EP1801029A1 - Doppelkammer-Folienbeutel - Google Patents
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- EP1801029A1 EP1801029A1 EP05112920A EP05112920A EP1801029A1 EP 1801029 A1 EP1801029 A1 EP 1801029A1 EP 05112920 A EP05112920 A EP 05112920A EP 05112920 A EP05112920 A EP 05112920A EP 1801029 A1 EP1801029 A1 EP 1801029A1
- Authority
- EP
- European Patent Office
- Prior art keywords
- chamber
- bag according
- bag
- chambers
- film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
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Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D81/00—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents
- B65D81/32—Containers, packaging elements, or packages, for contents presenting particular transport or storage problems, or adapted to be used for non-packaging purposes after removal of contents for packaging two or more different materials which must be maintained separate prior to use in admixture
- B65D81/3261—Flexible containers having several compartments
- B65D81/3266—Flexible containers having several compartments separated by a common rupturable seal, a clip or other removable fastening device
Definitions
- the invention relates to a foil bag having a first chamber and a second chamber for storing a first and a second liquid component.
- the first and second chambers are separated by a peel seam that opens when pressure is applied, thereby connecting the two chambers and contacting the two liquid components.
- the precursors are filled in one or two components together with a propellant in a pressure-resistant box or other pressure-resistant container having a valve and ancillary means for introducing the foam into the cavity to be filled, for. B. between wall and door frame, has.
- propellant A major disadvantage both in terms of environmental protection and the cost is the propellant.
- gas mixtures such as propane / butane are often used. Since such mixtures are flammable, their use involves a risk because the pressure vessel may burst, for example, when exposed to heat or damage.
- Another problem is that the disposal of the resulting waste is complicated because a mixture of metal (the container), various plastics (valve, lines, foam residues, etc.) is obtained.
- a system for storing and mixing two-component systems without propellant is disclosed in US Pat DE 4204181 A1 disclosed.
- the two components are arranged in a foil bag in two chambers, between which a separating rail is positioned. Before use, the separating rail is removed, whereby the contents of the two chambers come into contact and can be mixed.
- the film bag may contain, for example, a polyol and an isocyanate for producing a polyurethane.
- a disadvantage of this construction is that the incorporation of a separating rail in a foil bag is relatively complicated.
- the invention has for its object to provide a package for foaming in particular of polyurethane foams, which overcomes the disadvantages mentioned above.
- the packaging should in particular be easy to manufacture, allow a simple and safe use and can be disposed of after use without any special effort and environmentally friendly.
- the invention relates to a foil bag having a first chamber and a second chamber for storing a first and a second liquid component.
- the first and second chambers are separated by a peel seam which opens when pressure is applied. As a result, the two chambers are connected and the two liquid components come into contact.
- a "Peelnaht” within the meaning of the invention is a sealed seam, in which the seal is released upon exertion of an external pressure.
- the peel seam according to the invention is dense, so that no water can pass from one chamber of the foil bag into the other chamber.
- the Peelnaht is such that it can be broken open by hand, z. B. by kinking.
- the peel seam is preferably produced by sealing in a sealing window of 135-165 ° C. with a sealing time of less than one second.
- the foil bag may for example have a rectangular or square shape.
- the volume of the two chambers is selected in view of the volume ratio of the two liquid components.
- the film container preferably has a total volume of 10 ml to 10 l, more preferably between 50 ml and 5 l or between 200 ml and 2 l.
- the foil bag preferably has three sealing seams laterally and is folded on the fourth side.
- the folded side is preferably the longitudinal side, which closes both chambers.
- the foil bag has a lateral extension for dispensing, which tapers to a point.
- a lateral "tip” facilitates the discharge of the foam. This is after breaking the peel seam and mixing the Components in the foil bag have the tip bent or torn off at a suitable seam. By discharging from the tip, an accurate positioning of the foam, for example in cavities, is made possible.
- the lateral extension (tip) is obtained in a preferred embodiment, because one of the two lateral sealing seams is positioned obliquely to the peel seam, preferably at an angle of 20 to 70 °, particularly preferably 30 to 60 °, in particular 45 °.
- One of the two chambers comprises the volume of the lateral extension. Such an embodiment is shown schematically in FIG.
- the lateral extension according to the invention does not refer to a 90 ° corner of a tubular bag in a rectangular shape.
- the inventive design with lateral sharpening extension is compared with known Austragungsvorraumen, z. B. with a nozzle or an attached hose, very beneficial.
- the production is extremely simple, since no additional materials such as hoses, valves, etc. are needed.
- the film bag is therefore more stable, and the particular problem of lack of tightness is not given.
- the tip according to the invention is also particularly suitable for the discharge of polyurethanes and similar foams which already harden during discharge. In conventional hoses, the foam often already cures in the discharge device and clogs them.
- the corners of the film tube and the outer tip of the lateral extension may be rounded.
- the foil bag is made of a composite material.
- This consists for example of an inner polymer layer, a middle metal layer and an outer polymer layer.
- the inner layer is made of polyethylene (PE), the middle layer of aluminum and / or the outer layer of polyethylene terephthalate (PET).
- PET polyethylene terephthalate
- the layers are preferably produced by extrusion and are connected for example by laminating adhesive.
- the film bag is used to produce a polyurethane.
- the first chamber contains a polyol and the second chamber contains an isocyanate.
- the first chamber contains a mineral building material, preferably cement, lime, gypsum or a mixture thereof, and the second chamber substantially water.
- the film bag according to the invention is turned over at the peel seam, so that both chambers are arranged one above the other, and fixed in this position.
- the foil bag can be stored and transported.
- the fixation is released and the bag is opened again, so that both chambers are arranged side by side.
- storage and transport of the Film bag is achieved in this way increased stability and prevents damage or unwanted breakage of the peel seam.
- the film bag preferably consists of a special PET / aluminum / PE film composite.
- the blowing agent is generated at the time of foam application by a chemical reaction.
- the components for producing the foam and the blowing agent, which react chemically with each other, are located in two chambers of the film container which are separated from one another by a peel seam. This preferably runs pointed on one side and has two chambers. The Peelnaht breaks at a certain force, causing a merging of the components within the film container.
- the invention enables the provision of a final package of an aluminum composite film pouch for foaming polyurethane foams in small quantities.
- the foam Upon opening of the film container, the foam exits the bag as a pre-expanded foam strand by the progressive chemical reaction.
- the exiting foam strand can be introduced via the lateral tip of the film bag in a researcherCumenden cavity.
- the film bag consists of a vapor-diffusion-tight PET layer, a UV-repellent aluminum layer and a PE layer.
- Such composite materials are known and are described, for example, in DE 4204181 A1 ,
- the inner PE layer is preferably designed so that a slight peel seam and at the same time tight sealing seams can be produced in the same operation.
- the processing temperatures of the seams are preferably in a large sealing window, whereby a production on machines in the first place is made possible.
- the peel seam is preferably produced in an automated process. It comes with two tongs from both sides at the same time peeled.
- the generation of the peel seam is preferably carried out in a temperature window of 135 ° C to 165 ° C and at a sealing time of less than one second, preferably between 0.2 and 0.6 seconds.
- the peel seam preferably has a peel strength between 4.7 N / 15 mm and 7.8 N / 15 mm.
- the firm sealing seam is achieved by a temperature-sealing window> 220 ° C with a sealing time of approx. 2-3 seconds. Again, the seal is done with two heating tongs on both sides. A seal seam strength of> 37 N / 15mm is achieved, which ensures a stable seal.
- the peel seam and sealed seam can be made in one operation.
- the film bag according to the invention is produced as follows: The film is prefabricated with a peel seam in the middle, a sealed seam on the side opposite the top and a sealed seam on the long slope. The top remains open and is used for later filling the components. The bottom is not sealed, but folded. This has the consequence that the foil bag forms a "belly” during filling and thus the components in the "belly” are distributed during the final sealing or closure of the bag and do not flow out of the bag on the still open side. This allows for end sealing with a commercially available bag closing device rather than welding tongs, thereby achieving more effective production.
- dry nitrogen is injected into the bag chambers to vent any moisture entering the chambers through ambient air.
- the remaining bag opening is then sealed. This can be done with a sealing pliers, but it is recommended that a bag closing device, as this device can be manufactured in higher quantities and it is easier to integrate in an automatic filling.
- the bag is folded and fixed directly on the peel seam.
- This can, for example, with a paper seal, a clip or a splice that can be ruptured by hand. This ensures that mechanical pressure on the foil bag does not lead to uncontrolled opening of the peel seam.
- the paper seal can also be used to print information such as article number, R and S phrases etc.
- the contents of the first chamber consist essentially of a mineral building material such as cement, lime, gypsum or a mixture thereof, optionally mixed with sand, and the second chamber contains substantially water.
- the film bag has a sufficient volume that can be achieved by the progressive chemical reaction between the polyol and the isocyanate and thus the resulting polyurethane proper processing consistency within the film container and the foam is sufficiently distended. So it can be ensured that the foam strand has reached a sufficient degree of expansion at the exit from the film container and can be easily entered into the cavities. This has the advantage that the foam strand immediately finds a hold in the cavity, without the need to use as in systems of the prior art aids such as cardboard strips and small wooden structures.
- the film bag according to the invention can be emptied or expressed without any aids or auxiliary devices.
- the film bags according to the invention are versatile applicable, for example for the assembly of door and window frames, for doweling in cavities, for the secure packaging of packages, for the sealing and leveling of manhole covers and for the closure of wall ducts, for Terzargenmontage, filling columns between window frames and masonry, packaging of sensitive goods (Packaging foam), attaching lightweight components (“chemical dowel”), and foaming a cavity between the pipe and masonry (service line).
- the first chamber contains a polyol and the second chamber contains an isocyanate.
- the preparation of the polyol and isocyanate component takes place depending on the requirements of the foams to be produced in terms of bulk density, mechanical characteristics, fire behavior and dimensional stability.
- the polyol component is preferably a polyether having a functionality of 2-3 and an OH number in the range 28-450. If the resulting foams, for example, meet the building material class B2, additional polyester or ester ethers with OH numbers between 60 and 350 are used. Chlorinated and non-chlorinated phosphoric esters and organic phosphorus compounds and brominated flame retardants are preferably used as flame retardants. As foam stabilizers and cell openers Polyetherpolysiloxanes can be used. The reactivity preferably control primary, secondary and tertiary amines and organometallic compounds. The blowing agent used is carbon dioxide, which is formed in the reaction of the isocyanate with the water contained in the polyol formulation. About the water content, which can be up to 20%, the required density for the application is set. The gross density range is preferably between 10 and 450 kg / m 3 .
- the isocyanate component is preferably a polymeric diphenylmethane diisocyanate ("crude MDI") or a monomeric diphenylmethane diisocyanate.
- the production of the aluminum foil container and its filling with the components can also be done automatically with low production engineering effort.
- the production is significantly simplified and also increases the safety and reliability of the packaging.
- An additional propellant or other pressurizing aid is not needed.
- the material is not affected and a hazard to the user is not given.
- the film bag according to the invention is particularly economical because the entire bag, including the separation between the chambers and the tip for discharging the foam, consists of a single composite material.
- the user exerts a force on the film container to open the peel seam within the film container and bring the two components into contact.
- the mixing of the components within the film container by kneading by hand can be carried out very homogeneously, without a special mixing nozzle or other mixing device is necessary.
- the chemical reaction occurring after the opening of the peel seam releases the propellant gas.
- the two components polyol and isocyanate are mixed and polymerized to polyurethane.
- the polyurethane is foamed and fills the volume of the film container. This is so dimensioned that the film container is filled tightly when the polyurethane has the correct consistency for introduction into the cavity to be filled.
- the user only has to open the film container, preferably on a tip, and express it.
- Such a two-part polyurethane foam is typically dischargeable about 1 to 10 minutes after mixing the components.
- the two components are selected and adjusted in such a way that, after opening the peel seam, there is sufficient processing time for mixing the components and discharging, during which time the foam does not harden.
- the processing time is preferably between 3 to 4 minutes and for packaging foam at about 1 minute.
- a period of 6-7 minutes is preferred.
- waste which consists essentially only of the expressed film container and low, not fully expressed polyurethane residues. These harden and are then healthful harmless. This simplifies disposal and recycling considerably. A collection, disassembly and component separation, as is the case with the usual pressure cans, is not required. The very low masses and volumes of waste further simplify disposal. The low pressure during foaming of the material, which also occurs only at the time of foaming, and the absence of a combustible propellant from hydrocarbons also leads to a significant improvement in safety for the user.
- FIG. 1 shows a schematic structure of a film bag (1) according to the invention with two chambers (8, 9), two lateral sealing seams (4, 10), a lower side (2), an upper side (3), which is not yet sealed, and a peel seam 6.
- the peel seam separates the two chambers (8, 9) from each other. Shown is also an envelope line (7) on which the bag can be folded.
- FIG 2 shows a schematic structure of a film bag according to the invention according to Figure 1.
- the bag also has a lateral extension (1) for discharging the foam, which tapers to a point.
- the film components are produced in an extruder process and then brought in a lamination process using laminating adhesive in a composite of PET 12 microns, aluminum foil 9 microns and PE 60 microns.
- the composite has a water-diffusion tightness of less than 0.01 g / m 2 (38 ° C, 90% rh).
- the finished film is first pre-folded on a punching and sealing machine and then cut simultaneously with a punching and sealing tool to measure.
- the lateral sealing seams are produced above 220 ° C at 1 s sealing time.
- the middle peel seam is in a sealed window of 135 - 165 ° C for 0.3 s made between two pliers.
- the opening on the long side of the bag remains open and serves for later filling.
- a volume filler is used for the filling of polyol and isocyanate raw materials. Since the raw materials have a natural susceptibility to ambient moisture, dry technical nitrogen is filled into the bag compartments before the components are filled. This will expel any moisture present in the chambers and ensure that the components do not come into contact with moisture during the subsequent filling process. After the two components are filled, the last bag opening is sealed with a bag closing device.
- the bag After the sealing process, the bag is folded on the peel seam and fixed with a paper seal. As a result, the bag or peel seam is secured against transport-related shocks.
- the paper seal is torn open and the bag unfolds. By a slight pressure, the peel seam is opened and the components are connected. By vigorous kneading (20-30 times), the two components are mixed homogeneously. Since the film is very flexible and handy, one achieves optimum mixing of the components by kneading alone, without the use of additional mixing nozzles or similar aids in the interior or exterior of the bag. After the components are mixed homogeneously, the natural reaction begins, which is felt by a slight warming of the bag on the outside.
- the bag is cut at the side extension.
- the desired foam strand size can be adjusted by cutting at the appropriate place on the bag tip. If you want a small strand, the tip must be cut closer to the tip of the bag, and in the case of a thicker strand, it must be cut more towards the center of the bag.
- the foam After the bag is cut open, the foam slowly exits the opening.
- the foam is applied by a light pressure on the bag discharged. Since the foam expands only slowly, there is sufficient time to introduce the foam specifically into a cavity, settle and execute again. This means that when a first portion has been discharged by light pressure on the bag, the pressure on the bag is withdrawn, with the result that the expanding foam temporarily stops emerging from the opening, but expands into the released interior of the bag , As a result, position changes are easily possible.
- the bag After using the bag, the bag, even after incomplete emptying, via the dual system (Green Dot) can be returned to the cycle of waste management, as there are only polyurethane residues in the bag, which are safe for health after curing.
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Abstract
Gegenstand der Erfindung ist ein Folienbeutel mit einer ersten Kammer und ein zweiten Kammer zur Aufbewahrung von einer ersten und einer zweiten flüssigen Komponente. Die erste und die zweite Kammer sind durch eine Peelnaht voneinander getrennt, die sich bei Ausüben von Druck öffnet, wodurch die beiden Kammern verbunden werden und die beiden flüssigen Komponenten in Kontakt kommen. Gegenstand der Erfindung sind auch Verwendungen und die Herstellung des Folienbeutels.
Description
- Gegenstand der Erfindung ist ein Folienbeutel mit einer ersten Kammer und ein zweiten Kammer zur Aufbewahrung von einer ersten und einer zweiten flüssigen Komponente. Die erste und die zweite Kammer sind durch eine Peelnaht voneinander getrennt, die sich bei Ausüben von Druck öffnet, wodurch die beiden Kammern verbunden werden und die beiden flüssigen Komponenten in Kontakt kommen.
- Bei der Herstellung von Schäumen sind die Grundstoffe in einer oder zwei Komponenten zusammen mit einem Treibmittel in eine druckfeste Dose oder einen anderen druckfesten Behälter eingefüllt, der ein Ventil und Zusatzeinrichtungen zum Einführen des Schaums in den zu füllenden Hohlraum, z. B. zwischen Wand und Türrahmen, aufweist.
- Einen wesentlichen Nachteil sowohl im Hinblick auf den Umweltschutz als auch die Kosten stellt das Treibmittel dar. Als Treibmittel werden häufig Gasgemische wie Propan/Butan verwendet. Da solche Gemische brennbar sind, ist ihre Verwendung mit einem Risiko verbunden, da der Druckbehälter zum Beispiel bei Einwirkung von Wärme oder Beschädigung platzen kann.
- Ein weiteres Problem ist, dass die Entsorgung des anfallenden Mülls aufwendig ist, weil ein Gemisch aus Metall (des Behälters), verschiedenen Kunststoffen (Ventil, Leitungen, Schaumreste etc.) anfällt.
- Diese Problem verstärkt sich, wenn in den Behältern Reste giftiger Komponenten verbleiben. So müssen bei der Austragung von Polyurethanenschäumen (PUR) auch die Reste der hochgiftigen Isocyanate entsorgt werden. Jährlich gelangen ca. 25 Millionen Polyurethan-Schaumdosen in den Markt. Führenden europäischen Hersteller von PUR-Schaum-Dosen haben durch die PU-Dosen-Recycling GmbH + Co. Betriebs-KG (P.D.R.) ein gemeinsames Rücknahme- und Recyclingsystem für gebrauchte PU-Schaum-Dosen aufgebaut. Dies ist natürlich mit einem hohem Kostenaufwand für Transport und Aufbereitung verbunden. Bei wiederverwendbaren Systemen müssen die Druckbehälter demontiert und besonders gereinigt werden, was ebenfalls zeit- und kostenaufwendig ist. Schließlich sind die Behälter selbst und der Prozess der Befüllung bei der Herstellung des Produktes (unabhängig vom verwendeten Treibmittel) aufwändig und teuer. Behälter und Ventil müssen druckfest sein und geprüft werden. Die Treibmittel müssen entweder unter hohem Druck oder bei niedriger Temperatur abgefüllt und der Behälter dicht verschlossen werden.
- Ein System zum Aufbewahren und Mischen von Zweikomponenten-Systemen ohne Treibmittel wird in
DE 4204181 A1 offenbart. Die beiden Komponenten sind in einem Folienbeutel in zwei Kammern angeordnet, zwischen denen eine Trennschiene positioniert ist. Vor der Verwendung wird die Trennschiene abgenommen, wodurch die Inhalte der beiden Kammern in Kontakt kommen und durchmischt werden können. Der Folienbeutel kann zum Beispiel ein Polyol und ein Isocyanat zur Herstellung eines Polyurethans enthalten. Nachteilig an dieser Konstruktion ist, dass die Einarbeitung einer Trennschiene in einen Folienbeutel relativ aufwändig ist. Zum einen muss hier ein weiteres Bauteil mit dem Folienbeutel stabil verbunden werden, zum anderen muss gewährleistet sein, dass keine auch noch so kleine Verbindung zwischen den Kammern verbleibt, durch die der Beutelinhalt nach einiger Zeit nicht mehr verwendbar wäre. Entsprechende Ausgestaltungen mit Trennschienen oder auch Klammern sind im allgemeinen anfällig gegen mechanische Einwirkungen, so dass beispielsweise beim Transport eine unerwünschte Mischung der Komponenten ausgelöst werden kann. - Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Verpackung zum Aufschäumen insbesondere von Polyurethanschäumen bereitzustellen, die die oben genannten Nachteile überwindet. Die Verpackung soll insbesondere einfach herzustellen sein, eine einfache und sichere Anwendung erlauben und nach der Verwendung ohne besonderen Aufwand und umweltfreundlich entsorgt werden können.
- Das der Erfindung zugrunde liegende Problem wird überraschenderweise gelöst durch einen Folienbeutel, seine Verwendung und Verfahren zur Herstellung gemäß den Ansprüchen 1 bis 14.
- Gegenstand der Erfindung ist ein Folienbeutel mit einer ersten Kammer und ein zweiten Kammer zur Aufbewahrung von einer ersten und einer zweiten flüssigen Komponente. Die erste und die zweite Kammer sind durch eine Peelnaht, die sich beim Ausüben von Druck öffnet, voneinander getrennt. Dadurch werden die beiden Kammern verbunden und die beiden flüssigen Komponenten kommen in Kontakt.
- Eine "Peelnaht" im Sinne der Erfindung ist eine Siegelnaht, bei der die Versiegelung bei Ausübung eines äußeren Druckes gelöst wird. Die erfindungsgemäße Peelnaht ist dicht, so dass kein Wasser von einer Kammer des Folienbeutels in die andere Kammer gelangen kann. Die Peelnaht ist so beschaffen, dass sie von Hand aufgebrochen werden kann, z. B. durch Knicken. Die Peelnaht wird vorzugsweise hergestellt, indem eine Siegelung in einem Siegelfenster von 135 - 165 °C bei einer Siegelzeit unterhalb einer Sekunde erfolgt.
- Der Folienbeutel kann beispielsweise eine rechteckige oder quadratische Form aufweisen. Das Volumen der beiden Kammern wird im Hinblick auf das Volumenverhältnis der beiden flüssigen Komponenten ausgewählt. Der Folienbehälter weist vorzugsweise ein Volumen von insgesamt 10 ml bis 10 I, besonders bevorzugt zwischen 50 ml und 5 I oder zwischen 200 ml und 2 I auf.
- Der Folienbeutel weist vorzugsweise seitlich drei Siegelnähte auf und ist an der vierten Seite gefaltet ist. Dabei ist die gefaltete Seite vorzugsweise die Längsseite, die beide Kammern abschließt.
- In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung weist der Folienbeutel eine seitliche Verlängerung zum Austragen auf, die sich zu einer Spitze verjüngt. Eine solche seitliche "Spitze" erleichtert die Austragung des Schaums. Dabei wird nach Aufbrechen der Peelnaht und Mischen der Komponenten im Folienbeutel die Spitze abgeknickt oder an einer geeigneten Naht abgerissen. Durch Austragen aus der Spitze wird eine genaue Positionierung des Schaums, zum Beispiel in Hohlräume, ermöglicht. Die seitliche Verlängerung (Spitze) wird in einer bevorzugten Ausführungsform erhalten, weil eine der beiden seitlichen Siegelnähte schräg zur Peelnaht, bevorzugt in einem Winkel von 20 bis 70 °, besonders bevorzugt 30 bis 60 °, insbesondere 45 °, positioniert ist. Eine der beiden Kammern umfasst dabei das Volumen der seitlichen Verlängerung. Eine solche Ausführungsform ist schematisch in Figur 2 dargestellt. Mit der erfindungsgemäßen seitlichen Verlängerung wird nicht eine 90°-Ecke eines Schlauchbeutels in Rechteckform bezeichnet.
- Die erfindungsgemäße Ausgestaltung mit seitlicher spitzer Verlängerung ist gegenüber bekannten Austragungsvorrichtungen, z. B. mit einer Düse oder einem angefügten Schlauch, sehr vorteilhaft. Die Herstellung ist außerordentlich einfach, da keine zusätzlichen Materialien wie Schläuche, Ventile etc. benötigt werden. Der Folienbeutel ist dadurch auch stabiler, und das besondere Problem der fehlenden Dichtigkeit ist nicht gegeben. Die erfindungsgemäße Spitze ist darüber hinaus besonders geeignet zur Austragung von Polyurethanen und ähnlichen Schäumen, die während des Austragens bereits aushärten. Bei herkömmlichen Schläuchen härtet der Schaum häufig bereits in der Austragungsvorrichtung aus und verstopft diese.
- Bei bekannten Systemen von Folienbeuteln mit Adapterschläuchen ist der Versuch, einen schnell expandierenden PUR Schaum, insbesondere einen Montageschaum, der besondere Klebeeigenschaften aufweisen muss, anzuwenden, in der Praxis aus mehreren Gründen gescheitert. Da sich der PUR Schaum während der Reaktionsphase schnell ausbreitet, muss eine geeignet große Austrittsöffnung vorhanden sein, da der Montageschaum naturgemäß aufgrund seiner Klebeeigenschaften an jedweden Untergrund anhaftet. Da PUR Schaum durch ein Adapterröhrchen eine relative lange Strecke zurücklegen muss, ist die Wahrscheinlichkeit einer unerwünschten Anhaftung über die gesamte Länge des Röhrchens sehr hoch. Da der PUR Schaum weiter expandiert und sich beim Austragen zunehmende Mengen durch die Klebeeigenschaften festsetzen, erfolgt eine Verstopfung vor vollständiger Entleerung des Beutel.
- Dieses Problem wird erfindungsgemäß gelöst durch die seitliche Verjüngung des Folienbeutels. Eine Verklebung bei normaler Anwendung ist daher ausgeschlossen. Durch die Spitzenform kann sich der expandierende Schaum in die Spitze verteilen, ohne zu verkleben oder komprimiert zu werden, und schnell und ohne vorzeitiges Aushärten ausgetragen werden.
- Die Ecken des Folienschlauchs und die äußere Spitze der seitlichen Verlängerung können abgerundet sein.
- Vorzugsweise besteht der Folienbeutel aus einem Verbundmaterial. Dieses besteht beispielsweise aus einer inneren Polymerschicht, einer mittleren Metallschicht und einer äußeren Polymerschicht. In einer bevorzugten Ausführungsform besteht die innere Schicht aus Polyethylen (PE), die mittlere Schicht aus Aluminium und/oder die äußere Schicht aus Polyethylenterephthalat (PET). Die Schichten werden vorzugsweise durch Extrudieren hergestellt und sind beispielsweise durch Kaschierkleber verbunden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform wird der Folienbeutel zur Herstellung eines Polyurethans verwendet. Dabei enthält die erste Kammer ein Polyol und die zweite Kammer ein Isocyanat.
- In einer weiteren bevorzugten Ausführungsform enthält die erste Kammer einen mineralischen Baustoff, bevorzugt Zement, Kalk, Gips oder einer Mischung davon, und die zweite Kammer im wesentlichen Wasser.
- Vorzugsweise wird der erfindungsgemäße Folienbeutel an der Peelnaht umgeschlagen, so dass beide Kammern übereinander angeordnet sind, und in dieser Position fixiert. In dieser Form kann der Folienbeutel gelagert und transportiert werden. Vor der Verwendung und Aufbrechen der Peelnaht wird die Fixierung gelöst und der Beutel wieder aufgeschlagen, so dass beide Kammern nebeneinander angeordnet sind. Bei Lagerung und Transport des Folienbeutels wird auf diese Art eine erhöhte Stabilität erreicht und eine Beschädigung oder ein unerwünschtes Aufbrechen der Peelnaht verhindert.
- Vorzugsweise besteht der Folienbeutel aus einem speziellen PET/Aluminium/PE Folienverbund. Das Treibmittel wird zum Zeitpunkt der Schaumanwendung durch eine chemische Reaktion erzeugt. Die Komponenten zur Erzeugung des Schaums und des Treibmittels, die chemisch miteinander reagieren, befinden sich in zwei voneinander durch eine Peelnaht getrennten Kammern des Folienbehälters. Dieser läuft bevorzugt auf einer Seite spitz zu und weist zwei Kammern auf. Die Peelnaht bricht bei einer bestimmten Krafteinwirkung auf, was ein Zusammenführen der Komponenten innerhalb des Folienbehälters bewirkt.
- Die Erfindung ermöglicht beispielsweise die Bereitstellung einer Endverpackung aus einem Aluminium Verbundfolienbeutel zum Aufschäumen von Polyurethanschäumen in kleinen Mengen.
- Nach dem Öffnen des Folienbehälters tritt der Schaum durch die fortschreitende chemische Reaktion aus dem Beutel als vorexpandierter Schaumstrang aus. Der austretende Schaumstrang kann dabei über die seitliche Spitze des Folienbeutels in einen auszuschäumenden Hohlraum eingeführt werden. In einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung besteht der Folienbeutel aus einer dampfdiffusionsdichten PET Schicht, einer UV abweisenden Aluminiumschicht und einer PE Schicht. Solche Verbundmaterialien sind bekannt und werden beispielsweise beschrieben in
DE 4204181 A1 . - Die innere PE Schicht ist vorzugsweise so konstruiert, dass eine leichte Peelnaht und gleichzeitig feste Siegelnähte im gleichen Arbeitsgang hergestellt werden können. Die Verarbeitungstemperaturen der Nähte liegen vorzugsweise in einem großen Siegelfenster, wodurch eine Herstellung auf Automaten überhaupt erst ermöglicht wird.
- Die Peelnaht wird vorzugsweise in einem automatisierten Verfahren hergestellt. Sie wird mit zwei Heizzangen von beiden Seiten gleichzeitig gepeelt. Bei Verwendung einer Verbundfolie aus PET/Aluminium/PE erfolgt die Erzeugung der Peelnaht vorzugsweise in einem Temperatur-Fenster von 135°C bis 165°C und bei einer Siegelzeit von unter einer Sekunde, vorzugsweise zwischen 0,2 und 0,6 Sekunden. Die Peelnaht weist bevorzugt eine Peelnahtfestigkeit zwischen 4,7N/15 mm und 7,8 N/15 mm auf.
- Die feste Siegelnaht wird erreicht durch ein Temperatursiegelfenster >220°C bei einer Siegelzeit von ca. 2-3 Sekunden. Auch dabei erfolgt die Siegelung mit zwei Heizzangen beidseitig. Dabei wird eine Siegelnahtfestigkeit von >37 N/15mm erreicht, wodurch eine stabile Siegelung gewährleistet ist. Die Peelnaht und Siegelnaht können in einem Arbeitsgang angefertigt werden.
- In einer bevorzugten Ausführungsform wird der erfindungsgemäße Folienbeutel wie folgt hergestellt: Die Folie wird vorgefertigt mit einer Peelnaht in der Mitte, einer Siegelnaht an der der Spitze gegenüberliegenden Seite und einer Siegelnaht an der langen Schräge. Die Oberseite bleibt geöffnet und dient zum späteren Einfüllen der Komponenten. Die Unterseite ist nicht gesiegelt, sondern gefaltet. Dies hat zur Folge, das der Folienbeutel bei der Abfüllung einen "Bauch" bildet und somit sich bei der Endsiegelung bzw. Verschluss des Beutels sich die Komponenten in dem "Bauch" verteilen und nicht an der noch offenen Seite aus dem Beutel fließen. Dadurch ist eine Endversiegelung mit einem handelsüblichen Beutelschließgerät anstatt mit Schweißzangen möglich, wodurch eine effektivere Produktion erzielt wird. Vorzugsweise wird bei der Abfüllung vor dem Einbringen der zwei Komponenten trockener Stickstoff in die Beutelkammern eingeblasen, um jegliche Feuchtigkeit, die durch die Umgebungsluft in die Kammern eindringt, auszublasen. Die verbleibende Beutelöffnung wird anschließend versiegelt. Dies kann mit einer Siegelzange erfolgen, empfohlen ist aber ein Beutelschließgerät, da man mit diesem Gerät höhere Stückzahlen fertigen kann und es leichter in einer automatischen Abfüllung zu integrieren sind.
- Um eine Transportsicherung der Peelnaht zu erreichen, wird in einer bevorzugten Ausführungsform der Beutel direkt an der Peelnaht umgeschlagen und fixiert. Dies kann beispielsweise mit einem Papiersiegel, einer Klammer oder einer Klebestelle, die von Hand aufreißbar ist, erfolgen. Dadurch wird erreicht, dass mechanischer Druck auf den Folienbeutel nicht zum unkontrollierten Öffnen der Peelnaht führt. Das Papiersiegel kann gleichzeitig zum Aufdruck von Informationen wie Artikelnummer, R-und S-Sätze etc.. genutzt werden.
- In einer weiteren Ausführungsform der Erfindung besteht der Inhalt der ersten Kammer im wesentlichen aus einem mineralischen Baustoff wie Zement, Kalk, Gips oder einer Mischung davon, gegebenenfalls vermischt mit Sand, und die zweite Kammer im wesentlichen Wasser enthält.
- Der Folienbeutel weist ein genügendes Volumen auf, das durch die fortschreitende chemische Reaktion zwischen dem Polyol und dem Isocyanat und somit das entstehende Polyurethan die richtige Verarbeitungskonsistenz innerhalb des Folienbehälters erreicht werden kann und der Schaum ausreichend aufgetrieben ist. So kann sichergestellt werden, dass der Schaumstrang bei Austritt aus dem Folienbehälter einen genügenden Expansionsgrad erreicht hat und problemlos in die Hohlräume eingegeben werden kann. Dies hat den Vorteil, das der Schaumstrang sofort einen Halt im Hohlraum findet, ohne das man wie bei Systemen nach dem Stand der Technik Hilfsmittel wie Pappstreifen und kleine Holzkonstruktionen einsetzen muss. Der erfindungsgemäße Folienbeutel kann ohne jegliche Hilfsmittel oder Hilfsvorrichtungen entleert bzw. ausgedrückt werden.
- Zum Ausdrücken des Aluminiumverbundfolienbeutels ist eine mechanische Hilfsvorrichtung nicht erforderlich, da der Aluminiumverbundfolienbeutel aufgrund seiner geschmeidigen und flexiblen Beschaffenheit eine nahezu vollständige Entleerung erlaubt.
- Die erfindungsgemäßen Folienbeutel sind vielseitig anwendbar, z.B. für die Montage von Tür- und Fensterrahmen, für Verdübelungen in Hohlräumen, für die sichere Verpackung von Versandstücken, für die Abdichtung und Nivellierung von Kanaldeckeln und für den Verschluss von Mauerdurchführungen, für die Türzargenmontage, Verfüllen von Spalten zwischen Fensterrahmen und Mauerwerk, Verpacken empfindlicher Güter (Verpackungsschaum), Befestigen leichter Bauteile ("chemischer Dübel"), und Ausschäumung eines Hohlraumes zwischen Rohrleitung und Mauerwerk (Hausanschlussleitung).
- Wenn der Folienbeutel zur Herstellung von Polyurethanschaum dient, so enthält die erste Kammer ein Polyol und die zweite Kammer ein Isocyanat. Die Zubereitung der Polyol- und Isocyanatkomponente erfolgt je nach Anforderungen an die herzustellenden Schaumstoffe hinsichtlich Rohdichte, mechanischer Kenndaten, Brandverhalten und Dimensionsstabilität.
- Die Polyolkomponente ist vorzugsweise ein Polyether mit einer Funktionalität von 2-3 und einer OH-Zahl im Bereich 28-450. Sollen die resultierenden Schaumstoffe z.B. die Baustoffklasse B2 erfüllen, kommen zusätzlich Polyester bzw. Esterether mit OH-Zahlen zwischen 60 und 350 zum Einsatz. Als Flammschutzmittel dienen bevorzugt chlorierte und nicht chlorierte Phosphorsäureester sowie organische Phosphorverbindungen und bromierte Flammschutzmittel. Als Schaumstabilisatoren und Zellöffner können Polyetherpolysiloxane eingesetzt werden. Die Reaktivität steuern vorzugsweise primäre, sekundäre und tertiäre Amine und metallorganische Verbindungen. Als Treibmittel dient Kohlendioxid, das bei der Reaktion des Isocyanats mit dem in der Polyolformulierung enthaltenen Wasser entsteht. Über den Wasseranteil, der bis zu 20% betragen kann, wird die für den Anwendungszweck geforderte Rohdichte eingestellt. Der Rohdichtebereich liegt vorzugsweise zwischen 10 und 450 kg/m3.
- Die Isocyanatkomponente ist vorzugsweise ein polymeres Diphenylmethandiisocyanat ("Roh-MDI") oder ein monomeres Diphenylmethandiisocyanat.
- Die Herstellung des Aluminiumfolienbehälters und seine Befüllung mit den Komponenten kann auch automatisiert mit geringem produktionstechnischem Aufwand erfolgen. Insbesondere durch den Verzicht auf einen Trennstab wird die Herstellung deutlich vereinfacht und zudem die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Verpackung erhöht. Ein zusätzliches Treibmittel oder ein anderes Hilfsmittel zur Druckerzeugung werden nicht benötigt. Bei Transport, Lagerung und Anwendung des erfindungsgemäßen Folienbeutels wird das Material nicht beeinträchtigt und eine Gefährdung für den Anwender ist nicht gegeben. Der erfindungsgemäße Folienbeutel ist besonders ökonomisch, weil der gesamte Beutel inklusive die Trennung zwischen den Kammern und die Spitze zum Austragen des Schaums aus einem einzigen Verbundmaterial besteht.
- Bei der Verwendung übt der Anwender eine Kraft auf den Folienbehälter aus, um die Peelnaht innerhalb des Folienbehälters zu öffnen und die zwei Komponenten in Kontakt zu bringen. Die Mischung der Komponenten innerhalb des Folienbehälters durch Kneten von Hand kann sehr homogen ausgeführt werden, ohne dass eine spezielle Mischdüse oder sonstige Mischvorrichtung notwendig ist. Die nach der Öffnung der Peelnaht eintretende chemische Reaktion setzt das Treibgas frei. Die beiden Komponenten Polyol und Isocyanat werden gemischt und polymerisieren zu Polyurethan. Das Polyurethan wird dabei aufgeschäumt und füllt das Volumen des Folienbehälters aus. Dieses ist so bemessen, dass der Folienbehälter prall gefüllt ist, wenn das Polyurethan die richtige Konsistenz zum Einbringen in den zu füllenden Hohlraum aufweist. Der Anwender muss nur noch den Folienbehälter öffnen, vorzugsweise an einer Spitze, und ihn ausdrücken. Ein solcher zweikomponentiger Polyurethanschaum ist typischerweise etwa 1 bis 10 Minuten nach dem Vermischen der Komponenten austragbar.
- Die beiden Komponenten werden je nach Anwendung und Anforderungen an den Schaum so ausgewählt und eingestellt, dass nach dem Öffnen der Peelnaht eine ausreichende Verarbeitungszeit für das Durchmischen der Komponenten und das Austragen gegeben ist, während der der Schaum noch nicht aushärtet. Bei Montageschaum liegt die Verarbeitungszeit bevorzugt zwischen 3 - 4 Minuten und bei Verpackungsschaum bei etwa 1 Minute. Bei Mauerdurchführungsschaum wird ein Zeitraum von 6-7 Minuten bevorzugt.
- Zurück bleibt eine geringe Abfallmenge, die im wesentlichen nur aus dem ausgedrückten Folienbehälter und geringen, nicht vollständig ausgedrückten Polyurethanresten besteht. Diese härten aus und sind danach gesundheitlich unbedenklich. Das vereinfacht die Entsorgung und Wiederverwertung erheblich. Eine Sammlung, Demontage und Komponententrennung, wie sie bei den üblichen Druckdosen erfolgt, ist nicht erforderlich. Die sehr geringen Massen und Volumina des Abfalls vereinfachen die Entsorgung weiter. Der geringe Druck beim Aufschäumen des Materials, der darüber hinaus nur zum Zeitpunkt des Aufschäumens auftritt, und der Verzicht auf ein brennbares Treibmittel aus Kohlenwasserstoffen führt zudem zu einer erheblichen Verbesserung der Sicherheit für den Anwender.
- Figur 1 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Folienbeutels (1) mit zwei Kammern (8, 9), zwei seitlichen Siegelnähten (4, 10), einer unteren Seite (2), einer oberen Seite (3), die noch nicht versiegelt ist, sowie einer Peelnaht 6. Die Peelnaht trennt die beiden Kammern (8, 9) voneinander ab. Dargestellt ist auch eine Umschlagslinie (7), an der der Beutel gefaltet werden kann.
- Figur 2 zeigt einen schematischen Aufbau eines erfindungsgemäßen Folienbeutels gemäß Figur 1. Der Beutel weist zusätzlich eine seitliche Verlängerung (1) zum Austragen des Schaums auf, die zu einer Spitze zuläuft.
- Die Folienkomponenten werden im Extruderverfahren hergestellt und anschließend in einem Laminierungsverfahren unter Einsatz von Kaschierkleber in einen Verbund aus PET 12 µm, Aluminium-Folie 9 µm und PE 60 µm gebracht. Der Verbund weist eine Wasserdiffusionsdichtigkeit von weniger als 0.01 g/m2 auf (38 °C, 90 % r. F.). Anschließend wird die fertige Folie auf einer Stanz- und Siegelmaschine zuerst vorgefaltet und dann mit einem Stanz- und Siegelwerkzeug gleichzeitig auf Maß geschnitten. Die seitlichen Siegelnähte werden oberhalb 220 °C bei 1 s Siegelzeit erzeugt. Die mittlere Peelnaht wird bei in einem Siegelfenster von 135 - 165 °C für 0.3 s zwischen zwei Zangen gefertigt. Die Öffnung an der Längsseite des Beutels bleibt geöffnet und dient zur späteren Abfüllung.
- Für die Abfüllung Polyol- und Isocyanat - Rohstoffe wird ein Volumenfüller eingesetzt. Da die Rohstoffe eine natürliche Anfälligkeit gegen die Umgebungsfeuchtigkeit haben, wird vor dem Einfüllen der Komponenten trockener technischer Stickstoff in die Beutelkammern eingefüllt. Hierdurch wird eventuell vorhandene Luftfeuchtigkeit in den Kammern herausgedrückt und sichergestellt, dass die Komponenten während dem anschließenden Einfüllvorgangs nicht mit Feuchtigkeit in Verbindung kommen. Nachdem die beiden Komponenten eingefüllt sind, wird die letzte Beutelöffnung mit einem Beutelschliessgerät versiegelt.
- Nach dem Siegelvorgang wird der Beutel an der Peelnaht gefaltet und mit einem Papiersiegel fixiert. Dadurch ist der Beutel bzw. die Peelnaht vor transportbedingten Stößen gesichert.
- Vor der Verwendung des Folienbeutels wird das Papiersiegel aufgerissen und der Beutel aufgeklappt. Durch einen geringen Druck wird die Peelnaht geöffnet und die Komponenten in Verbindung gebracht. Durch kräftiges Kneten (20-30 mal) werden die beiden Komponenten homogen vermischt. Da die Folie sehr flexibel und handlich ist, erreicht man eine optimale Vermischung der Komponenten allein durch Kneten, ohne Einsatz von zusätzlichen Mischdüsen oder ähnlichen Hilfsmitteln im Innen- oder Außenbereich des Beutels. Nachdem die Komponenten homogen vermischt sind, beginnt die natürliche Reaktion, was durch eine leichte Erwärmung des Beutels an der Außenseite zu spüren ist.
- Anschließend wird der Beutel an seitlichen Verlängerung aufgeschnitten. Die gewünschte Schaumstranggröße kann durch Aufschneiden an entsprechender Stelle an der Beutelspitze eingestellt werden. Wünscht man einen kleinen Strang, so muss die Spitze näher zur Beutelspitze hin, bei einem dickeren Strang mehr zur Beutelmitte hin abgeschnitten werden.
- Nachdem der Beutel aufgeschnitten ist, tritt der Schaum langsam an der Öffnung aus. Der Schaum wird durch einen leichten Druck auf den Beutel ausgetragen. Da der Schaum nur langsam expandiert, ist genügend Zeit gegeben, den Schaum gezielt in einen Hohlraum einzuführen, abzusetzen und wiederum auszuführen. Das bedeutet, wenn eine erste Portion durch leichten Druck auf den Beutel ausgetragen wurde, wird der Druck auf den Beutel zurückgenommen, was zur Folge hat, das der expandierende Schaum vorübergehend nicht mehr aus der Öffnung austritt, sondern in den frei geworden Innenraum des Beutels expandiert. Dadurch sind Positionswechsel problemlos möglich.
- Nach der Verwendung des Beutel kann der Beutel, auch nach nicht vollkommener Restentleerung, über das Duale System (Grüner Punkt) in den Kreislauf der Abfallwirtschaft zurückgeführt werden, da sich nur noch Polyurethanresten in dem Beutel befinden, die nach Aushärtung gesundheitlich unbedenklich sind.
Claims (14)
- Folienbeutel mit einer ersten Kammer und ein zweiten Kammer zur Aufbewahrung von einer ersten und einer zweiten flüssigen Komponente, wobei die erste und die zweite Kammer durch eine Peelnaht voneinander getrennt sind, wodurch die beiden Kammern verbunden werden und die beiden flüssigen Komponenten in Kontakt kommen.
- Folienbeutel nach Anspruch 1 zur Herstellung eines Polyurethanschaums, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kammer ein Polyol und in der zweiten Kammer ein Isocyanat enthalten ist.
- Folienbeutel nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass er seitlich drei Siegelnähte aufweist und an der vierten Seite gefaltet ist.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass er eine seitliche Verlängerung zum Austragen aufweist, die sich zu einer Spitze verjüngt.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die seitliche Verlängerung erhalten wird, indem eine der beiden seitlichen Siegelnähte schräg zur Peelnaht positioniert ist.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass er aus einem Verbundmaterial besteht, dass aus eine innere Polymerschicht, eine mittlere Metallschicht und eine äußere Polymerschicht umfasst.
- Folienbeutel nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Schicht aus Polyethylen, die mittlere Schicht aus Aluminium und/oder die äußere Schicht aus Polyethylenterephthalat besteht.
- Folienbeutel nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass in der ersten Kammer Schaumstabilisatoren, Zellöffner, Flammschutzmittel, Amine, metallorganische Verbindungen und/oder Wasser enthalten sind.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Kammer einen mineralischen Baustoff, bevorzugt Zement, Kalk, Gips oder einer Mischung davon, und die zweite Kammer im wesentlichen Wasser enthält.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass er an der Peelnaht umgeschlagen und in dieser Position fixiert ist.
- Folienbeutel nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Peelnaht eine Peelnahtfestigkeit zwischen 4,7N/15 mm und 7,8 N/15 mm aufweist.
- Verwendung eines Folienbeutels nach einem der Ansprüche 1 bis 11, zur Erzeugung von Polyurethanschäumen, Baustoffen oder Klebstoffen.
- Verfahren zur Herstellung eines Folienbeutels mit zwei Kammern und einer Ober- und Unterseite, die jeweils beide Kammern abschließen, sowie zwei Seiten, die jeweils eine Kammer abschließen, wobei,- die Unterseite gefaltet ist und die Oberseite geöffnet ist,- die Folie mit zwei Siegelnähten an den Seiten und mit einer Peelnaht, durch die die erste Kammer von der zweiten Kammer abgetrennt wird, versehen wird,- in die beiden Kammern die beiden flüssigen Komponenten gegeben werden, und- der Folienbeutel an der Oberseite versiegelt wird.
- Verfahren nach Anspruch 13, wobei die Peelnaht in einem Temperatur-Fenster von 135°C bis 165°C und bei einer Siegelzeit von unter einer Sekunde erzeugt wird.
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EP05112920A EP1801029A1 (de) | 2005-12-23 | 2005-12-23 | Doppelkammer-Folienbeutel |
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EP1801029A1 true EP1801029A1 (de) | 2007-06-27 |
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