CH647453A5

CH647453A5 - Verfahren zur herstellung eines behaelters und durch das verfahren hergestellter tiefgezogener konischer behaelter.

Info

Publication number: CH647453A5
Application number: CH4262/80A
Authority: CH
Inventors: Walter Schellenberg
Original assignee: Sandherr Ag M
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1980-06-02
Publication date: 1985-01-31
Also published as: DK239281A; JPS5724227A; DE3120075A1; FR2483307A1; ZA812798B

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit einem äusseren Teil aus Papier, der einen inneren Teil aus Kunststoff umgibt, wobei der Kunststoffteil durch Tiefziehen geformt wird, sowie einen nach dem Ver-20 fahren hergestellten tiefgezogenen Behälter mit einem flanschartig abstehenden Öffnungsrand.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters zu finden, durch das eine erhebliche Einsparung an Kunst-25 Stoff möglich ist und durch das ein Behälter herstellbar ist, der auf neuartige Weise dekoriert werden kann. Dabei soll durch das Verfahren keine Beeinträchtigung hinsichtlich der Verwendbarkeit des hergestellten Behälters auftreten.

Es sind Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbe-30 hälters durch Einspritzen von Kunststoffmaterial in eine Form bekannt, bei denen in der Form eine Vereinigung mit einem blattförmigen Verzierungs- oder Beschriftungsträger erfolgt. Als Träger wurde eine Folie aus reinen Zellulosefasern verwendet, die durch Kunstharz imprägniert ist, das 35 sich mit dem Kunstharzmaterial für die Herstellung des Behälters vermischt, so dass eine feste Verbindung entsteht und der Einschluss der Folie in das Kunststoffmaterial nicht nachteilig sichtbar ist. Abgesehen davon, dass somit eine besonders vorbehandelte Verzierfolie erforderlich ist, berei-40 tet auch die Anordnung und Halterung der Verzierfolie in der Spritzgiessform Schwierigkeiten, da verhindert werden muss, dass das eingespritze flüssige Kunststoffmaterial die Folie zerstört oder verdrängt. Es wurde deshalb auch vorgeschlagen, die Folie durch Vakuum oder elektrostatische Auf-45 ladung an der Innenwand der Spritzgiessform zu halten.

Die Lösung der eingangs genannten Aufgaben erfolgt durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1.

Die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Papierma-50 terial und dem Kunststoffmaterial ist von den Oberflächeneigenschaften beider Materialschichten abhängig. Im Mantelbereich des Behälters bestehen geringe Anforderungen an die Haftkräfte zwischen beiden Materialschichten. Eine höhere Verbundfestigkeit kann dadurch erreicht werden, dass 55 zumindest für den Bodenteil oder den Umfangsbereich des Bodenteiles ein Papiermaterial verwendet wird, das durch einen Heissklebeleim beschichtet ist. Durch die beim Tiefziehen entstehende Wärmeeinwirkung ergibt sich dann eine Heissklebeverbindung zwischen der Papierschicht und der 60 Kunststoffschicht.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sowie von nach dem Verfahren hergestellten Behältern sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der 65 Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vergrösserte und hälftig axial geschnittene Seitenansicht eines Joghurtbechers, und

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Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 des unteren Teiles einer anderen Ausführungsform eines Bechers.

Der Becher 2 nach Fig. 1 hat einen leicht konischen Mantelteil 4, einen angenähert ebenen Boden 6, einen flanschartig abstehenden Öffnungsrand 8 und eine umlaufende Stapelschulter 10, wie es für Vollkunststoffbecher an sich bekannt ist. Auf die nach oben gerichtete ebene Fläche 12 wird in üblicher Weise eine nicht dargestellte Verschlussmembran angesiegelt. Statt einer aufgesiegelten Verschlussmembran kann jedoch auch ein in die Behälteröffnung eingedrückter Kartondeckel vorgesehen sein, der auf dem durch die Schulter 10 gebildeten inneren Absatz 14 aufliegt.

Dem allgemeinen Bestreben, die Wanddicke des Bechers möglichst dünn auszubilden, um die erforderliche Menge an Kunststoffmaterial zu verringern, ist aufgrund der erforderlichen Formstabilität des Bechers eine Grenze gesetzt. Gemäss der vorliegenden Erfindung trägt jedoch der Kunststoffbecher eine äussere Hülle 16 aus Papier- bzw. Kartonmaterial, durch die die Formsteifigkeit gewährleistet ist, so dass der aus Kunststoff bestehende Teil 18 des Behältermantels 4 sowie des Behälterbodens 6 so dünn ausgebildet sein kann, dass das Kunststoffmaterial im wesentlichen nur dazu dient, die Dichtigkeit des Bechers zu gewährleisten. Gegenüber einem durch Tiefziehen aus einer Kunststoffolie hergestellten Vollkunststoffbecher ist eine Einsparung an Kunststoffmaterial von 80% möglich. Zum Tiefziehen des Kunst-stoffteiles 18 des Bechers kann gemäss der Erfindung eine Kunststoffolie mit einer Dicke von 0,4-0,6 mm verwendet werden, während für die bisher üblichen Vollkunststoffbecher eine Foliendicke von 1,5-1,8 mm erforderlich war.

Durch die äussere Schicht 16 des Bechers aus Papier kann der Becher auf einfache und kostsparende Weise durch Bedrucken mit Verzierungen 17, 19 versehen werden. Da das Papiermaterial nicht mit dem Inhalt des Bechers in Berührung kommt, bestehen in dieser Hinsicht auch keine besonderen Anforderungen an die Qualität des Papiermaterials.

Der aus Kunststoff bestehende innere Teil 18 des Bechers erstreckt sich nach oben über die Papierhülle 16 hinweg und geht in den flanschartigen Öffnungsrand 8 über, der somit aus Kunststoff besteht. Auf diese Weise kann, wie bei Vollkunststoffbechern, eine nicht dargestellte Verschlussmembran auf den Öffnungsrand aufgesiegelt werden, ohne dass besondere Massnahmen vorzusehen sind. Dabei nimmt die Dicke der Kunststoffschicht des Behältermantels vorzugsweise vom Behälterboden zum Behälterrand hin zu. Eine ausreichend radiale Steifigkeit des Behälters kann dadurch erreicht werden, dass die Papierschicht des Behälterbodens dicker gewählt wird als diejenige des Behältermantels.

Bei der Herstellung des Bechers wird zuvor ein Becher aus Papiermaterial hergestellt, der mindestens angenähert die Form der äusseren Papierhülle 16 des Bechers aufweist. Im Unterschied zu üblichen Verfahren bei der Herstellung von Papier- bzw. Kartonbechern ist der Boden 20 so in den manschettenförmigen Mantelteil 22 der Papierhülle eingesetzt, dass er sich unmittelbar an die Unterkante 24 des Mantelteils 22 anschliesst. Dies wird dadurch erreicht, dass der Bodenrand 26, der zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Boden 20 und dem Mantelteil 22 erforderlich ist, nach oben gebogen ist, während er bei üblichen Kartonbechern nach unten gebogen ist, um von dem einwärts gebogenen unteren Rand des Mantelteils umschlossen zu werden. Um Falten beim Aufbiegen des Bodenrandes 26 zu vermeiden, ist dieser mit Einschnitten 28 versehen, wie in der Zeichnung durch Strichlinien angedeutet ist. Der auf diese Weise vorbereitete Papierbecher wird durch eine nicht erfindungswesentliche, automatisch arbeitende Zuführeinrichtung entsprechend dem Arbeitstakt einer Tiefziehpresse in die Tiefziehform eingelegt, bevor der Kunststoffteil 18 • des Bechers in Kontakt mit dem Papierbecher in dieser Form tiefgezogen wird. Beim Tiefziehen wird somit das Kunststoffmaterial fest in den Kartonbecher eingepresst und schmiegt sich genau an dessen innere Oberfläche an. Je nach Materialwahl kann auch örtlich Klebstoff aufgetragen werden, um eine einwandfreie Verbindung zu schaffen.

Als Kunststoffmaterial für die Herstellung des Behälters eignen sich Folien aus Polystyrol, PVC, Polypropylen u.a. An die Qualität des Papiermaterials sind keine besonderen Anforderungen zu stellen, und die Auswahl ergibt sich im wesentlichen durch die gewünschte Dekorationswirkung oder die gewünschte Festigkeit. Die Dicke des Papiermaterials im Behälterboden entspricht beispielsweise einem Papiergewicht von 200 bis 300 g/m2.

Aufgrund der aussteifenden Wirkung des Behälterbodens kann die Kunststoffschicht des Behälters im Bodenbereich dünner ausgebildet sein, so dass ihre Dicke im Behäl-termaritel 4 von unten nach oben zunimmt, bis sie die für die Randsteifigkeit erforderliche Dicke aufweist. Dies kann durch einen entsprechend gewählten Temperaturgradienten der Tiefziehform erreicht werden, d.h. indem die Temperatur der Tiefziehform in dem den Behälterboden 6 formenden Teil am höchsten ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, dass der Mantelteil 222 der Papierhülle zur Bildung eines nach unten überstehenden Stehrandes 212 einen über den Bodenteil 202 nach unten überstehenden Teil 323 aufweist, der nach innen umgebördelt ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass über eine freie untere Schnittkante, ähnlich wie sie als Schnittkante 24 im Beispiel nach Fig. 1 vorhanden ist, Feuchtligkeit in das Papiermaterial eindringen kann, wenn der Becher z.B. zum Füllen in einer Molkerei auf eine feuchte Unterlage gestellt wird. Ein Eindringen von Feuchtigkeit kann noch weiter erschwert werden, indem die äusserste Schicht des Karton- oder Papiermaterials was-serabstossend imprägniert ist oder mit einem Kunststoffilm, z.B. aus Polyäthylen, zumindest am überstehenden Teil 232 versehen ist.

Entsprechend der Höhe der Umbördelung hat der Behälterboden einen Abstand von seiner Unterkante, da der äussere Rand des Bodenteiles 202 auf der nach oben umgebördelten Schnittkante 242 aufliegt.

Für eine gute Verbindung des Bodenteiles 202 mit dem Mantelteil 222 der Papierhülle ist der Bodenteil 202 des Ausführungsbeispiels nach Fig. 2 ebenfalls mit einem nach oben aufgebogenen Rand 262 versehen. Eine weitere Verbesserung der Befestigung des papierenen Bodenteiles 202 am Becher kann dadurch erreicht werden, dass der Bodenteil 202 auf seiner in Kontakt mit dem Kunststoffmaterial 182 gelangenden Oberfläche oder zumindest in seinem Randbereich einen in der Zeichnung nicht sichtbaren Überzug aus einem Heissklebeleim bzw. Heissklebelack aufweist, der durch die beim Tiefziehen angewandte Wärme eine besonders feste Verbindung mit der Kunststoff Schicht bewirkt. Das Aufbringen des Überzuges aus Heissklebeleim, d.h. einer sogenannten Hotmeltschicht, kann ausgehend von einem Rollenmaterial erfolgen, das vor dem Tiefziehen des Bodenteiles 202 mit dem Papiermaterial verbunden wird.

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1 Blatt Zeichnungen

Claims

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1. Verfahren zur Herstellung eines Behälters mit einem äusseren Teil aus Papier, der einen inneren Teil aus Kunststoff umgibt, wobei der Kunststoffteil durch Tiefziehen geformt wird, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Tiefziehen des Kunststoffteils der äussere Teil (16) in die Tiefziehform eingelegt wird, dessen Form mindestens angenähert der Aussenform des Behälters (2) entspricht und der aus einem Mantel (22) und einem Boden (20) besteht, wobei der aus Kunststoff bestehende und durch Tiefziehen zu formende Teil (18) des Behälters sich beim Tiefziehen fest an die innere Oberfläche des äusseren Teils anschmiegt und sich dabei mit diesem verbindet.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Tiefziehen eine Folie mit einer Dicke im Bereich von 0,2-0,6 mm verwendet wird.

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PATENTANSPRÜCHE

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mantelhöhe des in die Form eingelegten äusseren Teils (16) kleiner ist als die der Mantelhöhe des Kunststoffteils entsprechende Tiefe der Tiefziehform, so dass ein Behälterrand aus Vollkunststoff entsteht.

4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehform in axialer Richtung zu dem den Behälterboden formenden Teil hin zunehmend stärker beheizt ist, so dass beim Tiefziehen der Mantel des Kunststoffteils des Behälters zum Boden hin zunehmend dünner ausgeformt wird.

5 tels zumindest im Bereich des Behälterbodens wasserab-stossend imprägniert ist oder eine wasserdichte Beschichtung aufweist.

5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der in die Form eingelegte äussere Teil mindestens im Umfangsbereich seines Bodenteils mit einem Heissklebe-leim überzogen ist, so dass sich beim Tiefziehen zwischen diesem Bereich des Papierteils und dem Kunststoffteil des Behälters eine Heissklebeverbindung ergibt.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Form ein äusserer Teil eingelegt wird, dessen Mantel an seiner unteren Kante nach innen gebördelt ist und mindestens im Bereich seiner unteren Kante mit einer wasserabstossenden Imprägnierung oder einer wasserdichten Beschichtung versehen ist.

7. Tiefgezogener konischer Behälter mit einem flanschartig abstehenden Öffnungsrand, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen inneren, einen Boden (6) und einen Mantel (4) aufweisenden Kunststoffteil, und einen Aussenteil in Form einer Schicht aus Papier (16) auf der Aussenseite von Boden und Mantel des Kunststoffteils.

8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (4) überziehende Papierschicht (22) mit der den Boden (6) überziehenden Papierschicht (20) durch einen von dieser Bodenschicht (20) in Richtung zum Behälterinnenraum nach oben gebogenen Rand (26) verbunden ist, so dass sich die Bodenschicht (20) unmittelbar an die Unterkante (24) der Mantelschicht (22) anschliesst.

9. Behälter nach Anspruch 7, gekennzeichnet, durch eine im oberen Bereich des Behälters vorgesehene umlaufende Stapelschulter (10).

10. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Papiermaterials das Zwei- bis Fünffache des Kunststoffmaterials beträgt.

11. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierschicht (20) des Behälterbodens (6) dicker ist als diejenige (22) des Behaltermantels (4).

12. Behälter nach Anspruch 7 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Mantels des Kunststoffteils vom Boden (6) zum Behälterrand (8) zunimmt.

13. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (42) überziehende Papierschicht (222)

nach unten über die papierene Bodenschicht (202) übersteht, wobei der überstehende Teil (232) nach innen gebördelt ist.

14. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der äusserste Teil der Papierschicht (222) des Man-

15. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem aus Papier bestehenden Teil und io dem aus Kunststoff bestehenden Teil des Behälters zumindest im Bereich des Bodenumfanges eine Heissklebeverbindung vorhanden ist.