CH630309A5

CH630309A5 - Packaging container

Info

Publication number: CH630309A5
Application number: CH578578A
Authority: CH
Inventors: Osmo Thomas Ericsson; Sven Nils Hakan Holmstroem
Original assignee: Tetra Pak Int
Priority date: 1977-05-26
Filing date: 1978-05-26
Publication date: 1982-06-15
Also published as: SE404005B; FR2391919B3; JPS6340744B2; DE2823015A1; AU524021B2; NL7805771A; CA1109420A; FR2391919A1; IT1094850B; NL188083C; IT7823914A0; NL188083B; AU3654478A; DE2823015C2; JPS5434981A; GB1589127A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Verpackungsbehälter mit einer flüssigkeitsdichten, durch Schwächung des Materialquerschnitts erzielten Aufreissöffnung aus einem Schichtstoff, welcher eine relativ steife und nicht dehnbare Grundschicht aufweist, die mindestens auf ihrer dem Innern des Verpackungsbehälters zugewandten Seite mit einer flüssigkeitsdichten, homogenen Kunststoffbeschichtung versehen ist, wobei die Materialschwächung so angeordnet ist, dass sie zwar in beträchtlichem Masse in die Grundschicht, jedoch nicht in die dem Innern des Verpackungsbehälters zugewandte Kunststoffbeschichtung eindringt.

Die modernen, für Flüssigkeiten verwendeten Wegwerf -behälter werden oft aus einem Schictitstoff hergestellt, welcher eine relativ starre und nicht dehnbare Grundschicht, bei-' spielsweise aus Papier, aufweist, welche beidseitig mit einer flüssigkeitsdichten, homogenen Kunststoffbeschichtung versehenist. Bei der Herstellung von Verpackungsbehältern aus einem solchen Schichtstoff geht man im allgemeinen so vor, das die einander zugewandten Seiten des Verpackungsmaterials miteinander verschweisst werden, so dass ein geschlossener Verpackungsbehälter mit einer nach innen gewandten homogenen, flüssigkeitsdichten Kunststoffbeschichtung erhalten wird. Die auf diese Weise erzielten Verpackungsbehälter können verschiedene Formen haben und sind sowohl in tetra-ederförmiger als auch in quaderförmiger Ausführung auf dem Markt; alle diese Ausführungsformen weisen jedoch das gemeinsame Merkmal auf, dass sie eine Öffnungsvorrichtung benötigen, welche sich leicht aufreissen lässt, so dass der Inhalt der Verpackung mühelos zugänglich gemacht werden kann. Dieses Problem wurde bereits auf verschiedene Arten gelöst. So ist es u.a. bekannt, in der Wandung des Behälters eine Öffnung anzubringen, welche durch einen abreissbaren Abdeckstreifen überdeckt ist; auch kann der Verpackungsbehälter mit einer dessen Wandung teilweise durchdringenden Perforierung versehen werden, welche eine leicht auf-reissbare Öffnung umgrenzt.

Die mit abreissbaren Abdeckstreifen versehenen Öffnungen haben sich zwar in gewisser Weise bewährt, weisen jedoch den Nachteil auf, dass sie im Zusammenhang mit Einwegbehältern, die beispielsweise für Milch verwendet werden, relativ teuer sind, da deren Erstellung zusätzliches Material und zusätzliche Arbeitsgänge erfordert. Die durch Aufreissperforation umgrenzten Öffnungen weisen andererseits den Nachteil auf, dass die Perforations- bzw. Schwächungslinie, welche vor dem Umformen des Verpackungsmaterials in demselben angebracht werden musste, doch noch eine gewisse Reissfestigkeit aufweisen muss, da das Verpackungsmaterial beim Falten relativ grossen Zug- und Druckbeanspruchungen ausgesetzt wird. Dies bedeutet, dass beim Anbringen einer solchen Schwächungslinie stets ein Kompromiss gefunden werden muss, da die Schwächungslinie einerseits die beim Umformen des Verpackungsmaterials auftretenden Beanspruchungen aushalten muss, andererseits aber doch ein relativ leichtes Aufreissen der umgrenzten Öffnung gestatten soll.

In Anbetracht dieses erforderlichen Kompromisses ergibt es sich, dass derartige, durch Perforationslinien umgrenzte Aufreissöffnungen nicht so leicht aufreissbar sind, als dies immer wünschenswert wäre, wodurch sich beim Öffnen der Verpackungsbehälter Schwierigkeiten ergeben.

Die Nachteile dieser bekannten Behälter werden dank der vorliegenden Erfindung dadurch behoben, dass die genannte Materialschwächung auf denjenigen Stellen des Verpackungsbehälters, welche beim Umformen einem das Verpackungsmaterial beanspruchenden Prozess unterworfen sind, nicht oder nur so geringfügig ausgeführt ist, dass das Verpackungsmaterial nicht unbeabsichtigt aufgerissen werden kann, wogegen die Materialschwächung an den Stellen, welche beim Umformen nicht beansprucht werden, stärker ausgeführt ist und damit an diesen Stellen ein leichteres Aufreissen gestattet.

Auf der beiliegenden Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes veranschaulicht.

Fig. 1 ist eine Perspektivdarstellung eines quaderförmigen Verpackungsbehälters mit einer gemäss der vorliegenden Erfindung ausgeführten Aufreissöffnung,

Fig. 2 zeigt den gleichen Verpackungsbehälter nach dem Öffnen desselben,

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Fig. 3 zeigt einen Teil eines ebenen Zuschnitts für die Herstellung des in Fig. 1 und 2 dargestellten Verpackungsbehälters und

Fig. 4 veranschaulicht anhand eines Diagramms das Verhältnis zwischen Reissfestigkeit und der in Prozent ausgedrückten Länge der Schwächungslinien.

Der in Fig. 1 dargestellte Verpackungsbehälter ist quaderförmig und weist Seitenwände 1, eine obere Stirnwand 2 sowie einen nicht sichtbaren Boden auf. Wie bereits erwähnt wurde, wird der Verpackungsbehälter aus einem relativ unelastischen, nicht dehnbaren, jedoch biegsamen, bahnför-migen Material hergestellt und gemäss einem bewährten Verfahren zur Herstellung von Verpackungsbehältern wird die Verpackungsmaterialbahn zu einem Schlauch geformt und dann durch Flachpressen und Anbringen von querverlaufenden Schweissstellen verschlossen und damit in einzelne Behälter umgeformt. Wenn der Schlauch vorher mit dem gewünschten Inhalt gefüllt wurde, so erhält man mit diesem Verfahren gefüllte Behälter, welche durch Falten in die erforderliche Quaderform gebracht werden. Durch das wiederholte Flachpressen und Querversiegeln wird an verschiedenen, voneinander beabstandeten Stellen des Schlauches ein Kamm 3 geformt, welcher beim darauffolgenden Formpro-zess nach unten gegen die obere Stirnwand 2 des Verpak-kungsbehälters heruntergefaltet wird. Bei dem für die Herstellung des quaderförmigen Behälters erforderlichen Form-prozess entstehen ausserdem vier dreieckförmige, doppel-wandige Nasen, welche an den Kantenpartien des Verpak-kungsbehälters angeordnet sind. Drei dieser dreieckförmi-gen Nasen 4 werden nach innen gegen den Boden und gegen die auf der Zeichnung nicht sichtbare Seitenwand heruntergefaltet, so dass in Fig. 1 lediglich die mit 4 bezeichnete Nase sichtbar ist. Diese Nase wird um die geradlinige Kante 6 der Seitenwand gefaltet und durch leicht aufreissbare Mittel an der Seitenwand 1 befestigt. Der Kamm 3 erstreckt sich über die Nase 4 und über die Seitenwand 2 sowie über die auf der gegenüberliegenden Seitenwand befindliche, nicht sichtbare Nase. Auserdem weist der dargestellte Verpackungsbehälter Faltlinien 5 auf, die sich von der Seitenkante 6 nach innen über die Stirnwand 2 bis zu einer Schnittstelle mit der Grundlinie 7 des Kammes 3 erstrecken.

Um das Öffnen des Verpackungsbehälters zu erleichtern, ist dieser mit einer Aufreissvorrichtung versehen, welche geradlinige oder gekrümmte Schwächungslinien 8 aufweisen, die das Verpackungsmaterial nur teilweise durchdringen. Diese Schwächungslinien 8 beginnen an einer gemeinsamen Stelle a, die auf der Innenseite der Nase im Abstand von der Grundlinie 7 des Kammes 3 liegt, passieren die symmetrischen Punkte b auf den freien Kanten der Nase und enden an einem Punkt c auf der Grundlinie 7, innerhalb der Nase 4.

Diese Aufreissvorrichtung wird auf einfache Weise dadurch erzielt, dass das Verpackungsmaterial vor dem Umformvorgang mit einer Schwächungslinie entsprechender Länge versehen wird. Fig. 3 zeigt schematisch einen Teil der Verpackungsmaterialbahn mit dem Schwächungsmuster, das bei dem hier beschriebenen Falle eine schwach V-förmige Schwächungslinie 8 aufweist, die so auf der Verpackungsmaterialbahn angebracht ist, dass sie nach dem Umformen desselben an der gewünschten Stelle des Verpackungsbehälters erscheint.

Fig. 2 zeigt den erfindungsgemässen Verpackungsbehälter nach dem Anbringen einer Öffnung 9, indem ein Teil des über die Nase 4 ragenden Kammes abgerissen wurde, zusammen mit einem weiteren kleinen Teil dieses Kammes, sowie eines Abschnittes der Nase selbst, d.h. mit anderen Worten das zwischen der Schwächungslinie 8 und dem Kamm 3 befindliche Material.

Wie sich aus Fig. 1 ergibt, weist die Schwächungslinie 8 eine Anzahl Knicke b, c auf, an welchen dieselbe beim Umformen des Verpackungsmaterials beträchtlichen Beanspruchungen unterworfen wird. Wenn diese Beanspruchungen ein gewisses zulässiges Mass überschreiten, so kann die genannte Schwächungslinie an den erwähnten Stellen aufreissen und der Behälter bekommt an diesen Stellen ein Leck.

Um diesen Nachteil zu vermeiden, ohne gleichzeitig den Aufreissvorgang zu erschweren, ist die Schwächungslinie gemäss Fig. 3 mit unterschiedlicher Reissfestigkeit ausgestattet. Die in Fig. 3 dargestellte Schwächungslinie besteht aus zwei im Winkel zueinander angeordneten Geraden, doch kann die Form dieser Linien selbstverständlich bestimmten Erfordernissen angepasst werden. So kann die Schwächungslinie beispielsweise als eine einzige gerade bzw. gekrümmte Linie ausgeführt werden, doch kann sie auch aus einer Anzahl miteinander verbundener gekrümmter oder gerader Linien bestehen. Im vorliegenden Falle ist die Schwächungslinie 8 so ausgeführt, dass gewisse Abschnitte b und d denjenigen Teilen der Schwächungslinie in Fig. 1 entsprechen, welche während dem Faltvorgang beansprucht werden. Die in Fig. 3 gezeigte Schwächungslinie 8 besteht aus einer Aufeinanderfolge von Schlitzen oder sonstigen Ausnehmungen in der Verpackungsmaterialbahn 10, welche durch ungeschwächte Stellen 12, welche nachstehend als Brücken bezeichnet werden, voneinander getrennt sind. Die Brücken 12 können vorzugsweise auf der Gesamtlänge der Schwächungslinie die gleiche Grösse aufweisen, während die Schlitze 13 in den Zonen b und d beträchtlich kürzer gehalten sind, als auf den übrigen Stellen der Schwächungslinie. Hieraus ergibt sich, dass die Schwächungslinie innerhalb der Bereiche b und d eine grössere Reissfestigkeit aufweist, während sie in den übrigen Bereichen leichter aufreissbar ist.

Da am fertigen Behälter das Aufreissen der Schwächungslinie entweder an der Stelle c oder an der Stelle a beginnt, d.h. an leicht aufreissbaren Punkten, lässt sich die Schwächungslinie leicht anreissen. Sobald der Aufreisspro-zess einmal eingeleitet ist, so bieten die Abschnitte b und d trotz ihrer etwas grösseren Reissfestigkeit keinen bemerkenswerten Widerstand gegen das vollständige Öffnen der Pak-kung.

Die unterschiedliche Reissfestigkeit der Schwächungslinie 8 ist auch in Fig. 1 veranschaulicht, in welcher die Reisslinie längs der Zonen b und d Schlitze bzw. Ausnehmungen 11 von beträchtlich kürzerer Länge aufweist, als die Schlitze bzw. Ausnehmungen 12 auf den übrigen Abschnitten der Schwächungslinie 8.

Der mit einer Schwächungslinie gemäss Fig. 1 ausgeführte Verpackungsbehälter 1 weist, wie bereits erwähnt wurde, doppelwandige, dreieckförmige Nasen 4 auf, wobei die genannte Schwächungslinie längs einer dieser Nasen 4 angeordnet ist. Die Schwächungslinie 8 ist in Fig. 1 in der Tat grösstenteils verdeckt, da die Schwächung nach dem Passieren der Kante der dreieckförmigen Nase 4 an der Stelle b an der Unterseite der Nase 4 bis zur Stelle b' läuft, wo die Schwächung 8' wiederum längs der Oberseite der Nase 4 sichtbar wird, d.h. längs derjenigen Teile, die durch den heruntergefalteten Kamm nicht überdeckt werden. Grössere Teile der Schwächungslinie 8' sind jedoch längs der Nase 4 des Verpackungsbehälters 1 und der Stirnseite 2, auf welche der Kamm 3 heruntergefaltet wurde, durch den Kamm 3 verdeckt. Um anzugeben, dass gewisse Teile der Schwächungslinie durch eine Materialschicht oder den darüber liegenden Kamm verdeckt sind, wurden die verdeckten Teile der Schwächungslinie mit einem Strich versehen, d.h. 8', b', d'. Gleichzeitig wurden diese verdeckten Abschnitte der Schwächungslinie auf der Zeichnung dünner ausgeführt, als die übrigen Abschnitte.

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Wie bereits erwähnt hat es sich als vorteilhaft erwiesen, zwischen den Schlitzen 11 und 13 eine unveränderte Stelle 12 zu belassen, da man auf diese Weise beim Aufreissen des Behälters einen sehr gleichförmigen Reisswiderstand erhält, während gleichzeitig die Schwächungslinie beträchtlich verstärkt werden kann, indem man die Schlitze 13 wesentlich verkürzt. Es ist jedoch selbstverständlich auch möglich und liegt durchhaus im Rahmen der vorliegenden Erfindung, dass man anstelle der Länge der Schlitze 11 und 13 die Zwischenräume 12 zwischen denselben bzw. beides verändert. Auch ist es möglich, einen unterschiedlichen Reisswiderstand dadurch zu realisieren, dass man die Eindringtiefe der Schwächungslinie in der Grundschicht des Verpackungsmaterials variiert, doch hat sich dieses Verfahren als schwer durchführbar erwiesen, da es ein äuserst exaktes Arbeiten voraussetzt. Ferner wurde festgestellt, dass mit diesem Verfahren die Aufreissfunktion nicht verbessert werden kann.

Es wurden Aufreissversuche mit einem Verpackungsmaterial durchgeführt, das eine Grundschicht aus Papier aufwies, welches mit einer dünnen Polyäthylenbeschichtung versehen war, wobei die angebrachten Schwächungslinien die Grundschicht vollständig durchdrangen. Diese Versuche zeigten überraschend, dass die Festigkeit der Schwächungslinie bei schmalen Zwischenräumen zwischen den Schwächungsstellen grösser ist, als wenn grössere Zwischenräume gewählt werden, vorausgesetzt, dass das Verhältnis zwischen der Länge der Schwächungsstellen und der Länge der Zwischenräume das gleiche ist. Diese Regel ist vielleicht nicht allgemein anwendbar; das Diagramm gemäss Fig. 4 zeigt schematisch das Verhältnis zwischen der Reissfestigkeit und der prozentualen Schwächungslänge pro Längeneinheit der Schwächungslinie. Hieraus ergibt sich, dass die genannte Regel für Schwächungslängen zwischen 0,5 bis 1 mm Geltung hat. Das Diagramm gemäss Fig. 4 gibt die Reissfestigkeit nicht in absoluten Werten an, da dies im vorliegenden Zusammenhang relativ uninteressant ist und beispielsweise mit der Papierqualität, der Papierdicke, der Qualität der Kunststoffbeschichtung usw. schwankt; doch zeigt das Diagramm das gegenseitige Verhältnis zwischen der Reissfestigkeit verschiedener Schwächungslinienarten, d.h. Schwächungslinien, welche mit verschiedenartig geformten Schneidwerkzeugen erzielt wurden. Fig. 4 zeigt schematisch einen Querschnitt eines solchen Schneidwerkzeuges, bei welchem die Klingenbreite mit A und der Zwischenraum zwischen den Klingen mit B bezeichnet ist. Wie bereits erwähnt wurde, zeigt die Abszisse prozentual die effektive Länge der Schwächungslinie, d.h. das Verhältnis

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welches nachstehend das Schwächungsverhältnis genannt wird. Die Ordinate des Diagramms ist nicht unterteilt, sie soll lediglich die Reissfestigkeit andeuten. Folgt man der Ordinate nach oben, so steigt die Reissfestigkeit, die am Ordinatenursprung = 0 ist. Das Diagramm umfasst eine schraffierte Fläche, welche die leicht aufreissbare Zone darstellen soll, innerhalb welcher die nicht stark beanspruchbaren Abschnitte der Schwächungslinie angeordnet werden können, während andererseits die dem Faltvorgang unterworfenen Abschnitte der Schwächungslinie nicht innerhalb dieser schraffierten Zone zu liegen brauchen. Das Diagramm gemäss Fig. 4 zeigt drei Kurven entsprechend B = 0,5 mm, B = 0,7 mm und B = 1,0 mm, wobei B der Zwischenraum zwischen den Schneidklingen A des Werkzeuges ist. Bei einem Schwächungsverhältnis von 50% (wobei A = B) ist die Reissfestigkeit für B = 0,5 etwas grösser, als für B = 0,7 und B = 1,0 mm. Die für verschiedene Werte von B geltenden Kurven konvergieren jedoch mit steigendem Schwächungsverhältnis und es scheint daher nicht, dass die Grösse des Faktors B einen wesentlichen Einfluss ausübt, sobald das Schwächungsverhältnis 70 bis 75 % erreicht hat.

Im Anschluss an die durchgeführten Versuche wurden die optimalen Werte für die Schwächungslinie ermittelt, wobei folgendes Resultat erzielt wurde:

a) Für die leicht aufreissbare Zone der Schwächungslinie gilt:

B = 0,5 bis 1,0 mm und A — 1,0 bis 3,0 mm b) für diejenige Zone, innerhalb welcher die Schwächungslinie gefaltet wird, gilt:

B = 0,3 bis 0,7 mm und A = 0,3 bis 1,0 mm.

Bei der Dimensionierung der Schwächungslinie muss die Art und Qualität der Grundschicht sowie die Festigkeit der äusseren Kunststoffbeschichtung berücksichtigt werden, doch können die oben angegebenen Werte als charakteristisch betrachtet werden und als Anhaltspunkte für die optimale Auslegung der Schwächungslinie dienen.

Bei der Herstellung von Schwächungslinien für Aufreisszwecke an Verpackungsbehältern gemäss der vorliegenden Erfindung erhält man auf einfache Weise gut funktionierende Aufreissöffnungen, ohne das Risiko eines unbeabsichtigten Aufreissens der Schwächungslinie, was zu einem Leck in der Verpackung führt. Die beschriebene Ausführungsform gilt nur als Beispiel und die Erfindung kann auch an Verpackungsbehältern angewendet werden, bei welchen die Schwächungslinie über eine Kante läuft oder eine sonstige Richtungsänderung erfährt, welche eine grössere Beanspruchung mit sich bringt. Die Erfindung lässt sich somit nicht nur auf Verpackungen der dargestellten Form anwenden, sondern kann ganz allgemein auf alle Verpackungsbehälterformen Anwendung finden, um die eingangs erwähnten Nachteile zu beheben.

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2 Blätter Zeichnungen

Claims

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1. Verpackungsbehälter mit einer flüssigkeitsdichten, durch Schwächung des Materialquerschnitts erzielten Aufreissöffnung aus einem Schichtstoff, welcher eine relativ steife und nicht dehnbare Grundschicht aufweist, die mindestens auf ihrer dem Innern des Verpackungsbehälters zugewandten Seite mit einer flüssigkeitsdichten, homogenen Kunststoff-beschichtung versehen ist, wobei die Materialschwächung so angeordnet ist, dass sie zwar in beträchtlichem Masse in die Grundschicht, jedoch nicht in die dem Innern des Verpak-kungsbehälters zugewandte Kunststoffbeschichtung eindringt, dadurch gekennzeichnet, dass die genannte Materialschwächung auf denjenigen Stellen des Verpackungsbehälters, welche beim Umformen einem das Verpackungsmaterial beanspruchenden Prozess unterworfen sind, nicht oder nur so geringfügig ausgeführt ist, dass das Verpackungsmaterial nicht unbeabsichtigt aufgerissen werden kann, wogegen die Materialschwächung an den Stellen, welche beim Umformen nicht beansprucht werden, stärker ausgeführt ist und damit an diesen Stellen ein leichteres Aufreissen gestattet.

2. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Materialschwächung eine oder mehrere kurvenförmige Schwächungslinien aufweist, welche die Reissfestigkeit des Verpackungsmaterials herabsetzen und aus von einander beabstandeten Schlitzen oder sonstigen Ausnehmungen bestehen, welche in beträchtlicher Tiefe in die Grundschicht des Verpackungsmaterials eindringen, wobei der Unterschied in der Reissfestigkeit der Schwächungslinien dadurch erzielt ist, dass die Gesamtlänge der genannten Schlitze oder sonstigen Ausnehmungen längs der Schwächungslinien variiert.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Unterschied in der Reissfestigkeit der Schwächungslinien dadurch erzielt ist, dass die Eindringtiefe im Verpackungsmaterial und/oder die Länge der Schlitze oder sonstigen Ausnehmungen variiert.

4. Verpackungsbehälter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der gegenseitige Abstand aufeinanderfolgender Schlitze oder sonstiger Ausnehmungen im Verpak-kungsmaterial auf der Gesamtlänge der Schwächungslinien konstant ist, wogegen die Länge der Schlitze oder sonstigen Ausnehmungen variiert.

5. Verpackungsbehälter nach Anspruch 1, mit dreieck-förmigen, doppelwandigen Nasen, die beim Faltformen an den Kanten des Verpackungsbehälters gebildet sind und deren eine eine Schwächungslinie aufweist, die sich über die Nase und deren Kantenlinien erstreckt und zum Öffnen des Verpackungsbehälters dient, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwächungslinie unterschiedliche Reissfestigkeit aufweist derart, dass die Reissfestigkeit gross ist an den Stellen, wo die Schwächungslinie die Kantenlinien der dreieckförmi-gen Nasen passiert, an den übrigen Stellen der Schwächungslinien jedoch beträchtlich geringer ist.