DE60109201T2

DE60109201T2 - Behälterwand aus papier und verfahren zur herstellung solch einer behälterwand

Info

Publication number: DE60109201T2
Application number: DE60109201T
Authority: DE
Inventors: Tord Johansson; ke Nils LARSSON
Original assignee: KORSNAES PUBL GAEVLE AB; Korsnas AB
Current assignee: KORSNAES PUBL GAEVLE AB; Korsnas AB
Priority date: 2000-12-19
Filing date: 2001-12-12
Publication date: 2006-04-06
Anticipated expiration: 2021-12-13
Also published as: CN1251859C; US7743974B2; ES2239098T3; AU2002221251A1; US20040056080A1; WO2002049834A1; HK1062547A1; CA2432629A1; DE60109201D1; CN1481305A; CA2432629C; JP2004520190A; EP1343629A1; EP1343629B1; ATE289916T1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Behälterwand aus Papier sowie ein Verfahren zu deren Herstellung. Die Behälterwand wird ohne Falten hergestellt. Die Behälterwand soll hauptsächlich bei der Herstellung von Flaschen, Dosen, Gefäßen, Wegwerfbechern, Trinkgläsern, Fässern und Vasen eingesetzt werden.
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Heutige Papierbehälter werden entweder gefaltet, um Boden- und Seitenwände aus demselben Blatt aus Papier auszubilden, oder zur Ausbildung kastenartiger Anordnungen gefaltet, oder sind so geformt, dass sie eine gleichmäßige, zylindrische oder kegelförmige Seitenwand und einen runden, ebenen Boden aus Papier aufweisen, aus einer Metallblechplatte, oder einigen Kunststoffen. Diese Papierbehälter nach dem Stand der Technik sind mit unterschiedlichen Materialien getränkt oder beschichtet, um den Seitenwänden Steifigkeit zu verleihen, und um eine Sperre gegen Flüssigkeitsinhalte auszubilden (vgl. beispielsweise das Dokument EP-A-0 068 334).
Es hat sich nunmehr überraschend herausgestellt, dass es möglich ist, Behälterwände aus Papier herzustellen, die vergleichsweise steif ohne Falten sind.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ermöglicht es, Behälter für flüssige, pulverförmige, und feste Inhalte mit einer Seitenwand aus Papier und mit ungewöhnlich verschiedenen Erscheinungsbildern ohne Falten des Papiers herzustellen. Es können Verdichtungszonen eingebaut sein, um die Entsorgung zu erleichtern, und es können Grifferleichterungsformen vorgesehen sein.
Die vorliegende Erfindung betrifft in einem Aspekt eine Behälterwand aus Papier für einen Behälter mit einem hauptsächlich kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, wobei dieses Papier ein stark streckbares Kraftpapier ist, und die Wand zumindest einen sich einwärts oder auswärts von dem Umfang erstreckenden Abschnitt aufweist.
Die Behälterwand besteht aus einem Teil, oder zwei oder mehreren Teilen, welche Abschnitte der endgültigen Behälterwand bilden. Der Begriff „hauptsächlich" wird in der Beschreibung und den Patentansprüchen im Zusammenhang mit einem kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt verwendet, um die Tatsache wiederzuspiegeln, dass der Körper des Behälters einen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt aufweist, wogegen das Bodenteil und/oder das Oberteil der Behälterwand verjüngt ausgebildet sein kann, um beispielsweise eine flaschenhalsartige oder laufartige Anordnung auszubilden.
Die Behälterwand soll vorzugsweise bei Behältern eingesetzt werden, die ein Volumen von bis zu einem Liter aufweisen. Der Behälter wird vorzugsweise aus der Gruppe ausgewählt, welche aus Flaschen, Dosen, Gefäßen, Wegwerfbechern, Trinkgläsern, Fässern und Vasen besteht.
Der Boden und/oder die Oberseite eines derartigen Behälters kann aus jedem geeigneten Material bestehen, beispielsweise Metall, Kunststoff oder Papier. So kann beispielsweise der Boden und/oder die Oberseite eines derartigen Behälters mit derselben Vorgehensweise hergestellt werden, wie die Behälterwand gemäß der vorliegenden Erfindung.
Das stark streckbare Kraftpapier, das in der Behälterwand gemäß der Erfindung verwendet wird, weist eine Streckung von 5% bis 20% auf, bevorzugter von 10% bis 15% und momentan am bevorzugtesten von 15%.
Das Kraftpapier kann ausgewählt sein aus ungebleichten und gebleichten, unbeschichteten und beschichteten, einlagigen, zweilagigen, oder mehrlagigen Kraftpapierqualitäten. Zwei oder mehr getrennte Papierblätter können ebenfalls dazu eingesetzt werden, die Behälterwand gemäß der Erfindung auszubilden. Die Oberfläche des Papiers weist vorzugsweise eine gute Bedruckbarkeit auf. Die Beschichtung kann eine Sperrschicht oder ein Polymerbeschichtung aus beispielsweise Polyolefin sein, vorzugsweise Polyethylen. Das Papier kann auch getränkt sein, und eine Oberflächenbehandlung erfahren haben, mit Chemikalien, um der Feuchtigkeit zu widerstehen. Die Beschichtung kann auf einer Seite oder auf beiden Seiten des Papiers aufgebracht sein.
Die Behälterwand gemäß der Erfindung weist zumindest einen sich einwärts oder auswärts von dem Umfang erstreckenden Abschnitt oder Bereich auf. Dies verleiht der Konstruktion Steifigkeit.
Bei einer Ausführungsform der Erfindung weist der sich einwärts von dem Umfang erstreckende Abschnitt eine konkave Silhouette auf.
Bei einer anderen Ausführungsform weist der sich auswärts von dem Umfang erstreckende Abschnitt (26) eine konvexe Silhouette auf.
Bei noch einer anderen Ausführungsform weist die Behälterwand mehrere sich einwärts und/oder auswärts von dem Umfang erstreckende Abschnitte auf.
Bei einer noch anderen Ausführungsform verläuft der sich einwärts und/oder auswärts von dem Umfang erstreckende Abschnitt bzw. verlaufen die sich einwärts und/oder auswärts von dem Umfang erstreckenden Abschnitte, in Richtung der Breite des Behälters.
Bei einer zusätzlichen Ausführungsform der Erfindung verleiht der sich einwärts vom Umfang erstreckende Abschnitt der Behälterwand dem Behälter eine Sanduhr- oder Taillenform.
Ein anderer Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand aus Papier für einen Behälter mit einem im Wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, welches folgende Schritte umfasst:
Bereitstellen eines stark streckbaren Kraftpapiers,
Pressen des Papiers zwischen einer harten Form, welche die Form der Behälterwand zur Verfügung stellt, oder eines Abschnitts der Behälterwand, der zumindest einen sich einwärts oder auswärts von dem Umfang erstreckenden Abschnitt aufweist, und einem Teil aus jener Gruppe, die aus einer angepassten, harten Gegenform besteht, einer weichen, flexiblen Gegenform, die sich unter Druck an die Form der harten Form anpasst, und Flüssigkeit oder Gas, welche unter Druck das Papier dazu zwingen, sich an die Form der harten Form anzupassen,
gleichzeitig mit oder nach dem Druckvorgang, versiegelndes Überlappen von Papierseiten der Behälterwand, oder Seiten der Teile der Behälterwand, um die endgültige Behälterwand auszubilden.
Das Pressen gegen die harte Form, welche die Form der Behälterwand zur Verfügung stellt, kann mit einer passenden, harten Gegenform durchgeführt werden, welche sich an die Form der harten Form so anpasst, dass ein gleichmäßiger Raum zwischen den Formen verbleibt, angepasst an die Dicke des zu behandelnden Papiers, oder mit einer weichen, flexiblen Gegenform, vorzugsweise einem Zylinder, beispielsweise aus einem Polymer oder Gummi, die sich unter Druck an die Form der harten Form anpasst, oder mit einer Flüssigkeit, beispielsweise einer Tränkflüssigkeit oder jener Flüssigkeit, die in den endgültigen Behälter eingefüllt werden soll, beispielsweise Wasser, Milch oder Saft, oder durch ein Gas, beispielsweise Luft oder Stickstoff, das unter Druck das Papier dazu zwingt, sich an die Form der harten Form anzupassen.
Das Verfahren zur Herstellung der Behälterwand gemäß der Erfindung wird vorzugsweise bei der Herstellung von Behältern eingesetzt, die aus der Gruppe ausgewählt werden, die aus Flaschen, Dosen, Gefäßen, Wegwerfbechern, Trinkgläsern, Fässern und Vasen besteht.
Das Ausgangsmaterial für das Verfahren ist vorzugsweise ein stark streckbares Kraftpapier, das eine Streckung von 5% bis 20% aufweist, bevorzugter von 10% bis 15% und momentan am bevorzugtesten von 15%.
Der auf das Papier einwirkende Druck liegt vorzugsweise im Bereich von 9,8 MPa bis 29,4 MPa (100 bis 300 kg/cm²).
Die Temperatur bei dem Pressvorgang liegt vorzugsweise im Bereich von Zimmertemperatur bis 350°C. Die Behälterwand wird steifer, wenn das Pressen bei einer höheren Temperatur als bei Umgebungstemperatur durchgeführt wird. Eine Temperatur von annähernd 300°C der Oberfläche des Papiers führt zu einem erheblich höheren Glanz als bei unbehandeltem Papier.
Das Ausgangsmaterial für das Verfahren ist Kraftpapier, das ausgewählt werden kann unter ungebleichten und gebleichten, unbeschichteten und beschichteten, einlagigen oder zwei- oder mehrlagigen Kraftpapierqualitäten. Es können auch zwei oder mehr getrennte Papierblätter dazu eingesetzt werden, die Behälterwand gemäß der Erfindung auszubilden. Die Oberfläche des Papiers weist vorzugsweise eine gute Bedruckbarkeit auf.
Die Beschichtung kann eine Sperrschicht oder eine Polymerbeschichtung aus beispielsweise Polyolefin sein, vorzugsweise Polyethylen. Die Beschichtung kann auf einer Seite oder beiden Seiten des Papiers aufgebracht sein.
BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 ist eine Seitenwand einer Behälterwand 10, die in einem Prototyp des Verfahrens gemäß der Erfindung hergestellt wird. Der Behälter 10 weist insgesamt die Form eines Laufes auf. Die mittleren, sich nach auswärts erstreckenden Abschnitte 12 weisen den größten Durchmesser auf. Die Abschnitte zwischen den sich nach außen erstreckenden Abschnitten 14 bilden einen Halbkreis. Die Verbindung zwischen den Halbkreisen 14 und den sich nach außen erstreckenden Abschnitten 12, 14, 16 und 18 ist jeweils in gewissem Maße abgerundet, jedoch ist dies in der Figur nicht dargestellt. Mit Ausnahme der ersten und letzten, sich nach außen erstreckenden Abschnitte 16 sind die übrigen, sich nach außen erstreckenden Abschnitte 16 etwas verjüngt in Bezug auf die sich nach außen erstreckenden Abschnitte 12 ausgebildet, und die ersten und letzten, sich nach außen erstreckenden Abschnitte 18 sind noch stärker verjüngt. Die Höhe A der Behälterwand 10 beträgt 150 mm, der größte Durchmesser des mittleren Teils 12 der Behälterwand B beträgt 71 mm, der Durchmesser der unteren und oberen Öffnungen 20, bezeichnet mit C, beträgt 62 mm, die Breite der sich nach außen erstreckenden Abschnitte 12, bezeichnet mit D, beträgt 10 mm und der Durchmesser der Halbkreise 14 zwischen den sich nach außen erstreckenden Abschnitten 12, bezeichnet mit E, beträgt 15 mm.
2 ist eine Querschnittsansicht des Behälters 10, wobei mit 12 die mittleren, sich nach auswärts erstreckenden Abschnitte bezeichnet sind, mit 20 die kreisförmige untere oder obere Öffnung bezeichnet ist, die mit dem Umfang der verbindenden halbkreisförmigen Abschnitte 14 übereinstimmt.
3 ist eine Seitenansicht einer Ausführungsform einer Behälterwand 22 gemäß der Erfindung. Die Gesamtform der Behälterwand 22 ist etwas sanduhr- oder taillenförmig. Die oberen und unteren Randteile 24 der im Wesentlichen kreisförmigen Behälterwand sind länglich und abgerundet. Die sich nach außen erstreckenden Abschnitte sind mit 26 bezeichnet, und die sich am weitesten erstreckenden Teile der Abschnitte 26 sind mit 28 bezeichnet.
4 ist eine Querschnittsansicht der Behälterwand 22, wobei mit 26 die sich nach außen erstreckenden Abschnitte bezeichnet sind, mit 28 die sich am weitesten erstreckenden Teile der sich nach außen erstreckenden Abschnitte 26, mit 30 das kreisförmige, äußere Teil der oberen und unteren Randteile 24 bezeichnet ist, welche die Öffnungen der Behälterwand 22 festlegen, und mit 32 das kreisförmige, innere Teil der oberen und unteren Randteile 24 bezeichnet ist, welche die Öffnungen der Behälterwand 22 festlegen.
BESCHREIBUNG EINER PROTOTYP-AUSFÜHRUNGSFORM
Es wurde ein dickes Metallteil geschnitten und genutet, zur ausgewählten Form der Behälterwand (10). Das Metallteil bestand aus drei zusammenpassenden Teilen, die zusammengesetzt und befestigt wurden, mit einem Papierblattzylinder mit geeigneten Abmessungen, mit überlappenden Papierseiten an der Innenseite. Ein Gummizylinder mit einem Durchmesser, der etwas kleiner war als der kleinste Durchmesser der Metallform, wurde von dem offenen Boden aus innerhalb der Form angeordnet. Druckluft wurde der Innenseite des Gummizylinders von einer Düse zugeführt, die an einen Behälter angeschlossen war, welcher Druckluft enthielt.
Die Form wies solche Abmessungen auf, dass eine Behälterwand für einen Behälter mit einer Größe von einem halben Liter bereitgestellt wurde, insgesamt in Form eines Laufes. Die Form wies verschiedene, vom Umfang einwärts und/oder auswärts verlaufende Abschnitte oder Bereich auf.
Gebleichtes Kraftpapier mit einem Gewicht von 150 g/m² und einer Streckung von 15% (Korsnäs ABC-Papier) wurde als das Ausgangsmaterial bei der Herstellung einer Behälterwand in einem Stück bei den überlappenden Seiten verwendet. Ein Druck von 19,6 MPa (200 kg/cm²) wurde im Innern des Gummizylinders aufgebracht, wodurch der Gummi aufgeweitet wurde, und das Papier dazu zwang, sich zu strecken, und der Kontur der Form zu folgen. Die Temperatur war Zimmertemperatur.
Das Papier wurde von der Form entfernt, und die überlappenden Seiten wurden mit einem Kleber abgedichtet, um die endgültige Behälterwand auszubilden.
Dieselbe Prozedur wurde wiederholt mit einem gebleichten Kraftpapier mit einem Gewicht von 150 g/m², das eine Polyethylenbeschichtung von 30 g/m² auf einer Seite aufwies. Die Seiten wurden mit einem Kleber abgedichtet, können jedoch auch durch Wärmeeinwirkung abgedichtet werden.
Die voranstehend geschilderte Prozedur wurde wiederholt mit zwei gebleichten Kraftpapieren mit einem Gewicht von 150 g/m², die jeweils eine Polyethylenbeschichtung von 30 g/m² auf einer Seite aufwiesen. Die beiden Papiere wurden so zusammengesetzt, dass die Seiten, welche die Polyethylenbeschichtung aufwiesen, aneinander anlagen. Die Seitenränder der beiden Papiere wurden so angeordnet, dass sie sich überlappten, und keine Ränder an demselben Ort in Vertikalrichtung endeten. Die Form wurde auf 80 bis 100°C erhitzt, bevor der Druck angelegt wurde. Das Polyethylen schmolz, und die Behälterwand war nach dem Kühlen sehr steif. Keine getrennte Abdichtung der Seiten war erforderlich. Infolge der Flexibilität des Papiers vergruben sich die Seitenränder in das Verbindungsmaterial in solchem Ausmaß, dass keine Seitenränder der endgültigen Behälterwand von Hand gefühlt werden konnten.

Claims

Behälterwand aus Papier (10, 22) für einen Behälter mit hauptsächlich kreisförmigem oder elliptischem Querschnitt, wobei das Papier ein stark streckbares Kraftpapier ist, und dessen Wand (10, 22) zumindest einen, sich einwärts oder auswärts (12, 14, 16, 26) von dem Umfang (22, 14, 32) erstreckenden Abschnitt aufweist.
Behälterwand nach Anspruch 1, bei welcher der Behälter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Flaschen, Dosen, Gefäßen, Wegwerfbechern, Trinkgläsern, Fässern und Vasen besteht.
Behälterwand nach Anspruch 1 oder 2, bei welcher das stark streckbare Kraftpapier eine Streckung von 5% bis 20% aufweist.
Behälterwand nach Anspruch 3, bei welcher die Streckung 10% bis 15% beträgt.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei welcher das Kraftpapier ausgewählt ist aus ungebleichten und gebleichten, unbeschichteten und beschichteten, Ein- oder Zwei- oder Mehrlagen-Kraftpapierqualitäten.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der sich einwärts vom Umfang erstreckende Abschnitt (14) eine konvexe Silhouette aufweist.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 5, bei welcher der sich auswärts vom Unfang erstreckende Abschnitt (26) eine konkave Silhouette aufweist.
Behälterwand nach Anspruch 1 bis 7, bei welcher die Behälterwand mehrere sich nach einwärts und/oder auswärts (12, 14, 16, 24) von dem Umfang erstreckende Abschnitte aufweist.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei welcher der oder die sich einwärts und/oder auswärts von dem Umfang erstreckende Abschnitt bzw. Abschnitte (16) in Längsrichtung des Behälters verläuft bzw. verlaufen.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 9, bei welcher der bzw. die nach einwärts und/oder auswärts von dem Umfang verlaufende Abschnitt bzw. Abschnitte (12, 14, 24) in Richtung der Breite des Behälters verläuft bzw. verlaufen.
Behälterwand nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei welcher der sich nach Innen von dem Umfang erstreckende Abschnitt der Behälterwand dem Behälter eine Sanduhr- oder Taillenform (22) verleiht.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand aus Papier (10, 22) für einen Behälter mit einem im Wesentlichen kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt, welches folgende Schritte umfasst: Bereitstellen eines stark streckbaren Kraftpapiers, Pressen des Papiers zwischen einer harten Form, welche die Form der Behälterwand (10, 22) zur Verfügung stellt, oder eines Abschnitts der Behälterwand, der zumindest einen sich nach Innen oder Außen von dem Umfang erstreckenden Abschnitt (12, 14, 16, 24) aufweist, und einem Teil aus der Gruppe, die aus einer angepassten, harten Gegenform besteht, einer weichen, flexiblen Gegenform, die sich unter Druck an die Form der harten Form anpasst, und Flüssigkeit oder Gas, welche unter Druck das Papier dazu zwingen, sich an die Form der harten Form anzupassen, gleichzeitig mit oder nach dem Druckvorgang versiegelndes Überlappen der Papierseiten der Behälterwand, oder von Seiten der Teile der Behälterwand, um die endgültige Behälterwand auszubilden.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach Anspruch 12, bei welchem der Behälter aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Flaschen, Dosen, Gefäßen, Wegwerfbechern, Trinkgläsern, Fässern und Vasen besteht.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach Anspruch 12 oder 13, bei welchem das stark streckbare Kraftpapier eine Streckung von 5% bis 20% aufweist.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach Anspruch 14, bei welchem die Streckung 10% bis 15% beträgt.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 15, bei welchem der auf das Papier einwirkende Druck im Bereich von 100 bis 300 kg/cm² liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 16, bei welchem die Temperatur bei dem Pressvorgang im Bereich zwischen Zimmertemperatur und 350°C liegt.
Verfahren zur Herstellung einer Behälterwand nach einem der Ansprüche 12 bis 17, bei welchem das Kraftpapier ausgewählt ist aus ungebleichten und gebleichten, unbeschichteten und beschichteten, Ein- oder Zwei- oder Mehrlagen-Kraftpapierqualitäten.