CN112437743A - 具有倾倒元件和椭圆形层压孔的复合包装 - Google Patents

Abstract

示出并描述了一种复合包装、特别是用于可倾倒产品的平行六面体的纸板/塑料复合包装，其具有：设置在复合包装(1)的山形墙中的椭圆形层压孔(3)，其具有椭圆形主轴(H)和椭圆形短轴(N)；和倾倒元件(2)，其包括基体(7)、在基体(7)内被可移动地引导且具有圆柱体外径(D)的中空圆柱体切割元件(11)、和可重新密封的螺旋盖(9)，其中，当复合包装(1)首次打开时，螺旋盖(9)驱动切割元件(11)，这由此在层压孔(3)的区域中形成倾倒开口，以及，构造在切割元件(11)上的第一引导部件与构造在基体上的第二引导部件对应并合作，为了产生尽可能大的流出直径，同时保留层压孔(3)的现有变型，或者为了使层压孔(3)和切割元件(11)构成的系统超过该系统正常限制而被优化，根据本发明，圆柱体外径(D)至少与椭圆形短轴(N)的长度相等。这通过中空圆柱体切割元件(11)的侧壁而导致层压孔(3)的至少一些部分扩大。

Description

具有倾倒元件和椭圆形层压孔的复合包装

技术领域

本发明涉及一种复合包装，特别是用于可倾倒产品的平行六面体的纸板/塑料复合包装，其具有：设置在复合包装的山形墙中的椭圆形层压孔，该椭圆形层压孔具有椭圆形主轴和椭圆形短轴；以及倾倒元件，该倾倒元件包括基体、在基体内被可移动地引导并且为具有圆柱体外径的中空圆柱体形状的切割元件、以及可重新密封的螺旋盖，其中，螺旋盖用于通过激活切割元件来首次打开复合包装，这由此在层压孔的区域中形成倾倒开口，以及其中，构造在切割元件上的第一引导部件与构造在基体上的第二引导部件相互作用。本发明还涉及一种纸板/塑料复合材料和由其制成的坯料、以及用于这种复合包装的倾倒元件。

背景技术

实际上已知包括纸板/塑料复合材料包装(以下称为包装)和倾倒元件的复合包装有很多变型。复合材料的精确层结构可以根据要求而变化，但是包括塑料的顶层和至少一个由纸板制成的载体层。阻隔层(例如铝、聚酰胺或乙烯-乙烯醇-共聚物)也可能是必需的，以确保增强无菌填充产品对气体的阻隔效果，在阻隔层是铝的情况下也增强对光的阻隔效果。

这种包装通常在两种类型的包装机之一中生产。在第一替选方案中，将消毒的复合材料的连续幅材形成为管并密封，之后将类似消毒的填充产品填充该管，然后密封并以均匀的间隔横向于其切割。然后所得到的“枕形包装”沿着预折叠的边缘形成平行六面体包装。在横向密封期间产生山形墙区域的密封接缝通常被称为山形墙接缝。另一变型使用由复合材料制成的坯料，该坯料首先通过沿纵向接缝密封而形成纸箱套筒，然后在芯轴上形成为在一侧具有开口的半成品包装，该半成品包装被灭菌、填充、以及最后被密封并最终成型。

为了在倾倒期间易于使用并允许重新密封，倾倒元件也被施加到复合包装的山形墙上。这些倾倒元件中最常用的分为三部分，包括粘附到复合材料外侧的基体、螺旋盖、和中空圆柱体形状的切割元件，该切割元件首次打开先前气密的包装，从而形成其倾倒开口。这些倾倒元件通常由单独的机器施加，要么借助于热熔粘合剂要么通过将基体焊接到外部塑料涂层来施加。

因为复合材料由于其稳定的层结构而极难分离，因此复合包装通常被合适地适应。倾倒元件及其切割元件可以被设计成足够稳定以容易地切穿整个复合材料。但基于成本的考虑，这基本上可以排除。因此，通常以这样的方式准备开口区域，即在该区域中产生弱化，这可知主要在两种不同的设计中。首先，将所谓的弱化线定位在复合材料的外层中，该弱化线与要使用的切割元件的几何形状和尺寸相匹配，并允许更容易的分离。其次，弱化区域可以设计成所谓的“层压孔”。前两个选项的缺点在于，在每种情况下都会产生敞开的纸板边缘，在倾倒时该边缘会直接与填充产品接触。这会导致产品中有纸板纤维并损害产品的味道。因此，层压孔通常是优选的解决方案。

如申请人在EP 2 528 731 A1中所描述的，在复合材料生产期间形成层压孔。在此，在纸板载体层中冲压出孔，以便在用塑料顶层涂覆后，复合材料会局部弱化。因此，它包含复合材料的所有如下常规层(但不包括冲压的纸板载体层)：顶层、可能的阻隔层、以及必要时的层压层和粘合剂层。为了本发明的目的，层压孔的尺寸旨在被限定为在纸板载体层中的冲压孔的尺寸，而不是其他层相遇的点的尺寸。

在实践中已经发现，这种类型的包装弱化不能置于太靠近包装边缘或山形墙接缝。特别地，在复合材料的层压期间非常高的片材速度导致了这种限制。因此，根据包装的山形墙区域的尺寸，层压孔具有不能超过的特定尺寸。这里的限制主要是包装山形墙的宽度，因此是山形墙接缝和与其平行的包装边缘之间的距离。另一方面，在层压过程期间，后面的山形墙接缝处于移动方向上，这又与该纵向延伸中孔的容差增大相关联。然而，由于包装山形墙的宽度横向于移动方向，因此在移动方向上，与横向于其相比，孔的设计更长(孔不受太靠近的边缘限制且容差更高)。这导致大致椭圆形的孔形状，其中椭圆形主轴沿移动方向，而椭圆形短轴横向于移动方向。这样的椭圆形孔形状可以被设计为细长孔。

然而，在其他生产系统中，后面的山形墙接缝横向于移动方向，从而阻止了上述设计，并导致圆孔形状，与第一个示例中的椭圆形的短轴一样，该圆孔形状的半径受到山形墙宽度的限制。

EP 1 088 765 A1描述了一种倾倒元件和相关联的通用复合包装。基体、螺旋盖和切割元件一起形成倾倒元件，该倾倒元件在第一操作期间在较大的区域中将层压孔分开并将该层压孔的未穿透的部分推向侧面，以形成倾倒开口。在此，切割元件通过在基体中其外侧上的螺纹在其移动中被引导并且由螺旋盖致动。

基本上总是期望较大的切割元件，因为这允许在倾倒期间产生较大的体积流量，进而导致更高的速度和控制能力，特别是避免了“汩汩声”。但是，显然有许多不同的产品和应用。这意味着可以进行不同尺寸的不同倾倒元件的更广泛的选择。消费者看不见的以层压孔形式的界面与该选择有关的程度仅在于切割元件可以轻松地将层压孔分开，同时基体始终可以干净地施加在层压孔外部。层压孔的新设计总是伴随着以新的冲压工具和具有适应性印刷图像的压印滚筒形式的投资成本以及重新校准生产过程的潜在的高额生产成本。

发明内容

基于此，本发明的目的是重新设计和开发上述已经更详细描述的复合包装，使得在保留层压孔的现有变型的同时，可以产生最大的可能的流出直径，或者使得层压孔和切割元件的系统超过其正常限制而被优化。

该目的通过具有权利要求1的前序部分的特征的复合包装件来实现，该特征在于，圆柱体外径至少与椭圆形短轴的长度一样大。这导致切割元件的切割线沿着层压孔的边缘延伸或甚至在层压孔的边缘的外部延伸，因此层压孔至少在一些区段中与中空圆柱体形状的切割元件的侧壁一起延伸。以此方式，相对于层压孔实现了最佳尺寸的流出直径。

该目的还通过纸板/塑料复合材料、由其制成的坯料和倾倒元件来实现，它们各自构成这种复合包装的一部分。

本发明的另一教导提出，椭圆形主轴的长度和椭圆形短轴的长度相对应，并且层压孔因此具有圆形设计。

在另外的有利设计中，用于首次打开复合包装的切割元件被设计成可在螺纹形轨道或具有不同螺距的轨道上移动。因此，切割元件可以在螺纹上尽可能容易地被引导，或者也可以以不同的变型在多个连续的区段上被引导。在此，各个区段可以仅仅轴向向下地、仅仅水平地或者以其螺纹形轨道的任何螺距来引导切割元件。

本发明的另一改进提出，第一引导部件被设计在面向层压孔的下部区域中，该下部区域的高度小于其余区域。特别是在本发明中，当切割元件穿透包装时，很大的力作用在引导部件上。与仅在层压孔的区域中进行切割的已知系统相反，在此切割元件总是与纸板载体层接触或者甚至至少在特定区域中取代该纸板载体层。因此，切割元件穿透层压孔越深，第一引导部件和第二引导部件在其中进一步互锁的其余区域越小。仅切割元件的上部区域以及相应地基体或其引导部件的下部区域处于最终位置。因此，在该上部区域中，第一引导部件应保持尽可能坚固，而在下部区域中，当穿透层压孔并因此沿纸板载体层边缘穿透时，应当产生尽可能小的摩擦。因此，第一引导部件的下部区域应当被设计成具有尽可能低的高度。

根据本发明的另一教导，打开的复合包装的下部区域应该在层压孔的下方，并且因此应该在复合包装的内部。这描述了在复合包装打开过程结束时切割元件相对于包装在其最终位置中的位置。

在另一个有利的实施方式中，第一引导部件和第二引导部件被设计成各个引导壁和/或各个凸轮的组合。这允许区段的可选组合，从而限定了切割元件的路径的各种间距。一旦切割元件通过螺旋盖开始运动，凸轮就可以沿着引导壁被引导，从而沿着指定的路径操纵切割元件。在此可以想到各种实施方式，例如切割元件上的引导壁和基体上的引导壁，或者两个部件之一上的凸轮与相应的另一个上的引导壁组合。

在本发明的另一形式中，第一引导部件被构造为第一螺纹，第二引导部件被构造为第二螺纹。如果要执行单个螺旋移动，则首先应采用该解决方案。一对螺纹还提供以下优点：两个相互作用的部分在扩展的范围内彼此接触，并因此提供了对在打开过程期间产生的力的增强的抵抗力。

本发明的另一教导提出，第一螺纹在底部区域中具有中断构造。螺纹中的中断允许减小在穿透层压孔期间产生的阻力。特别地，同样在多头螺纹上，这些螺纹可以被构造成使得对于特定的穿透深度，在每种情况下每个螺纹的至少一部分被中断。例如，在各个螺纹中的各种高度处的中断允许减小切割元件的下部区域中的平均外径，而不会造成其相关的过度变化。这允许更容易且均匀地穿透层压孔。

根据特定版本，在切割元件的下部区域中的螺纹区段的高度被构造成沿旋转方向向前倾斜。在螺旋穿透期间，相应螺纹区段的沿旋转方向的部分是与包装的表面接触的第一部分。因此，如果该部分以尽可能最小的角度倾斜，则穿透变得更容易，从而允许该螺纹区段的恒定拧入。

根据本发明的另一教导，第二螺纹被设计为螺纹区段和/或凸轮。一方面，本发明在可能的情况下在这种消耗品中节省材料，仅出于这个原因，第二螺纹的这种设计是合适的。另一方面，当螺纹多于一个时，通常需要中断螺纹以使生产工具的设计尽可能简单和成本有效。最后，这也可以如申请人在EP 1 931571B1中所描述的那样设计，从而允许简单且直接地组装倾倒元件的各个单独的部分。这种简化的组装在第一螺纹中有中断时特别有效。

根据本发明的另一教导，倾倒元件和层压孔偏心地布置，使得即使圆柱体外径精确地对应于椭圆形短轴的长度，当首次打开时切割元件也至少部分地位于层压孔的外部。如果将倾倒元件通过相应的施加装置施加至包装，则常常出现这种偏心布置。这样的装置总是具有一定的容差，这在许多情况下使得相应的部分无法精确地装配在一起。在现有技术中，这导致切割元件的切割路径稍微靠近层压孔的边缘，但不在层压孔的外部。因此，从这个方面来看，复合包装的特定实施方式还允许施加装置具有高容差并因此也具有高的相关速度。

在本发明的另一形式中，切割元件由冲击改性的聚苯乙烯制成。与通常用于切割元件的聚丙烯和聚乙烯不同，冲击改性的聚苯乙烯确保部件更稳定。

附图说明

下面使用仅示出一个优选示例性实施方式的附图来描述本发明。附图如下所示：

图1A和图1B是根据本发明的具有和不具有倾倒元件的复合包装的透视图；

图2A至图2E是根据图1B的复合包装的层压孔的俯视图，其中绘出了切割线，并且具有各种设计；

图3是根据本发明的施加有图1A的倾倒元件的竖直视图；

图4是根据本发明的倾倒元件的切割元件的透视图；以及

图5是根据本发明的具有所施加的倾倒元件的复合包装在首次打开并重新密封之后的剖开的透视图。

具体实施方式

图1A示出了复合包装1，如长期以来已知的，其本身为用于可倾倒产品的平行六面体的纸板/塑料复合包装的形式。示出了布置在随后的开口的区域中的倾倒元件2，该倾倒元件2在首次操作时打开复合包装1。图1B还示出了层压孔3，其允许复合包装1的简化打开。

图2A中的开口区域的放大清楚地示出了切割部件的切割线4相对于层压孔3的边缘5的位置。根据本发明的具有椭圆形主轴H和椭圆形短轴N的椭圆形层压孔3的设计在此与对应于圆柱体外径D的切割线4一起示出。因此，在打开过程期间，层压孔3的边缘区域扩大了。图2B示出了如现有技术中已知的开口区域。图2C示出了根据本发明的另一变型，其中，在此层压孔3具有圆形设计。图2D示出了根据本发明的设计，其中切割线4精确地位于边缘5上。最后，图2E再次是与图2D所示相同的变型，但是具有偏心地施加的倾倒元件2。在此，层压孔3在打开过程期间在一侧进一步扩展。

图3首先示出了复合包装1的开口区域的竖直截面。在此，倾倒元件2的基体7的凸缘6围绕层压孔3被施加。除了凸缘6之外，基体7还具有管8。用于首次打开并随后重新密封复合包装1的螺旋盖9还设有防破坏环10，防破坏环10在螺旋盖9首次操作期间从此脱离，并且保留在基体7的下部区域中。切割元件11通过其第一引导部件12与基体的第二引导部件13连接并在其中被引导，其中，在所示的示例性实施方式中，并且在该优选连接中，引导部件被设计为具有中断的一对螺纹。当在其移动路径中被引导时，切割元件11在首次打开期间由螺旋盖9的驱动元件14驱动，并且螺旋地向下移动。在该移动期间，复合包装1在层压孔3的区域中分离并且边缘区域延伸。该剖视图还清楚地示出了在切割元件11的下部区域中的第一螺纹的下部高度H2，以及在其余区域中的正常高度H1。

纸板/塑料复合材料包括纸板载体层15、铝层16以及内部和外部顶层17。特别容易识别出的还是纸板载体层15的冲压边缘5，其限定了层压孔3的外边界。因此，切割元件11与该区域的重叠同样可见。

在图4中，详细示出了切割元件11。在此，特别地，第一引导部件12以具有中断18的外螺纹的形式可见。这些在螺纹中的中断18允许三部分式倾倒元件的简化组装并且还节省了一定的材料。此外，如在图3A中更清楚地看到的，螺纹也被构造成在下部区域中具有较小的高度，其与中断18一起使得更容易穿透到复合材料中。在优选的示例性实施方式中，切割元件11还具有两个大致相对的切割齿19，用于穿透和分离复合材料。

在图5的剖视图中，从内部示出了打开的复合包装，其中首先拉片(lasche)20是明显的。这产生是由于在分离过程期间，层压孔3在切割元件11可以切割完整的圆之前就失去了其张力。通过切割元件11的进一步移动，仅由一个单独的段(segment)保持的大致对应于分离的层压孔3的拉片20被推向侧面，从而露出倾倒开口。当复合包装1打开时，该段足以将拉片20保持在其“翻开状态”，从而可靠地避免了拉片20的意外撕裂。由于切割元件11填充了完整的层压孔3，因此，与常规设计不同，看不到围绕切割元件11的层压孔3的其余边缘区域。

Claims (16)

1.一种复合包装、特别是用于可倾倒产品的平行六面体的纸板/塑料复合包装，所述复合包装具有：设置在所述复合包装(1)的山形墙中的椭圆形层压孔(3)，所述椭圆形层压孔(3)具有椭圆形主轴(H)和椭圆形短轴(N)；以及倾倒元件(2)，所述倾倒元件(2)包括基体(7)、在所述基体内被可移动地引导并且为具有圆柱体外径(D)的中空圆柱体形状的切割元件(11)、以及可重新密封的螺旋盖(9)，其中，所述螺旋盖(9)用于通过激活所述切割元件(11)来首次打开所述复合包装(1)，这由此在所述层压孔(3)的区域中形成倾倒开口，以及其中，构造在所述切割元件(11)上的第一引导部件与构造在所述基体上的第二引导部件相互作用，其特征在于，所述圆柱体外径(D)至少与所述椭圆形短轴(N)的长度一样大。

2.根据权利要求1所述的复合包装，其特征在于，所述椭圆形主轴(H)的长度和所述椭圆形短轴(N)的长度相对应，由此，所述层压孔(3)具有圆形设计。

3.根据权利要求1或2所述的复合包装，其特征在于，用于首次打开所述复合包装(1)的所述切割元件(11)被设计成能够在螺纹形状的轨道上移动。

4.据权利要求1或2所述的复合包装，其特征在于，用于首次打开所述复合包装(1)的所述切割元件(11)被设计成能够以不同的间距在轨道上移动。

5.根据前述权利要求中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述第一引导部件被构造在面向所述层压孔(3)的下部区域中，所述下部区域的高度(H2)小于其余区域。

6.根据权利要求5所述的复合包装，其特征在于，打开的所述复合包装(1)的下部区域在所述层压孔(3)下方并且因此在所述复合包装(1)内部。

7.根据前述权利要求中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述第一引导部件和所述第二引导部件被设计为各个引导壁和/或各个凸轮的组合。

8.根据前述权利要求中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述第一引导部件被构造为第一螺纹(12)，所述第二引导部件被构造为第二螺纹(13)。

9.根据权利要求8所述的复合包装，其特征在于，所述第一螺纹(12)在底部区域中具有中断构造。

10.根据权利要求9所述的复合包装，其特征在于，在所述切割元件(11)的下部区域中的螺纹区段的高度被构造成沿旋转方向向前倾斜。

11.根据权利要求8至10中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述第二螺纹(13)被设计为螺纹区段和/或凸轮。

12.根据权利要求1至11中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述倾倒元件(2)和所述层压孔(3)偏心地布置，使得即使所述圆柱体外径(D)精确地对应于所述椭圆形短轴(N)的长度，当首次打开时，所述切割元件(11)也至少部分位于所述层压孔(3)的外部。

13.根据权利要求1至12中任一项所述的复合包装，其特征在于，所述切割元件(11)由冲击改性的聚苯乙烯制成。

14.一种具有至少一个纸板载体层(15)和至少一个塑料顶层(17)的纸板/塑料复合材料，所述纸板/塑料复合材料具有用于形成包装边缘的并入的折痕，以用于生产作为根据权利要求1至13中任一项所述的复合包装的一部分的纸板/塑料复合包装。

15.一种纸板/塑料复合材料中的坯料，所述纸板/塑料复合材料具有用于形成包装边缘的并入的折痕，其中，所述坯料被构造有复合包装的尺寸，以用于生产作为根据权利要求1至13中任一项所述的复合包装的一部分的纸板/塑料复合包装。

16.一种倾倒元件(2)，所述倾倒元件(2)具有基体(7)、在所述基体内被可移动地引导的切割元件(11)、以及螺旋盖(9)，所述倾倒元件(2)用作根据权利要求1至13中任一项所述的复合包装(1)的一部分。

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