| WO/2002/083402 | METHOD FOR PRODUCING FLANGED MOLDING |
| JP03098845 | PACKAGING CONTAINER FOR PUDDING TYPE FOOD |
| JP2001072037 | DOUBLE CONTAINER AND ITS MANUFACTURING METHOD |
KRAJNOVIC, Braco (Schachenweidstrasse 33, Ebikon, CH-6030, CH)
| Patentansprüche 1. Verfahren zum Herstellen einer Verpackung (20), insbesondere eines Bechers mit den folgenden Schritten: - Ausstanzen eines Schlitzes (12) aus einer ersten Bahn (11), - Kaschieren der ersten Bahn (11) mit einer zweiten Bahn (13), um einen Verbund (10) herzustellen, wobei diese zweite Bahn (13) den Schlitz (12) überdeckt, - Ausstanzen einer Mantelform (14) aus dem Verbund (10), wobei die Mantelform (14) die Dimensionen einer Wand der Verpackung (20) definiert und die Mantelform (14) zwei Seiten kanten (15, 16) aufweist, - Entnehmen der Mantelform (14) aus dem Verbund (10), wobei im Bereich des vormaligen Schlitzes (12) die zweiteBahn (13) über die erste Bahn (11) übersteht und eine Lasche (17) bildet, - Erzeugen eines Kantenschutzes im Bereich der Seitenkanten (15, 16), wobei die Lasche (17) um einen Endbereich der ersten Bahn (11) herumgelegt wird, - Formen der Verpackung (20) aus der Mantelform (14), wobei die beiden Seitenkanten (15, 16) überlappend zusammengeführt und verbunden werden. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Schlitz (12) eine Schlitzlänge (LS) aufweist, die wenigstens in etwa der Länge (LK) der Seitenkanten (15, 16) entspricht und/oder dass der Schlitz (12) mit einem Winkel (W) gegenüber einer Längsrichtung (L) der ersten Bahn (11) geneigt ist, wobei der Winkel (W) in etwa einem Öffnungswinkel (Wl) der Verpackung (20) entspricht. 3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass für die erste Bahn (11) ein Papier, ein Karton, ein Vliesstoff, Moulded Fiber oder andere aus insbesondere nachwachsende und/oder vorzugsweise biologisch abbaubare Rohstoffe eingesetzt werden. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass für die zweite Bahn (13) insbesondere nachwachsende und/oder vorzugsweise biologisch abbaubare Rohstoffe eingesetzt werden um die zweite Bahn (13) zu bilden und diese ein- oder mehrlagig auszubilden, wobei diese zweite Bahn (13) Barriere- und/oder Resistenzeigenschaften aufweist und dass es sich bei der zweiten Bahn (13) um eine flüssigkeitsabweisende Papier-, Papierersatz-, Pergamin-, Pergaminersatz-, Pergament-, Karton-, Feinkarton-, Pappe-Bahn (13) handeln kann, wobeidie zweite Bahn beschichtet, insbesondere wachsbeschichtetsein kann und Barriere- und/oder Resistenzeigenschaften gegenüber dem Füllgut der Verpackung (20), insbesondere gegenüber Flüssigkeiten, Fetten und/oder Ölen, aber auch flüssigkeitsabweisende Eigenschaften aufweisen kann. 5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kaschieren und/oder zum Erzeugen eines Kantenschutzes und/oder beim Formen der Verpackung (20) ein insbesondere recycelbarer Klebstoff, Haftvermittler und/oder Siegellack eingesetzt wird, wobei auch die erste Bahn (11) und die zweite Bahn (13) mit einem Klebstoff, Haftvermittler und/oder Siegellack miteinander verbunden werden können und/oder dass die erste Bahn (11) und/oder die zweite Bahn (13) in einem Zwischenschritt bedruckt wird, wobei zum Bedrucken vorzugsweise ein recycelbarer Farbstoff eingesetzt wird. 6. Verpackung, insbesondere Papierbecher (20) mit einer Mantelfläche aus Verbundmaterial, die zwei Seitenkanten (15, 16) aufweist, die in einem Verbindungsbereich überlappend zusammengeklebt sind, wobei eine äußere Schicht der Mantelfläche aus dem Material einer ersten Bahn (11) gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass - das Material der ersten Bahn (11) auf der nach innen weisenden Seite der Mantelfläche mit einer zweiten Bahn (13) ausgerüstet ist, - die Papierschicht (13) im Bereich einer der Seitenkanten (16) zu einer Lasche (17) geformt ist, die als Kantenschutz um die Seitenkante (16) herum gelegt ist, und - wobei sich im Verbindungsbereich von innen nach außen folgende Schichtfolge ergibt: zweite Schicht (13), Material der ersten Bahn (11), Lasche (17) aus dem Material der zweiten Schicht (13), zweite Schicht (13) und Material der ersten Bahn (11). 7. Verpackung (20) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der zweiten Schicht (13) um eine Barriere- und/oder Resistenzeigenschaften ein- oder mehrlagige Schicht aus insbesondere aus nachwachsenden und/oder vorzugsweise biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellte Schicht handelt, die als flüssigkeitsabweisende Schicht (13) ausgebildet sein kann. 8. Verpackung (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass Pergament, Pergamin oder beschichtetes, insbesondere wachsbeschichtetes Papier als zweite Schicht (13) dient. 9. Verpackung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass zum Kaschieren zwischen der ersten Bahn (11) und der Schicht (13), und/oder im Bereich des Kantenschutzes ein Klebstoff, ein Haftvermittler und/oder eine Siegelschicht eingesetzt wurde. 10. Verpackung (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass als Haftvermittler- bzw. Kleberschicht ein Klebstoff aus oder auf Basis von Stärke, Lignin, Kautschuk, Kasein, Dextrin, Celluloseacetaten, Knochenleim, Fischleim, Zitronensäure, Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, Soja und/oder Gelatine, deren Mischungen und/oder Abwandlungen, ein Klebstoff auf Basis von Biopolymeren hergestellt aus Stärke, thermoplastischer Stärke, Polymilchsäure (PLA), kristallines PLA, amorphes PLA, wobei D-PLA, L-PLA und deren Mischungen eingesetzt werden können, Polycaprolactone (PCL), Polyhydroxyalkanoide (PHA), Polyhydroxybutyrate (PHB), biologisch abbaubare Polyester und/oder Copolyester, aliphatische Copolyester, aromatische Copolyester und/oder aromatisch-aliphatische Copolyester oder deren Blends und/oder daß der Klebstoff funktionelle Gruppen auf Basis von Polyvinylacetaten (PVAc), Ethylenvinylalkoholen (EVOH) und/oder Polyvinylalkoholen (PVOH) eingesetzt wird, wobei der Klebstoff als Hotmelt, Coldmelt, Lösung oder Dispersion mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln vorliegen, ein Plastifizierer zugesetzt und/oder aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder biologisch abbaubar sein kann und/oder daß der Klebstoff durch Wärme, Ultraschall oder andere Quellen reaktivierbar ist. 11. Verpackung (20) nach einem der vorhergehenden Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bahn (11) und/oder die zweite Bahn (13) bedruckt ist, wobei zum Bedrucken vorzugsweise ein recyclebarer Farbstoff eingesetzt wurde. 12. Verpackung (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Bahn (11) und/oder die zweite Bahn (13) wenigstens einseitig imprägniert oder beschichtet ist mit beispielsweise Fluorkohlenstoffen, Mikrowachsen, Polymeren, gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäuren bzw. Fettsäureestern, pflanzliche Öle wie beispielsweise Olivenöl oder Rizinusöl, Substanzen mit funktionalen Gruppen vorzugsweise auf Basis von Polyvinylacetaten (PVAc), Ethylenvinylalkoholen (EVOH), Polyvinylalkoholen (PVOH), Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, PLA oder auf anderer vor allem nachwachsender und/oder biologisch abbaubarer Basis, oder dergleichen, wobei diese als wässrige, ölige oder sonstige Lösungen und/oder Dispersionen vorliegen können, wobei beide Bahnen über den normalen Hausmüll entsorgbar, auflösbar, kompostierbar, repulpable und/oder recycelbar sein können. 13. Verpackung (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die erste Bahn (11) recyceltes Material, insbesondere recyceltes Fasermaterial und/oder vorzugsweise faseriges Material enthält, die alle nicht für direkten Kontakt zu Lebensmitteln geeignet sein müssen, enthält. 14. Verpackung nach einem der Ansprüche 6 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf beiden Seiten der ersten Bahn (11) jeweils wenigstens eine zweite Bahn (13) angeordnet ist. 15. Vorrichtung zum maschinellen Herstellen einer Verpackung (20) nach einem der Ansprüche 6 bis 14, wobei diese Vorrichtung umfasst: - eine erste Stanzvorrichtung zum Ausstanzen eines Schlitzes (12) aus einer ersten Bahn (1 1), - eine Kaschiervorrichtung zum Kaschieren der ersten Bahn (11) mit einer zweiten Bahn (13), um einen Verbund (10) herzustellen, wobei die Kaschiervorrichtung so ausgelegt ist, dass nach dem Kaschieren die zweite Bahn (13) den Schlitz (12) überdeckt, - eine zweite Stanzvorrichtung zum Ausstanzen einer Mantelform (14) aus dem Verbund (10), - eine Vorrichtung zum Entnehmen oder Ausstoßen der Mantelform (14) aus dem Verbund (10), - eine Verpackungsmaschine, insbesondere eine Bechermaschine, wobei in der Verpackimgsmaschine die Lasche (17) um einen Endbereich der ersten Bahn (11) herumgelegt wird, während die Verpackung (20) aus der Mantelform (14) durch ein überlappendes Zusammenführen der beiden Seitenkanten (15, 16) geformt wird. |
Verpackung, Verfahren zum Herstellen einer Verpackung und Vorrichtung zum Herstellen der Verpackung
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen einer Verpackung, insbesondere eines Bechers, eine entsprechende Verpackung sowie eine Vorrichtung zum Herstellen der Verpackung.
Hintergrund der Erfindung, Stand der Technik
Einwegverpackungen, insbesondere Einwegbecher sind typischerweise aus beschichteter Pappe/Papier oder aus Kunststoff (oftmals aus Polystyrol oder geschäumtem Polystyrol) gefertigt. Die Becher aus beschichteter Pappe werden als rezyklierbar bezeichnet, da sie gemäß einer Verordnung weniger als 5% Kunststoffanteil aufweisen. Die Becher werden auch als Kraftkarton-Becher bezeichnet. Der Kunststoffanteil (z.B. aus Polypropylen) belastet jedoch die Umwelt sowohl bei der Herstellung als auch beim Entsorgen oder Verbrennen. Der Verbraucher kauft einen Becher, den er für 100% umweltverträglich hält, weil er nicht informiert wird, dass diese Becher ca. 5% Kunststoffanteil umfassen.
Bisher ist dieser vergleichsweise große Kunststoffanteil bei Kartonverpackungen und insbesondere bei Papp-/Papierbechern zwingend erforderlich, weil er einerseits das Innere des Bechers gegenüber dem Äußern des Bechers abdichtet und weil er andererseits beim Zusammenfügen der Seitenkanten des Bechers das Verschweißen der beiden Kantenbereiche ermöglicht. Zu diesem Zweck ist bei diesen Verpackungen auf der Innenseite eine dünne (ca. 18 μm) Kunststoffschicht aufextrudiert.
Aus ökologischer Sicht ist es jedoch unbefriedigend, dass diese Verpackungen bzw. Becher, die als Kartonverpackung bzw. Papp- oder Papierbecher bezeichnet werden, einen großen Kunststoffanteil aufweisen.
Deshalb stellt sich die Aufgabe, eine ökologischere, vor allem flüssigkeits- und/oder fettdichte Verpackung, vorzugsweise in der Form eines Bechers oder Behälters bereitzustellen, die nur aus nachwachsenden und/oder biologisch abbaubaren Rohstoffen gefertigt ist, um ein besseres Rezyklieren, Entsorgen oder Verbrennen zu ermöglichen und die Barriere- bzw. Resistenzeigenschaften gegenüber dem Füllgut aufweist.
Zusammenfassung der Erfindung
Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 , eine Verpackung nach
Anspruch 6 sowie eine Vorrichtung nach Anspruch 15.
Das erfmdungsgemässe Verfahren zum Herstellen einer Verpackung weist die folgenden Schritte auf:
- Ausstanzen eines Schlitzes aus einer ersten Bahn (auch stabilisierende Schicht genannt),
- Kaschieren der ersten Bahn mit einer zweiten Bahn, um einen Verbund herzustellen, wobei diese zweite Bahn den Schlitz überdeckt,
- Ausstanzen einer Mantelform aus dem Verbund, wobei die Mantelform die Dimensionen einer Wand der Verpackung definiert und die Mantelform zwei Seitenkanten aufweist,
- Entnehmen der Mantelform aus dem Verbund, wobei im Bereich des vormaligen Schlitzes die zweite Bahn über die erste Bahn übersteht und eine Lasche bildet, - Erzeugen eines Kantenschutzes im Bereich der Seitenkanten, wobei die Lasche um einen Endbereich der ersten Bahn herumgelegt wird,
- Formen der Verpackung aus der Mantelform, wobei die beiden Seitenkanten überlappend zusammengeführt und verbunden werden.
Eine erfmdungsgemässe Verpackung weist eine Mantelfläche aus Verbundmaterial auf, die zwei Seitenkanten hat. Die Seitenkanten sind in einem Verbindungsbereich überlappend zusammengeklebt. Eine äußere Schicht der Mantelfläche ist aus dem Material einer ersten Bahn gefertigt. Das Material der ersten Bahn ist auf der nach innen weisenden Seite der Mantelfläche mit einer zweiten Bahn kaschiert und die zweite Bahn ist im Bereich einer der Seitenkanten zu einer Lasche geformt, die als Kantenschutz um die Seitenkante herum gelegt ist. Im Verbindungsbereich ergibt sich von innen nach außen folgende Schichtfolge: zweite Bahn, Material der ersten Bahn, Lasche aus dem Material der zweiten Bahn, zweite Bahn und Material der ersten Bahn.
In den jeweiligen Unteransprüchen sind weitere vorteilhafte Ausgestaltungsformen der Erfindung aufgeführt.
Die Erfindung eignet sich besonders für die Herstellung von Trink-, und Automatenbechern für kalte und heiße Getränke.
Die Erfindung hat unter anderem den Vorteil, dass durch das Vermeiden von Kunststofffolien eine Kontamination der Getränke oder Lebensmittel vermieden werden kann. Vor allem wird eine gute Recyclierbarkeit bzw. eine gute biologische Abbaubarkeit sichergestellt.
Hierzu wird die erste Bahn aus einem Papier, Karton, Vliesstoff, Moulded Fiber oder anderen aus insbesondere nachwachsenden und/oder vorzugsweise biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt. Die zweite Bahn wird aus ebenfalls insbesondere nachwachsenden und/oder vorzugsweise biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt und bildet eine ein- oder mehrlagige Barriereschicht und/oder eine ein- oder mehrlagige Resistenzschicht.
Die zweite Bahn kann auf die erste Bahn aufkaschiert, auflaminiert, aufgeklebt, aufgesiegelt, UV gesiegelt, Ultraschall gesiegelt oder anderweitig aufgebracht sein, wobei hierzu zwischen den beiden Bahnen eine Haftvermittler- bzw. Kleberschicht angeordnet sein kann. Es ist denkbar, daß die erste Bahn beidseitig mit je einer zweiten Bahn ausgerüstet wird.
Als Haftvermittler- bzw. Kleberschicht kann ein Klebstoff aus oder auf Basis von Stärke, Lignin, Kautschuk, Kasein, Dextrin, Celluloseacetaten, Knochenleim, Fischleim, Zitronensäure, Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, Soja und/oder Gelatine, deren Mischungen und/oder Abwandlungen, ein Klebstoff auf Basis von Biopolymeren hergestellt aus Stärke, thermoplastischer Stärke, Polymilchsäure (PLA), kristallines PLA, amorphes PLA, wobei D-PLA, L-PLA und deren Mischungen eingesetzt werden, ebenso wie auf Basis von Polycaprolactonen (PCL), Polyhydroxyalkanoiden (PHA), Polyhydroxybutyraten (PHB), biologisch abbaubaren Polyestern und/oder Copolyestern, aliphatische Copolyestern, aromatische Copolyester und/oder aromatisch-aliphatische Copolyester oder deren Blends. Desweiteren kann der Klebstoff funktionelle Gruppen auf Basis von Polyvinylacetaten (PVAc), Ethylenvinylalkoholen (EVOH) und/oder Polyvinylalkoholen (PVOH) aufweisen. In allen Fällen kann der Klebstoff als Hotmelt, Coldmelt, Lösung oder Dispersion mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln vorliegen, ein Plastifizierer zugesetzt und/oder aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder biologisch abbaubar sein und/oder der Klebstoff durch Wärme, Ultraschall oder andere Quellen reaktivierbar sein.
Die zweite Bahn kann aus einem Papier oder Papierersatz wie Pergamin, Pergamin- Ersatz, Pergament oder dergleichen, Karton, insbesondere Feinkarton, Pappe oder dergleichen bestehen, das zusätzlich noch behandelt sein kann. Die als Barriere- bzw. Resistenzschicht ausgebildete zweite Bahn kann wenigstens einseitig imprägniert oder beschichtet sein mit beispielsweise Fluorkohlenstoffen, Mikrowachsen, Polymeren, gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäuren bzw. Fettsäureestern, pflanzliche Ölen wie beispielsweise Olivenöl oder Rizinusöl, Substanzen mit funktionalen Gruppen vorzugsweise auf Basis von Polyvinylactetaten (PVAc), Ethylenvinylakoholen (EVOH), Polyvinylalkoholen (PVOH), Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, PLA oder auf anderer vor allem nachwachsender und/oder biologisch abbaubarer Basis, oder dergleichen, wobei diese als wässrige, ölige oder sonstige Lösungen und/oder Dispersionen vorliegen können.
Abbildungen
Im Folgenden werden weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen und teilweise mit Bezug auf die Zeichnung ausführlich beschrieben. Alle Figuren sind schematisiert und nicht maßstäblich, und entsprechende konstruktive Elemente sind in den verschiedenen Figuren mit gleichen Bezugszeichen versehen, auch wenn sie im Einzelnen unterschiedlich gestaltet sind. Es zeigen:
Fig. IA einen ersten Verfahrensschritt der Erfindung;
Fig. IB einen zweiten Verfahrensschritt der Erfindung;
Fig. IC einen dritten Verfahrensschritt der Erfindung;
Fig. ID einen vierten Verfahrensschritt der Erfindung;
Fig. IE einen fünften Verfahrensschritt der Erfindung;
Fig. IF einen Papierbecher, gemäß Erfindung;
Fig. IG eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereichs des
Papierbecher nach Fig. IF; Fig. 2A eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereichs eines
Papierbecher in einem Zwischenschritt; Fig. 2B eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereichs des
Papierbechers in einem weiteren Zwischenschritt; Fig. 2C eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereichs des
Papierbechers nach dem Herstellen der Überlappung; Fig. 3 einen erfmdungsgemässen Papierbecher in einer Seitenansicht; Fig. 4 eine Mantelfläche eines weiteren erfmdungsgemässen Papierbechers in einer Draufsicht; Fig. 5 eine Mantelfläche eines weiteren erfmdungsgemässen Papierbechers in einer Draufsicht und einen entsprechenden Papierbecher; Fig. 6 eine Mantelfläche eines weiteren erfmdungsgemässen Papierbechers in einer Draufsicht und einen entsprechenden Papierbecher; Fig. 7 eine Mantelfläche eines weiteren erfmdungsgemässen Papierbechers in einer Draufsicht und einen entsprechenden Papierbecher; Fig. 8 eine vergrößerte Schnittdarstellung des Verbindungsbereichs eines
Papierbecher in einem Zwischenschritt; und Fig. 9 eine Schnittdarstellung durch eine zweiseitig mit einer zweiten Bahn ausgerüsteten ersten Bahn.
Detaillierte Beschreibung der Ausfuhrungsbeispiele
Im Folgenden wird das Prinzip der Erfindung anhand einer ersten Ausfuhrungsform beschrieben. Vorher werden Begriffe definiert, die in der Beschreibung und den Ansprüchen verwendet werden.
Gemäß der Erfindung kommt eine flüssigkeitsabweisende Bahn zum Einsatz. Es kann beispielsweise Wachs-Papier, Ölpapier, Pergament-Papier (oder Pergamin) oder anderes wenigstens zeitlich begrenzt Barriere- oder Resistenzeigenschaften aufweisendes, insbesondere wasser- und fettdichtes (abstoßendes) Papier eingesetzt werden.
Wachs-Papier: Überwiegend holzfreies Papier, das mit Paraffin, Wachs oder Zusätzen auf der Oberfläche beschichtet oder imprägniert wird. Dadurch ist es wasserabweisend.
Ölpapier: Mit Öl imprägniertes Papier. Wasserdichtes-Papier: Hauptsächlich für Packzwecke gefertigtes Papier. Es wird durch Imprägnieren oder Kaschieren undurchlässig für wässerige Flüssigkeiten gemacht. Ein Beispiei ist Silicon-Papier.
Pergament-Papier: Durch ein Säurebad wasserabstoßend gemachtes Papier.
Wenn im Folgenden der Begriff Stanzen verwendet wird, dann sind damit auch andere Verfahren gemeint, die zu vergleichbaren Ergebnissen führen. Statt die erste Bahn oder den Verbund zu stanzen, kann man z.B. auch mit einem computergesteuerten Laseroder Hochdruckschnittverfahren arbeiten.
Im Folgenden ist ein erfindungsgemäßes Verfahren zum Herstellen einer Verpackung 20 beschrieben. Im Zusammenhang mit der Beschreibung dieses Verfahrens wird auf die schematischen Figuren IA bis IG Bezug genommen. Das Verfahren wird anhand einer maschinellen Serienproduktion von mehreren Papierbechern 20 beschrieben, obwohl es sich analog auch auf die Einzelfertigung nur eines Papierbechers 20 anwenden lässt.
In einem ersten Schritt wird ein Schlitz 12 aus einer ersten Bahn 11 ausgestanzt. In Fig. IA ist diese erste Bahn in einer Draufsicht gezeigt.
Die erste Bahn hat eine Dicke, die ihr ausreichende Stabilität und, falls gewünscht, Wärmeisolationseigenschaften für einen Becher 20 gibt. Die erste Bahn kann dabei aus einem Papier, Karton, Vliesstoff, Moulded Fiber oder anderen aus insbesondere nachwachsenden und/oder vorzugsweise biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt sein und kann recyceltes Material, insbesondere recyceltes Fasermaterial und/oder vorzugsweise faseriges Material enthalten, das nicht für direkten Kontakt zu Lebensmitteln geeignet ist. Ein direkter Kontakt des Füllgutes mit der ersten Bahn wird durch die zweite Bahn vermieden.
Typischerweise hat die erste Bahn 11 hat eine Dicke zwischen 200-300 μm (160-240 g/m 2 ) Diese erste Bahn 11 ist papier- oder pappartig ausgeführt. Diese erste Bahn 11 kann eine oder mehrere Papier- und/oder Pappschichten umfassen. Vorzugsweise umfasst die erste Bahn 11 Hartpapier. Es ist möglich, die erste Bahn 11 aus rezykliertem Material herzustellen, was ein wichtiger Aspekt der Erfindung ist.
Dann folgt das Kaschieren der ersten Bahn 11 mit einer zweiten Bahn 13, um einen sogenannten Verbund 10 herzustellen. Das Kaschieren wird so vorgenommen, dass diese zweite Bahn 13 den Schlitz 12 überdeckt. Daher sind in Fig. 18 die Umrandungen der Schlitze 12 gestrichelt dargestellt. Der Verbund 10 ist in Fig. IB gezeigt. Hier deckt die zweite Bahn 13 die erste Bahn 11 komplett ab. Die zweite Bahn 13 sollte mindestens denjenigen Bereich der ersten Bahn 11 abdecken, der später im Inneren des Bechers 20 mit Flüssigkeit in Berührung kommt.
Typischerweise hat die zweite Bahn 13 hat eine Dicke zwischen 40-70 μm (35-57 g/m 2 ).
Die zweite Bahn 13 weist wenigstens für einen definierten Zeitraum Barriere- und/oder Resistenzeigenschaften gegenüber wenigstens einem Teil des Füllgutes auf und kann ein- oder mehrlagig aus insbesondere nachwachsenden und/oder vorzugsweise biologisch abbaubaren Rohstoffen hergestellt sein und auch Papier, Pappe, Karton, Feinkarton oder dergleichen umfassen.
Die zweite Bahn kann wenigstens einseitig imprägniert oder beschichtet sein mit beispielsweise Fluorkohlenstoffen, Mikrowachsen, Polymeren, gesättigten und/oder ungesättigten Fettsäuren bzw. Fettsäureestern, pflanzlichen Ölen wie beispielsweise Olivenöl oder Rizinusöl, Substanzen mit funktionalen Gruppen vorzugsweise auf Basis von Polyvinylactetaten (PVAc), Ethylenvinylakoholen (EVOH), Polyvinylalkoholen (PVOH), Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, PLA oder auf anderer vor allem nachwachsender und/oder biologisch abbaubarer Basis, oder dergleichen, wobei diese als wässrige, ölige oder sonstige Lösungen und/oder Dispersionen vorliegen können. Dabei ist es auch denkbar, daß auch die erste Bahn derart ausgerüstet wird, um diese zum Beispiel gegenüber Luftfeuchtigkeit unempfindlich zu machen, oder ein Druckbild zu schützen.
Ebenso ist es denkbar, daß die erste Bahn 11 zweiseitig mit einer zweiten Bahn 13 ausgerüstet ist, wie dies in Fig. 9 dargestellt wird. Durch eine solche Ausgestaltung ist eine Verpackung aus diesem Materialaufbau nicht nur unempfindlich gegen das Füllgut, sondern auch gegenüber Umwelteinflüsse beim Handling und der Lagerung. Die beiden zweiten Bahnen 13 können an den Schnittkanten durch ein oder mehrfaches Umfalten oder dergleichen miteinander verbunden werden. Eine offene Kante der ersten Bahn wird unter allen Umständen vermieden. Es ist auch denkbar, daß die eine zweite Bahn 13 auf die andere zweite Bahn 13 an den Schnittkanten des Verbundes umgelegt und mit dieser verbunden ist. Ebenso ist eine Verbindung der beiden zweiten Bahnen 13 in Form einer Flossennaht denkbar.
Es kommt Kaschierklebstoff, Haftvermittler, Siegelmaterial oder dergleichen zum Einsatz, um die erste Bahn 11 mit der zweiten Bahn 13 zu kaschieren, im Sinne von ganzflächig zu verbinden. Vorzugsweise wird ein Kaschierklebstoff eingesetzt, der lebensmittelverträglich oder -geeignet ist. Besonders bevorzugt ist der Einsatz eines Kaschierklebstoffs, der zusammen mit dem Becher 20 rezyklierbar und/oder rückstandsfrei verbrennbar ist.
Vorzugsweise werden DIPB-freie Dispersionsklebstoffe (DIPB = Diisobutylphthalat) als Kaschierklebstoff und/oder DIPB-freie Papier- und Pappsorten eingesetzt.
Die Haftvermittler- bzw. Kleberschicht können aus einem aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder biologisch abbaubaren Stoffen hergestellt sein und Barriereeigenschaften aufweisen und/oder wasserlöslich sein. Als Haftvermittler- bzw. Kleberschicht kann ein Klebstoff aus oder auf Basis von Stärke, Lignin, Kautschuk, Kasein, Dextrin, Celluloseacetaten, Knochenleim, Fischleim, Zitronensäure, Polyethylen Glykol (PEG), Glycerin, Soja und/oder Gelatine, deren Mischungen und/oder Abwandlungen, ein Klebstoff auf Basis von Biopolymeren hergestellt aus Stärke, thermoplastischer Stärke, Polymilchsäure (PLA), kristallines PLA, amorphes PLA, wobei D-PLA, L-PLA und deren Mischungen eingesetzt werden Polycaprolactone (PCL), Polyhydroxyalkanoide (PHA), Polyhydroxybutyrate (PHB), biologisch abbaubare Polyester und/oder Copolyester, aliphatische Copolyester, aromatische Copolyester und/oder aromatisch-aliphatische Copolyester oder deren Blends und/oder daß der Klebstoff funktionelle Gruppen auf Basis von Polyvinylacetaten (PVAc), Ethylenvinylalkoholen (EVOH) und/oder Polyvinylalkoholen (PVOH) eingesetzt werden, wobei der Klebstoff als Hotmelt, Coldmelt, Lösung oder Dispersion mit Wasser oder anderen Lösungsmitteln vorliegen, ein Plastifizierer zugesetzt und/oder aus nachwachsenden Rohstoffen und/oder biologisch abbaubar sein kann und/oder daß der Klebstoff durch Wärme, Ultraschall oder andere Quellen reaktivierbar ist.
Die beiden Bahnen können aufkaschiert, auflaminiert, aufgeklebt, aufgesiegelt, UV gesiegelt, Ultraschall gesiegelt oder anderweitig aufgebracht sein.
In einem weiteren Schritt, der in Fig. IC angedeutet ist, wird nun eine sogenannte Mantelform 14 aus dem Verbund 10 ausgestanzt (auch als Ausstanzen der Flachform bezeichnet). Die Mantelform 14 definiert die Dimensionen einer Wand (oder Mantelfläche) des Bechers 20, der hergestellt werden soll.
In Fig. 5 ist angedeutet, dass eine rechteckförmige Mantelform 14 einen Papierbecher 20 mit vertikaler Seitenwand ergibt. In Fig. 6 ist angedeutet, dass eine gebogene Mantelform 14 einen Papierbecher 20 mit schräger Seitenwand ergibt. Im Extremfall, der in Fig. 7 angedeutet ist, kann ein konischer Papierbecher 20 geformt werden, wie er z.B. gerne im Zusammenhang mit Wasserspendern zum einmaligen Gebrauch angeboten wird. Die Mantelform 14 weist jeweils zwei Seitenkanten 15, 16 auf, wie in Fig. IC und Fig. ID gezeigt. Zusätzlich zu diesen Seitenkanten 15, 16, weist die Mantelform 14 mindestens eine Oberkante 19.1 auf (siehe z.B. Fig. 7). Häufig weist die Mantelform 14 auch eine Unterkante 19.2 auf, wie in den Figuren 5 und 6 gezeigt.
Nach dem Ausstanzen der Mantelform 14, wird diese aus dem Verbund 10 maschinell oder manuell entnommen, wobei im Bereich des vormaligen Schlitzes 12 die zweite Papierbahn 13 über die erste Papierbahn 11 übersteht und dort eine Art Lasche 17 bildet. In Fig. ID ist eine Mantelform 14 nach der Entnahme aus dem Verbund 10 gezeigt.
Nun wird ein Kantenschutz im Bereich der Seitenkanten 15, 16 erzeugt, wobei zu diesem Zweck die Lasche 17 um einen Endbereich der ersten Papierbahn 11 herumgelegt wird. Vorzugsweise geschieht dies beim Formen des Papierbechers 20 aus der Mantelform 14, wie in den Figuren IE und IF gezeigt.
Dieser Schritt kann zum Beispiel in einer Bechermaschine ausgeführt werden. In Fig. IE ist der Zustand kurz vor dem Zusammenführen der die beiden Seiten kanten 15, 16 gezeigt. Man kann in Fig. IE erkennen, dass die nach innen weisende zweite Bahn die Lasche 17 bildet. Beim Formen der Hülse des Papierbechers 20 wird diejenige Seitenkante 15, die keine Lasche 17 aufweist, an der Seitenkante 16 mit der Lasche 17 überlappend vorbeigeführt und verbunden.
In Fig. IG, die eine schematische, nicht maßstäbliche Darstellung der Verbindungsstelle mit Kantenschutz zeigt, ist zu erkennen, dass die Seiten kante 15 hinter der Seitenkante 16 mit Lasche 17 vorbei geführt ist und die Lasche 17 als Kantenschutz nach hinten umgebogen oder umgelegt wurde. Dadurch entsteht eine neue Seitenkante, die hier mit dem Bezugszeichen 18 bezeichnet wird. Durch das Umlegen oder Umbiegen der Lasche 17, die aus dem Material der zweiten Bahn 13 gefertigt ist, ist die Seitenkante gegen Eindringen von Feuchtigkeit geschützt. Das ist essentiell, da diese Seitenkante 18 mit Flüssigkeit in Berührung kommt, die im Inneren des Papierbechers 20 aufbewahrt wird.
Der Kantenschutz zeichnet sich dadurch aus, dass die Lasche 17, die aus dem Material der zweiten Bahn besteht, um eine Seitenkante herum geführt wird und dabei eine 180 Grad Richtungsänderung beschreibt.
Im Verbindungsbereich ergibt sich, von innen nach außen betrachtet, die folgende Schichtfolge: Papierschicht 13, Material der ersten Papierbahn 11, Lasche 17 aus dem Material der Papierschicht 13, Papierschicht 13 und Material der ersten Bahn 11.
In den Figuren 2A bis 2C ist das Formen des Papierbechers 20 in einer Ausschnittsvergrößerung gezeigt, wobei die beiden Seitenkanten 15, 16 Schritt für Schritt überlappend zusammengeführt und verbunden werden. In Fig. 2A ist gezeigt, dass sich hier die Seitenkante 15 so von links nähert, dass sie mit der kaschierten Innenseite die Lasche 17 nach hinten führt, um die neue Seitenkante 18 zu bilden. Die Bewegungsrichtung der Seitenkante 15 ist durch einen nach rechts weisenden Pfeil angedeutet. Fig. 2B zeigt einen weiteren Zwischenschritt und Fig. 2C zeigt das Endresultat. Nach dem Formen des Papierbechers 20 und dem Erzeugen des Kantenschutzes mit der Lasche 17, zeigt die kaschierte Seite 13 nach Innen und die unkaschierte Rückseite der ersten Bahn 11 nach Außen.
Beim Formen des Papierbechers 20 kann auch der Becherboden eingefügt werden, was hier in den Figuren nicht gezeigt ist, da es sich um einen konventionellen Vorgang handelt, der von sogenannten Bechermaschinen automatisch ausgeführt wird.
Der Becherboden wird wie folgt hergestellt und eingefügt. Die Mantelform des Becherbodens kann aus einer Materialrolle ausgestanzt und dann tiefgezogen werden. Dann wird der vorgefertigte Becherboden von unten in die Hülse (die gemäß Erfindung hergestellt wurde) eingesetzt. Vorher wird Klebstoff aufgetragen. Nach dem Einsetzen des Becherbodens, wird dieser vorzugsweise gebördelt und gepresst, um eine dauerhafte, feste und dichte Verbindung mit der Hülse zu bilden.
In Fig. 3 ist zu erkennen, dass der Winkel W der Mantelfläche, die den Becher 20 umhüllt, in etwa dem Winkel W der Schlitze 12 entspricht, die aus der ersten Papierbahn 11 ausgestanzt wurden (siehe Fig. IA). Bei einem Becher 20 mit einer vertikalen Seitenwand (siehe Fig. 5), verlaufen die Schlitze 12 parallel zur Längsrichtung L der ersten Papierbahn 11, d.h. der Winkel W ist hier gleich O.
In Fig. 4 ist rein schematisch angedeutet, dass die Länge LS der Lasche 17 kürzer sein kann als die Länge LK der Seitenkante. Dies kann zum Beispiel dann der Fall sein, wenn im unteren Bereich des Papierbechers 20 ein Becherboden eingesetzt werden soll, der einen kleinen Abstand zur Unterkante hat. In Fig. 3 und in Fig. 4 ist die Position eines solchen Becherbodens durch eine gepunktete Linie 21 angedeutet. In diesem Fall muss die Lasche 17 nicht bis ganz zur Unterkante 19.2 entlang der Seitenkante 16 geführt werden, da es unterhalb des Bodens keinen Kantenschutz braucht.
Der Klebstoff, der zum Kaschieren eingesetzt wird, kann auch zum Erzeugen des Kantenschutzes und dem Formen des Papierbechers 20 eingesetzt werden. Es kann hier aber auch ein anderer Klebstoff eingesetzt werden. In Fig. 8 ist in einer stark schematisierten Vergrößerung angedeutet, wo der Klebstoff 22 aufgetragen werden kann, um das Bilden des Kantenschutzes und das Formen des Papierbechers 20 zu ermöglichen.
Gemäß Erfindung kann die erste Bahn 11 und/oder die zweite Bahn 13 in einem Zwischenschritt bedruckt werden, wobei zum Bedrucken vorzugsweise ein recycelbarer Farbstoff eingesetzt wird.
Gemäß Erfindung können die Bahnen als Bögen und/oder Rollen zur Verfügung gestellt werden. Vorzugsweise werden die ersten Verfahrensschritte ausgeführt, um dann das Halbfertigprodukt in dem in Fig. 1 C gezeigten Zustand auf Lager zu legen oder an einen Abnehmer zu senden. Dort werden dann bei Bedarf die letzten Schritte des Verfahrens, zum Beispiel unter Verwendung einer konventionellen Bechermaschine, ausgeführt.
Das erfindungsgemäße Verfahren kann problemlos in eine maschinelle Fertigungsanlage integriert werden.
Je nach Ausführungsform können die Papierbecher 20 einen gerollten Rand aufweisen. Der gerollte Rand wird an der oberen Kante 19.1 gefertigt.
Die vorliegende Erfindung kann auch auf anderweitige Verpackungen 20 angewandt werden.
Es ist denkbar, daß die erste Bahn 11 bei länger anhaltendem Kontakt mit Wasser sich auflöst oder wenigstens leicht kompostierbar wird. Durch die dann fehlende erste Bahn 11 lässt sich dann die Haftvermittlerschicht und die zweite Bahn 13 ebenfalls auflösen und/oder biologisch abbauen.
Die Barriere- bzw. Resistenzeigenschaften der zweiten Bahn 13 bestehen zumindest für einen definierten Einsatzzeitraum. Die zweite Bahn 13 kann ein- oder mehrlagig ausgeführt sein.