vorformkern 5 wird aus der Zuführeinrichtung 8 (Stapel von Labeln 6) ein oberstes Label 6 entnommen, wobei das Festhalten mittels Unterdruck erfolgt, der über Leitungen 23 an einer dem Bodenabschnitt des Labels entsprechenden Fläche des Vorformkerns bereitgestellt wird. Das Label wird leicht angehoben und gemäß Pfeil 7 in die in 2 dargestellte Position bewegt, in der es sich oberhalb der Matrize 1 in Ausrichtung mit dieser befindet. Anschließend wird der Vorformkern 5 abgesenkt (Pfeil 10), wobei zunächst die Seitenlaschen 16 des Labels 6 nach oben abgewinkelt werden (Pfeile 12), bis die Seitenlaschen 16 vollflächig gegen die Innenfläche 1a der Matrize 1 zur Anlage gebracht sind. Dabei überlappen benachbarte Ränder benachbarter Seitenlaschen 16 an Überlappungsbereichen 27 (6). An den genannten Überlappungsbereichen 27 wird das Folienmaterial des Labels 6 gesiegelt, d.h. durch Aufschmelzen oder mit einem geeigneten Klebstoff verbunden, was entweder innerhalb der Matrize 1 erfolgen kann (z.B. mittels entsprechender Beheizungselemente in der Matrize und/oder an dem Vorformkern 5) oder aber nach Herausbewegung des vorgeformten Labels aus der Matrize 1.
  • Weiterhin ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Label zumindest bereichsweise, d.h. insbesondere im Bereich des Übergangs zwischen Bodenabschnitt und Seitenlaschen, tiefziehartig verformt bzw. gestreckt wird, so daß das Label einer abgerundeten Form der Außenfläche des Kunststoffbehälters angepaßt ist. Dabei erhält das Label zumindest bereichsweise eine dreidimensionale Krümmung entsprechend der Außenfläche des Kunststoffbehälters, mit anderen Worten eine Krümmung, bei der das Folienmaterial des Labels in jeder Richtung gekrümmt ist. Die beschriebene tiefziehartige Verformung des Labels kann grundsätzlich an einem beliebigen Stadium im Laufe der Herstellung des Labels erfolgen, bspw. bereits ausgehend von der in 5 dargestellten, noch im wesentlichen ebenen Form, oder aber im Verlaufe der Formgebung durch den Vorformkern 5. Alternativ kann die tiefziehartige Verformung erst dann erfolgen, nachdem bereits die Überlappungsbereiche 27 gesiegelt sind. Schließlich kann vorgesehen sein, daß ein noch nicht tiefziehartig verformtes Label in den Formhohlraum eingelegt wird und erst durch den eingespritzten Kunststoff verformt wird.
  • Die beschriebene Herstellung eines Labels aus einem Zuschnitt mit radialen Laschen hat gegenüber einer Vorgehensweise, bei der das Label insgesamt durch Tiefziehen aus einem flächigen Zuschnitt hergestellt wird, den Vorteil, daß das Ausmaß der plastischen, tiefziehartigen Verformung der Laschen geringer ist, so daß kostengünstigere Folienmaterialien verwendet werden können, die zudem auch in den verformten Bereichen eine höhere Diffusionsbeständigkeit aufweisen, da sie weniger stark gestreckt worden sind.
  • Wie 4 zeigt, werden die Außenränder der Seitenlaschen 16 in horizontaler Richtung nach außen umgebogen, um einen Versiegelungsrand 19 zu bilden, der beim Spritzgießvorgang mit einem verstärkenden Randwulst 25 versehen wird. Der Versiegelungsrand 19 dient dazu, daß der Kunststoffbehälter nach Befüllung mit einem gewünschten Produkt mit einer diffusionsdichten Versiegelungsfolie (Deckelfolie) verschlossen werden kann, so daß eine insgesamt diffusionsdichte Einschließung des Produkts erreicht wird. Dazu trägt bei, daß der Kunststoff durch einen der Innenseite des Kunststoffbehälters zugekehrten Einspritzkanal 3 zugeführt wird, so daß auch der Bodenbereich des Labels ohne Unterbrechung diffusionsdicht ausgeführt ist.

Claims (8)

  1. Verfahren zum Herstellen eines diffusionsdichten Kunststoffbehälters mit einem Bodenabschnitt und einem Seitenwandabschnitt, mit den Schritten: a) Bereitstellen eines ebenen, diffusionsdichten Folienmaterials, b) Ausschneiden eines Labels (6) aus dem Folienmaterial, das einen dem Bodenabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechenden Bodenabschnitt (15) und mindestens eine davon abgehende, dem Seitenwandabschnitt des Kunststoffbehälters entsprechende Seitenlasche (16) aufweist, c) Vorformen des Labels (6) entsprechend einer Außenfläche des Kunststoffbehälters, wobei Überlappungsbereiche (27) gebildet werden, d) Siegeln des Folienmaterials an den Überlappungsbereichen (27), wodurch das Label in Form eines Folienmaterialkörpers ausgebildet wird, e) Einlegen des Labels in eine Form (1) mit einer Innenfläche (1a), die der Außenfläche des herzustellenden Kunststoffbehälters entspricht, f) Schließen der Form, wobei ein Formhohlraum (4) gebildet wird, dessen Dicke der Dicke des Kunststoffbehälters entspricht, und g) Einspritzen von Kunststoff in den Formhohlraum (4) und Herstellen des Kunststoffbehälters, wobei sich das Label (6) einteilig mit dem Kunststoff verbindet und die Außenfläche des Kunststoffbehälters bildet.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Label (6) vor, gleichzeitig mit oder nach dem Schritt d) zumindest bereichsweise tiefziehartig verformt wird, wobei es eine dreidimensionale Krümmung entsprechend der Außenfläche des Kunststoffbehälters erhält.
  3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Label (6) in der Form durch den eingespritzten Kunststoff zumindest bereichsweise tiefziehartig verformt wird, wobei es eine dreidimensionale Krümmung entsprechend der Außenfläche des Kunststoffbehälters erhält.
  4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Label mehrere Seitenlaschen (16) aufweist.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Label in Eckbereichen des Kunststoffbehälters tiefziehartig verformt wird.
  6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Eckbereiche abgerundet sind.
  7. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß ein umlaufender Versiegelungsrand (19) an dem Kunststoffbehälter gebildet wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Versiegelungsrand (19) mit einem Randwulst (25) aus Kunststoff versehen wird.
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