Verfahren zum Herstellen eines Deckels mit Entnahnteöffnunq

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines Deckels mit Öffnungshilfe zum Verschließen von Behältern, welcher aus einem zumindest zweilagigen Verbund besteht , wobei die dem Behälter zugewandte Verbundlage aus Kunststoff stärker am Behälterrand als an der äußeren hitzebeständigen Verbundlage haftet, sodass sich beim Abschälen der äußeren Verbundlage zumindest eine Öffnung ausbildet. Die Erfindung betrifft weiters eine Siegelvorrichtung für die Durchführung dieses Verfahrens sowie die Verwendung des hergestellten Deckels zum Verschließen von Behältern.

Es ist bekannt, mehrlagige Deckel zum Verschließen von Behältern einzusetzen, um beispielsweise den für Lebensmittel geforderten Aromaschutz zu ermöglichen. Weiters hat es sich gezeigt, dass ins- besondere im Falle von Großpackungen eine partielle Entnahme des Packungsgutes erwünscht ist, wobei die Ausbildung einer gegebenenfalls verschließbaren Öffnung nützlich ist. Zur Ausbildung dieser Öffnung wird im eingesetzten Mehrlagenverbund an der dem Behälter zugewandten Seite die Kontur der Öffnung, beispielsweise durch Schwächungslinien oder durch Einschnitte, vorgegeben. Nachteilig dabei ist es, dass insbesondere bei Serienproduktionen die Einheitlichkeit der Öffnung zu wünschen übrig lässt. Wird diese durch Einschnitte vorgegeben, so hat es sich auch vielerorts gezeigt, dass die dafür verwendeten Messer zu Verschleiß neigen und es auch deshalb zu Ungenauigkeiten betreffend die Dimensionsgenauigkeit der Öffnung kommt. Weiters führen durchaus tolerierbare Materialschwankungen, beispielsweise hinsichtlich Materialdicke, zu einer uneinheitlichen Ausbildung der Öffnung innerhalb einer Herstellungsserie. Diese Ungenauigkeiten bei der Herstellung der Öffnungen führen in der Folge zu Problemen beim Abpacken, d.h., beim Ansiegeln des Deckels an den Behälterrand. Diese Verfahrensverzögerungen sind insoferne unerwünscht, als bei empfindlichem Packungsgut, wie beispielsweise Milchprodukte, dieses so rasch als möglich nach dem Abfüllen mit einem Deckel dicht verschlossen werden soll, um das Eindringen von Verunreinigungen, wie auch Bakterien, zu vermeiden.

Für die Erzeugung von Schwächungslinien werden nunmehr anstelle der vorgenannten Verwendung von Messern gemäß der EP-A-262 652 sowie der US-A-4 913 307 Siegelwerkzeuge vorgeschlagen. Allerdings greifen diese Siegelwerkzeuge ausschließlich im versiegel- ten Becherrandbereich an, sodass die Verwendung dieser Siegelwerk-

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zeuge nicht geeignet ist, an einer dem Packungsgut zugewandten Seite eine mögliche Öffnung auszubilden. Mehrlagige Becherplatinen der eingangs genannten Art sind weiters aus der EP-A-812 782 sowie der FR-A-2 503 036 bekannt. Dabei weist die dem Packungsgut zugewandte thermoplastische Schicht Einschnitte auf, sodass beim Abschälen der oberen Lage der Becherplatine eine Öffnung zur Entnahme des Packungsgutes ausgebildet wird. Die Einschnitte ^' innerhalb der thermoplastischen Schicht werden mit Siegelwerkzeugen ausgebildet, welche bei erhöhter Temperatur und erhöhtem Druck direkt an die thermo- plastische Schicht angreifen. Bei den vorgenannten Verfahren zur Erzeugung von Einschnitten besteht jedoch die Gefahr, dass die verwendeten Siegelwerkzeuge durch aufgeschmolzene Thermoplastreste verschmutzen und so ein relativ unpräziser Verfahrensprozess ermöglicht wird. Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es demgemäß, die aus dem Stand der Technik bekannten Nachteile betreffend die Herstellung von Öffnungen in mehrlagigen Deckeln zum Verschließen von Behältern zu vermeiden, wobei jedoch gleichzeitig dieses Verfahren einfach und auch zügig durchgeführt werden soll, um den Abpackprozess, ins- besondere bei empfindlichem Packungsgut, nicht in unnötiger Weise zu verzögern.

Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe anhand eines Verfahrens der eingangs genannten Art gelöst, welches dadurch gekennzeichnet ist, dass zum Ausbilden einer oder mehrerer Öffnungen ein Siegelwerkzeug mit zumindest einem Vorsprung, welcher der Form der Öffnung entspricht, eingesetzt wird und dass das Siegelwerkzeug im Bereich von zumindest einem Vorsprung auf erhöhte Temperatur gebracht und an die äußere, hitzebeständige Verbundlage des Deckels mit einem Anpressdruck derart aufgebracht wird, dass aus der hitzbeständigen Verbund- läge Wärme in die dem Behälter zugewandte Verbundlage aus Kunststoff weitergeleitet wird, sodass der Kunststoff aus dem Deckel herausgequetscht wird, und so eine materialmäßige Trennung zwischen der potentiellen Öffnung und der verbleibenden Verbundlage erfolgt. Die Erfindung betrifft weiters eine Siegelvorrichtung bestehend aus Siegelwerkzeug und Gegenplatte, wobei am Siegelwerkzeug ein oder mehrere Vorsprünge zum Ausbilden einer Öffnung oder oberflächlichen Prägung angebracht sind. Weitere Ausführungen sind gemäß Unteransprüche offenbart.

Der erfindungsgemäß hergestellte Deckel wird weiters zum Ver- schließen von Behältern verwendet, wobei vorteilhafterweise durch

Maßgabe einer zwischen den Verbundlagen vorliegenden Kleberschicht die Wiederverschließbarkeit der Packung möglich ist.

Die Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren 1 - 8 sowie anhand möglicher Ausführungsformen der Erfindung näher erläutert. Dabei zeigt Fig. 1 die Herstellung eines Deckels unter Verwendung eines entsprechend geformten Siegelwerkzeuges, wobei das Deckelmaterial, beispielsweise- aus zwei Verbundlagen besteht. Gemäß Fig. 2 wird ein analoger Verfahrensablauf, wie in Fig. 1 dargestellt, gezeigt, wobei jedoch zwischen den Lagen des Deckelelementes eine Kleberschicht vorgesehen ist. Fig. 3 zeigt ein partiell beheiztes Siegelwerkzeug mit einer Kunststoffeinlage für die Gegenplatte des Siegelwerkzeuges. Fig. 4 zeigt ein Siegelwerkzeug, welches über seinen gesamten Querschnitt beheizt ist. Fig. 5 zeigt ein partiell beheiztes Siegelwerkzeug mit Ausnehmungen in der Gegenplatte. Gemäß Fig. 6 wird die Verwendung des gemäß Fig. 1 hergestellten Deckels gezeigt, wogegen bei der Verwendung gemäß Fig. 7 durch Maßgabe eines Klebers zwischen den Verbundlagen des Deckels die Wiederverschieß- barkeit der Packung gegeben ist. Fig. 8 zeigt einen mit einem Siegelwerkzeug gemäß Fig. 4 hergestellten Deckel, welcher neben einer Entnahmeöffnung zusätzlich eine Entlüftungsöffnung zeigt.

Zur Herstellung des Deckels 1 wird beispielsweise als äußere Verbundlage 3 eine Aluminiumfolie mit einer Dicke von 10 - 100 μm eingesetzt. Es ist jedoch auch denkbar, statt dessen einen Folienverbund einzusetzen, welcher neben der vorgenannten Aluminiumfolie auch Kunststoff- und/oder Papierlagen aufweist. An der dem Konsumenten zugewandten Seite der Verbundlage 3 kann weiters ein informativer bzw. dekorativer Aufdruck vorgesehen sein.

Auf die äußere Verbundlage 3 wird in der Folge durch Kaschieren oder Extrudieren die dem Behälter zugewandte Verbundlage 2 in Form einer siegelfähigen KunststoffSchicht aufgebracht. Diese weist vorteilhafterweise eine Dicke von 6 - 100 μm auf und kann ein- oder mehrlagig ausgebildet sein. Die dafür eingesetzten Kunststoffe werden vorwiegend aus der Gruppe der Polystyrole, Polyethylene, Polyester sowie Polypropylene und deren Copolymere, sowie Mischungen daraus, bereitgestellt. Die Kunststoffe selbst können gefüllt oder ungefüllt sein, wobei als Füllstoffe vorteilhafterweise Talkum, Kieselsäure oder Kreide eingesetzt werden. Maßgeblich ist es, dass die Materialauswahl für die Verbundlagen 2 und 3 derart erfolgt, dass die zwischen den Verbundlagen 2 und 3 erzeugte Verbundhaftung niedriger als jene Verbundhaftung ist, welche zwischen der Verbund-

läge 2 und dem Behälterrand 7' vorliegt.

Das üblicherweise in Rollenware vorliegende Deckelmaterial, bestehend aus den Verbundlagen 2 und 3 wird in an sich bekannter Weise in einzelne Deckel ausgestanzt, welche in Stapel gelagert werden. Um hier den durch Adhäsionskräfte ausgebildeten Glasscheibeneffekt zu vermeiden, wird zumindest eine Oberflächenseite des Deckels ganz oder teilweise geprägt. Weiters ist es möglich, eine oder beide Oberflächenseiten des Deckels ganz oder teilweise mit einem oberflächenrauen Druckmuster zu versehen. Dies hat den Effekt, dass zwischen den oberflächenrauen Erhebungen ausreichend Luft eingeschlossen wird, welche dazu dient, den vorgenannten Glasscheibeneffekt, d.h. das Aneinanderhaften, zu vermeiden und so die Entstapelbarkeit der gelagerten Deckel zu verbessern.

Diese Deckel werden nun in einem diskontinuierlichen Verfah- ren mit einem Greifer vom Stapel abgehoben und zwischen einem Siegelwerkzeug 9 und einer Gegenplatte 12 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, das Deckelmaterial in Form von Rollenware kontinuierlich zu verarbeiten. Wie in Fig. 1 gezeigt, weist das Siegelwerkzeug 9 einen Vorsprung 10 auf, zwischen welchem eine Siegelplatte 11 angeordnet ist. Das Siegelwerkzeug 9 wird nunmehr, je nach eingesetzten Kunststoffen in den Verbundlagen 2 und 3 auf eine Temperatur von 50° C - 300° C aufgeheizt und anschließend mit einem Anpressdruck in einem Bereich von 50 bis 700 N/cm ² , vorzugsweise 75 bis 250 N/cm ² in Richtung des Pfeiles 13 - siehe Fig. Ia - herangeführt. Bedingt durch die erhöhte Temperatur und den angewandten Anpressdruck, wird der Kunststoff in der Verbundlage 2 verdrängt, sodass Trennungslinien 15 - siehe Fig. Ic - ausgebildet werden, welche in ihrer Dimensionierung im Wesentlichen dem Vorsprung 10 entsprechen. Der Vorsprung 10 wird auf eine Temperatur von beispielsweise 250 ^' C erwärmt und mit einem Anpressdruck von beispielsweise 150 N/cm ² gegen die Verbundlage 3 gepresst. Da diese aus hitzebeständigem Material, wie Aluminium besteht, wird die Wärme in die Kunststofflage 2 weitergeleitet, sodass der Kunststoff in einen erweichten bzw. geschmolzenen Zustand übergeführt und aus dem Verbund herausge- quetscht wird. Dadurch wird beidseitig der Trennungslinien 15 ein Wulst 16 gebildet. Dieser Vorgang ist schematisch in Fig. Ib bzw. ausschnittweise im Bereich des Vorsprunges 10 anhand von Fig. Ic gezeigt. Das Ausbilden des Wulstes 16 kann gleichzeitig mit dem Anheben der Gegenplatte 12 in Richtung des Pfeiles 14 erfolgen, sodass der gebildete Deckel 1 wiederum in einem Stapel gelagert oder

direkt der Abpackmaschine zugeführt werden kann.

Gemäß Verfahrensschema nach Fig. 2 wird analog wie zu Fig. 1, - siehe insbesondere Fig. 2a und 2b - vorgegangen, jedoch mit dem Unterschied, dass zwischen den Verbundlagen 2 und 3 eine Kleber- Schicht 4 vorliegt. Diese soll es ermöglichen, dass nach Ausbildung der Öffnung 6 beim Abschälen der Verbundlage 3 von der Kleberschicht 4 der Behälter 7 zumindest lose wieder verschlossen werden kann. Die Kleberschicht 4 wird entweder auf die Verbundlage 3 oder auf die Verbundlage 2 durch Kaschieren aufgebracht, wobei als Kleber, bei- spielsweise Acrylsäurecopolyester oder aber übliche Hotmelt-Ex- trusionsbeschichtungen bestehend aus Polyethylen sowie dessen Co- polymeren geeignet sind. Wie in Fig. 2c gezeigt wird beim Anpressen durch den Vorsprung 10 im Siegelwerkzeug 9 nicht nur die Verbundlage 2 sondern gleichzeitig auch die Kleberschicht 4 aus dem Verbund herausgequetscht, sodass im Bereich der Vorsprünge 10 einerseits die Trennungslinien 15 sowie andererseits der beidseits angrenzende Wulst 16 gebildet werden.

Wie in den Figuren 1 und 2 gezeigt, bewirkt die aus der Verbundlage 2 herausgedrückte Kunststoffmasse die Bildung von Wülsten 16. Diese liegen beidseitig an den Trennungslinien 15 an, wobei die Trennungslinien 15 die Umrisse einer potentiellen Öffnung, beispielsweise für die Entnahme des Packungsgutes, darstellen. Durch Ausbildung der Wülste 16 bildet sich nunmehr eine unregelmäßige Oberfläche des Deckelelementes, welche das Lagern in einem Stapel erschwert.

Man ist daher dazu übergegangen, ein besonderes Siegelwerkzeug auszubilden, mit welchem eine Öffnung 6, beispielsweise für die Entnahme des Packungsgutes, oder aber oberflächliche Erhöhungen, welche in Form von Prägestegen oder Abstandshaltern vorliegen, erzeugt werden, um das Entstapeln nach dem Lagern in einem Stapel weiter zu verbessern.

Gemäß Fig. 3 wird hier ein Siegelwerkzeug 9 in Verbindung mit einer Gegenplatte 12 gezeigt. Dabei ist in der Draufsicht des Siegelwerkzeuges 9 - siehe Fig. 3a - der Vorsprung 10 für die Bildung der potentiellen Öffnung, beispielsweise die Ξntnahmeöffnung 6 vorgesehen, welche hier die Form einer Ellipse zeigt. Flankierend dazu sind die Erhöhungen 10 ', in diesem Fall mit kreisförmiger Ausbildung- siehe dazu die Schnittdarstellung entlang der Linie A-B- C-D gemäß Fig. 3b -, vorgesehen. Diese Erhöhungen 10' bewirken beim Anpressen eine Deformation der Verbundlage 2, sodass Prägestege bzw.

Abstandshalter 19 mit einer Höhe x, siehe dazu Fig. 3c, gebildet werden. Die Höhe dieser Prägestege ist insofern einstellbar, als in der Gegenplatte 12 eine gummielastische Kunststoffeinlage 18 vorgesehen ist, die beim Anpressen ein Abfedern der weichelastischen Verbundlage 2 bewirkt. Aufgrunddessen handelt es sich hier um Erhöhungen mit relativ niedriger Schichtdicke, nämlich der Schichtdicke x. Aufgrund der partiellen Erwärmung im Bereich 17 hingegen erfolgt hier durch die Vorsprünge 10 eine materialmäßige Trennung innerhalb der Verbundlage 2, sodass die Trennungslinien 15 gebildet werden. Bedingt durch die Erwärmung und gleichzeitige Anwendung von Druck, wird hier der Kunststoff der Verbundlage 2 aus dem Verbund heraus- gepresst und bildet beidseitig der Trennungslinien 15 einen Wulst 16.

Weiters hat es sich gezeigt, dass zusätzlich zur Öffnung 6, beispielsweise für die Entnahme von Packungsgut, ebenso eine Öffnung 6 ¹ zum Ableiten von im Innenraum der Verpackung gebildeten Gasen nützlich ist. Diese wird, siehe dazu Fig. 4c, im Bereich 6' gebildet. Diese in ihrer Dimension kleinere Entnahmeöffnung entspricht einem Vorsprung 10' im Siegelwerkzeug 9 - siehe dazu Draufsicht gemäß Fig. 4a sowie die entsprechende Schnittdarstellung entlang der Linie A-B gemäß Fig. 4b. Um hier auch im Bereich des Vorsprunges 10' eine materialmäßige Trennung zu erzielen, sind gemäß Ausführungsform nach Fig. 4 sowohl Gegenplatte 12 als auch Siegelwerkzeug 9 aus Stahl ausgebildet und beheizt. Auf diese Weise kann nicht nur eine Öffnung 6 für die Entnahme von Packungsgut, sondern auch eine kleiner dimensionierte Öffnung 6', beispielsweise zum Entlüften, erzeugt werden. Freilich ist es auch denkbar, diese kreisförmigen Öffnungen 6' über den gesamten Querschnitt des Deckels 1 vorzusehen, sodass insbesondere das Lagern von schüttfähigem Gut, wie Gewürzen und Salz, ermöglicht ist, welches dann dosiert durch diese Öffnungen 6' -siehe Fig. 4c - gestreut werden kann.

Gemäß Fig. 5 wird das Siegelwerkzeug 9 partiell im Bereich 17 aufgeheizt. Dieses zeigt wiederum gemäß Fig. 5a in Draufsicht den Vorsprung 10 sowie zusätzlich dazu kreisförmige Erhöhungen 10'. Um jedoch hier im endgefertigten Deckel die Erhöhungen 19' durch Tiefziehen ausgestalten zu können und somit eine im Vergleich zur Höhe x gemäß Ausführungsform von Fig. 3 erhöhte Schichtdicke y zu erreichen, weist die Gegenplatte 12 Vertiefungen 21 mit der Funktion einer Patrize auf, siehe dazu die Schnittdarstellung gemäß Fig. 5b entlang der Linie A-B-C-D. Somit erfolgt im Bereich 22 ein Tiefzieh-

Vorgang, bei welchem die Erhöhungen 19' die Funktion einer Matrize übernehmen und in ihrer Dicke wesentlich stärker ausgebildet sind als jene gemäß Ausführungsform nach Fig. 3a. Die erzeugten Schichtdicken y sind aus Fig. 5c ersichtlich. Gemäß Fig. 6 wird die Verwendung des nach Verfahrensschema von Fig. 2 hergestellten Deckels 1 zum Verschließen eines Behälters 7 gezeigt. Dabei wird die Öffnungshilfe 5, beispielsweise eine Grifflasche, in Richtung des Pfeiles 8 angezogen, sodass durch die aufgewandte Aufreißkraft die Verbundlagen 2 und 3 voneinander ge- trennt (gepeelt) werden. Bedingt durch die materialmäßigen Trennungslinien 15 - in Fig. 6 nicht dargestellt - wird während des Öffnungsvorganges die Öffnung 6 gebildet, wobei in einem die der Öffnung entsprechende Verbundlage 2 ' an der oberen Verbundlage 3 haften bleibt. Dies ist auch durch die Maßgabe der integrierten Siegelplatte 11 - in Fig. 6 nicht dargestellt - bedingt, welche zu einer partiellen Erhöhung der Verbundhaftung im Bereich der Öffnung zwischen der Deckellage 2 und 3 führt. Die verbleibende Verbundlage 2' hingegen bleibt weiterhin am Behälterrand 7' haften; dies ist durch die zwischen dem Behälterrand 7' und der Verbundlage 2' erhöh- ten Verbundhaftung bedingt.

In Fig. 7 wird die Verwendung eines Deckels 1 gezeigt, welcher gemäß Verfahrensschema von Fig. 2 hergestellt wurde. Durch Anwenden einer Kraft in Richtung des Pfeiles 8 wird die Öffnung 6 gebildet. Bedingt durch die Kleberschicht 4 kann die Öffnung 6 durch Andrücken der oberen Verbundlage 3 zumindest wieder lose verschlossen werden. In Fig. 8 wird die Verwendung eines Deckels 1 gezeigt, welcher mit einem Siegelwerkzeug gemäß Fig. 4 hergestellt ist. Durch die Dimensionierung dieses Siegelwerkzeuges werden materialmäßige Trennungen für jeweils zwei Öffnungen erzeugt, wobei die Öffnung 6 als Entnahmeöffnung und die Öffnung 6' als Entlüftungsöffnung fungiert. Beide Öffnungen 6, 6' werden beim Abschälen der Deckellage 3 von der Deckellage 2 gebildet.

Zusammenfassend kann gesagt werden, dass durch die Ausführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in einfacher Weise Deckel mit Öffnungen 6 bzw. 6' hergestellt werden können. Die in ihrer Dimensionierung oftmals kreisförmige oder ellipsoide Öffnung 6 dient beispielsweise zur Entnahme von Packungsgut. Die in ihrer Dimensionierung hingegen reduzierte Öffnung 6' dient beispielsweise zum Entlüften bzw. zum Ausstreuen von schüttfähigem Packungsgut, wie Gewürze, Salz oder dgl .. Um die während des Herstellungsverfahrens

gebildeten Wülste 16 bestehend aus herausgequetschtem Kunststoff austarieren zu können und dadurch eine formgerechte Lagerung in einem Stapel zu gewährleisten, können mit dem gemäß Erfindung eingesetzten Siegelwerkzeug in einem Erhöhungen durch Tiefziehen erzeugt werden. Diese Erhöhungen wirken wie Prägestege oder Abstandhalter, sodass ein formgerechtes Lagern in einem Stapel, ohne dass dieser umkippt, gewährleistet ist.