AT521461B1

AT521461B1 - Druckfeste Dose

Info

Publication number: AT521461B1
Application number: ATA51091/2018A
Authority: AT
Original assignee: Envican Gmbh
Priority date: 2018-12-07
Filing date: 2018-12-07
Publication date: 2020-02-15
Also published as: WO2020115129A1; EP3890942A1; AT521461A4

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dose, enthaltend ein flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweist oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickelt, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und mit einem Bodenelement und mit einem Deckel verschlossen ist.

Description

[0001] Die Erfindung betrifft eine druckfeste Dose mit einem Dosenmantel aus Verbundmaterial.

[0002] Eine druckfeste Dose ist eine Dose für die Verpackung von unter Überdruck stehenden Medien bzw. von Medien die bei Lagerung, Transport oder Verwendung einen solchen entwickeln können.

[0003] Die Erfindung betrifft somit einen Fluidbehälter, insbesondere auch einen Getränkebehälter, der auch für ausgasende Dosen-Getränke wie etwa kohlensäurehaltige Mineralwässer, Süßgetränke, Energy-Drinks oder Biere einsetzbar ist, weil er für diese Zwecke als Besonderheit hinreichend druckfest ist. Je nach Ausführung eignet er sich für Spraydosen aller Art mit noch höheren Innendrucken. Außerdem betrifft die Erfindung ein technisches Herstell- und Logistikverfahren, welches es ermöglicht, dass mit dem Einsatz einer derartigen Getränkedose die Getränkeabfüller und vor allem die Dosenabfüller die Gebinde vor Ort und bedarfsweise herstellen können, vorzugsweise im Gleichtakt mit einer bestehenden Abfüllanlage. Bevorzugt müssen herkömmliche Dosenabfüller für die Einführung dieses neuen Fluidbehälters oder Getränkebehälters ihre Dosenabfüll- Anlagen nicht umbauen, sondern können sie nahtlos weiterverwenden. Es wird ihnen die eigene Herstellung der Dosen ermöglicht, und der Platzbedarf hierfür beträgt einen kleinen Bruchteil des Raumbedarfs für die bisher unerlässlichen Pufferlager an leeren Aluminium-Dosen für deren spätere Befüllung.

[0004] In der Verpackungsindustrie sind mehrlagige Verpackungen mit einem Verpackungsmantel aus Papier- oder Kartonverbundmaterial bekannt, deren einzelne Lagen entweder gerade oder schräg um die Längsrichtung eines Dorns gewickelt werden und somit entweder in Längsrichtung des Verpackungsmantels verlaufende Stoßbereiche mit sich selbst aufweisen, oder spiralförmig um die Längsrichtung des Verpackungsmantels verlaufende Stoßbereiche mit sich selbst aufweisen. Diese Verpackungen können eine innere Barriereschicht aufweisen, welche im Stoßbereich ihrer beiden Ränder eine dichte Faltnaht aufweist. Als Verbundmaterial der Lagen werden allgemein Karton und Papiermaterialien verwendet. Solche Dosenmäntel wurden bislang zu allgemeinen Verpackungszwecken eingesetzt, beispielsweise zur Verpackung von Pulvern, wie Waschmittel, Kakaopulver, oder für Snacks, wie Chips, wobei im Fall von Lebensmittel die Barriereschicht zum einen das Lebensmittel vor dem Eindringen von Flüssigkeiten und Gasen von außen schützt und zum anderen das Entweichen von Flüssigkeiten und Gasen aus dem Lebensmittel bzw. aus dem Inneren des Verpackungsmantels verhindern.

[0005] Mittlerweile existieren viele Verbundverpackungen mit einem Dosenmantel aus Verbundmaterial für Speisen als auch Getränke. Jedoch stoßen diese im Bereich der Druckfestigkeit an ihre Grenzen, sodass diese bislang nicht für unter Druck stehende Medien, insbesondere kohlensäurehaltige Getränke verwendet wurden. In der Patentliteratur finden sich zwar Vorschläge für derartige Dosenmäntel aus Verbundmaterial für kohlensäurehaltige Getränke, beispielsweise in der WO 9959882 A9 und der EP 0101139 A2, jedoch haben es bislang keine derartigen Produkte auf den Markt geschafft. Eventuell weil bei den vorgeschlagenen Dosenmänteln und/oder fertigen Dosen die Druckfestigkeit nicht ausreichend hoch erzielt werden konnte, oder weil diese vorgeschlagenen Dosenmäntel und/oder fertigen Dosen nicht konkurrenzfähig zu den herkömmlichen Getränkedosen, wie insbesondere Aludosen waren.

[0006] Nachteilig an den in der WO 9959882 A9 beschriebenen Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke sind deren spezielle Formen, welche einerseits eigene Füll- und Verschlussanlagen erfordern und andererseits von der dem Konsumenten vertrauten Form einer Getränkedose abweichen.

[0007] Nachteilig an den in der EP 0101139 A2 beschriebenen Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke sind deren spezielle Formen, welche einerseits eigene Füll- und Verschlussanlagen erfordern und andererseits von der dem Konsumenten vertrauten Form einer Getränke1/45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt dose, insbesondere im Bereich des Bodens und des Deckels, abweichen.

[0008] Aus der DE202007010192U1 ist eine Verbunddose für kohlensäurehaltige Getränke bekannt, deren Mantel hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei die Wandstärke mit 0,5545 mm angegeben ist. Nachteilig an der DE202007010192U1 ist, dass der Mantel aus einem beidseitig beschichteten dicken Sulfatkarton besteht, welcher sich selbst überlappt, was einen gegenüber dem restlichen Mantel stark verbreiteten Abschnitt zur Folge hat. Nachteilig ist zudem, dass der seitliche Rand der inneren und äußeren Kante des Laminats frei liegt und somit zusätzlich abgedichtet werden muss, beispielsweise durch ein Tape.

[0009] In der WO2012155890A1 wird eine Verpackung für kohlensäurehaltige Getränke beschrieben, mit einem Mantel aus Verbundmaterial, wobei der Mantel großteils aus Papier bzw. Kartonmaterial besteht. Die Mantelstärke (bzw. Schichtdicke) des Verbundmantels der Dose beträgt zwischen 0,5 bis 0,8 mm, wobei die Dicke der Barrierefolie 50-120pm beträgt. Nachteilig an der WO2012155890A1 ist, dass sich das gesamte Laminat selbst überlappt, was einen gegenüber dem restlichen Mantel stark verbreiteten Abschnitt zur Folge hat. Nachteilig ist zudem, dass der seitliche Rand der inneren und äußeren Kante des Laminats frei liegt und somit zusätzlich abgedichtet werden muss, beispielsweise durch ein Tape.

[0010] Aus der US 3687351 A1 ist eine Verbunddose für kohlensäurehaltige Getränke bekannt, deren Mantel hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei die Mantelstärke ca. 0,48 mm beträgt, wobei nachteilig ist, dass der Schichtaufbau eine dicke Aluminiumschicht mit ca. 25pm Schichtdicke aufweist.

[0011] In der US 4642252 werden Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke mit Mänteln aus Verbundmaterial beschrieben, wobei der Mantel großteils aus Papier bzw. Kartonmaterial bestehen kann. Die Mantelstärke des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 9 beträgt jeweils ca. 900pm also 0,9 mm. Nachteilig an der US 4642252 ist, dass die innerste Lage, nämlich die Barriereschicht spiralförmig gewickelt ist, was die Länge deren Faltnaht erhöht.

[0012] In der US 4766019 wird eine Dose für kohlensäurehaltige Getränke vorgeschlagen, welche einen Mantel aus mehreren Lagen von Kunststoffschichten aufweist. Die Mantelstärke (bzw. Schichtdicke) des Mantels wird in einem Ausführungsbeispiel mit 22mils also ca. 0,56 mm angegeben. In der US 4766019 ist angegeben, dass die Mantelstärke unter 30mils (0.762mm) betragen soll, damit der Kunststoffmantel mit herkömmlichen Aluminiumdeckeln verschließbar ist. Nachteilig ist, dass der Mantel gänzlich aus Kunststoff gebildet ist, was wenig nachhaltig scheint. Die innerste Barriereschicht wird bei der US 4766019 auf einen Dorn extrudiert.

[0013] Die US4181239A zeigt ebenfalls eine Dose mit Kunststoffmantel, wobei nachteilig ist, dass der Dosenmantel rein aus Kunststoffschichten aufgebaut ist. In der US4181239A ist angegeben, dass die Mantelstärke zwischen 85 und 770 μm betragen soll, bevorzugt zwischen 100 und 400 μm.

[0014] Aus dem Stand der Technik geht hervor, dass erkannt wurde, dass der Dosenmantel eine gewisse Dicke nicht überschreiten darf, damit dieser noch mit Standard-Aluminiumdosendeckeln von herkömmlichen Aludosen verschließbar ist. Zweitens wurde scheinbar zumindest bei den Dosenmänteln aus mehreren gewickelten Einzellagen erkannt, dass der Dosenmantel keine großen Abweichungen in seiner Schichtdicke über den Umfang gesehen aufweisen soll. Um dies zu erreichen wird die innerste Lage als dünne Kunststofffolie bzw. aus einem Laminat aus unterschiedlichen Kunststofffolien und eventuell einer Aluminiumfolie ausgeführt, was der US4181239A, der US 4766019, und der US 4642252 entnommen werden kann. Bei der US 4642252 ist zudem vorgesehen, dass die spiralförmige Faltnaht des Barrierelaminats aus Kunststofffolien und einer Aluminiumfolie von einer Zwischenschicht aus Papier kaschiert wird.

[0015] Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass bei Papier- oder Kartonverbunddosenmänteln aus gewickelten Einzellagen der Halt zwischen dem Barrierelaminat aus Kunststofffolien und gegebenenfalls einer Aluminiumfolie und der nachfolgenden Lage aus Papier- oder Kartonmaterial für die Verwendung als Verpackung für unter Druck stehende Medien, insbesondere

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt kohlensäurehaltige Getränke, unzureichend ist, was insbesondere im Bereich der Faltnaht zu

Schäden führen kann, welche zu einer Undichtheit führen, was wiederum durch das Nasswerden des Papier- oder Kartonmaterials zum Reißen oder Platzen des Dosenmantels führt.

[0016] Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen markttauglichen Dosenmantel aus Verbundmaterial für eine Dose für unter Druck stehende Medien, insbesondere kohlensäurehaltige Getränke zu schaffen, der dem herrschenden bzw. möglichen Innendruck solcher Medien zuverlässig standhalten kann und hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht. Weiter soll der Fluidbehälter bedarfsweise zeitgerecht und ohne großen Platzbedarf dezentral mit geringem technischen und energetischen Aufwand bei einem DosenabfüllerBetrieb herstellbar sein, wobei seine Herstellung gegebenenfalls auch in Echtzeit mit einer Abfüllanlage koppelbar sein kann.

[0017] Für das Lösen der Aufgabe wird eine Dose nach Anspruch 1 vorgeschlagen.

[0018] Bevorzugt wird eine Dose vorgeschlagen, enthaltend ein flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement und oben mit einem Deckel verschlossen ist, wobei die Dose einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, wobei die innerste Lage des Dosenmantels aus einer Barrierelage besteht, welche eine gerade gewickelte Karton- oder Papier - insbesondere Kraftpapierschicht umfasst, welche eine in Längsrichtung der Dose verlaufende Naht, insbesondere Faltnaht, mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage eine oder mehrere innenliegende diffusionsdichte Schichten und die außenliegende Karton- oder Papier - insbesondere Kraftpapierschicht umfasst, wobei um die Barrierelage des Dosenmantels zumindest eine weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial vorliegt. Die aneinanderliegenden Karton- bzw. Papieroberflächen der Barrierelage und der gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial sind bevorzugt direkt aneinander verklebt, insbesondere verleimt, sind.

[0019] Dadurch, dass die innerste Lage gerade gewickelt ist und somit eine gerade Naht, insbesondere Faltnaht, mit sich selbst aufweist und eine stabile Schicht aus Karton oder Papier, insbesondere Kraftpapier, enthält, wird vorteilhaft erreicht, dass diese innerste Lage und insbesondere deren Faltnaht die nötige Stabilität aufweist, um hohen Innendrücken der Dose Stand zu halten.

[0020] Dadurch dass die Barrierelage aus einer diffusionsdichten Schicht auf Karton oder Papier insbesondere Kraftpapier gebildet ist, wird die diffusionsdichten Schicht im Bereich der Faltnaht entlastet, da die Zugkräfte vom Karton oder Papier insbesondere Kraftpapier abgeleitet werden, wobei durch die gerade verlaufende Faltnaht die Zugkräfte vorteilhaft in Umfangsrichtung wirken und keine zusätzlichen Kräfte in Längsrichtung der Dose eingebracht werden, wie dies bei Spiralwicklung der innersten Lage bzw. der Barrierelage der Fall wäre. Die diffusionsdichte Schicht ist nach dem Stand der Technik als Folie ausgeführt, entweder als Kunststofffolie oder als Laminat aus mehreren Kunststofffolien und/oder Aluminiumfolien.

[0021] Bevorzugt wird anstelle oder zusätzlich zu dieser auflaminierten Folie eine Beschichtung verwendet, welche auf das Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapiermaterial der Barrierelage im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand oder als Plasma aufgebracht wird. Vorteilhaft daran ist, dass die Beschichtung auch nach dem Wickeln der innersten Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage innen im gebildeten Hohlkörper aufgetragen werden kann.

[0022] Besonders bevorzugt erfolgt eine Beschichtung mit Siliziumoxid (SiOx).

[0023] Bevorzugt erfolgt eine Beschichtung mit bzw. enthält die Beschichtung Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC). Bevorzugt enthält das Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapiermaterial der Barrierelage Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC). Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC) kann bei der gegenständlichen Erfindung als Film, in Kunststofffilmen oder in Papiermaterialien (daher auch in den weiteren Lagen aus Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapiermaterial) verwendet

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt werden, um die Barriereeigenschaften und/oder die Festigkeit zu erhöhen.

[0024] Dadurch, dass die innerste Lage außen aus Papiermaterial besteht und die nächste Lage innen aus Papiermaterial besteht, können diese beiden Papiermaterialien direkt aneinander verklebt insbesondere verleimt werden, sodass der Klebstoff beidseits in die Fasern des Papiermaterials eindringen kann und somit die Fasern einer Papierschicht durch den Klebstoff direkt mit den Fasern der anderen Papierschicht verbunden werden. Vorteilhaft daran ist der besonders feste Halt, welcher nicht in dieser Weise erreichbar ist, wenn zwischen den Papiermaterialien eine Barriereschicht aus Kunststoff vorhanden wäre. Durch die erfindungsgemäße Merkmalskombination wird somit erreicht, dass das Papiermaterial der Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierlagen direkt ohne Zwischenschichten wie beispielsweise Kunststofffolien aneinander verleimt werden, sodass der Klebstoff in die Fasermatrix des Papiermaterials eindringen kann, wodurch ein besonders guter Halt der Karton- oder Papier insbesondere Kraftpapierlagen aneinander und an der Karton- oder Papier insbesondere Kraftpapierschicht der Barrierelage erreicht wird. Es wird vermutet, dass zwischenliegende Kunststofflagen aufgrund ihrer Elastizität und/oder aufgrund ihres Fließverhaltens zu einer Schwächung des Schichtaufbaus führen.

[0025] Durch die gegenständliche Erfindung wird erreicht, dass die Dosenmäntel an StandardWickelanlagen herstellbar sind, wobei die robuste Barrierelage aus Barriereschicht und Kraftpapier mit hoher Geschwindigkeit an einem Wickeldorn verarbeitbar ist, da diese gegenüber Barrierelagen rein aus Folien oder herkömmlich verwendeten Laminaten deutlich reißfester ist.

[0026] Bei der gegenständlichen Erfindung wird bevorzugt eine dickere innere Barrierelage in Kauf genommen, deren Nachteil der größeren Dickendifferenz im Überlappungsbereich der Faltnaht durch deren Vorteile hinsichtlich der Stabilität der Faltnaht und des gesamten Schichtaufbaus mehr als ausgeglichen wird, sodass erstmals eine markttaugliche druckstabile Dose mit einem Dosenmantel resultiert, der großteils aus Karton- bzw. Papiermaterial gebildet ist.

[0027] Bevorzugt weist die Barrierelage eine Schichtdicke von 0,060 mm bis 0,145 mm auf. Bevorzugt weist die Kraftpapierschicht der Barrierelage eine Schichtdicke von 0,065 mm bis 0,090 mm auf. Bevorzugt weist die Kraftpapierschicht der Barrierelage eine Zugfestigkeit MD von zumindest 4,0 kN/m und eine Zugfestigkeit CD von zumindest 2 kN/m auf. Bevorzugt weist die diffusionsdichte Schicht der Barrierelage eine Schichtdicke von 0,033 mm bis 0,055 mm auf.

[0028] Bevorzugt ist die Dicke des Mantels über den Umfang der Dose konstant, oder weist zumindest eine Abweichung, umfassend zumindest eine Erhöhung auf, wobei die Dicke des Mantels an der Stelle der größten Erhöhung, maximal 160 % der Dicke des übrigen konstant dicken Mantels beträgt und die größte Erhöhung in absoluten Zahlen maximal 290 μm beträgt.

[0029] Bevorzugt sind zumindest zwei getrennt voneinander gewickelte weitere Karton- oder Papier insbesondere Kraftpapierlagen über der Barrierelage angebracht.

[0030] Bevorzugt überlappen sich die zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen nicht selbst, oder weisen im Überlappungsbereich mit sich selbst je zumindest einen Randbereich mit reduzierter Dicke auf.

[0031] Durch dieses erfindungsgemäße Merkmal wird erreicht, dass die zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen in deren jeweiligem Stoß- bzw. Überlappungsbereich mit sich selbst keine oder nur eine zulässige Erhöhung der Schichtdicke bewirken.

[0032] Bevorzugt ist die jeweilige Schichtdicke von zumindest zwei der weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen jeweils aus dem Bereich von 140 μm bis 175 μm ausgewählt. Bevorzugt beträgt die jeweilige Zugfestigkeit der Kraftpapiere der Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierlagen zumindest 10 kN/m (MD) und zumindest 5 kN/m (CD).

[0033] Bevorzugt sind die weiteren Kraftpapierlagen und/oder weiteren Lagen aus Papier- oder Kartonmaterial jeweils längsgewickelt. Bevorzugt liegen deren Stoß- oder Überlappungsbereiche an unterschiedlichen Umfangsbereichen, bzw. sind die einander zugewandten Stoßkanten

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt zweier Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bevorzugt zueinander versetzt.

[0034] Bevorzugt ist der Stoß- oder Überlappungsbereich der an die Barrierelage angrenzenden Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage gegenüber der Faltnaht der Barrierelage versetzt angeordnet.

[0035] Weniger bevorzugt aufgrund der aufwändigeren Herstellung kann die an die Barrierelage angrenzende Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage derart ausgebildet sein, dass diese beidseits an die Faltnaht der Barrierelage anstößt, sodass der verbreiterte Bereich der Faltnaht im Spalt zwischen den Stößen dieser Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage aufgenommen ist.

[0036] Bevorzugt weist die Dose eine außen um die Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen aufgebrachte äußere Abdichtungslage auf, wobei diese beispielsweise als Folie, Laminat, oder beschichtetes Papier vorliegen kann. Bevorzugt werden die Barrierelage, bevorzugt zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen und vorzugsweise auch die äußere Abdichtungslage an einer Wickelanlage kontinuierlich zu einem Hohlrohr gefertigt, von welchem einzelne Hohlzylinder abgeschnitten werden.

[0037] Alternativ kann die äußerste der zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bereits vor dem Wickeln als Laminat aus einer Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht und einer Barrierefolie vorliegen, wobei die Barrierefolie nach erfolgter Wickelung an der Außenseite des Verbunddosenmantels liegt.

[0038] Bei der äußeren Barrierefolie oder der äußeren Abdichtungslage an der Außenseite des Verbunddosenmantels kann es sich um eine semipermeable Folie handeln, welche Feuchtigkeit aus dem Dosenmantel austreten lässt, jedoch keine Feuchtigkeit von außen in den Dosenmantel gelangen lässt.

[0039] Beim Material der äußeren oder inneren Barrierefolie oder der äußeren Abdichtungslage an der Außenseite des Verbunddosenmantels kann es sich um recyclebares oder erneuerbares PE, biologisch abbaubares PE, EVOH oder andere bekannte Barrierematerialien handeln.

[0040] In einer Ausführungsvariante wird eine äußere Abdichtungslage erst nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper angebracht. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine schlauchförmige Hülle aus feuchtigkeitsdichtem Material außen über die einzelnen Hohlkörper gezogen wird und an diesen befestigt wird. Bevorzugt wird ein Schrumpfschlauch, gebildet aus einer Schrumpffolie, über den zylindrischen Hohlkörper gezogen und durch Wärmeeinwirkung und die damit verbundene Durchmesserverringerung am Dosenmantel angeformt. Bevorzugt werden durch die schlauchförmige Hülle auch die beiden Schnittränder des Hohlkörpers bedeckt, sodass in diese keine Feuchtigkeit eindringen kann. Das Platzieren der Hülle bzw. des Schrumpfschlauchs erfolgt vorteilhaft bevor die beiden Endbereiche der einzelnen Hohlkörper nach außen ausgeformt werden. Ein Verkleben oder Anformen der Hülse oder des Schrumpfschlauchs an den Hohlkörper kann vor oder während des Ausformens der Endbereiche des Hohlkörpers erfolgen.

[0041] Die äußere Abdichtungslage kann nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper auch dadurch angebracht werden, dass diese beschichtet werden, oder mit einer Folie umwickelt werden, wobei auch in diesen Fällen bevorzugt die beiden Schnittränder der Hohlkörper von der Beschichtung oder der Folie mitabgedeckt werden.

[0042] Das Aufbringen der äußeren Abdichtungslage nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund der verwendeten Materialien, insbesondere des Leims und dessen Auftragsmenge, der Schichtaufbau über die beiden Schnittränder des Hohlkörpers nicht ausreichend trocknen würde, wenn die Außenseite des Schichtaufbaus bereits in der Wickelanlage abgedichtet wird.

[0043] Alternativ zur äußeren Barriereschicht in Form einer Folie kann die äußerste der zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bereits vor dem Wickeln einseitig an der späteren Außenseite mit Barrierematerial, beispielsweise Lack, beschichtet sein.

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt [0044] Weniger bevorzugt kann Barrierematerial, wie beispielsweise Lack, nach dem Fertigen auf die Außenseite des Hohlrohrs oder der vereinzelten Hohlzylinder aufgebracht werden.

[0045] Als Lack kann beispielsweise eine wässrige Polymerbeschichtung oder ein UV-Lack Anwendung finden.

[0046] Bevorzugt werden die Schnittränder der vereinzelten Hohlzylinder, an welchen das Papiermaterial der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen frei liegt, versiegelt, beispielsweise durch Aufbringen eines Tapes oder einer Folie, oder durch Beschichtung mit einem Barrierematerial, beispielsweise Lack, wasserfestem Leim, oder Flüssigkunststoff. Besonders bevorzugt erfolgt das Versiegeln der Schnittränder durch Imprägnieren, also indem eine Flüssigkeit aufgebracht wird, welche an den Schnitträndern etwas in die Fasermatrix der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen eindringt bzw. gesogen wird und somit einen flüssigkeitsbeständigen Randbereich im Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapier bildet. Eine solche Imprägnierung kann auch verwendet werden, wenn die äußerste Lage der Dose eine (bei Überlappung) oder zwei (bei Stoßnaht) freiliegende saugfähige Längskanten aufweist.

[0047] Bevorzugt wird zur Imprägnierung ein Polymergemisch in wässriger Lösung, oder als wässrige Emulsion verwendet.

[0048] Bevorzugt werden die Schnittränder der vereinzelten Hohlzylinder nach außen hin aufgebogen, um das Platzieren des Bodenelements und des Deckels zu erleichtern, bzw. um den Halt des Bodenelements und des Deckels am Hohlzylinder zu verbessern.

[0049] Mit der gegenständlichen Erfindung wird erreicht, dass die Dosenmäntel mit Standarddeckeln von Aluminiumdosen verschließbar sind und zudem das Befüllen und Verschließen der Dosen in Standardabfüllanlagen von Aluminiumdosen möglich ist, da der Dosenmantel die dafür notwendige maximale Schichtdicke nicht übersteigt und im Bereich der Faltnaht der Barrierelage eine noch zulässige Abweichung der Mantelstärke aufweist.

[0050] Bisher bestand in der einschlägigen Branche der gewichtige Vorbehalt, dass mit einer Dose aus einem abbaubaren, nichtmetallischen Material die geforderte Druckfestigkeit nicht zu erreichen sei, jedenfalls nicht dauerhaft und nicht sicher genug. Doch nach mehreren Jahren der Entwicklung gelang es nun, einen solchen Behälter mit hinreichender Druckfestigkeit herzustellen, der dazu noch marktkonform gestaltbar ist und nahtlos in die Anlagen zum nachgelagerten Befüllen der Dosen integrierbar ist.

[0051] Für einen Abfüller von Getränken ist die gegenständliche Dose mit keinem oder verhältnismäßig geringem Umrüstungsaufwand an bestehenden Anlagen verarbeitbar, sodass die Hemmschwelle zur Produktumstellung deutlich niedriger ist, als bei Verbundkörpern für unter Druck stehende Medien insbesondere kohlensäurehaltige Getränke, welche gänzlich neue Herstellungs-, Befüllungs- und Verschlussanlagen benötigen.

[0052] Durch die geringere Mantelstärke und die zumindest ähnliche Form ist die Dose optisch und haptisch einer Aludose ähnlicher, sodass der Konsument auf den ersten Blick wohl keinen Unterschied erkennt, bzw. weniger skeptisch bezüglich der neuartigen Verpackung ist.

[0053] Etwas überraschend hat sich gezeigt, dass der Hohlzylinder der erfindungsgemäßen Dose an Anlagen herstellbar ist, welche für die Wickelung von allgemeinen Verpackungskörpern aus Papier oder Kartonmaterial verwendet werden, wenn der Wickeldorn entsprechend der herzustellenden Dose geformt bzw. dimensioniert wird, sodass auch hier die Gestehungskosten und der maschinelle Entwicklungsaufwand gering ausfallen können.

[0054] Vorteilhaft können zur Herstellung der Hohlzylinder bekannte Wickeldorn-Anlagen mit Verwendung eines runden Wickeldorns eingesetzt werden, wenn die Einzellagen des erfindungsgemäß Dosenmantels zugeführt, um den Dorn gelegt und bevorzugt vollflächig aneinander verleimt werden, sodass zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dosenmantels kontinuierlich arbeitende Standardanlagen mit geringem Anpassungsaufwand verwendet werden können. Ein runder Aufbau der erfindungsgemäßen Dose ist erforderlich, damit diese mit Standard

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Dosendeckeln verschließbar ist, bzw. ist ein zylindrischer Körper druckfester als ein anders geformter, beispielsweise ein annähernd rechteckiger Körper mit abgerundeten Ecken, welcher für den allgemeinen Verpackungszweck durchaus üblich ist.

[0055] Vorteilhaft ist durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbunddosenmantels eine druckfeste Dose an einer Anlage herstellbar, welche bislang für die Verpackung von herkömmlichen Konsumgütern verwendet wurde. Überraschend hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung eine Barrierelage aus einer Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht und einer diffusionsdichten Schicht im bevorzugten erfindungsgemäßen Stärkenbereich die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Anlage vorteilhaft erhöht werden kann, da eine Dehnung der diffusionsdichten Schicht am Dorn verhindert wird, welche bei gerader Wicklung deutlich stärker ausfällt, als bei spiralförmiger Wicklung.

[0056] Die Faltnaht kann hergestellt werden, indem die beiden Ränder der Barrierelage vom Wickeldorn weg gefaltet und die beiden dadurch aneinanderliegenden diffusionsdichten Schichten aneinander verklebt oder verschweißt werden und danach die verschweißten Ränder auf eine Seite der Barrierelage umgelegt werden und an der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht der Barrierelage selbst verklebt werden. Alternativ könnte die Faltnaht gemäß einer nicht getesteten Variante auch dadurch gebildet werden, dass die Barrierelage zuerst an einem Rand auf sich selbst zurückgeschlagen wird und somit Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierschicht auf Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht verleimt oder verklebt wird und danach am Wickeldorn der nicht umgeschlagene Rand der Barrierelage mit der diffusionsdichten Schicht nach unten auf die diffusionsdichten Schicht des zurückgeschlagenen Randes aufgeschweißt oder aufgeklebt wird.

[0057] Im Ergebnis wird durch beide Verfahren eine dichte Faltnaht mit identem Aufbau erreicht.

[0058] Ein zumindest geringfügiges Versetzen der Stoßbereiche der einzelnen Lagen hat sich als geeignet herausgestellt, um keine strukturellen Schwächen zu erzeugen, welche bei direkt übereinanderliegenden Überlappungsbereichen vorliegen würde. Ein Vorsehen von Abschrägungen oder Stufen an den Rändern der Lagen, kann vorteilhaft bei den bevorzugt zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen des erfindungsgemäßen Schichtaufbaus erfolgen, sodass sich die zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen zwar selbst überlappen, aber der Überlappungsbereich zu keiner Schichtdickenerhöhung führt.

[0059] Anstelle die zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen so wie die Barriereschicht in Längsrichtung des Dorns zu wickeln, könnten die zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen auch schräg um die gerade gewickelte Barriereschicht gewickelt werden, wobei auch dabei das Versetzen der Stoßbereiche und das Abschrägen oder Abstufen der Randbereiche des Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapiers erfolgen kann. Das schräge Wickeln der zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen kann für jede Lage in derselben Richtung erfolgen, oder gegengleich zueinander. Diese Ausführungsvariante mit den schräg gewickelten weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen hat aber den Nachteil, dass die Stoßbereiche bzw. Überlappungsbereiche der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen die Längsnaht der Barriereschicht kreuzen, wodurch an diesen Stellen Schwachstellen resultieren können. Bei der gegengleichen Wicklung kreuzen sich auch die Stoßbereiche bzw. Überlappungsbereiche der zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen, sodass auch dort Schwachstellen resultieren können.

[0060] Bevorzugt sind daher auch die zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen gerade gewickelt.

[0061] Als vorteilhaft hat sich erwiesen, wenn man in Erweiterung von bekannten Dornwickelanlagen zusätzlich eine Kühlvorrichtung zum Kühlen des Dorns vorsieht. Bevorzugt ist der Dorn mit einer antiadhäsiv wirkenden Oberfläche versehenden. Durch die Kühlung und/oder die

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt antiadhäsive Oberfläche kann auf die Verwendung von Gleitmitteln verzichtet werden, oder deren Einsatz zumindest eingeschränkt werden.

[0062] Eine besondere Bedeutung bei der gegenständlichen Erfindung kommt der Barrierelage zu, da diese einerseits nicht zu dick sein darf, da sonst die Faltnaht zu dick würde, was im Bereich des Deckels und des Bodenelements zu schleichenden Undichtheiten führen könnte, was ein späteres Bersten der unter Druck stehenden Dose bedeuten würde, da die Festigkeit der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bei Kontakt mit Feuchtigkeit enorm verringert wird. Andererseits darf die Barrierelage nicht zu dünn sein, damit diese im Bereich der Faltnaht den wirkenden Zugkräften Stand hält, sodass dort keine schleichende Undichtheit auftritt. Die auf den inneren Spalt der Faltnaht wirkenden Druckkräfte werden durch die 180° Faltung der überlappenden Bereiche der Barrierelage in, in Umfangsrichtung der Dose wirkende, Zugkräfte umgeformt, welche von den direkt aneinander verleimten Bereichen der Kartonoder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht der Barrierelage aufgenommen werden.

[0063] Eine von der gegenständlichen Erfindung ausgehende, weniger bevorzugte bzw. vorteilhafte mögliche Abwandlung könnte darin gesehen werden, anstelle der Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierlagen einseitig oder beidseitig mit Kunststoff (insb. PE) kaschierte Papier- oder Kraftpapier-Bahnen zu verwenden und die Verbindung der Lagen aneinander vorzunehmen, indem aneinander liegende Kunststoffschichten zweier Lagen miteinander verschweißt werden. Demgemäß würde zumindest eine Lage eine außenseitige PE-Folie aufweisen und zumindest eine weitere Lage eine innenseitige PE-Folie aufweisen, welche beim Aufbringen der Lagen, insbesondere auf dem Dorn in einer Wickelmaschine, aneinander verschweißt werden, insbesondere durch Ultraschallschweißen. Natürlich könnten auch sämtliche Lagen mit Kunststoff-Kunststoff (PE-PE) Verschweißung aneinander fixiert werden. Diese Ausführungsvariante wird zwar in der gegenständlichen Anmeldung nicht beansprucht, da angenommen wird, dass diese aufgrund der größeren Schichtdicke der Barrierelage und des schlechteren Halts der Lagen aneinander nicht so vorteilhaft ist, wie die beanspruchte Ausführungsvariante, aber auch diese nicht beanspruchte Ausführungsvariante ist ausdrücklich angesprochen und offenbart. Um zu dieser Ausführungsvariante zu gelangen, kann man gedanklich an zumindest einer oder allen Textstellen dieser Beschreibung, in denen Leim zur Verklebung zweier Flächen erwähnt wird, den Leim durch Kunststofffolien ersetzen, welche jeweils auf die sonst zu verleimenden Flächen auflaminiert sind und aneinander verschweißt werden. Die PEPE Verschweißung ist bei der Herstellung von Getränkekartons gebräuchlich, wobei Getränkekartons den Nachteil haben, dass diese nicht für kohlensäurehaltige Getränke geeignet sind, bzw. für starken Überdruck aufweisende oder entwickelnde Medien. Der Schichtaufbau eines Getränkekartons (Barriereschicht (PE oder PE-Alu-PE) - Papier - Kunststoffschicht (PE)) könnte aber theoretisch als innerste eine Längsnaht (einfache Überlappung mit innenliegendem Stripe wie bei Getränkekartons üblich, oder Faltnaht) aufweisende Lage einer Dose genutzt werden, um darüber zumindest eine weitere Lage mit innenliegender Kunststoffschicht (PE) und außenliegender Karton- bzw. Papierschicht zu wickeln, wobei die äußerste Lage des Schichtaufbaus eine außenliegende Barriereschicht z.b. aus PE aufweist. Anders als bei Getränkekartons üblich würde der Schichtaufbau aber in Zylinderform vorliegen und mit geeigneten Verschlusselementen (Dosenboden und Dosendeckel) verschlossen werden, anstelle den Schichtaufbau an den Enden mit sich selbst zu verschweißen. Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:

[0064] Fig. 1: zeigt eine Einzelteildarstellung des erfindungsgemäßen Fluidbehälters in Form einer Getränkedose gemäß einer ersten Ausführungsform.

[0065] Fig. 2: zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose aus Fig. 1 aus zwei stark vergrößert dargestellten Lagen hergestellt.

[0066] Fig. 3: zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose gemäß einer zweiten, dreilagigen Ausführungsform mit stark vergrößert dargestellten Lagen.

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[0067] Fig. 4:	zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose mit einer ersten Lage mit auf ihrer Innenseite einer Barriereschicht, wobei die beiden Randbereiche der Lage die Wicklung überlappen, nach außen geführt sind, dann mit den Barriereschichten zusammengeschweißt sind und dann mittels Leim auf die gewickelte Lage umgelegt und verleimt werden.
[0068] Fig. 5:	zeigt schematisch das Herstellungsverfahren der zylindrischen Dosenmäntel.
[0069] Fig. 6:	zeigt schematisch das Aufbiegen der Ränder des Dosenmantels.
[0070] Fig. 7:	zeigt schematisch das Platzieren eines Verschlusselements.
[0071] Fig. 8:	veranschaulicht eine andere Boden- bzw. Deckelvariante mit vorgeformter Kontur in einem diametrischen Schnitt, mit einem Dichtring auf Silikonbasis;
[0072] Fig. 9:	veranschaulicht die fertige Dose in einem Längsschnitt im Aufriss, mit den gebördelten dichten Rändern am Boden und Deckel.
[0073] Fig. 10:	zeigt schematisch einen ersten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Aluminiumdosenmänteln.
[0074] Fig. 11:	zeigt schematisch einen zweiten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Aluminiumdosenmänteln.
[0075] Fig. 12:	zeigt schematisch einen dritten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Aluminiumdosenmänteln.
[0076] Fig. 13:	zeigt einen Längsschnitt durch eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
[0077] Fig. 14:	zeigt den Schichtaufbau in Detailansicht des Längsschnitts durch die besonders bevorzugte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
[0078] Fig. 15:	zeigt den Schichtaufbau des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage.
[0079] Fig. 16:	zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels mit Barrierelage und zwei Kraftpapierlagen.
[0080] Fig. 17:	zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels mit Barrierelage und drei Kraftpapierlagen.
[0081] Fig. 18:	zeigt einen Längsschnitt durch eine Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels mit Barrierelage und vier Kraftpapierlagen.
[0082] Fig. 19:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage mit Abdichtstreifen an der Außennaht.
[0083] Fig. 20:	zeigt schematisch mögliche Überlappungsbereiche der Kraftpapierlagen.
[0084] Fig. 21:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage mit Überlappungsnaht der äußeren Barriereschicht.
[0085] Fig. 22:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage mit Faltnaht der äußeren Barrierelage.

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[0086] Fig. 23:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage mit Abdichtstreifen an der Außennaht.
[0087] Fig. 24:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsfaltnaht der Barrierelage mit Überlappungsversiegelung der Stoßnaht der äußeren Barrierelage.
[0088] Fig. 25:	zeigt eine erfindungsgemäße Erweiterung einer Wickelanlage mit einer Vorrichtung zum Abdichten der äußeren Längsnaht.
[0089] Fig. 26:	zeigt eine erfindungsgemäße Erweiterung einer Wickelanlage mit einer Vorrichtung zum Einbringen von Klebstoff beim Falten der Faltnaht.
[0090] Fig. 27:	zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels mit Hotmelt-Versiegelung der Stoßnaht der äußeren Barrierelage.
[0091] Fig. 28:	zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Schichtaufbau eines zylindrischen Dosenmantels im Längsschnitt durch die Faltnaht.
[0092] Fig. 29:	zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Schichtaufbau eines zylindrischen Dosenmantels im Längsschnitt durch die Faltnaht.
[0093] Fig. 30:	zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Schichtaufbau eines zylindrischen Dosenmantels im Längsschnitt durch die Faltnaht.
[0094] Fig. 31:	zeigt einen weiteren erfindungsgemäßen Schichtaufbau eines zylindrischen Dosenmantels im Querschnitt durch die Faltnaht.

[0095] Bevor auf die einzelnen Figuren eingegangen wird, soll der erfindungsgemäße Fluidbehälter ganz allgemein beschrieben werden: Der Fluidbehälter, insbesondere auch in seiner Ausführung als Getränkedose, ist als Druckbehältnis ausgebildet und weist hierzu einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörper auf, der einen Innenraum zur Aufnahme eines Getränks umfasst, ein Bodenelement und ein Deckelelement, wobei das Bodenelement ein erstes Längsende des hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörpers verschließt und das Deckelelement ein zweites Längsende des hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörpers verschließt. Der Dosenkörper schließt wenigstens eine gewickelte Innenmateriallage und eine gewickelte Außenmateriallage ein, also mindestens zwei Umwicklungen oder Lagen von Kartonverbund-Material bzw. Kraftpapier, wobei sich die Lagen entweder exakt um 360° erstrecken, oder in einer anderen Ausführung um etwas mehr als eine ganze Umwicklung erstrecken. Kombinationen von Lagen mit exakt einer Umwicklungslänge und solchen mit etwas mehr sind möglich. Diese Lagen werden bevorzugt im rechten Winkel zur Achse des zu erzeugenden Dosenkörpers gewickelt, was eine maximale Druckfestigkeit ergibt, weil dann die nötigen Überlappungen und somit die Nähte eine minimale Länge aufweisen. Schraubenlinienförmige Wicklungen, bei denen die Längsränder der aufgewickelten Bänder zu knappen Überlappungen und Nähten zusammengefügt sind, bedingen hingegen längere Nähte. Die gewickelte Innenmateriallage der erfindungsgemäßen druckfesten und bevorzugt auch hitzebeständigen Dose weist bevorzugt eine axial verlaufende Innennaht auf und ist von einem Kartonverbundmaterial bzw. einer Kraftpapierschicht gebildet, welche einseitig auf der dem Doseninnenraum zugewandten Seitenfläche mit einem gas- und aromadichten Barriereverbund beschichtet ist, und die gewickelte Außenmateriallage weist eine Außennaht auf und ist von einer Kraftpapierschicht gebildet, wobei die durch die Überlappung gebildete Naht bevorzugt gegenüber jener der Innenmateriallage in Bezug auf den Umfang der Dose bevorzugt versetzt angeordnet ist. Beim Vorhandensein einer dritten Lage von Kartonverbund-Material ist deren Überlappung bzw. Naht bevorzugt gegenüber der Naht der dann mittleren Lage abermals in Bezug auf den Umfang der Dose versetzt angeordnet.

[0096] Mit diesem Fluidbehälter wird auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig ein Getränkebehältnis bzw. eine zylindrische Getränkedose bereitgestellt, welche sich durch einen einfachen Aufbau und durch die Verwendung von rezyklierbaren Materialien auszeichnet. Eine

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt solche Getränkedose kann überraschenderweise hinreichend drucktest gestaltet und hergestellt werden, insbesondere indem sie aus mehreren Lagen und Umwicklungen besteht, sodass sie auch für kohlensäurehaltige Getränke genauso wie für nicht-kohlensäurehaltige Getränke einsetzbar ist und Drucke von bis zu 11 bar aushält, obwohl sie vornehmlich aus bloßem Kartonverbund-Material hergestellt ist. Bis auf eine minimale Innenbeschichtung bzw. Barrierelage besteht deren Mantel großteils aus Kartonmaterial oder Kraftpapier. Diese Getränkedose ist lebensmittelrechtlich unbedenklich. Der Dosenkörper besteht gemäß der Erfindung aus Karton oder gar aus Papier, nämlich einem Kraftpapier, und nicht mehr aus Aluminium. Durch eine Versiegelung der Innenmateriallage mit Hilfe einer Beschichtung oder eines Barriereverbundes ergibt sich eine perfekt dichte Dampf-, Aroma, Fett- und Sauerstoffbarriere. Ein Barriereverbund wird beispielsweise mittels eines Heißgießverfahrens durch einen Extruder aufgebracht. Als Material für den Barriereverbund eignet sich eine Polyolefin-Schicht und wenigstens eine Schicht eines Haftvermittlers. Bedarfsweise kann zusätzlich eine Schicht aus Aluminium eingesetzt werden, wobei dann das Flächengesamtgewicht dieser innersten Lage ca. 60 g/m² bis 130 g/m² aufweisen kann. In einer weiteren Alternative kann der Barriereverbund zusätzlich eine Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer umfassen, womit ein Flächengesamtgewicht von 50 g/m² bis 100 g/m² erreichbar ist.

[0097] Die Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht der Außenmateriallage ist bevorzugt einseitig auf der dem Dosensinnenraum abgewandten Seite mit einer PolyolefinSchicht beschichtet. Diese Polyolefin-Schicht weist ein Flächengewicht von wenigstens 10 g/m²und von höchstens 50 g/m² auf und besteht aus Polyethylen PE oder Polyethylenterephthalat PET. Als ideal hat sich ein Flächengewicht von 20 g/m² erwiesen. Dabei kann die vorteilhafte Barrierewirkung von Polyethylenterephthalat PET genutzt werden.

[0098] Die gewickelte Innenmateriallage und die gewickelte Außenmateriallage sind vorzugsweise vollflächig miteinander verleimt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Nähte in Bezug auf dem Umfang der Dose relativ versetzt zueinander angeordnet verbleiben und die Druckfestigkeit wird erhöht.

[0099] Um die Stabilität dieses Fluidbehälters bzw. dieser Getränkedose auf umweltfreundliche Art und Weise zu erhöhen, wird vorteilhaft eine Dreifach-Umwicklung erzeugt, indem zwischen der gewickelten Innenmateriallage und der gewickelten Außenmateriallage wenigstens eine gewickelte Zwischenmateriallage aufgebracht wird, die ebenfalls von einer Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierschicht gebildet ist, wobei die Innenmateriallage, die wenigstens eine Zwischenmateriallage und die Außenmateriallage an den sich gegenüberliegenden Kartonoder Papier- insbesondere Kraftpapierschichten vollflächig miteinander verleimt werden. Die wenigstens eine gewickelte Zwischenmateriallage weist eine Zwischennaht auf, die bevorzugt relativ zu der Innennaht und der Außennaht in Bezug den Umfang der Wicklung versetzt angeordnet ist. Die versetzte Anordnung von Innennaht, Zwischennaht und Außennaht erweist sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Dichtigkeit und Druckbeständigkeit für die Befüllung mit kohlensäurehaltigen Getränken.

[00100] Besonders vorteilhaft erweist sich ein Barriereverbund der innersten Lage aus einer Polyolefin- Schicht mit wenigstens einer Schicht eines Haftvermittlers. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Innenmateriallage, wenn es um das Erreichen einer besonders hohen Druckfestigkeit geht, für Drücke von 11 bar und mehr, kann der Barriereverbund zusätzlich eine Schicht aus Aluminium umfassen und ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 60 g/m² und von höchstens 130 g/m² aufweisen.

[00101] Anstelle einer Schicht aus Aluminium kann zusätzlich eine Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer eingesetzt werden, und das Flächengesamtgewicht beträgt dann wenigstens 50 g/m² und höchstens 100 g/m². Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer weist darüber hinaus die zur Bildung einer Barriere notwendigen Eigenschaften auf. Dem Barriereverbund kann zusätzlich eine Schicht aus Polyvinylalkohol eingesetzt sein, mit einem Flächengesamtgewicht von wenigstens 50 g/m² und höchstens 100 g/m².

[00102] Im Hinblick auf ein niedriges Gesamtgewicht des Fluidbehälters eignet sich eine Kraft11 /45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt papierschicht mit einem Flächengewicht von wenigstens 60 g/m² und von höchstens 180 g/m².

Das Bodenelement und/oder das Deckelelement können für eine gute Druckfestigkeit der Dose aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, hergestellt werden, wie herkömmlich.

[00103] Im Folgenden werden die einzelnen Figuren näher beschrieben und erläutert. In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Fluidbehälter in Form einer Getränkedose 1 in einer schematischen Einzelteildarstellung gezeigt. Die Getränkedose 1 umfasst einen Rohrabschnitt bzw. einen hohlzylindrischen Dosenkörper 2 mit einem zur Aufnahme des Getränkes dienenden Doseninnenraum 3, sowie ein Bodenelement 4 und ein Deckelelement 5. Das Bodenelement 4 dient dazu, ein erstes Längsende 6 des Dosenkörpers 2 zu verschließen, wobei das Deckelelement 5 dazu vorgesehen ist, ein zweites Längsende 7 des Dosenkörpers 2 zu verschließen. Das Bodenelement 4 und das Deckelelement 5 sind vorzugsweise aus Metall hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Diese Getränkedose 1 kann eine Höhe von 100 mm bis zu 250 mm bei einem Durchmesser von 35 mm bis 600 mm aufweisen, wobei eine Höhe von 100 mm bei einem Durchmesser von 45 mm bis 70 mm bevorzugt ist.

[00104] Die Fig. 2 zeigt eine erste Variante mit einem zweilagigen Dosenkörper in einem Querschnitt, mit stark vergrößert dargestellten Lagen, im Grundsatz. Eine erste Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapierschicht 18 mit einer inliegenden diffusionsdichten Schicht als Barrierelage wurde als innere Lage 11 um einen zentralen zylinderförmigen Stahldorn gewickelt und mit einer ersten Naht 15 wurden die in Wickelrichtung liegenden Ränder verleimt oder verschweißt. Eine zweite Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 18, wurde hernach als äußere Materiallage 12 auf die erste Lage 11 gewickelt, und zwar so, dass die in Wickelrichtung liegenden Ränder mit der Naht 16 an einer der Naht 15 gegenüberliegenden Seite des Dosenkörpers 2 verschweißt oder verleimt sind, sodass ein Dosenkörper 2 mit hohlem Doseninnern 3 entstand.

[00105] In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform des Getränkebehältnisses 1 in einem Querschnitt durch den Dosenkörper 2 gezeigt, so dass ersichtlich ist, dass sich diese zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform nach Fig. 2 durch den Aufbau des Dosenkörpers 2 unterscheidet, der bei dieser zweiten Ausführungsform aus drei Materiallagen 11, 14, 12 besteht, statt nur aus zwei Lagen. Die nachstehende Beschreibung gilt für beide Ausführungsformen, wobei die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen angesprochen werden.

[00106] Bei beiden Ausführungsformen, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, umfasst der Dosenkörper 2 eine gewickelte Innenmateriallage 11 und eine gewickelte Außenmateriallage 12. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig. 3 ist eine weitere Materiallage vorhanden, nämlich eine gewickelte Zwischenmateriallage 14, die zwischen der Innenmateriallage 11 und der Außenmateriallage 12 angeordnet ist. Es können auch mehr als nur eine Zwischenmateriallage 14 zwischen der Innenmateriallage 11 und der Außenmateriallage 12 angeordnet sein, wobei es sich gezeigt hat, dass drei Zwischenmateriallagen 14 eine Art Maximum darstellen und eine weitere Erhöhung der Anzahl Zwischenlagen zur Erhöhung der Stabilität nicht notwendig ist.

[00107] Die Innenmateriallage 11, die Außenmateriallage 12 und bei der zweiten Ausführungsform die Zwischenmateriallage 14 werden von Materialbahn-Rollen abgewickelt. Dann werden bevorzugt in einer Maschine ihre Randbereiche geschliffen, sodass sie entweder eine Schrägfläche oder eine Stufe bilden, damit die später überlappenden Randbereiche nicht dicker ausfallen als jene der Kartonverbund-Material-Lage selbst. Hernach werden die Materialbahnen quer zu ihrer Verlaufrichtung und im rechten Winkel zum Dosenkörper 2 um einen Dorn 23 gewickelt, zur Fertigung des Dosenkörpers 2 und der späteren geschlossenen Dose 1. Die dann überlappenden Randbereiche der einzelnen Materiallagen werden durch Verschweißung, Verklebung oder Verleimung miteinander formschlüssig verbunden. Folglich weist die gewickelte Innenmateriallage 11 eine Innennaht 15 und die Außenmateriallage 12 eine Außennaht 16 auf. Bei der zweiten Ausführungsform weist dementsprechend die Zwischenmateriallage 14 eine Zwischennaht 17 auf.

[00108] Es ist vorteilhaft, wenn die einzelnen Nähte 15, 16 und gegebenenfalls 17 nicht auf

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt identischen Umfangspositionen angeordnet sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, sondern dass die

Innennaht 15, die Außennaht 16 beim ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und bei dem zweiten Ausführungsbeispiel der Fig. 3 zusätzlich die Zwischennaht 17 an unterschiedlichen Umfangspositionen angeordnet sind, nachdem die Materiallagen 11, 12 und gegebenenfalls 14 miteinander verleimt wurden.

[00109] Als Basismaterial sind die Innenmateriallage 11 und die Außenmateriallage 12 bevorzugt jeweils von einer Kraftpapierschicht 18 gebildet, wobei - wenn vorhanden - bevorzugt auch die Zwischenmateriallage 14 von einer Kraftpapierschicht 18 gebildet ist. Dabei weist eine jeweilige Kraftpapierschicht 18 bevorzugt ein Flächengewicht von wenigstens 40 g/m² und von höchstens 180 g/m² auf, wobei ein Flächengewicht von wenigstens 80 g/m² und von höchstens 120 g/m² bevorzugt ist. Als alternatives Basismaterial kommt auch ein Sackpapier mit einer hohen Reißfestigkeit in Frage.

[00110] Bei beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Kraftpapierschicht 18 der Außenmateriallage 12 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 abgewandten äußeren Seitenfläche mit einer Polyolefin-Schicht 19 als Barriereverbund beschichtet. Dieser zweischichtige Aufbau der Außenmateriallage 12 ist durch die gestrichelte Linie schematisch angedeutet, wobei die Darstellung der Fig. 2 und 3 die realen Schichtdicken nicht wiedergeben. Die Polyolefin-Schicht 19 weist bevorzugt ein Flächengewicht von wenigstens 10 g/m² und von höchstens 40 g/m² auf, wobei ein Flächengewicht von 20 g/m² bevorzugt ist. Darüber hinaus kann die Polyolefin- Schicht 19 mit oder ohne semi-permeable Eigenschaften ausgestattet sein. Als nicht gezeigte Alternative zu der Polyolefin-Schicht 19 kann die Kraftpapierschicht 18 der Außenmateriallage 12 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 abgewandten äußeren Seitenfläche wasserfest bedruckt oder lackiert sein.

[00111] Ferner ist bei beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 die Innenmateriallage 11 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 zugewandten Seitenfläche mit einer gas- und aromadichten Schicht 20 beschichtet. Auch hier ist der zweischichtige Aufbau schematisch durch die gestrichelte Linie in den jeweiligen Figuren angedeutet. Die Schicht 20 selbst kann mehrschichtig ausgebildet sein. Die Schicht 20 ist bevorzugt aufgesprüht, aufgedruckt oder durch Beschichtung wie Plasmabeschichtung aufgetragen. Besonders bevorzugt umfasst die Schicht 20 ein anorganisches Barrierematerial. Besonders bevorzugt umfasst die Schicht 20 ein nichtmetallisches, anorganisches Barrierematerial.

[00112] Besonders bevorzugt umfasst die Schicht 20 Siliziumoxid (SiOx) als Barrierematerial. Bevorzugt ist die Schicht 20 direkt auf das Papiermaterial der Innenmateriallage 11 aufgebracht. Das Papiermaterial der Innenmateriallage 11 kann vor Aufbringen der SiOx-Beschichtung mit einer dünnen Kunststoffschicht, bevorzugt in Form eines Vorstriches versehen werden bzw. sein. Weniger bevorzugt kann die Innenmateriallage 11 bereits als Laminat aus einer Karton-, Papier-, insbesondere Kraftpapierschicht und eine Barrierefolie vorliegen, wobei auf oder in der Barrierefolie zusätzliche eine SiOx-Schicht vorliegt. Die Schicht 20 bereits vor dem Wickeln der Innenmateriallage 11 auf dieser vorliegen, bzw. auf dieser aufgebracht worden sein. Die Schicht 20 kann nach dem Wickeln der Innenmateriallage 11, insbesondere nach Wickeln des gesamten Hohlkörpers aufgebracht werden. Zum Aufbringen der der Barriereschicht aus SiOx eignen sich insbesondere Plasmabeschichten.

[00113] Bevorzugt enthält die Schicht 20 Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC).

[00114] Bevorzugt enthält die Innenmateriallage 11 Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC).

[00115] Eine Kunststoff-Barriereschicht bzw. ein Barriereverbund kann eine Polyolefin-Schicht und wenigstens eine Schicht eines Haftvermittlers umfassen. Zusätzlich kann der Barriereverbund dann noch eine Schicht aus Aluminium, aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder aus Polyvinylalkohol aufweisen. Bei einer zusätzlichen Schicht aus Aluminium weist der Barriereverbund bevorzugt ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 60 g/m² und von höchstens 130

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt g/m² auf, vorzugsweise von 110 g/m². Bei einer zusätzlichen Schicht von Ethylen-VinylalkoholCopolymer oder von Polyvinylalkohol anstelle von Aluminium weist der Barriereverbund bevorzugt ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 50 g/m² und von höchstens 100 g/m² auf, vorzugsweise von 70 g/m².

[00116] Unter Berücksichtigung des vorstehenden Schichtaufbaus ist ersichtlich, dass bei der ersten Ausführungsform gemäß der Fig. 2 die gewickelte Innenmateriallage 11 und die gewickelte Außenmateriallage 12 bevorzugt vollflächig an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen der jeweiligen Kraftpapierlagen 18 miteinander verleimt sind. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig. 3 sind bevorzugt die Innenmateriallage 11, die Zwischenmateriallage 14 und die Außenmateriallage 12 an den sich gegenüberliegenden Kraftpapierschichten 18 vollflächig miteinander verleimt.

[00117] Zusammenfassend ist dieser am Beispiel einer Getränkedose beschriebene Fluidbehälter vornehmlich aus Kartonmaterial hergestellt und ist sowohl für nichtkohlensäurehaltige wie auch für kohlensäurehaltige Getränke geeignet. Es handelt sich dabei um einen vorzugsweise dreiteiligen, linear gefertigten, in erster Linie - für eine gleichmäßige Druckaufnahme - zylindrischen Fluidbehälter, wobei auch andere Formen theoretisch möglich sind, wie zum Beispiel die Form eines 5 Liter Bierfasses. Der Fluidbehälter umfasst in jedem Fall einen Dosenkörper 2 aus einem mehrlagigen Karton- und Barrierekartonverbund sowie ein Bodenelement 4 bevorzugt aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und ein Deckelelement 5 bevorzugt aus Metall, vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium. Das Deckelelement 5 ist ferner mit einer bekannten Vorrichtung für das Öffnen, vorzugsweise einem Pull-Ring versehen, wobei gegebenenfalls auch Mittel vorgesehen sein können, die ein Wiederverschließen erlauben.

[00118] Zur Herstellung wird die innerste Wicklung, das heißt die als Barrierebahn wirkende innerste Lage 11, um einen Dorn 23 geformt, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Hierbei werden bevorzugt die den Wicklungsumfang überragenden Randbereiche der Lage nach außen umgelegt, sodass jeweils die inneren Barriereschichten, bevorzugt aus einem anorganischen Barrierematerial insbesondere SiOx, aneinander anliegen. Dann werden diese Barriereschichten der beiden Randbereiche miteinander verbunden, beispielsweise verklebt. Hernach werden die beiden verbundenen Randbereiche gemeinsam auf eine Seite auf die Lage abgeschwenkt. Der im Bild auf der rechten Seite ankommende Randbereich wird also um 180° umgelegt. Dabei trifft seine Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapieroberfläche auf die Karton- oder Papierinsbesondere Kraftpapieroberfläche der gewickelten Lage und der beim Abschwenken gebildete Kanal oder Kännel 52 wird mit Füllmaterial, insbesondere Klebstoff oder Leim 22 ausgerüstet, sodass die beiden verbundenen Randbereiche mit der aufgewickelten Lage satt verleimt und somit versiegelt werden. Die Bahn weist für diese Verleimung daher kein Stoß-an-Stoß Maß auf, sondern es wird bewusst eine dreilagige Überlappung von etwa 8mm Breite erzeugt. Weil der Kännel 52 mit Füllmaterial, insbesondere Leim 22, verfallt ist, wird ein Transport von Flüssigkeit im Zuge des späteren Füllprozesses wirksam vermieden.

[00119] Eine nächste Lage 14 von Kartonverbund-Material wird zeitgleich, jedoch örtlich ganz wenig versetzt wie in Fig. 5 gezeigt um den Dom 23 und die bereits vorhandene Lage 11, die hier nach der Version gemäß Fig. 4 verbunden wurde, aufgewickelt und mit ihr, insbesondere durch Verleimung, verbunden. Die Randbereiche der zweiten Lage 14 sind bevorzugt stufenförmig geschliffen, sodass sie sich durch Überlappung 45 formschlüssig miteinander verbinden lassen und diese Überlappung 45 wird verleimt, zur Bildung einer mittleren Naht 17. In Fig. 5 ist zudem gezeigt, dass eine dritte Lage 12 aus Kartonverbund- Material, das heißt die äußere Lage, ebenfalls zeitgleich und örtlich ganz wenig versetzt um die dann mittlere Lage 14 gewickelt werden kann und ihre formschlüssige Überlappung ebenfalls verleimt werden kann, zur Bildung der äußeren Naht 16. Die äußerste Schicht kann mit einem Außenmaterial beschichtet sein, zum Beispiel mit einer Schicht mit ganz feinen Löchern, sodass Wasserdampf aus dem Dosenkörper austreten kann, während aber umgekehrt kein Eindringen von Wasserdampf in die Dose ermöglicht ist. Bei dieser Beschichtung handelt es sich bevorzugt um Polyethylen PE, Polypropylen PP oder Polyethylenterephthalat PET. Die äußerste Naht 16 kann mit einem Dichtstreifen (punktiert dargestellt) aus PE, PP, PET mit/ohne Haftvermittler oder Klebstoff

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt versiegelt werden und dieser Dichtstreifen wird je nach seiner Ausprägung mit oder ohne Wärmezufuhr appliziert. Anstelle des Aufklebens eines Streifens 46 auf das sich auf dem Dorn 23 bewegende entstandene Endlosrohr 27 kann die Naht 16 der äußersten Lage mittels heißem und somit flüssigem PE versiegelt werden.

[00120] Für die industrielle Herstellung der Dosen aus Kartonverbund-Material wird dieses in Form von vorgefertigten Bahnen aus Karton oder Papier insbesondere Kraftpapier mit seiner jeweiligen Beschichtung in Rollen angeliefert, von diesen abgerollt und der in Fig. 5 veranschaulichten Wickelvorrichtung zugeführt. Beim Beispiel der Fig. 5 wären beispielsweise drei Rollen als Bahnen für die drei zu wickelnden Lagen 11, 14 und 12 vorhanden. Nach dem Abrollen werden von einer Maschine bevorzugt die Randbereiche der Bahnen 14, 12 geschliffen, zum Erzeugen einer Schrägfläche 44 oder einer Stufe 21. Es sind denn auch hauptsächlich diese Rollen, nebst dem Klebstoff insbesondere Leim und den Boden- und Deckelelementen, die für die Herstellung der Fluidbehälter an den Dosenabfüller geliefert werden können, aber kein Leergut und somit kein Volumengut mehr.

[00121] Die Bahnen 11, 14, 12 werden bevor sie der Wickelvorrichtung zugeführt werden auf einer deren flächigen Seiten mit einem Klebstoff, vorzugsweise Leim beschichtet.

[00122] Danach werden, wie in Fig. 5 gezeigt, die „endlose“ Materialbahnen der einzelnen Lagen 11, 14, 12, das heißt zunächst jene zur Bildung der innersten Lage 11, durch Zuführen und Entlangziehen längs eines stationären, zylinderförmigen Stahldorns 23 in einer Maschinenstation durch dieselbe um den Stahldorn 23 gewickelt. Die Materialbahnen läuft dabei zwischen dem Stahldorn 23 und mehreren anschmiegenden Rollen (nicht dargestellt) mit je U-förmigem Querschnitt hindurch. Bei der innersten Lage 11 erfolgt die Verbindung der nach außen ragenden Ränder an deren Barriereschicht, wie in Fig. 4 gezeigt. Dann folgt das Weiterbefördern der zu einem Rohr gewickelten innersten Lage 11 über einen weiteren Abschnitt des Stahldorns 23. Anpressrollen (nicht dargestellt) halten die innerste Lage 11 satt auf dem Dorn 23 und oben wird die erzeugte Naht umgelegt und angepresst, sodass sie mit der Außenseite des Kartonverbund- Materials der innersten Lage 11 verklebt wird. Die dann fertige innerste Lage 11 wird auf dem Dorn 23 weiterbefördert.

[00123] Als Nächstes wird auf derselben Maschine örtlich kurz hinter der innersten Lage 11 die mittlere Lage 14 auf die innerste Umwicklung bzw. Lage 11 aufgebracht. Die bevorzugt in eine Stufe 21 oder Schrägfläche 44 geschnittenen Längsränder dieser mittleren Lage 14 werden durch die Umwicklung des Dorns 23 zur Überlappung gebracht und mittels des bereits zuvor aufgebrachten Klebstoffes, insbesondere Leims verleimt. Und schließlich wird die äußere Lage ebenfalls zeitgleich und örtlich wenig zurückversetzt auf die zuvor aufgewickelte Lage 14 aufgebracht.

[00124] Das jetzt aus drei miteinander verklebten insbesondere verleimten Lagen hergestellte und in Fig. 5 gezeigte Rohr 27 aus Kartonverbund-Material wird dann einer Schneidvorrichtung 26, beispielsweise einer getaktet hin und her fahrbaren Guillotine, zugeführt, wie in Fig. 5 gezeigt, welche an gewünschten Stellen das Rohr 27 in Rohrabschnitte 28 schneidet. Das Schneiden kann aber nicht nur mit einer bevorzugt fahrbaren Guillotine erfolgen, sondern auch mit einer bekannten Multi-Rundmessermaschine. Hierbei fährt ein Schlitten mit mehreren Rundmessern in der Produktionsgeschwindigkeit mit dem Endlosrohr 27 mit und kann so in einem Vorgang mehrere Rohrabschnitte 28 schneiden. Nach dem Schneiden fahren die DosenAbschnitte 28 bevorzugt durch einen Wärmetunnel, um die Leimfeuchtigkeit abzuführen. Die Wärme kann durch verschiedene Arten erzeugt werden. Bevorzugt wird Warmluft.

[00125] Nach dem Zuschneiden der Rohrabschnitte 28 in der gewünschten Länge, je nach gewünschtem Dosenvolumen, werden durch eine Maschine an den beiden Rändern der offenen Enden der Rohrabschnitten 28 diese Ränder in Auskragungen ausgeformt. Hierzu werden von beiden Seiten rotierende Spreizwerkzeuge in die offenen Enden eingefahren. Die Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit für dieses Aufspreizen auf. Der Dosenkörper 2 wird in einen Hohlzylinder 48 gesteckt, welcher abgerundete Innenränder 51 aufweist. Mit einer Stahlrolle 49, die um die Achse 50 dreht, wird diesem gekrümmten Innenrand 51 nachgefahren, wobei die Achse 50 so

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt bewegt wird, dass sie eine Kegelwand beschreibt. Die Stahlrolle 49 rollt den oberen Randbereich des Dosenkörpers 2 in einem oder mehreren Umgängen auf den gekrümmten Rand 51 und spreizt die Lagen leicht auf. Es entsteht eine Auskragung, wie in der folgenden Fig. 7 gezeigt. Die Schnittränder werden bevorzugt nach dieser Krempelung bzw. dem erfolgten Aufspreizen durch Anstreichen mit einem Dispersionskieber, zum Beispiel einem flüssigem Polyethylen PE oder einem Dispersionskieber oder einem anderen geeigneten, schnell abbindenden und lebensmittelkonformen Kleber versiegelt, damit keine Feuchtigkeit ins Innere der Kraftpapierschicht eindringen kann, denn das spätere Befüllen erfolgt unvermeidbar in einer feuchten Atmosphäre. Die Schnittkanten werden hernach wiederum mit Wärme behandelt, um die Abbindezeit zu minimieren. Hierfür wird an dieser Stelle eine Infrarot-Bestrahlung bevorzugt. Danach werden diese Rohrabschnitte 28 in aufrechter Lage in einer Reihe in einer Transportvorrichtung eingeordnet und durchfahren dann wie in Fig. 10 gezeigt ein Karussell 30, an welchem ein Automat 32 aus einem Zufuhrmagazin 31 ein vereinzeltes Verschlusselement, z.b. ein Bodenelement 4, in die oben offene Seite jedes Rohrabschnitts 28 einsetzt und den äußeren Randbereich des radial auslaufenden Bodenrandes in radialer Richtung um den Randbereich des offenen Rohrabschnittes 28 dichtend umbördelt.

[00126] In der Fig. 7 ist dieser Vorgang des dichten Einbördelns eines Verschlusselements in Form eines Boden- 4 oder auch Deckelelementes 5 veranschaulicht. Bei den Boden- und Deckelelementen kann es sich um einen Standard-Boden bzw. Standard-Deckel handeln, mit denen herkömmliche Aludosen verschlossen werden, und die dann mit denselben Maschinen montierbar sind. Das Boden- 4 oder Deckelelement 5 besteht aus Aluminium und weist einen radial abstehenden Randbereich 41 auf, einen Bereich also, der über den Durchmesser des Dosenkörpers 2 hinausragt. Das Boden- 4 oder Deckelelement 5 mit dem Randbereich 41 wird von einem Automaten mit dem Randbereich 42 des Dosenkörpers 2 zur Überlappung gebracht. Hernach erfolgt die Einbördelung durch den Automaten 32, welcher hierzu die auskragenden doppellagigen Abschnitte 41, 42, also den Randbereich 41 gemeinsam mit dem Randbereich 42 des Dosenkörpers einbördelt, also um etwa 360° oder mehr einrollt, wodurch eine dichte Bördelnaht entsteht. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, weist der Schnittrand des Dosenkörpers 2, eine Versiegelung 37 auf, welche aus feuchtigkeitsdichtem Material besteht. Das Deckelelement 5 oder Bodenelement 4 weist üblicherweise ein Compound-Material 38 auf, welches eine elastisches Dichtmaterial ist, das im Bereich des abstehenden Randbereichs 41, welcher dem Randbereich 42 des Dosenkörpers 2 zugewandt liegt, aufgebracht ist.

[00127] Bevorzugt erstreckt sich das Compound-Material 38 von der Innenseite des Curls 39 (Äußerste nach unten verlaufende Krümmung des Randes) des Deckelelements 5 oder Bodenelements 4 bis zur Schulter 40 des Deckelements 40, wobei sich das Compound-Material 38 zumindest teilweise über die Höhe der Schulter 40 erstreckt und zumindest teilweise über den Innenradius des Curls 39. Bevorzugt erstreckt sich das Compound-Material 38 zumindest über die halbe Höhe der Schulter 40.

[00128] Die Fig. 8 zeigt einen alternativen Boden bzw. Deckel 4, der hier in einem diametrischen Schnitt dargestellt ist. Wie man erkennt, ist in den von ihm gebildeten nach unten offenen Kännel ein Dichtring 47 auf Silikonbasis eingelegt. Der Deckel wird hernach wie bei einer herkömmlichen Alu-Dose eingebaut, mit denselben Maschinen. Der Silikondichtring sorgt für eine zusätzliche einwandfreie Dichtigkeit, und die einander überlappenden Bereiche werden gemeinsam nach innen eingerollt.

[00129] Die Fig. 10 zeigt einen Rundtaktautomaten 32 mit einem Karussell 30, welcher die Bodenelemente auf die Dosenkörper montiert und deren Ränder mit dem Dosenkörperrand einkrempelt bzw. einbördelt, wie oben beschrieben. Es folgt nun das Stürzen der einseitig offenen Rohrabschnitte 28 im Förderkanal, sodass deren nun offene Seite oben liegt, wie in Fig. 11 gezeigt. Dann durchfahren sie eine Karussell- Füllstation 33, welche jeden Rohrabschnitt 28 mit definierter Füllmenge befüllt. Schließlich durchfahren die gefüllten, unten verschlossenen Rohrabschnitte 28 wie in Fig. 12 gezeigt ein Karussell 34, an welchem ein Automat 35 aus einem Zufuhrmagazin 36 ein vereinzeltes Deckelelement 5 mit Pullring-Verschluss in die oben offene Seite jedes gefüllten Rohrabschnitts 28 einsetzt und dazu den wiederum radial abstehenden

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Rand des Deckelelementes 5 in radialer Richtung um den Randbereich des offenen Rohrabschnitts 28 dichtend umbördelt.

[00130] Eine gefüllte und geschlossene Dose 1 präsentiert sich hernach wie in Fig. 9 dargestellt, wo sie in einem Schnitt längs ihrer Längsachse gezeigt ist. Man erkennt den Dosenkörper 2 und die Bördelungen 43 oben und unten, mit denen der Deckel 5 und der Boden 4 dichtend eingesetzt wurden.

[00131] In Fig. 13 ist ein besonders bevorzugter Dosenmantel 101 im Längsschnitt durch die zylindrische Dose dargestellt. Der Dosenmantel 101 weist von innen nach außen eine Barrierelage 102, eine innere Kraftpapierlage 103, eine mittlere Kraftpapierlage 104, eine äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 und eine äußere Barriereschicht 106 auf.

[00132] Die Barrierelage 102 weist an einer Stelle des Umfangs eine in Längsrichtung des Dosenmantels 101 verlaufende Faltnaht auf, wobei bei der Faltnaht drei Lagen der Barrierelage 102 übereinander zu liegen kommen.

[00133] Im Bereich der Faltnaht weist der Dosenmantel 101 die maximale Dicke Dmax auf, welche gegenüber der übrigen Dicke D des Dosenmantels 101 größer ist, nämlich um das doppelte der Dicke der Barrierelage 102. Die Dickendifferenz AD beträgt also das Doppelte der Dicke der Barrierelage 102.

[00134] Während die Dickendifferenz bei herkömmlichen Verpackungen kaum eine Rolle spielt, ist diese bei druckfesten Dosen maßgeblich entscheidend, ob die Dose im Bereich der Deckel dicht bleibt, oder mit der Zeit Feuchtigkeit im Bereich der Dickendifferenz also im Bereich der Faltnaht zwischen Deckel und Barrierelage 102 in die Kraftpapierlage 103 eindringen kann. Es wurde nach dem Stand der Technik bisher versucht die Barrierelage 102 möglichst dünn auszuführen, oder deren Faltnaht durch eine Zwischenlage zu kaschieren. Das Kaschieren der Faltnaht ist verfahrenstechnisch aufwendig und kann zu einer Schwachstelle führen, da zwischen den beiden Rändern der Zwischenlage ein großer Spalt vorliegt, in welchem die Faltnaht aufgenommen ist. Die Barrierelage 102 kann nach dem Stand der Technik auch als möglichst dünne Folie, meist Kunststoff- Aluminium- oder eine Verbundfolie ausgeführt sein, mit den Nachteilen, dass diese weniger einfach bzw. langsamer zu verarbeiten sind und dass diese selbst eine geringe Festigkeit aufweisen, bzw. schleichenden Verformungen unterliegen können.

[00135] Abweichend vom Stand der Technik ist erfindungsgemäß vorgesehen, die Barrierelage 102 als Verbund aus Kraftpapierschicht 107 und einer Barriereschicht 108 bevorzugt aus anorganischem Material auszuführen. Dies führt zwar zwangsläufig zu einer an sich nachteiligen Erhöhung der Dickendifferenz im Bereich der Faltnaht, führt aber vorteilhaft dazu, dass die Barrierelage 102 besserwickelbar ist und dass die Faltnaht stabiler ist.

[00136] Bevorzugt beträgt die Länge der Überlappung der Faltnaht in Umfangsrichtung des Dosenmantels 101 zwischen 1 und 6 mm besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 mm insbesondere 3mm.

[00137] In Fig. 14 und 15 ist der besonders bevorzugter Dosenmantel 101 im Detail dargestellt, wobei hier die Barrierelage 102 als erfindungsgemäßer Verbund aus einer Kraftpapierschicht 107 und Barriereschicht 108 dargestellt ist. Insbesondere vorteilhaft an der erfindungsgemäßen Barriereschicht 102 ist, dass bei Herstellung der Faltnaht kein artfremdes Material miteinander zu verkleben ist, da artfremdes Verkleben, beispielsweise von Papiermaterial und Kunststoff, in der Regel speziellere Klebstoffe und/oder mehr Zeit erfordert und zu schwächeren Verbindungen führt als das Verkleben von Papier auf Papier oder Kunststoff auf Kunststoff.

[00138] Wie in Fig. 14 und 15 ersichtlich ist, ist die innerste Schicht des Dosenmantels 101 durch die Barriereschicht 108 gebildet, welche auf die Kraftpapierschicht 107 aufgebracht ist. Das Aufbringen der Barriereschicht 108 auf der Kraftpapierschicht 107 erfolgt bereits vor dem Wickeln des zylindrischen Dosenmantels 101. Bevorzugt wird das Material der Barrierelage 102 in Form des Verbundes der Kraftpapierschicht 107 und der Barriereschicht 108 hergestellt, nachfolgend zu einer Rolle aufgewickelt und dann als Rolle für den Wickelvorgang des zylindri17/45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt sehen Dosenmantels 101 bereitgestellt.

[00139] Im Bereich der Faltnaht weist die Barrierelage 102 eine dreifache Überlappung mit sich selbst auf. Im Bereich der Faltnaht ist somit von innen nach außen gesehen ganz innen die Barriereschicht 108, gefolgt von einer Kraftpapierschicht 107, wobei diese bereits vor dem Wickeln fest miteinander verbunden sind. An die Kraftpapierschicht 107 schließt eine weitere Kraftpapierschicht 107 an, wobei diese bevorzugt unmittelbar vor bzw. während dem Wickeln miteinander verklebt, insbesondere verleimt werden. Auf die weitere Kraftpapierschicht 107 folgt die Barriereschicht 108, wobei diese bereits vor dem Wickeln fest miteinander verbunden sind. An die Barriereschicht 108 schließt eine weitere Barriereschicht 108 an, wobei die beiden Schichten Barrierelaminat 108 beim Wickelvorgang miteinander verbunden werden. An die weitere Barriereschicht 108 schließt wieder eine Kraftpapierschicht 107 an, welche die äußerste Lage der Faltnaht bildet. Die äußere Schicht der Barrierelage 102 ist somit über den gesamten Umfang durch die Kraftpapierschicht 107 gebildet. Die Kraftpapierschicht 107 ist an der Außenseite unbehandelt, also nicht lackiert oder laminiert, sodass die Außenseite durch Kraftpapiermaterial gebildet ist.

[00140] Um die Außenseite der Barrierelage 102 wird beim Wickelvorgang die innere Kraftpapierlage 103 gelegt, wobei diese auf der Innenseite und auf der Außenseite unbehandelt also nicht beschichtet oder laminiert ist. Die Innenseite der inneren Kraftpapierlage 103 wird vollflächig mit der Außenseite der Barrierelage 102 verleimt, sodass hier vorteilhat Kraftpapiermaterial direkt mit Kraftpapiermaterial verleimt wird, sodass Leim in die Fasermatrix beider Lagen eindringen kann, wodurch eine besonders hohe Endfestigkeit der Klebeverbindung erreicht wird.

[00141] Weniger bevorzugt können auch andere Klebstoffe wie Hotmelt-Klebstoffe oder Zweikomponentenklebstoffe verwendet werden, wobei die geringere Endfestigkeit der Hotmelts und die schwierige Verarbeitbarkeit der Zweikomponentenklebstoffe als wesentliche Nachteile gegenüber Leim bzw. wasserbasierten Klebstoffen genannt werden können. Als Leime werden hierin wässrige Lösungen von Klebstoffen verstanden. Insbesondere können bekannte Papierleime Verwendung finden.

[00142] Weniger bevorzugt kann auch eine Kombination aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Klebstoffen verwendet werden, wobei diese gemeinsam zur Verklebung zweier Lagen verwendet werden könnte, oder jeweils zur Verklebung unterschiedlicher Lagen. Beispielsweise können Hotmelt und wasserbasierter Klebstoff nebeneinander auf eine Lage aufgetragen werden zur Verklebung zweier Lagen aneinander.

[00143] Lösemittelbasierte Klebstoffe und Leim können insbesondere im flüssigen Zustand oder als Schaum aufgebracht werden.

[00144] Schaum hat den Vorteil, dass dieser die zu verklebende bzw. verleimende Fläche im Vergleich zu einem nicht geschäumten Klebstoff oder Leim mit weniger Flüssigkeitsgehalt abdecken kann.

[00145] Um die Außenseite der inneren Kraftpapierlage 103 wird, wie in Fig. 16 dargestellt ist, beim Wickelvorgang zumindest eine weitere Kraftpapierlage 104 gelegt, wobei diese auf der Innenseite unbehandelt also nicht beschichtet oder laminiert ist.

[00146] Das Verwenden von zumindest zwei Kraftpapierlagen 103, 104 ist zwar aufwändiger und mit höheren Materialkosten verbunden als das Verwenden von nur einer dafür dickeren Kraftpapierlage für den Dosenmantel, jedoch ist daran vorteilhaft, dass die beiden dünneren Kraftpapierlagen schneller an der Wickelmaschine verarbeitete werden können und dass die Stabilität des Dosenkörpers gegenüber der Verwendung einer dickeren Lage überraschenderweise sogar erhöht werden konnte.

[00147] Bevorzugt werden zwei Kraftpapierlage 103, 104 und eine zusätzliche Papier- oder Kraftpapierlage 105 verwendet, wie in den Fig. 13-15 dargestellt, wobei die innere Kraftpapierlage 103 und jede mittlere Kraftpapierlage 104 beidseitig unbehandelt bzw. unbeschichtet sind und die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 vorzugsweise zumindest an der Innenseite

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt unbehandelt bzw. unbeschichtet ist.

[00148] Ein besonders bevorzugter Dosenmantel wird mit einer Höhe im Bereich von 130 mm bis 150 mm und einem Außendurchmesser im Bereich von 50mm bis 60mm und einem Innendurchmesser Bereich von 48,6 mm bis 58,6 mm gefertigt.

[00149] Eine besonders bevorzugte verschlossene Dose liegt mit den Dimensionen: Außenhöhe 134 mm, Innenhöhe 133 mm, Außendurchmesser 52,4 mm, Innendurchmesser 51,2 mm, Innenvolumen ca. 270-275 ml, Füllvolumen 250 ml, vor.

[00150] Wie beschrieben weist die Dose als innerste Lage eine Barrierelage 102 auf, welche aus Barriereschicht und Kraftpapier gebildet ist. Die Barriereschicht kann eine Verbundfolie umfassend eine Aluminiumfolie und zumindest eine Kunststofffolie umfassen, welche zusammen ein Barrierelaminat bilden. Bevorzugt weist das Barrierelaminat eine Aluminiumfolie, besonders bevorzugt mit einer Schichtdicke von 6 - 9 μm. auf, welche zwischen zwei Kunststoffschichten vorliegt, sodass die Barrierelage 102 von innen nach außen den Aufbau Kunststoffschicht, Aluminiumschicht, Kunststoffschicht, Kraftpapier aufweist.

[00151] Das Barrierelaminat weist beispielsweise von innen nach außen den Aufbau Kunststofffolie, bevorzugt aus PE, Aluminiumfolie, Haftvermittler bevorzugt in Form von Surlyn, Kunststofffolie bevorzugt aus PE auf. Die einzelnen Schichten des Barrierelaminats liegen besonders bevorzugt in folgenden Dicken vor: Kunststofffolie 10-25 μm, Haftvermittler 2-5 μm, Aluminiumfolie 6,57,5 μm, Kunststofffolie 10-25 μm.

[00152] Bevorzugt weist das Barrierelaminat eine Dicke von 30 μm bis 55 μm auf. Das Barrierelaminat 108 hat eine besonders bevorzugte Dicke von 35-50 μm, insbesondere 40-45 μm. Bevorzugt weist das Barrierelaminat 108 eine Grammatur von 45 bis 75 g/m² auf, insbesondere 50 g/m² bis 65 g/m².

[00153] Bevorzugt umfasst die Barriereschicht 108 zudem zumindest eine Schicht aus siliziumhaltigem Barrierematerial insbesondere aus SiOx, welche auf oder im Barrierelaminat vorliegt, oder eine, mehrere oder alle Schichten des Barrierelaminats ersetzt.

[00154] Bevorzugt liegt eine aus SiOx gebildete Schicht mit einer Schichtdicke von zumindest 50 nm insbesondere zumindest 500 nm vor.

[00155] Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist bevorzugt eine Dicke von 60 μm bis 90 μm auf. Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist besonders bevorzugt eine Dicke von 70 - 85 μm auf. Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist bevorzugt eine Grammatur von 40 g/m² bis 80 g/m² auf, insbesondere 50-70 g/m², insbesondere 60 g/m².

[00156] Die Barrierelage 102 weist eine bevorzugte Schichtdicke von 90 μm bis 145 μm auf. Die Barrierelage 102 weist eine besonders bevorzugte Schichtdicke von 110 -135 μm auf.

[00157] Die Reißfestigkeit MD des Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 beträgt bevorzugt zumindest 4 kN/m, insbesondere zumindest 5.0 kN/m. Die Reißfestigkeit CD des Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 beträgt bevorzugt zumindest 2 kN/m, bevorzugt zumindest 2,5 kN.

[00158] Bei einer zweiten Ausführungsvariante der Barrierelage 102 weist diese von innen nach außen den Aufbau Barrierelaminat mit den Schichten: Kunststoffschicht in Form eines Heißsiegellacks, bevorzugt aus PET; Aluminiumschicht in Form einer Aluminiumfolie; Kunststoffschicht in Form von Klebstoff und Kraftpapierschicht 107 aus Kraftpapier auf. Bevorzugt weist dabei das Kraftpapier der Kraftpapierschicht 107 eine Grammatur von 40 g/m² auf. Bevorzugt weist der Heißsiegellack eine Grammatur von 1,6 g/m² auf, die Aluminiumfolie eine Schichtdicke von 7,7 μm und eine Grammatur von 20,8 g/m² und die Kunststoffschicht aus Klebstoff eine Grammatur von 2 g/m². Gesamt weist diese Barrierelage 102 eine Schichtdicke von ca. 60 μm und eine Grammatur von ca.65 g/m² auf. Bevorzugt umfasst die Barriereschicht 108 zudem zumindest eine Schicht aus anorganischem Barrierematerial insbesondere aus SiOx, welche auf oder im Barrierelaminat vorliegt, oder eine oder mehrere Schichten des Barrierelaminats ersetzt.

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt [00159] Die Barrierelage 102 wird unter Bildung einer Faltnaht in Längsrichtung um einen Dorn gewickelt, sodass diese einen rohrförmigen Körper bildet, wobei die innere Schicht der Barriereschicht 108 insbesondere eine anorganische Schicht insbesondere aus SiOx dem Dorn zugewandt und die Kraftpapierschicht 107 dem Dorn abgewandt liegt.

[00160] Dies ist insbesondere Vorteilhaft, da SiOx gute Gleit-, und Verschleißeigenschaften aufweist und zudem Temperaturbeständig ist.

[00161] Die nächste Lage, also die innere Kraftpapierlage 103 weist besonders bevorzugt eine Grammatur von 125 g/m², eine Reißfestigkeit MD von > 12 kN/m und eine Dicke von 0,160 μm auf. Das Kraftpapier ist beidseitig unbehandelt. Bevorzugt weist die innere Kraftpapierlage 103 eine Grammatur von 95 g/m² bis 135 g/m² und/oder eine Reißfestigkeit von größer 10 kN/m und/oder eine Dicke von 0,140 mm bis 0,175 mm auf.

[00162] Die Kraftpapierlage wird direkt und vollflächig mit der Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 verklebt, insbesondere verleimt, indem diese um den rohrförmigen Körper der Barrierelage 102 gewickelt wird.

[00163] Zum Verleimen wird Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, bevorzugt in einer Menge von 10

- 25 g/m², insbesondere 15-20 g/m², vollflächig auf die Außenseite der Barrierelage 102 oder die Innenseite der inneren Kraftpapierlage 103 aufgetragen.

[00164] Die nächste Lage ist die mittlere Kraftpapierlage 104 beispielhaft mit einer Grammatur von 125 g/m², einer Reißfestigkeit von > 12 kN/m und einer Dicke von 0,160 mm. Das Kraftpapier ist beidseitig unbehandelt. Bevorzugt weist die mittlere Kraftpapierlage 104 eine Grammatur von 95 g/m² bis 125 g/m² und/oder eine Reißfestigkeit MD von größer 10 kN/m und/oder eine Dicke von 0,140 mm bis 0,175 mm auf.

[00165] Diese mittlere Kraftpapierlage 104 wird direkt und vollflächig mit der darunterliegenden inneren Kraftpapierlage 103 verklebt, insbesondere verleimt, indem diese um den rohrförmigen Körper der Barrierelage 102 und inneren Kraftpapierlage 103 gewickelt wird.

[00166] Zum Verleimen wird Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, bevorzugt in einer Menge von 10

- 25 g/m², insbesondere 15-20 g/m², auf die Außenseite der inneren Kraftpapierlage 103 oder die Innenseite der mittleren Kraftpapierlage 104 aufgetragen.

[00167] Der in Fig. 16 dargestellte durch diese drei Schichten gebildete Dosenmantel 101 weist bevorzugt eine Dicke D von 378 bis 495 μm, insbesondere 430-460 μm auf. Die Dickendifferenz AD beträgt bevorzugt zwischen 196 μm bis 290 μm, bevorzugt 220-270 μm. Im Bereich der Faltnaht weist der Dosenkörper eine Dicke Dmax von bevorzugt 650-730 μm auf, wobei Dmax ca. 150% der Dicke D des angrenzenden Dosenmantels 101 beträgt.

[00168] Bevorzugt weist der Dosenkörper eine vierte Lage auf, welche gebildet ist aus der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 weist bevorzugt eine Grammatur von 80-130g/m² auf, insbesondere 100-120 g/m². Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 weist bevorzugt eine Dicke von 70-120 μm auf, insbesondere 90110 μm.

[00169] Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 wird in der Wickelanlage über der mittleren Kraftpapierlage 104 aufgebracht und bevorzugt mit Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, in einer Menge von bevorzugt 10-25 g/m², insbesondere 15-20 g/m², mit dieser vollflächig verklebt.

[00170] Der Dosenmantel 101, bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren Kraftpapierschicht 103, der mittleren Kraftpapierschicht 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierschicht 105 (ohne Barriereschicht 106), ist in Fig. 17 veranschaulicht. Die Dicke D des Dosenmantels beträgt ca. 550 μm, wobei im Bereich der Faltnaht die maximale Dicke Dmax 800 μm beträgt, was ca. 145% der Dicke D des angrenzenden Dosenmantels 101 entspricht. Die Dickendifferenz AD beträgt ca. 250 μm. Der Dosenmantel 101, bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren Kraftpapierschicht 103, der mittleren Kraftpapierschicht 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierschicht 105, weist bevorzugt insgesamt eine Dicke von 500 - 650 μm, besonders bevorzugt 550 bis 620 μm auf. Bevorzugt weist der Dosenmantel 101 bestehend aus

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt der Barrierelage 102, der inneren Kraftpapierschicht 103, der mittleren Kraftpapierschicht 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierschicht 105 eine Zugfestigkeit CD von größer 300 N/15mm insbesondere größer 350 N/15mm auf, also von größer 20 kN/m insbesondere größer 23 kN/m. Bevorzugt weist der Dosenmantel 101 bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren Kraftpapierschicht 103, der mittleren Kraftpapierschicht 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierschicht 105 eine Grammatur von zumindest 400 g/m² insbesondere zumindest 450 g/m² auf.

[00171] Bevorzugt ist diese äußere Kraftpapierlage 105 auf der der Dosenaußenseite zugewandten Seite mit einer äußere Barriereschicht 106 versehen, beispielsweise einer einschichtigen Barrierefolie, mit oder ohne Pinholes, bevorzugt Polyethylen (PE) mit einer Grammatur von 15g/m² und/oder einer Dicke von 15 μm oder einem Lack überzogen.

[00172] Alternativ kann die äußere Lage nur aus einer äußeren Barriereschicht 106 in Form einer Barrierefolie bestehen, mit oder ohne Pinholes, bevorzugt PE mit 25 g/m². In diesem Fall können die innere Kraftpapierlage 103 und zweite Kraftpapierlage 104 in ihrer Materialstärke derart angepasst werden, dass die Gesamtmaterialstärke des Dosenmantels erhalten bleibt.

[00173] Je nach Höhe und Durchmesser der Dose ist vorgesehen, dass die mittleren Kraftpapierlagen 104 in größerer Anzahl als eins vorliegen können, beispielsweise werden bei einer Dose mit Höhe 245 mm und Durchmesser 175 mm eine Anzahl von zwei mittleren Lagen bevorzugt, wie in Fig. 18 veranschaulicht ist. Mit den bevorzugten Dicken je Kraftpapierlagen 103, 104, 105 von 0,160 μm und Dicke der Barrierelage 102 von 127 μm ergibt sich beispielsweise eine Gesamtdicke D von 767 μm.

[00174] Je nach Höhe und Durchmesser der Dose kann vorgesehen sein, dass die innere Kraftpapierlage 103, die mittlere Kraftpapierlage 104 und die äußere Kraftpapierlage 105 mit größerer Stärke beispielsweise bei einer Dose mit H: 245 mm und D: 175 mm mit einer Stärke von je 265 μm vorliegen. Mit einer Dicke der Barrierelage 102 von 127 μm ergibt sich beispielsweise eine Gesamtdicke D von 922 μm.

[00175] Die Erhöhung der Anzahl der Lagen ist gegenüber der Erhöhung der Dicke der Lagen vorteilhaft, da mit dünneren Lagen eine höhere Prozessgeschwindigkeit und eine höhere Stabilität des Dosenkörpers im Verhältnis zur Gesamtgrammatur des eingesetzten Kraftpapieres erreicht werden kann.

[00176] Der Zugfestigkeitsindex MD als Quotient aus Zugfestigkeit MD und Grammatur des verwendeten Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 und der Kraftpapierlagen 103, 104, 105 liegt bevorzugt im Bereich von 70-120 Nm/g.

[00177] Der Zugfestigkeitsindex CD als Quotient aus Zugfestigkeit CD und Grammatur des verwendeten Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 und der Kraftpapierlagen 103, 104, 105 liegt bevorzugt im Bereich von 35-70 Nm/g.

[00178] Bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex MD der verwendeten Kraftpapiere größer 80 Nm/g. Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex MD größer 100 Nm/g.

[00179] Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex CD der verwendeten Kraftpapiere größer 40 Nm/g. Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex CD größer 50 Nm/g.

[00180] Bevorzugt umfasst der Schichtaufbau neben der Kraftpapierschicht 107 zumindest zwei weitere Kraftpapierlagen 103, 104 mit den angegebenen Zugfestigkeitsindizes MD und CD. Die Kraftpapierschicht 107 oder zumindest eine der weiteren Kraftpapierlagen 103, 104 kann auch aus einem anderen Karton- bzw. Papiermaterial gebildet sein, welches die angegebenen Zugfestigkeitsindizes MD und CD aufweist. Kraftpapier zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Papieren durch größere Zugfestigkeitsindizes MD und insbesondere CD (cross direction) aus.

[00181] Bevorzugt ist das Kraftpapier der Kraftpapierschicht 107 und der Kraftpapierlagen 103, 104 ungebleicht. Das Papier oder Kraftpapier der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 kann gebleicht sein, was für eine Bedruckung mit Designs an deren Außenseite vorteilhaft sein /45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt kann. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 kann bereits vor dem Wickeln mit einem

Produktdesign bedruckt sein, wobei diese Bedruckung vorteilhaft zwischen der Papier- oder

Kraftpapierlage 105 und der äußeren Barriereschicht 106 vorliegen kann. Das Schneiden in der

Schneidvorrichtung 26 erfolgt dann registriert hinsichtlich der Bedruckung.

[00182] In Fig. 19 ist ein Querschnitt durch einen besonders bevorzugten Aufbau des erfindungsgemäßen Dosenmantels 101 gezeigt. Bei diesem Aufbau weisen die innere Kraftpapierlage 103 und die mittlere Kraftpapierlage 104 schräg geformte seitliche Ränder auf, sodass sich die beiden am jeweiligen Bahnmaterial gegenüberliegenden Ränder der Lagen gegenseitig überlappen, jedoch ohne, oder ohne eine wesentliche, Erhöhung der Schichtdicke der Lage im Überlappungsbereich. Alternativ zur schrägen Form eignen sich auch andere Formen der Ränder, wie beispielsweise gestufte Ränder oder ineinandergreifende Ränder, wie in Fig. 20 veranschaulicht. Allgemein formuliert wird bevorzugt zumindest einer der beiden Ränder zumindest einer der Kraftpapierlagen 103, 104, 105 mit einer Form versehen, welche zu einer Reduktion der Dicke des Überlappungsbereichs der beiden Ränder führt. Besonders bevorzugt, werden beide Ränder zumindest einer der Kraftpapierlagen 103, 104, 105 mit einer Form versehen, sodass die Dicke der aufeinanderliegenden Ränder gleich der Dicke der Lage selbst ist. Besonders bevorzugt wird die innerste Kraftpapierlage 103 mit einer solchen Struktur versehen. Bevorzugt wird zumindest eine vorhandene mittlere Kraftpapierlage 104 mit einer solchen Struktur versehen, besonders bevorzugt alle vorhandenen mittleren Kraftpapierlagen 104.

[00183] Wie in Fig. 19 dargestellt treffen sich die Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 bevorzugt auf Stoß, wobei der Spalt im Stoßbereich abgedichtet wird, indem ein Streifen 109 (auch als Stripe bezeichnet) aus PE-, PET- oder PP Folie aufgetragen wird, oder ein dichtendes Material mittels eines Sprühkopfes nach der Dosenkörperformung aufgebracht wird. Die sich auf Stoß treffenden Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 sind vorteilhaft, da der resultierende Spalt regelmäßiger ist und somit optisch ansprechender und kein in der Schichtdicke reduzierter Randbereich der äußeren Kraftpapierlage 105 vorliegt, welcher gegenüber mechanischen Einwirkungen von außen weniger stabil wäre.

[00184] Weniger bevorzugt können sich auch die Ränder der inneren Kraftpapierlage 103 und/oder die Ränder der mittleren Kraftpapierlagen 104 auf Stoß treffen, wobei vermutet wird, dass sich dies negativ auf die Stabilität des Schichtaufbaus auswirken könnte.

[00185] Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dosenmantels 101 wird bevorzugt zuerst die Barrierelage 102 als Bahnmaterial in Längsrichtung eines Dorns einer Wickelmaschine zugeführt, und in Längsrichtung des Dorns weiterbewegt. Die beiden Ränder werden um den Dorn geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Dorns treffen und der Dorn nun vom Bahnmaterial umschlossen ist.

[00186] Zur Herstellung der Faltnaht werden bevorzugt die beiden Ränder des Bahnmaterials der Barrierelage 102 mit den Barriereschichten 108 aneinanderliegend verbunden. Dazu werden die beiden Ränder vom Dorn weg aufgebogen, aneinandergelegt und auf geeignete Weise verbunden. Nach dem Verbinden werden die beiden verbundenen Ränder auf eine Seite umgeschlagen, sodass die verbunden Ränder mit einer ihrer Kraftpapierschichten 107 auf der Kraftpapierschicht 107 des den Dorn umhüllenden Bereichs der Barrierelage 102 zu liegen kommen, wobei bereits zumindest eine der genannten Kraftpapierschicht 107 mit Leim versehen sein kann, um die beiden Kraftpapierschichten 107 fest zu verbinden. Bevorzugt ist aber die Barrierelage 102 an deren Außenseite, also der Kraftpapierschicht 107 nicht mit Leim versehen.

[00187] Besonders bevorzugt, wird daher die Wickelmaschine erfindungsgemäß als Verbesserung des bekannten Stands der Technik mit einer Auftragsvorrichtung, beispielsweise mit einer Düse 111 versehen, welche gezielt Klebstoff (z.b. Leim oder Hotmelt) auf zumindest einen der beiden aneinanderliegenden Bereiche der Kraftpapierschichten 107 im Bereich der Faltnaht aufbringt. Dies ist in Fig. 26 dargestellt. Bevorzugt wird Klebstoff dabei gezielt in den Freiraum 110 eingebracht, welcher beim Umlegen der aneinander verschweißten Ränder im Eckbereich der 180° umgefalteten Kraftpapierschicht 107 aufgrund der Starrheit des Kraftpapiers entstehen würde bzw. könnte. Anders ausgedrückt wird der Klebstoff bevorzugt auf den Falz oder zumin

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt dest nahe dem Falz der nach außen abstehenden Überlappung der Barrierelage 102 aufgebracht, sodass sich der Klebstoff beim Umlegen der Überlappung auf die Barrierelage 102 zwischen der Überlappung und der darunter befindlichen, zylindrisch geformten Barrierelage

102 verteilt.

[00188] Dadurch wird vorteilhaft ein Lufteinschluss in diesem Freiraum 110 verhindert, welcher sich negativ auf die Stabilität des Dosenmantels 101 auswirken könnte. Das eingebrachte Material, bevorzugt Leim 22, stützt im ausgehärteten Zustand die Kraftpapierschicht 107 im Bereich des 180° Knicks, sodass in der Dose entstehender Druck nicht zum Abreißen der Fasern der Kraftpapierschicht 107 an der Stelle des Knicks führt. Zudem würde der Innendruck der Dose einen Lufteinschluss im Schichtaufbau unter Druck setzen, was dazu führen würde, dass der Druck im Lufteinschluss den Schichtaufbau aus seinem Inneren heraus beanspruchen würde, bzw. dass die Luft in Richtung der mit Deckeln verschlossen Enden zu entweichen trachtet, was dort zu schleichenden Schäden führen kann.

[00189] Alternativ kann die Faltnaht auch hergestellt werden, indem zuerst ein Rand des Bahnmaterials der Barrierelage 102 um 180° zurück gefaltet wird und die Kraftpapierschicht 107 des zurückgeschlagenen Randes mit der sich dann darunter befindlichen Kraftpapierschicht

107 verleimt wird. Bevorzugt ist auch in diesem Fall eine Auftragsvorrichtung, beispielsweise eine Düse, vorgesehen, welche gezielt Klebstoff auf zumindest einen der beiden aneinanderliegenden Bereiche der Kraftpapierschichten 107 im Bereich der Zurückfaltung und insbesondere auch in den Freiraum 110 einbringt, welcher beim Umlegen der 180° umgefalteten Kraftpapierschicht 107 aufgrund der Starrheit des Kraftpapiers entsteht. Das Zurückfalten und Anleimen erfolgt bevorzugt unmittelbar vor der Wickelmaschine beim Zuführen der Materialbahn. Die um den Dorn gelegte Materialbahn weist daher auf der einen Seite einen normalen bzw. einlagigen Rand auf und auf der anderen Seite eine doppelte Lage durch Zurückfalten des Randes auf die Lage selbst, wobei der doppelte Rand an der vom Dorn abgewandten Seite die Barriereschicht

108 aufweist. Am Wickeldorn wird nun zuerst der doppelte Rand mit der nach außen weisenden Barriereschicht 108 von einer Seite des Dorns kommenden angelegt und nachfolgend von der anderen Seite des Dorns der einfache Randbereich mit zum Dorn weisenden Barriereschicht 108 um den Dorn gelegt, sodass dessen Barriereschicht 108 auf der Barriereschicht 108 des umgebogenen Randes zu liegen kommt und mit diesem verbunden wird. Das Ergebnis dieser Herstellungsvariante ist ebenfalls eine Faltnaht wie in den Fig. 14, 15, 19 und 21-23 dargestellt.

[00190] Im nächsten Schritt wird die innere Kraftpapierlage 103 um die Barrierelage 102 gelegt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Dorns der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Dorns weiterbewegt wird. Die beiden Ränder der inneren Kraftpapierlage 103 werden um die am Dorn befindliche Barrierelage 102 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Dorns treffen und die am Dorn befindliche Barrierelage 102 nun vom Bahnmaterial der inneren Kraftpapierlage 103 umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder der inneren Kraftpapierlage 103 bevorzugt gegenseitig, sodass diese aneinander verleimt werden. Die innere Kraftpapierlage 103 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der inneren Kraftpapierlage 103 an die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.

[00191] In den nächsten Schritten werden 0 bis bevorzugt max. 3 mittlere Kraftpapierlagen 104 nacheinander um die innere Kraftpapierlage 103 gelegt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Dorns der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Dorns weiterbewegt werden. Die beiden Ränder jeder mittleren Kraftpapierlage 104 werden um die bereits am Dorn befindliche Kraftpapierlage 103 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Dorns treffen und die am Dorn befindliche Kraftpapierlage 103 nun vom Bahnmaterial umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder jeder mittleren Kraftpapierlage 104 bevorzugt gegenseitig, sodass diese aneinander verleimt werden. Jede mittlere Kraftpapierlage 104 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der mittlere Kraftpapierlage 104 an die bereits am Dorn befindliche Kraftpapier23/45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt läge 103 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.

[00192] Im nächsten Schritt wird die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 um die äußere bereits am Dorn befindliche Kraftpapierlage 103, 104 geformt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Dorns der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Dorns weiterbewegt wird. Die beiden Ränder der äußere Kraftpapierlage 105 werden um die äußere bereits am Dorn befindliche Kraftpapierlage 103, 104 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Dorns treffen und die bereits am Dorn befindliche Kraftpapierlage 103, 104 nun vom Bahnmaterial umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 bevorzugt nicht gegenseitig, sodass sich diese auf Stoß treffen. Die äußere Kraftpapierlage 105 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der äußere Kraftpapierlage 105 an die darunter befindliche Kraftpapierlage 103, 104 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.

[00193] Die äußere Kraftpapierlage 105 kann, wie in Fig. 19 veranschaulicht, bevorzugt bereits eine äußere Barriereschicht 106 aufweisen, also als Laminat oder einseitig beschichtetes Bahnmaterial zugeführt werden, sodass diese eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist. Beispielsweise kann die äußere Kraftpapierlage 105 mit einer wasserfesten bzw. feuchtigkeitsdichten Bedruckung versehen sein.

[00194] Falls die äußere Kraftpapierlage 105 beim Zuführen noch keine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist, kann diese in der Wickelmaschine oder nach der Wickelmaschine mit einer solchen versehen werden. Beispielsweise kann eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Folie oder ein Laminat mit der Wickelmaschine um die äußere Kraftpapierlage 105 angebracht werden. Beispielsweise kann der geformte Hohlzylinder nach dem Wickeln mit einer flüssigkeitsfesten bzw. flüssigkeitsabweisenden Substanz insbesondere einem Lack besprüht bzw. bedruckt werden. Sollte eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Folie oder ein Laminat mit der Wickelmaschine um die äußere Kraftpapierlage 105 angebracht werden, kann diese Folie bzw. das Laminat mit Kunststoffseite an Kunststoffseite verschweißt werden, um die äußere Kraftpapierlage 105 dicht zu umschließen. Im Fall einer Folie reicht eine einfache Überlappung, wie in Fig. 21 veranschaulicht ist. Im Fall eines Laminats beispielsweise aus Folie und dünnem Druck- bzw. Etikettenpapier kann auch bei dieser eine Faltnaht vorgesehen sein, wie in Fig. 22 veranschaulicht. Wie in Fig. 23 dargestellt, kann eine Barriereschicht 106 auch in Form einer zumindest an der Außenseite dichten Druck- bzw. Etikettenlage über der äußeren Kraftpapierlage 105 angebracht werden, welche dann beispielsweise mit einem aufgeklebten Streifen 109 im Stoßbereich ihrer beiden Ränder abgedichtet wird.

[00195] Sofern die äußere Kraftpapierlage 105 beim Zuführen bereits eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist, wird im nächsten Schritt bevorzugt noch an der Wickelmaschine der Stoßbereich der äußeren Lage abgedichtet, beispielsweise indem flüssigkeitsfestes bzw. flüssigkeitsabweisendes Material als Flüssigkeit aufgetragen wird, oder in Form eines Streifens 109, insbesondere Klebestreifens, angebracht wird, wie in Fig. 19 veranschaulicht ist.

[00196] Die Außennaht der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 oder einer weiteren darüber angeordneten Lage kann somit als Faltnaht, als einfache Überlappung oder Stoß an Stoß (Stoßnaht) ausgebildet sein. Die Stoßnaht kann durch Hotmelt, einen Stripe bzw. ein Tape oder eine versiegelnde Flüssigkeit abgedichtet werden, wobei diese Mittel bevorzugt jeweils bereits an der Wickelmaschine nach Wicklung der äußersten Lage und vor dem Schneiden der einzelnen Hohlzylinder appliziert werden. Das Stripe bzw. das Tape kann selbstklebend ausgeführt sein, oder als Kunststoff- insbesondere PE-Streifen vorliegen, der durch Ultraschallschweißen fixiert wird.

[00197] Bevorzugt wird, wie in Fig. 25 veranschaulicht, Hotmelt 112 in der Wickelmaschine mit einer Düse 113 auf das am Dorn befindliche und an diesem an der Düse 113 vorbeibewegte Papierrohr appliziert. Bevorzugt ist die Düse senkrecht auf den Spalt einer in Längsrichtung des

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Papierrohrs verlaufenden Stoßnaht 114 der äußersten in der Wickelmaschine aufgebrachten

Lage gerichtet. Die Düse 113 kann im Querschnitt zylindrisch oder rechteckig ausgeführt sein und eine gerade bzw. ebene Öffnungsfläche aufweisen.

[00198] Bevorzugt ist die Düsenöffnungsfläche jedoch in Umfangsrichtung des Papierrohres gesehen konkav ausgeführt, also an die Zylinderform des Rohres angepasst, wobei die Öffnungsfläche der Düse bevorzugt einen einheitlichen Abstand zum Rohr aufweist.

[00199] Das Hotmelt 112 wird bevorzugt nach dem Wickeln der äußersten Lage direkt an der Wickelmaschine aufgebracht, wobei die äußersten Lage dabei bereits eine dichte äußere Barriereschicht 106 ist oder aufweist. Das Hotmelt 112 wird appliziert um die saugfähigen Schnittränder der äußersten Lage abzudichten und/oder um die entlang der Stoßnaht 114 freiliegende darunterliegende Kraftpapierlage 103 oder 104 abzudichten. Bevorzugt ist die äußere Lage dabei aus einem saugfähigen Material, insbesondere Papier oder Kraftpapier gebildet, das an seiner Außenseite mit einem feuchtigkeitsbeständigen Material versehen ist, beispielsweise mit einer feuchtigkeitsbeständigen Folie laminiert oder mit einer feuchtigkeitsbeständigen Substanz beschichtet ist. Der Spalt der Stoßnaht 114 liegt bevorzugt mit einer Breite im Bereich von einschließlich 0,5-4 mm vor. Der Auftrag von Hotmelt 112 erfolgt bevorzugt in Form eines den Spalt der Stoßnaht 114 überragenden Streifens, wobei die Breite des Streifens aus Hotmelt 112 bevorzugt zumindest 1 mm, insbesondere zumindest 2 mm breiter ist als die Breite des Spalts der Stoßnaht 114. Beispielsweise beträgt die Breite des Spalts der Stoßnaht 114 3 mm und die Breite des Hotmelt-Streifens 6 mm. Das Hotmelt 112 wird im erhitzen Zustand, beispielsweise mit 160° - 190° C aufgebracht und erhärtet durch Abkühlung, bis die einzelnen Zylinder vom Dorn 23 der Wickelmaschine geschnitten werden. Bevorzugt kann dies mit einer Kühlvorrichtung, beispielsweise in Form eines Gebläses, unterstützt werden. In Fig. 27 ist ein beispielhafter Dosenmantel 101 mit erfindungsgemäßer Hot-Melt-Versiegelung der Stoßnaht der äußersten Lage dargestellt. Durch die Faltnaht bzw. Anakondaversiegelung der Barrierelage 102, die direkt verleimten Kraftpapierlagen 103, 104, die äußere Barrierelage 106 und die versiegelte Stoßnaht der äußeren Lage ergibt sich ein besonders bevorzugter Dosenkörper, da durch die Versiegelung der Stoßnaht mit einem Klebstoff eine sehr flacher bzw. homogener Außenumfang der Dose resultiert. Der durch den Klebstoff bzw. das Hotmelt 112 gebildete Film auf der äußere Barrierelage 106 beträgt beispielsweise lediglich 0,05 bis 0,1 mm. Anstelle der äußeren Kraftpapierlage 105, welche die Barrierelage 106 aufweist, kann auch ein anders Papier- oder Kartonmaterial verwendet werden, bevorzugt eines aus oder enthaltend recyceltes Papier- bzw. Fasermaterial.

[00200] In Fig. 24 ist eine weitere erfindungsgemäße Versiegelungsvariante der äußeren Lage dargestellt, bei welcher die äußere Kraftpapierlage 105 mit einer äußeren Barriereschicht 106 in Form einer Folie versehen ist, wobei Kraftpapierlage 105 und die Folie als Laminat vorliegen und somit gemeinsam als Materialbahn der Wickelvorrichtung zugeführt werden. Die Folienschicht ist dabei in Querrichtung der Materialbahn länger ausgeführt, als die Kraftpapierlage 105, sodass der einseitig überstehende Rand der Folienschicht am anderen nicht überstehenden Rand der Folienschicht zu liegen kommt, wie in Fig. 24 zu erkennen ist. Dabei kann der überstehende Rand der Folienschicht auf der darunter liegenden das Kraftpapier nicht überlappenden Folienschicht aufgeschmolzen oder verschweißt werden oder es kann auf der Unterseite des überlappenden Bereichs ein Klebstoff aufgebracht sein, insbesondere ein aktivierbarer, insbesondere wärmeaktivierbarer Klebstoff, zur Verklebung der Folienschicht auf sich selbst.

[00201] Nachdem die Lagen zu einem rohrförmigen Körper gewickelt und verbunden wurden, werden einzelne Hohlzylinder vom Dorn geschnitten, wozu bekannte Schneidmaschinen verwendet werden können.

[00202] Die einzelnen Hohlzylinder werden nachfolgend an ihren beiden Enden im Randbereich aufgebogen.

[00203] Das Aufbiegen erfolgt bevorzugt in einem Längenbereich von 5 mm, wobei der äußere Rand um 2,5 mm nach außen gebogen wird. Vom äußeren Rand geht der aufgebogene Bereich bevorzugt entlang einer Kreisbahn mit einem Radius von bevorzugt 3-4 mm insbesondere

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3,3-3,5 mm in den nicht aufgebogenen Mantelbereich über.

[00204] Die abgeschnittenen oder bereits aufgebogenen Ränder werden bevorzugt mit einer Siegelflüssigkeit versehen, damit deren Aufnahmefähigkeit von Feuchtigkeit herabgesetzt wird. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass während des Aufbiegens diese Siegelflüssigkeit aufgetragen wird. Alternativ kann das Versiegeln der Schnittränder durch Aufbringen eines Tapes oder eines Schrumpfschlauches erfolgen.

[00205] Die aufgebogenen und endversiegelten Hohlzylinder werden nachfolgend an eine Dosenschließmaschine übergeben, bei welcher zuerst ein Ende, bevorzugt das untere Ende, der Hohlzylinder mit einem ersten Verschlusselement, beispielsweise zuerst einem Bodenelement 4 verschlossen wird. Das Bodenelement 4 ist bevorzugt ein Aluminiumbodenelement einer herkömmlichen Aluminiumdose, welche zumindest annähernd dasselbe Volumen bzw. denselben Durchmesser wie die gegenständliche Dose aufweist.

[00206] Danach wird das Medium, insbesondere ein kohlensäurehaltiges Getränk in den unten verschlossenen Hohlzylinder gefüllt, bevorzugt in einer Menge von 0,25 Liter.

[00207] Der gefüllte Hohlzylinder wird nachfolgend oben mit einem zweiten Verschlusselement 25, beispielsweise mit einem Deckelelement 5 verschlossen. Der Deckel ist bevorzugt ein Aluminiumdeckel einer herkömmlichen Aluminiumdose, welche zumindest annähernd dasselbe Volumen bzw. denselben Durchmesser wie die gegenständliche Dose aufweist.

[00208] Das Verschließen und Füllen erfolgt bevorzugt an einer getakteten Anlage mit einem Durchsatz von 80.000 Dosen / Stunde.

[00209] Bevorzugt werden an der Wickelanlage 40.000 Dosenkörper / Stunde hergestellt, was eine Geschwindigkeit von zirka 1,5 m/s des gefertigten Rohres in Richtung des Wickeldorns bedeutet. Die gewünschte Prozessleistung von 80.000 Dosen/h kann durch die Spiegelung der Maschine erreicht werden, wobei die geflanschten Dosenkörper aus beiden Maschineneinheiten vor dem Verschließer für den Dosenboden zusammengeführt werden.

[00210] Bevorzugt können die gegenständlichen Dosenmäntel 2, welche von der langsameren Wickelanlage stammen gemeinsam mit herkömmlichen Aluminiumdosenmänteln an derselben schnelleren Verschluss- und Befüllungsanlage verschlossen werden und besonders bevorzugt mit denselben Bodenelementen und denselben Deckeln und ohne Umrüstaufwand bzw. Zeitunterbrechung. Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit der Wickelanlage nicht mehr prozesskritisch ist und die Befüllungsanlage unabhängig von dieser mit voller Prozessleistung betrieben werden kann.

[00211] Dabei können die erfindungsgemäßen Verbunddosen und herkömmlichen Aluminiumdosen chargenweise oder abwechselnd an derselben Anlage befüllt und verschlossen werden, sodass die geringere Fertigungsgeschwindigkeit einer einzelnen Wickelanlage durch die Produktion von herkömmlichen Aluminiumdosen ausgeglichen wird. Beispielsweise können an der Anlage dann 40.000 erfindungsgemäße Dosen / Stunde und 40.000 Aluminiumdosen / Stunde hergestellt werden, sodass vorteilhaft zwei Produktlinien, also umweltfreundliche Verbunddosen und erprobte Aluminiumdosen zeitgleich und kontinuierlich auf einer Anlage herstellbar sind.

[00212] Es kann exakt der Bedarf an erfindungsgemäßen Verbundmanteldosen abgedeckt werden und die restliche Kapazität für Standarddosen verwendet werden, was insbesondere bei Produkteinführung vorteilhaft ist, da der Absatz von erfindungsgemäßen Verbundmanteldosen zu Beginn zu keiner Vollauslastung einer üblichen Abfüllanlage führen würde. Durch die erfindungsgemäße zeitgleiche oder zeitlich aufeinanderfolgende Verwendung der Abfüllanlage für erfindungsgemäße Dosen und herkömmliche Aludosen wird somit zusätzlich eine weitere Hemmschwelle für die Produktumstellung gesenkt, da weiterhin Aludosen hergestellt werden können und nur nach und nach zu einem größer werdenden Anteil durch Verbundmanteldosen ersetzt werden können.

[00213] In den Fig. 10 bis 12 ist eine erfindungsgemäße Abfüll- und Verschlussanlage dargestellt, mit welcher sowohl Rohrabschnitte 28 bzw. Dosenmäntel 101 aus Verbundmaterial,

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt welche hauptsächlich aus Papier- oder Kartonmaterial bestehen und Dosenmäntel 117 aus Aluminium oder gegebenenfalls auch Weißblech befüllt und verschlossen werden. Die erfindungsgemäße Anlage zum Befüllen und Verschließen von Dosen weist eine erste Zuführvorrichtung 115 auf, mit welche die Dosenmäntel 101 aus Verbundmaterial bereitgestellt werden und weist eine zweite Zuführvorrichtung 116 auf, mit welcher herkömmliche Dosenmäntel 117 bereitgestellt werden. Die Zuführvorrichtung 115, 116 können wie dargestellt lineare Zuführvorrichtungen wie Förderbänder oder dergleichen sein. Die Zuführvorrichtung 115, 116 können auch Roboter oder andere Handhabungsvorrichtungen sein, welche die Dosenmäntel 101, 117 auf die Transportvorrichtung 119 heben. Im Fall eines Roboters oder einer anderen Handhabungsvorrichtung, welche abwechselnd Dosenmäntel 101 aus Verbundmaterial und herkömmliche Dosenmäntel 117 auf der Transportvorrichtung 119 platziert, können die Zuführvorrichtungen 115, 116 auch in einer Vorrichtung realisiert sein, welche beide Aufgaben erfüllt.

[00214] Im Fall der Zuführung mit linearen Fördervorrichtungen wird bevorzugt über zumindest ein Stellelement 118 gesteuert, von welcher Zuführvorrichtung 115, 116 Dosenmäntel 101, 117 auf die Transportvorrichtung 119 der Anlage gelangen, bzw. in welcher Reihenfolge und/oder welchem Verhältnis Dosenmäntel 101, 117 auf die Transportvorrichtung 119 gelangen.

[00215] Bevorzugt ist die Zuführvorrichtung 115 für die Dosenmäntel 101 aus Verbundmaterial direkt an die Herstellungsvorrichtung dieser Dosenmäntel 101 angeschlossen, wobei vor dem Stellelement 118 vorteilhaft eine Pufferzone eingerichtet sein kann. Weniger bevorzugt können die Dosenmäntel 101 von einer Herstellungsvorrichtung chargenweise zur Zuführvorrichtung 115 angeliefert werden und dort zwischengelagert werden. Besonders bevorzugt handelt es sich bei den Dosenmänteln 101 um erfindungsgemäße Dosenmäntel 101 gemäß den Ausführungsvarianten der Fig. 13-24 und insbesondere 27.

[00216] Von der Zuführvorrichtung 116 werden vorgefertigte herkömmliche Dosenmäntel 117 aus Aluminium oder Weißblech aus dem Lagerbestand zugeführt, da die Herstellung dieser am Ort der Abfüllung praktisch unmöglich ist.

[00217] Die von den Zuführvorrichtung 115 und 116 in einem bevorzugt wählbaren Verhältnis an die Transportvorrichtung 119 übergebenen Dosenmäntel 101, 117 werden von dieser bevorzugt durch alle Stationen der Anlage transportiert.

[00218] Die erste Station ist eine erste Verschlussvorrichtung 30, mit welcher erste Verschlusselemente, beispielsweise Bodenelemente 4, an den beidseitig offenen Dosenmänteln 101, 117 angebracht werden. Das Anbringen der Verschlusselemente erfolgt mit einer Bördelungsvorrichtung 32, welche jeweils ein Verschlusselement mit einem Dosenmantel 101, 117 druckdicht bördelt.

[00219] Die einseitig verschlossenen Dosenmäntel 101, 117 werden von der Transportvorrichtung 119 weiter zur zweiten Station, der Füllvorrichtung, transportiert, wobei die Dosenmäntel 101, 117 auf den Weg dorthin gewendet werden, damit das verschlossene Ende dieser unten liegt. Die Wendevorrichtung ist nicht dargestellt.

[00220] Die Füllvorrichtung ist bevorzugt eine Karussell-Füllstation 33, in welcher mehrere einseitig verschlossene Dosenmäntel 101, 117 zeitlich überlappend gefüllt werden, besonders bevorzugt mit einem kohlesäurehaltigen Getränk, insbesondere einem stark kohlesäurehaltigen Getränk wie Cola oder andere kohlesäurehaltige Softdrinks.

[00221] Von der Füllvorrichtung transportiert die Transportvorrichtung 119 die gefüllten Dosenmäntel 101, 117 zur dritten Station, welche eine weitere Verschlussvorrichtung 34 ist.

[00222] Mit der zweiten Verschlussvorrichtung 34 werden zweite Verschlusselemente, beispielsweise Deckel 5 an den einseitig offenen, gefüllten Dosenmänteln 101, 117 angebracht. Das Anbringen der Verschlusselemente erfolgt mit einer Bördelungsvorrichtung 35, welche jeweils ein Verschlusselement mit einem Dosenmantel 101, 117 druckdicht bördelt.

[00223] Beim ersten Verschlusselement kann es sich um das Bodenelement 4 und beim zweiten Verschlusselement um den Deckel 5 handeln, oder umgekehrt.

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt [00224] Nach der zweiten Verschlussvorrichtung 34 folgt bevorzugt eine Weiche 127 mit welcher die Dosen mit Dosenmantel 101 hauptsächlich aus Karton, bzw. Papiermaterial und die Dosen mit Dosenmänteln 117 aus Aluminium oder Weißblech auf getrennte Transportvorrichtungen 128, 129 aufgeteilt werden. Alternativ können die Dosen auch von Robotern oder anderen Handhabungsvorrichtungen von der Transportvorrichtung 119 entnommen werden. Danach werden die unterschiedlichen Dosen jeweils sortenrein gelagert oder für den weiteren Transport verpackt.

[00225] Alternativ kann das Verpacken auch gemeinsam erfolgen, beispielsweise um in einem Transportgebinde eine Mischung der beiden Arten von Dosen zu platzieren. Vorteilhaft können so in einer bekannten Plastikhülle oder Kartonschachtel für Dosen, beispielsweise drei herkömmliche Aluminiumdosen und eine Verbundmanteldose verpackt werden, um skeptische Konsumenten von der neuen Verpackung überzeugen zu können. Durch das wählbare Mischverhältnis der unterschiedlichen Dosen kann dieses ideal an übliche Verpackungsgrößen angepasst werden, beispielsweise wie gerade beschrieben 3:1 für Viererpacks oder 5:1 für Sechserpacks, oder 23:1, 20:4 oder 18:6 für Paletten.

[00226] Das Mischverhältnis, mit welchem die Dosenmäntel 101, 117 aufeinanderfolgend in der Anlage verarbeitet werden, kann auch in größeren Blöcken von unterschiedlichen Dosenmänteln 101, 117 erfolgen, beispielsweise 24 Verbund-Dosenmäntel 101 abwechselnd mit 240 herkömmlichen Alumänteln, oder 40.000 Verbund-Dosenmäntel 101 abwechselnd mit 40.000 Alumänteln. Wobei eine geringere Blockgröße (Aufeinanderfolgende Anzahl von Dosenmänteln einer Art) der Verbund-Dosenmäntel 101 bevorzugt wird, da diese dann entsprechend der Geschwindigkeit der Wickelanlage befüllt werden können, ohne große Lagerhaltung der Dosenmäntel 101 zwischen der Wickelanlage und der Füllanlage. Bevorzugt beträgt das Mischverhältnis Verbund-Dosenmäntel 101 zu Alumäntel 1:x, wobei x größer gleich 1 ist und wobei die Blockgröße der Verbund-Dosenmäntel 101 bevorzugt unter 10 beträgt, besonders bevorzugt 1 ist. Besonders vorteilhaft an einer kontinuierlichen Zuführung und Füllung der VerbundDosenmäntel 101 ist, dass dadurch eine an die Füllvorrichtung angebundenen Wickelvorrichtung kontinuierlich arbeiten kann, da längere Stillstände der Wickelvorrichtung problematisch sind, da dann bereits aufgebrachter Leim bereits vor dem Anbringen der Lagen des Hohlzylinders aushärten würde oder Auftragsvorrichtungen oder Düsen verstopfen könnten.

[00227] Bevorzugt wird in den Verschlussvorrichtungen 30, 34 jeweils nur eine Art von Verschlusselement für alle Arten von Dosenmänteln 101, 117 gleicher Größe verwendet.

[00228] Weniger bevorzugt werden für Dosenmäntel 101 aus Karton- bzw. Papierverbundmaterial und Dosenmäntel 117 aus Aluminium oder Weißblech jeweils eigene Verschlusselemente im benötigten Mischverhältnis bereitgestellt. Vorteilhaft daran ist, dass Verschlusselemente für die Dosenmäntel 101 aus Karton- bzw. Papierverbundmaterial verwendet werden können, welche speziell für dieses Material angepasst wurden.

[00229] Anstelle die Verschlusselemente wie dargestellt mit je einer Zuführeinheit bereit zu stellen, könnten weniger bevorzugt auch zwei solcher vorhanden sein, wobei eine Zuführeinheit Verschlusselemente für die Dosenmäntel 101 aus Karton- bzw. Papierverbundmaterial bereitstellt und die andere Verschlusselemente für die Dosenmäntel 117 aus Aluminium oder Weißblech. Selbiges gilt auch für die Bördelungsvorrichtungen 32, 35 sollten die unterschiedlichen Verschlusselemente oder Dosenmäntel 101, 117 unterschiedliche Bördelungsvorrichtungen benötigen bzw. solche vorteilhaft für diese sein. Die unterschiedlichen Bördelungsvorrichtungen 32, 35 können sich bevorzugt aufeinanderfolgend an der Transportvorrichtung befinden, wobei jede Bördelungsvorrichtung 32, 35 nur jene Dosenmäntel 101, 117 verschließt, für die sie ausgelegt ist.

[00230] Weniger bevorzugt kann das Zusammenführen bzw. Aufteilen der unterschiedlichen Dosenmänteln 101 auch erst unmittelbar vor bzw. unmittelbar nach der Füllvorrichtung 33 erfolgen. Dies bedeutet, dass von der Zuführvorrichtung 115 bereits unten verschlossene Dosenmäntel 101 aus Karton- oder Papierverbundmaterial unmittelbar vor der Füllvorrichtung 33 der Transportvorrichtung 119 zugeführt werden und/oder das Weichenelement 127 die befüllten

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Dosenmäntel unmittelbar nach der Füllvorrichtung 33 von der Transportvorrichtung 119 abführen kann, zur gesonderten Verschließung in einer eigenen Verschlussvorrichtung.

[00231] Beispiel 1 [00232] Mit dem besonders bevorzugten Schichtaufbau der Fig. 27 wurden Getränkedosen mit einer Höhe von 134 mm und einem Außendurchmesser von 52,4 mm und mit einem Füllvolumen von 250 ml eines kohlensäurehaltigen Getränks hergestellt. Als Papier- oder Kraftpapierlage 105 wurde eine Papierlage 105 aus weniger reißfestem, holzfreiem Papier, konkret Lumiflex™ 110 gsm der Stora Enso AG verwendet, welches an der späteren Außenseite der Dose mit einer PE-Beschichtung versehen wurde. Die Getränkedosen wurde oben und unten mit Standard-Böden und -Deckeln von Aluminiumdosen mit Standardverschlussanlagen verschlossen.

[00233] Die verwendeten Schichten und der resultierende Schichtaufbau sind in der folgenden Tabelle spezifiziert.

	G ramm atu r	Dicke	Zugfestigkeit MD Iso 1s24-2	Zugfestigkeit CD Iso 1s24-2
Barrierelaminat 108	45 g/m²	45 μm	Nicht ermittelt	Nicht ermittelt
Kraftpapierschicht 107	60 g/m²	82 μm	7,0 kN/m	3,5 kN/m
Kraftpapierlage 103	125 g/m²	160 μm	> 10 kN/m	> 5 kN/m
Kraftpapierlage 104	125 g/m²	160 μm	> 10 kN/m	> 5 kN/m
Papierlage 105	110 g/m²	101 μm	7,3 kN/m	0,7 kN/m
äußere Barriereschicht 106 (PE)	15 g/m²	15 μm	Nicht ermittelt	Nicht ermittelt
Gesamter Schichtaufbau	ca. 500 g/m²	ca. 600 μm	nicht ermittelt	> 23 kN/m

[00234] Die Zugfestigkeit MD (Maschine Direction) gibt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Längsrichtung des Dosenmantels 101 an, Zugfestigkeit CD (Cross Direction) gibt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Umfangsrichtung des Dosenmantels 101 an. Es ist ersichtlich, dass das herkömmliche Papier der verwendeten Papierlage 105 insbesondere in Querrichtung (CD) eine deutlich geringere Zugfestigkeit aufweist.

[00235] Die Grammatur des gesamten Schichtaufbaus des Dosenmantels 101 ist gegenüber der Summe der Einzellagen aufgrund des Leimauftrags von 18 g/m² je Leimschicht erhöht. Der Leimauftrag beträgt durch die drei vollflächigen Leimschichten insgesamt 54 g/m².

[00236] Als Barrierelaminat 108 wurde ein Laminat mit dem Aufbau Kunststofffolie aus PE mit 25 μm Dicke, Aluminiumfolie mit 7 μm Dicke, Haftvermittler in Form von Surlyn mit 3 μm Dicke, Kunststofffolie aus PE mit 15 μm Dicke verwendet.

[00237] Für den Dosenmantel 101 wurde eine Zugfestigkeitsmessung in Umfangsrichtung des Dosenmantels durchgeführt, indem dieser in 15 mm breite Streifen geschnitten wurde. Bei dieser Messung wurde eine mittlere Zugfestigkeit von 374,3 N/15mm gemessen, was einer Zugfestigkeit von 25 kN/m entspricht.

[00238] Die so hergestellten Dosen waren für die Lagerung und den Transport des kohlensäurehaltigen Getränks geeignet.

[00239] Der besonders bevorzugte Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Dose weist daher eine innere Barrierelage 102 aus einem Barrierelaminat 107 und einer Kraftpapierschicht 108 mit in Längsrichtung der Dose verlaufender Faltnaht auf, darüber zwei jeweils gewickelte Kraftpapierlagen 103, 104 mit je in Längsrichtung der Dose verlaufender überlappender Naht, wobei die Kraftpapierlagen 103, 104 im Nahtbereich zumindest an einem Rand eine reduzierte Dicke aufweisen, darüber eine gewickelte Lage aus Papier- oder Kartonmaterial, welche an der Au29/45

AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt ßenseite eine äußere Barriereschicht 106 aufweist und eine in Längsrichtung der Dose verlaufende und einen Spalt bildende Stoßnaht, welche mit Hotmelt abgedichtet ist, wobei die Kraftpapierlagen 103, 104 mit ihren Kraftpapieroberflächen direkt aneinander und an den darunter und darüberliegenden Lagen verklebt, insbesondere verleimt sind.

[00240] Vorteilhaft an den erfindungsgemäßen Dosen sind die Recycelbarkeit und die gute Ökobilanz. Da die Dose von den verwendeten Materialien einer kunststoffbeschichteten Kartonverpackung ähnlich ist, können analog zu dieser beim Recycling mit bekannten Löseverfahren die Aluminium-Teile, die Papierlagen und die Kunststofffolien voneinander getrennt und sortenrein der Wiederverwertung zugeführt werden. Insbesondere der hohe Anteil an erneuerbaren Anteilen, speziell in Form von Papier macht die Dose vorteilhaft gegenüber Dosen aus Aluminium und/oder Kunststoff. Die Ökobilanz der gegenständlichen Dose fällt besser aus als jene von herkömmlichen Aludosen.

[00241] Die ifeu - Institut für Energie- und Umweltforschung Heidelberg GmbH hat für die gegenständliche Dose mit 330ml ein CO₂ Äquivalent von 225 kg/1000 I ermittelt, während das CO₂Äquivalent einer Aludose mit 330 ml mit 350 kg/1000 ermittelt wurde.

[00242] In Fig. 28 ist eine bevorzugte Variante eines Dosenmantels 101 im Längsschnitt durch eine Faltnaht der Barrierelage dargestellt, zur Verwendung in einer Dose 1, enthaltend ein flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel 101 der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement 4 und oben mit einem Deckelelement 5 verschlossen ist, wobei die Dose 1 einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, wobei die innerste Lage des Dosenmantels 101 aus einer gerade gewickelten Barrierelage besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose 1 verlaufende Dichtnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage ein Verbund aus einer innenliegenden diffusionsdichten Schicht oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat 108, und einer Papier- oder bevorzugt Kraftpapierschicht 107 ist, wobei um die Barrierelage des Dosenmantels 101 zumindest eine weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Karton mate rial vorliegt, wobei die aneinanderliegenden Papiermaterialien der Barrierelage 102 und der weiteren gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial direkt aneinander liegen und verklebt insbesondere verleimt sind.

[00243] Die weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit innenliegender Kunststoffschicht 115 kann eine äußere Kunststoffschicht 115 aufweisen.

[00244] Zudem können ein oder mehrere bis bevorzugt maximal zwei weitere Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit jeweils innenliegender Kunststoffschicht 115 und/oder äußerer Kunststoffschicht 115 vorliegen, wobei die aneinanderliegenden Kunststoffschicht 115 der Lagen miteinander verschweißt sind.

[00245] Wie in Fig. 29 veranschaulicht ist, kann zwischen den weiteren Lagen 103, 104, 105 aus Papier- bzw. Kartonmaterial jeweils nur eine Kunststoffschicht 115 vorhanden sein, beispielsweise indem diese auf einer der beiden aneinanderliegenden Lagen vor dem Wickeln bereits vorhanden war.

[00246] Der Schichtaufbau umfasst somit die Barrierelage, deren Papiermaterial mit dem Papiermaterial der folgenden Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial verklebt insbesondere verleimt ist, wobei zwischen dieser folgenden Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial und der äußersten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial des Dosenmantels zwischen zwei dieser Lagen zumindest eine Kunststoffschicht 115 vorliegt. Die zumindest eine Kunststoffschicht 115 wird vorteilhaft dazu genutzt, um die beiden Lagen zu verbinden, indem diese erhitzt wird. Dadurch, dass zumindest zwei Lagen durch erhitzten oder schmelzenden Kunststoff verbunden werden, wird die Menge an durch Klebstoff oder Leim eingebrachter Flüssigkeit in den Schichtaufbau reduziert.

[00247] Die direkte Verklebung oder Verleimung zweier Papiermaterialien zumindest zweier aufeinanderfolgender Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial, schafft eine verbesserte Stabilität

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt der Dose, wobei vorzugsweise die Barrierelage eine dieser Lagen ist, sodass die Barrierelage und die darauffolgende Lage besonders steif verbunden sind.

[00248] Bevorzugt ist zumindest eine Kunststoff schicht 115, welche zwischen zwei Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit Perforationen oder Öffnungen versehen, sodass Feuchtigkeit durch die Kunststoffschicht 115 hindurch zwischen den Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial verteilbar ist. Dadurch kann sich die durch Kleben oder Leimen eingebrachte Feuchtigkeit vorteilhaft zwischen den Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial verteilen, sodass die Gesamtfeuchte der Einzellagen reduzieren lässt.

[00249] Beim Material der Kunststoffschicht handelt es sich bevorzugt um ein Polyolefin, insbesondere um PE.

[00250] Die Ausführungsvarianten der Fig. 28 und 29 sind vorteilhaft, unabhängig davon wie die Barrierelage 102 und die äußere Barriereschicht der Dose ausgeführt sind. Beispielsweise kann die Barriereschicht 108 der Barrierelage als Folie, Laminat, Verbundfolie oder als Beschichtung vorliegen, oder deren Kombination.

[00251] Die weiteren gewickelten Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit ihren Kunststoffschichten 115 können wiederum eine Längsnaht aufweisen, bevorzugt mit reduzierter Dicke im Überlappungsbereich mit sich selbst. Die äußerste Lage kann wieder eine Stoßnaht aufweisen, mit geeigneter Abdichtung des Spaltes.

[00252] In Fig. 30 ist eine weitere erfindungsgemäße Ausführungsvariante gezeigt, bei welcher die Barrierelage 102 erst nach der Wicklung des Hohlrohres oder nach Formung der einzelnen Hohlzylinder oder nach Krempelung deren Schnittränder vervollständigt wird. Wie dargestellt wird die Kraftpapierschicht 107 zunächst als eigene Lage gewickelt, wobei eine in Längsrichtung des Hohlrohres verlaufende Faltnaht gebildet wird, um die Kraftpapierschicht 107 mit einer mechanisch stabilen Naht mit Kraftumlenkung zu versehen. Bei dieser Variante wäre es auch möglich die Kraftpapierschicht 107 anstelle der Faltnaht auch nur einfach überlappend auszuführen, wobei beim Wickeln um den Dorn ein Randbereich auf dem darunterliegenden Randbereich verklebt insbesondere verleimt wird.

[00253] Um das Hohlrohr oder die vereinzelten Hohlzylinder nach innen hin dicht zu machen, wird dieses bzw. werden diese an der Innenseite (und ggf. zugleich an den Schnitträndern und/oder der Außenseite) mit einem diffusionsdichten Material versehen. Bevorzugt erfolgt diese indem das Material durch Besprühen, Bedrucken, Beschichten, insbesondere Plasmabeschichten, Bedampfen oder durch ein Tauchbad auf die Innenseite der Kraftpapierschicht 107 aufgebracht wird zur Bildung der Barriereschicht 118. Beim Material, welches am fertigen Hohlrohr oder den vereinzelten Hohlzylindern zur Bildung der Barriereschicht 118 aufgebracht wird, kann es sich um ein organisches Material wie Lack, oder eine Kunststoffbeschichtung handeln. Bevorzugt umfasst die Barriereschicht 108 SiOx. Bevorzugt wird als Barriereschicht 108 eine SiOx Beschichtung aufgebracht.

[00254] Bevorzugt wird Barriereschicht 118 durch Aufbringen einer Beschichtung im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand oder als Plasma hergestellt. Bevorzugt ist die Beschichtung hydrophob und filmbildend. Bevorzug erfolgt die Filmbildung durch Oberflächenpolymerisation oder insbesondere Plasmapolymerisation.

[00255] Bevorzugt ist die Barriereschicht hydrophob.

[00256] Die weiteren Lagen, welche außen über der Kraftpapierschicht 107 aufgebracht sind, können gemäß einer zu den Fig. 1-29 beschriebenen Varianten aufgebracht worden sein bzw. vorliegen. Das Aufbringen einer Barriereschicht 118 gemäß der Variante der Fig. 30 kann auch zusätzlichen zu einer Barriereschicht 108 erfolgen, als zusätzlich bei einem Hohlrohr bzw. einem Hohlzylinder mit einem Schichtaufbau gemäß einer der Figuren 1-3 oder 13 bis 29 erfolgen, wie in Fig. 31 veranschaulicht ist, bei welcher die Barriereschicht 118 auf der Barriereschicht 108 aufgebracht ist, insbesondere nach Abschneiden der einzelnen Hohlzylinder aufgebrachtwurde. Die Barriereschicht 108 ist gemeinsam mit der Kraftpapierschicht 107 gewickelt.

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt [00257] Das Aufbringen einer Barriereschicht 118 kann in einem Vorgang einschichtig erfolgen, oder durch wiederholtes Beschichten mit einem Beschichtungsmaterial, oder unterschiedlichen Beschichtungsmaterialien. Die Barriereschicht 118 kann somit mehrlagig, aus Schichten unterschiedlicher oder identer Beschichtungen vorliegen. Insbesondere kann eine Schicht einer SiOx Beschichtung aufgebracht werden, oder mehrere Schichten von identen oder unterschiedlichen SiOx Beschichtungen übereinander aufgebracht werden. Insbesondere können auch Kunststoffbeschichtungen und SiOx Beschichtungen aufgebracht werden. Insbesondere eine Kunststoffschicht gefolgt von einer SiOx-Schicht und/oder SiOx-Schicht gefolgt von einer Kunststoffschicht, beispielsweise Kunststoff-SiOx oder SiOx-Kunststoff oder Kunststoff-SiOx-Kunststoff.

[00258] Beim Papier- bzw. Kartonmaterial einer oder mehrerer oder aller Lagen der erfindungsgemäßen Dose bzw. deren Ausführungsvarianten kann es sich bevorzugt um Kraftpapier handeln bzw. Papier- bzw. Kartonmaterial mit vergleichbaren Zugfestigkeitsindices MD (Maschinenrichtung) und CD (Querrichtung).

Claims

1. Dose (1), enthaltend ein flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement (4) und oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen ist, wobei die Dose (1) einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Lage des Dosenmantels (101) aus einer Barrierelage (102) besteht, welche eine gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) umfasst, welche eine Naht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage (102) zudem zumindest eine innenliegende diffusionsdichte Barriereschicht (108, 118) aufweist oder mit einer solchen versehen ist, wobei um die Barrierelage (102) des Dosenmantels (101) zumindest eine weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial vorliegt, wobei die Barrierelage (102) zumindest eine Schicht aus diffusionsdichtem Material umfasst, welches auf die gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) in Form einer Beschichtung im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand oder als Plasma aufgebracht wurde.

2. Dose (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Barriereschicht (108) eine hydrophobe Beschichtung ist, welche durch Aufdampfen, Aufdrucken, Aufsprühen oder Plasmabeschichten gebildet ist.

3. Dose (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine Barriereschicht (108, 118) SiOx umfasst.

4. Dose (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Barriereschicht (108) gemeinsam mit der gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) gewickelt ist, wobei die Barrierelage (2) eine in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Faltnaht mit sich selbst aufweist.

5. Dose (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) und die an ihr anliegende weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial direkt aneinander verleimt sind.

6. Dose (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass über der gewickelten Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) zumindest zwei weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial vorliegen, wobei zumindest zwei aneinanderliegende Karton-, Papier- oder Kraftpapier zweier Lagen direkt aneinander verklebt insbesondere verleimt sind und zwischen zumindest zwei weiteren aneinanderliegende Karton-, Papier- oder Kraftpapier zweier Lagen eine Kunststoffschicht (115) vorliegt, durch welche die beiden Lagen verbunden sind.

7. Dose (1) nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststoff schicht (115) durchlässig für Feuchtigkeit ist, insbesondere indem diese perforiert oder mit Öffnungen versehen ist.

8. Verfahren zur Herstellung einer Dose (1), enthaltend ein flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement (4) und oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen ist, wobei die Dose (1) einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, wobei die innerste Lage des Dosenmantels (101) aus einer Barrierelage (102) besteht, welche eine gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) umfasst, welche eine Naht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage (102) zudem eine innenliegende diffusionsdichte Barriereschicht (108) aufweist oder mit einer solchen versehen ist, wobei um die Barrierelage (102) des Dosenmantels (101) zumindest eine weitere gewickelte Lage

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AT 521 461 B1 2020-02-15 österreichisches patentamt aus Papier- bzw. Kartonmaterial vorliegt, wobei die Barrierelage (102) zumindest eine

Schicht aus diffusionsdichtem Material umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt die Dosenmäntel mit einer kontinuierlich arbeitenden Wickelmaschine gefertigt werden, indem die einzelnen Lagen über einen Wickeldorn aufgebracht werden und kontinuierlich miteinander verbunden werden, wobei die gewickelte Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) bei der Wicklung mit einer in Längsrichtung verlaufenden Naht versehen wird und nachfolgen das resultierende Rohr (27) zu einzelnen beidseitig offenen zylindrischen Hohlkörpern geschnitten wird, dass im zweiten Schritt die beiden offenen Enden des zylindrischen Hohlkörpers nach außen hin aufgebogen werden, sodass die Enden einen kreisförmigen Querschnitt mit größerem Durchmesser gegenüber dem übrigen zylindrischen Hohlkörper aufweisen, dass im dritten Schritt das untere Ende des zylindrischen Hohlkörpers mit einer Bördelungsvorrichtung (22) mit einem Bodenelement (4) verschlossen wird, dass im vierten Schritt der unten verschlossene Hohlkörper mit einer Füllvorrichtung (33) mit dem Medium befüllt wird, dass im fünften Schritt der unten verschlossene, befüllte Hohlkörper mit einer Bördelungsvorrichtung (24) oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen wird, wobei vor dem ersten, zweiten oder dritten Schritt diffusionsdichtes Material auf der Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) in Form einer Beschichtung im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand oder als Plasma aufgebracht wird, welches die innenliegende Barriereschicht (108, 118) der Barrierelage (102) bildet wobei der vierte und der fünfte Schritt und bevorzugt auch der dritte Schritt, an einer Befüllungsanlage durchgeführt werden, welche zum Füllen und Verschluss von bekannten Aludosen geeignet ist.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass im besagten ersten Schritt an der Wickelmaschine eine Faltnaht der gewickelten Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) hergestellt wird, wobei mit einer Düse (111) ein Klebstoff, insbesondere Leim, gezielt im Bereich der Faltnaht der gerade gewickelten Karton-, Papieroder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) aufgebracht wird und zwar in jenem Bereich, wo die zwei Kraftpapierschichten (107) der Faltnaht aneinander zu liegen kommen.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, dass im besagten ersten Schritt nur die Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) unter Bildung einer Längsnaht gewickelt wird, wobei nach dem ersten oder zweiten Schritt eine Barriereschicht (118), insbesondere eine SiOx Beschichtung, der Barrierelage (2) auf der Karton-, Papier- oder Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) aufgebracht wird.