DE3521373C2 - Pressure relief valve for a packaging container, in particular made of flexible material, and its manufacturing process - Google Patents
Pressure relief valve for a packaging container, in particular made of flexible material, and its manufacturing processInfo
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Abstract
Bei einem Überdruckventil (2) für einen Verpackungsbehälter, insbesondere aus flexiblem Werkstoff mit einer gasdichten, aus elastischer Folie bestehenden Ventilplatte (3), die mindestens einen Durchbruch (9) aufweist und einer parallel auf der Ventilplatte (3) angeordneten ebenfalls elastischen Abdeckfolie (5), die versetzt gegenüber dem Durchbruch (9) der Ventilplatte (3) ebenfalls mindestens einen Durchbruch (Schlitze 13, 13') aufweist, wobei bei einem Überdruck im Verpackungsbehälter das den Überdruck verursachende Gas durch ein Loch (10) in der Behälterwand (1), durch den Durchbruch (9) der Ventilplatte (3) zwischen dieser und der Abdeckfolie (5) hindurch durch den bzw. die versetzten Durchbrüche ausströmen kann und bei einem Unterdruck im Verpackungsbehälter durch die Abdeckfolie (5) der Durchbruch (9) in der Ventilplatte (3) geschlossen gehalten ist, wird zur Erzielung einer einfachen Herstellung und besonders flachen Bauweise und einfachen wenigen Teilen vorgeschlagen, daß der bzw. die Durchbrüche in der Abdeckfolie (5) als schmaler Schlitz (13, 13') ausgebildet sind.In a pressure relief valve (2) for a packaging container, in particular made of flexible material with a gas-tight valve plate (3) made of elastic film, which has at least one opening (9) and a cover film (5) which is also elastic and is arranged parallel to the valve plate (3) and which also has at least one opening (slots 13, 13') offset from the opening (9) in the valve plate (3), whereby in the event of an overpressure in the packaging container the gas causing the overpressure can flow out through a hole (10) in the container wall (1), through the opening (9) in the valve plate (3) between the latter and the cover film (5) through the offset opening(s) and in the event of a negative pressure in the packaging container the opening (9) in the valve plate (3) is kept closed by the cover film (5), in order to achieve simple production and a particularly flat construction and simple, few parts it is proposed that the opening(s) in the cover film (5) are designed as a narrow slot (13, 13') are formed.
Description
Die Erfindung betrifft ein Überdruckventil für einen Verpackungsbehälter, insbesondere aus flexiblem Werkstoff mit einer gasdichten, aus elastischer Folie bestehenden Ventilplatte, deren Öffnung sich mit einem Loch in der Behälterwand deckt und einer parallel auf der Ventilplatte angeordneten ebenfalls elastischen Abdeckfolie, die nach außen versetzt gegenüber der Öffnung der Ventilplatte mindestens einen gasdurchlässigen Durchbruch aufweist, und außerhalb des Durchbruches durch eine ringförmige geschlossene Verbindungsschweißnaht mit der Ventilplatte verbunden ist, wobei die Ventilplatte zwischen Öffnung und dem Durchbruch als Ventilsitz für die Abdeckfolie dient. The invention relates to a pressure relief valve for a packaging container, in particular made of flexible material with a gas-tight valve plate made of elastic film, the opening of which covers a hole in the container wall and a cover film which is also elastic and is arranged parallel to the valve plate and which has at least one gas-permeable opening offset outwards from the opening of the valve plate and is connected to the valve plate outside the opening by an annular closed connecting weld seam, the valve plate serving as a valve seat for the cover film between the opening and the opening.
Bei einem aus der DE-OS 33 12 887 bekannten solchen Überdruckventil sind die Durchbrüche der Ventilplatte und der Abdeckfolie kreisrunde Löcher. Um beim Ausströmen des Gases zu verhindern, daß Teilchen der Packung mitgerissen und zwischen die Ventilplatte und Abdeckfolie gelangen können, wird zwischen der Behälterwand und dem Überdruckventil ein Filter angeordnet, das eine gewisse Verformung der Ventilplatte und der Abdeckfolie verlangt. Durch diese notwendigen Verformungen ist der sichere Verschluß des Überdruckventils in Frage gestellt. Zum gasdichten Abschließen ist zusätzlich noch zwischen der Ventilplatte und der Abdeckfolie eine zähflüssige Zwischenschicht aus Silikonöl vorgesehen. Dieses Silikonöl kann insbesondere beim Auftreten höherer Temperaturen in das innere der Verpackung gelangen und zu unerwünschten Verunreinigungen führen. Zum anderen wird durch das Silikonöl das Verkleben der Ventilplatte mit der Abdeckfolie und der Behälterwand erschwert, so daß die Fertigung relativ aufwendig ist und große Sorgfalt verlangt.In a pressure relief valve of this type known from DE-OS 33 12 887, the openings in the valve plate and the cover film are circular holes. In order to prevent particles from the packaging from being carried along and getting between the valve plate and the cover film when the gas flows out, a filter is placed between the container wall and the pressure relief valve, which requires a certain deformation of the valve plate and the cover film. These necessary deformations put the secure closure of the pressure relief valve at risk. To ensure a gas-tight seal, a viscous intermediate layer of silicone oil is also provided between the valve plate and the cover film. This silicone oil can get into the interior of the packaging, particularly at high temperatures, and lead to undesirable contamination. On the other hand, the silicone oil makes it difficult to bond the valve plate to the cover film and the container wall, so that production is relatively complex and requires great care.
Aus den DE-AS&min;n 19 03 048 und 23 60 126 sind noch Überdruckventile bekannt, die aus relativ großvolumigen Formteilen bestehen und relativ aufwendige Vorrichtungen beim Versehen der Verpackungsbehälter mit den Ventilen notwendig machen, insbesondere wird ein sehr großes Verpackungsvolumen beansprucht, wenn diese Behälter mit den Ventilen versehen sind. Auch beim Füllen der Verpackungsbehälter treten Probleme auf, wenn beim Transport die vorstehenden Ventile abgerissen oder beschädigt werden.Pressure relief valves are also known from DE-AS 19 03 048 and 23 60 126, which consist of relatively large-volume molded parts and require relatively complex devices when fitting the packaging containers with the valves. In particular, a very large packaging volume is required when these containers are fitted with the valves. Problems also arise when filling the packaging containers if the protruding valves are torn off or damaged during transport.
Schließlich ist aus der DE-OS 26 25 350 noch ein Überdruckventil mit einem porösen Ventilelement bekannt, das mit einer Flüssigkeit imprägniert ist. Bei Überdruck reißt der Flüssigkeitsfilm, so daß Gas austreten kann. Die Funktion des Ventils ist sehr stark temperaturabhängig und bei Flüssigkeitsverlust geht die Funktion verloren.Finally, DE-OS 26 25 350 discloses a pressure relief valve with a porous valve element that is impregnated with a liquid. In the event of excess pressure, the liquid film breaks, allowing gas to escape. The function of the valve is very dependent on temperature, and if liquid is lost, the function is lost.
In Vermeidung der geschilderten Nachteile liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, ein einfach und rationell herzustellendes Überdruckventil der eingangs genannten Art zu schaffen, das bei geringem Bauvolumen besonders flach baut und sich leicht vollautomatisch herstellen und mit dem Verpakkungsbehälter verbinden läßt.In order to avoid the disadvantages described, the object of the present invention is to create a pressure relief valve of the type mentioned at the outset which can be manufactured simply and efficiently, which is particularly flat with a small construction volume and can be easily manufactured fully automatically and connected to the packaging container.
Zur Lösung dieser Aufgabe sieht die Erfindung vor, daß der bzw. die Durchbrüche in der Abdeckfolie als schmale, durch einfache Schnittstanzung hergestellte Schlitze ausgebildet sind und etwa konzentrisch zur Öffnung der Ventilplatte in der Abdeckfolie angeordnet sind, wobei die Verbindungsnaht innerhalb des Außenumfangs der Abdeckfolie liegt und die Schnittstanzung parallel in einem Abstand von etwa 1 bis 2 mm zu dieser verläuft. Die Gefahr des Eindringens von Partikeln wird durch die Ausbildung der Schlitze als einfache Schnittstanzung ohne Materialheraustrennung können wegen der eng aneinander anliegenden Ränder kein Schmutz in das Ventil eindringen. Es ist deshalb kein besonderes Filter erforderlich. Trotzdem bleibt die Funktionsfähigkeit erhalten und das Ventil kann besonders flach bauen, so daß bei flach zusammengelegten Behältern beim Aufbewahren durch die angebrachten Überdruckventile nur eine geringe Erhöhung der Dicke auftritt. Bei der Handhabung der Behälter beim Füllen, Transportieren und Aufbewahren besteht durch die flache Ventilausbildung kaum eine Beschädigungsgefahr.To achieve this object, the invention provides that the opening(s) in the cover film are designed as narrow slots produced by simple punching and are arranged approximately concentrically to the opening of the valve plate in the cover film, with the connecting seam lying within the outer circumference of the cover film and the punching running parallel to it at a distance of approximately 1 to 2 mm. The risk of particles getting in is reduced by the design of the slots as simple punching without removing material; no dirt can get into the valve because the edges are so close together. No special filter is therefore required. Despite this, functionality is retained and the valve can be built particularly flat, so that when containers are folded flat during storage, only a slight increase in thickness occurs due to the pressure relief valves fitted. When handling the containers during filling, transport and storage, there is hardly any risk of damage due to the flat valve design.
Durch natürliche Elastizität des Materials bleibt der Schlitz geschlossen, nur bei Innendruck erfolgt beim Ausströmen des Gases unter Überdruck ein kurzes Anheben einer Schlitzkante.Due to the natural elasticity of the material, the slot remains closed; only when there is internal pressure and the gas escapes under excess pressure does one edge of the slot briefly rise.
Besonders vorteilhaft für die Herstellung und Handhabung können die Außenränder der Ventilplatte und der Abdeckfolie mindestens teilweise miteinander verbunden sein, vorzugsweise örtlich durch balkenförmige, ovale oder kreisrunde Schweißpunkte. Der Durchmesser der Verbindungsschweißnaht kann etwa halb so groß sein wie der Durchmesser der kreisscheibenförmige Ventilplatte und der Abdeckfolie. Die Gesamtlänge der vorzugsweise zwei Schnittstanzungen betragen etwa 30% des Umfangs des Kreises, auf dem sie angeordnet sind, wobei die Schnittstanzungen zweckmäßigerweise symmetrisch angeordnet sind.Particularly advantageous for production and handling, the outer edges of the valve plate and the cover film can be at least partially connected to one another, preferably locally by bar-shaped, oval or circular welding points. The diameter of the connecting weld seam can be about half the diameter of the circular disk-shaped valve plate and the cover film. The total length of the preferably two cut punches is about 30% of the circumference of the circle on which they are arranged, with the cut punches expediently being arranged symmetrically.
Zur vollautomatischen Anbringung der Überdruckventile am Verpackungsbehälter kann die der Abdeckfolie gegenüberliegende Flachseite der Ventilplatte mit einer Haftkleberschicht versehen sein, die vor dem Verbinden mit dem Verpackungsbehälter durch ein silikonisiertes Trägerband abgedeckt ist, wobei dann viele Überdruckventile auf dem Trägerband angeordnet, von dort abgehoben und auf dem Verpackungsbehälter angebracht werden, in einem ähnlichen Verfahren, wie dies bei Etikettenspendern zur Warenkennzeichnung bekannt ist.For fully automatic attachment of the pressure relief valves to the packaging container, the flat side of the valve plate opposite the cover film can be provided with a pressure-sensitive adhesive layer, which is covered by a siliconized carrier tape before being connected to the packaging container, whereby many pressure relief valves are then arranged on the carrier tape, lifted off from there and attached to the packaging container, in a process similar to that known for label dispensers for product labeling.
Zweckmäßigerweise ist die die Ventilplatte bildende elastische Folie eine haftgummierte, etwa 0,08 bis 0,1 mm dicke Kunststoffolie, vorzugsweise aus PVC und die Abdeckfolie ist etwa gleich dick oder geringfügig dicker.Advantageously, the elastic film forming the valve plate is a rubber-coated plastic film approximately 0.08 to 0.1 mm thick, preferably made of PVC, and the cover film is approximately the same thickness or slightly thicker.
Beim erfindungsgemäßen Herstellungsverfahren der beschriebenen Überdruckventile wird von einer ersten Vorratsrolle eine einseitig mit einer Haftkleberschicht und einem Trägerband versehene elastische Folienbahn abgezogen und einer Durchfallstanzvorrichtung zum Stanzen durchgehender Öffnungen zugeführt, von einer zweiten Vorratsrolle wird eine weitere elastische Folienbahn abgezogen und einer Schnittstanzvorrichtung zugeführt, in der Durchbrüche in Form von Schlitzen durchgestanzt werden. Dann werden beide Folienbahnen zusammen einer Schweißstation zugeführt, in der durch Verbindungsnähte und Schweißpunkte die beiden Folienbahnen miteinander verschweißt und anschließend einer Ausstanzvorrichtung zugeführt werden, in der die einzelnen so gebildeten Überdruckventile ohne Durchstanzen des Trägerbands freigestanzt werden. Anschließend werden die ein Abfallgitter abgebenden zusammenhängenden Restfolienbahnen vom die Überdruckventile tragenden Trägerband abgezogen und schließlich wird das Trägerband in jeweils eine Reihe Überdruckventile tragende Einzelbänder in einer Etikettenbahnen-Trennschneidvorrichtung aufgeteilt und die einzelnen Etikettenbahnen aufgewickelt oder in Zick-Zack- Faltung abgelegt.In the method for producing the pressure relief valves described according to the invention, an elastic film web provided on one side with a pressure-sensitive adhesive layer and a carrier tape is pulled from a first supply roll and fed to a through-punching device for punching through-openings, a further elastic film web is pulled from a second supply roll and fed to a cutting punching device in which openings in the form of slots are punched through. Then both film webs are fed together to a welding station in which the two film webs are welded together by connecting seams and welding points and then fed to a punching device in which the individual pressure relief valves thus formed are punched free without punching through the carrier tape. Then the connected residual film webs forming a waste grid are pulled off the carrier tape carrying the pressure relief valves and finally the carrier tape is divided into individual tapes each carrying a row of pressure relief valves in a label web separating and cutting device and the individual label webs are wound up or laid down in a zigzag fold.
Zur Erzielung eines stabilen, leicht abziehbaren Abziehgitters, bei dem die Reste beider Trägerbahnen auf einmal ohne Schwierigkeiten abgezogen werden können, sind die Schweißpunkte die späteren Stanzränder des Überdruckventils übergreifend angeordnet, so daß nach dem Ausstanzen durch die Schweißpunkte sowohl die Außenränder der freigestanzten Überdruckventile punktweise miteinander verbunden sind als auch die Innenränder der Ausstanzungen der beiden Folienbahnen.In order to achieve a stable, easily removable peel-off grid, from which the remains of both carrier webs can be removed at once without difficulty, the welding points are arranged over the later punched edges of the pressure relief valve, so that after punching out, both the outer edges of the punched-out pressure relief valves and the inner edges of the punched-out areas of the two film webs are connected to one another at points by the welding points.
Weitere erfindungsgemäße Ausbildungen sind den Unteransprüchen zu entnehmen und werden mit ihren Vorteilen in der nachstehenden Beschreibung näher erläutert. In den Zeichnungen zeigtFurther embodiments according to the invention can be found in the subclaims and are explained in more detail with their advantages in the following description. In the drawings,
Fig. 1 einen Schnitt durch ein auf einer Behälterwand aufgebrachtes Überdruckventil, Fig. 1 shows a section through a pressure relief valve mounted on a container wall,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein auf einem Trägerband angeordneten Überdruckventil in kleinerem Maßstab und Fig. 2 is a plan view of a pressure relief valve arranged on a carrier tape on a smaller scale and
Fig. 3 eine schematische Darstellung der Herstellungsvorrichtung zur Erläuterung des Herstellungsverfahrens. Fig. 3 is a schematic representation of the manufacturing apparatus to explain the manufacturing process.
Ein außen auf einer Behälterwand 1 aufgeklebtes Überdruckventil 2 besteht hauptsächlich aus einer Ventilplatte 3, die mittels einer Haftkleberschicht 4 mit der Behälterwand 1 dicht verklebt ist und einer elastischen Abdeckfolie 5. Die Außenränder 6, 7 der Ventilplatte 3 und der Abdeckfolie 5 sind durch an den Außenrändern 6, 7 verteilte Schweißpunkte 8miteinander verschweißt. Sowohl die Ventilplatte 3 als auch die Abdeckfolie 5 bestehen aus einer elastischen Folie, vorzugsweise aus PVC, mit einer Dicke von etwa 0,08 bis 0,1 mm. Die kreisrunde Ventilplatte 3, mit einem Außendurchmesser von etwa 32 mm im Ausführungsbeispiel, ist mittig mit einer Öffnung 9 von etwa 3 mm Durchmesser versehen, der über einem Loch 10 der Behälterwand 1 des nicht näher dargestellten Verpackungsbehälters aus flexiblem Werkstoff plaziert ist.A pressure relief valve 2 glued to the outside of a container wall 1 consists mainly of a valve plate 3 , which is tightly glued to the container wall 1 by means of a pressure-sensitive adhesive layer 4 , and an elastic cover film 5. The outer edges 6, 7 of the valve plate 3 and the cover film 5 are welded together by welding points 8 distributed along the outer edges 6, 7. Both the valve plate 3 and the cover film 5 consist of an elastic film, preferably made of PVC, with a thickness of approximately 0.08 to 0.1 mm. The circular valve plate 3 , with an outer diameter of approximately 32 mm in the exemplary embodiment, is provided in the middle with an opening 9 of approximately 3 mm diameter, which is placed over a hole 10 in the container wall 1 of the packaging container (not shown in detail) made of flexible material.
Parallel zu den Außenrändern 6, 7 sind die Ventilplatte 3 und die Abdeckfolie 5 durch eine ringförmige Verbindungsnaht 11 dicht miteinander verschweißt. Der Durchmesser dieser Verbindungsnaht 11 beträgt im Ausführungsbeispiel etwa 16 mm.Parallel to the outer edges 6, 7, the valve plate 3 and the cover film 5 are tightly welded together by an annular connecting seam 11. The diameter of this connecting seam 11 is approximately 16 mm in the exemplary embodiment.
Parallel und innerhalb der Verbindungsnaht 11 in einem Abstand 12 von etwa 1 bis 2 mm ist die Abdeckfolie 5 mit zwei gegenüberliegenden Durchbrüchen in Form von schmalen Schlitzen 13, 13&min; versehen, die einfache Stanzschnitte mit einer Länge von etwa 7 mm sind, so daß die Ränder der Schlitze 13, 13&min; aneinanderliegen. Beim Stanzen entsteht dabei kein Stanzabfall.Parallel to and within the connecting seam 11 at a distance 12 of approximately 1 to 2 mm, the cover film 5 is provided with two opposite openings in the form of narrow slits 13 , 13' , which are simple punched cuts with a length of approximately 7 mm, so that the edges of the slits 13, 13' lie against one another. No punching waste is produced during punching.
Die Funktionsweise des Überdruckventils 2 ist folgende:The pressure relief valve 2 works as follows:
Entsteht im Behälterinneren ein Überdruck, bspw. beim Ausgasen von gerösteten Kaffeebohnen, so kann das Gas durch das Loch 10 und der Öffnung 9 unter Anhebung des inneren Teils der Abdeckfolie 5 durch die Durchbrüche 13, 13&min; entweichen. Durch die Elastizität der Abdeckfolie 5 legt sich bei nachlassendem Innendruck die Abdeckfolie 5 wieder dicht auf der Ventilplatte 3 auf, so daß bei einem eventuellen Unterdruck im Behälter von außen keine Luft einströmen kann. Das Überdruckventil 3 ist also ein Einwegventil.If excess pressure builds up inside the container, for example when roasted coffee beans emit gas, the gas can escape through the hole 10 and the opening 9 by lifting the inner part of the cover film 5 through the openings 13, 13' . Due to the elasticity of the cover film 5, when the internal pressure decreases, the cover film 5 lies tightly on the valve plate 3 again, so that in the event of a negative pressure in the container, no air can flow in from the outside. The pressure relief valve 3 is therefore a one-way valve.
Anhand der Fig. 3 soll nun die Herstellung von Überdruckventilen 2, gemäß der Fig. 1, beschrieben werden. Von einer ersten Vorratsrolle 14 wird eine elastische Folienbahn 15, die aus einer PVC-Folie, einer Haftkleberschicht 4 und einem silikonisierten Trägerband 16 besteht, abgezogen und einer Durchfallstanzvorrichtung 17 zugeführt, mittels der die Öffnungen 9 durchgestanzt werden und zwar durch die gesamte elastische Folienbahn 15.The production of pressure relief valves 2 according to Fig. 1 will now be described with reference to Fig. 3. An elastic film web 15 , which consists of a PVC film, a pressure-sensitive adhesive layer 4 and a siliconized carrier tape 16 , is pulled off a first supply roll 14 and fed to a punching device 17 , by means of which the openings 9 are punched through, namely through the entire elastic film web 15 .
Weiter wird parallel von einer zweiten Vorratsrolle 18 eine weitere elastische Folienbahn 19, ebenfalls aus PVC, abgezogen und einer Stanzvorrichtung 20 zugeführt, in der die Schlitze 13, 13&min; durchgestanzt werden. Danach werden die beiden Folienbahnen 15 und 19 gemeinsam einer Verschweißstation 21 zugeführt, in der einmal die Schweißpunkte 8 und konzentrisch dazu die ringförmige Verbindungsnaht 11 geschweißt werden, so daß dann beide Folienbahnen 15 und 19 wenigstens an den Schweißstellen fest miteinander verbunden sind und flach aneinander anliegen. In einer Ausstanzstation 22 folgt eine ringförmige Durchstanzung von oben her bis zur Haftkleberschicht 4. Das Trägerband 16 bleibt von dieser Freistanzung verschont. Durch die Freistanzung werden die Außenränder 6 und 7 gestanzt, wobei durch die Stanzung die Schweißpunkte 8, die zweckmäßigerweise balkenförmig aber auch oval oder kreisrund ausgebildet sein können, durchgeschnitten werden, so daß kreisrunde, die Überdruckventile 2 abgebende Folienteile freigestanzt werden. Zwischen den einzelnen kreisrunden Überdruckventilen 2 bleibt ein zusammenhängendes Abfallgitter 23 bestehen, das nach der Ausstanzung, wie in Fig. 3 ersichtlich ist, abgezogen und auf einer Rolle 24 aufgewickelt wird. Danach liegen die Überdruckventile 2 frei auf dem Trägerband 16. Zur Herstellung von Überdruckventilen in hoher Stückzahl, sind die beschriebenen Stationen über die Breite der Folienbahnen 15, 19 mehrfach angeordnet. In einer Etikettenbahnen- Trennschneidevorrichtung 25 wird ohne Beschädigung der Überdruckventile 2 das Trägerband in Streifen aufgeschnitten und dann die einzelnen Streifen auf einer Rolle 26 nebeneinander aufgerollt. Anstelle der Rolle 26 können die Trägerbandbahnen 16 mit den Überdruckventilen 22 auch in Zickzacklage abgelegt und für ihre spätere Verwendung zum Aufbringen auf der Behälterwand 1 aufbewahrt und transportiert werden.In parallel, another elastic film web 19 , also made of PVC, is pulled off a second supply roll 18 and fed to a punching device 20 in which the slots 13, 13' are punched through. The two film webs 15 and 19 are then fed together to a welding station 21 in which the welding points 8 and the ring-shaped connecting seam 11 concentrically thereto are welded so that both film webs 15 and 19 are then firmly connected to one another at least at the welding points and lie flat against one another. In a punching station 22, a ring-shaped punching takes place from above to the pressure-sensitive adhesive layer 4. The carrier tape 16 is spared from this free punching. The outer edges 6 and 7 are punched out by the punching, whereby the welding points 8 , which can be expediently bar-shaped but also oval or circular, are cut through by the punching, so that circular film parts that release the pressure relief valves 2 are punched out. A continuous waste grid 23 remains between the individual circular pressure relief valves 2 , which is pulled off after punching, as can be seen in Fig. 3, and wound up on a roll 24. The pressure relief valves 2 then lie freely on the carrier tape 16. In order to produce pressure relief valves in large numbers, the stations described are arranged several times across the width of the film webs 15, 19. In a label web separating cutting device 25, the carrier tape is cut into strips without damaging the pressure relief valves 2 and then the individual strips are rolled up next to one another on a roll 26 . Instead of the roll 26, the carrier tape webs 16 with the pressure relief valves 22 can also be laid down in a zigzag position and stored and transported for their later use for application to the container wall 1 .
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