DE2755526C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung eines Papierbechers - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung

eines Papierbechers nach dem Oberbegriff des Anspruches 1 sowie eine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens.

Papierbehälter, insbesondere Papierbecher finden in Haushalten sowie in Geschäften und Münzautomaten zur Aufnahme von Lebensmitteln für den sofortigen Gebrauch häufige Anwendung. Die derzeit verwendeten Papierbecher sind jedoch nicht zur längeren Aufbewahrung von Flüssigkeiten geeignet. Dies ist darauf zurückzuführen, daß die Becher aus Papier hergestellt sind, auf dessen Oberseite nur eine Wachs- oder Kunstharzschicht aufgebracht ist, um die Behälter wasserdicht zu machen. Beispielsweise wird bei einem üblichen Papierbecher die Überlappungsnaht des Mantelteiles nur durch einen Klebstoff abgedichtet

Selbst wenn der Becher aus beschichtetem Papier besteht, wird dieser Abschnitt brüchig, wenn eir.e Flüssigkeit eingefüllt und für längere Zeit aufbewahrt wird, so daß der Becher hier undicht wird. Auch im Verbindungsbereich des Bodens mit dem Mantelteil treten Ris- se auf, da das untere Ende dieses Mantelteils stark umgebogen bzw. umgebördelt wird, um den Boden festzuhalten. Auch hierdurch ergeben sich ein Flüssigkeitsaustritt und andere Schwierigkeiten. Bisher gibt es noch kein Verfahren und keine Vorrich tung, wodurch es möglich ist, einen Papierbecher, insbe sondere in seinen sich überlappende Bereichen des Mantelteiles (Seitenwand) sowie des Bodenteiles und an seinem oberen umgebördelten Rand, schnell und sicher mit abdichtenden Schichten zu versehen, um eine Un dichtigkeit zu verhindern.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der Nachteile der bekannten Papierbecher ein Verfahren und eine Vorrichtung zur industriellen Herstellung von Papierbechern zur langzeitigen

Aufbewahrung von Flüssigkeiten zu schaffen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Kennzeichen des Anspruches 1 angegebenen Verfahrensmerkmale gelöst.

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Eine zur Durchführung dieses Verfahrens vorgeschla- me schmelzbar ist und an der Kunstharzbeschichtung

gene Vorrichtung ist erfindungsgemäß mit den im des Papierbechers haftet, wird durch Luft durch das

Kennzeichen des Anspruches 3 angegebenen Merkma- Einlaßrohr 30 geleitet Vorzugsweise ist die Innenseite

len ausgebildet des Einlaßrohres 30 so ausgebildet daß es die Pulver-

Die Erfindung sei im folgenden anhand der Zeichnung 5 partikel elektrodynamisch abstößt so daß diese nicht

beispielsweise erläutert In dieser Zeinung zeigt haften. Hierzu ist bei der Ausführungsform in F i g. 1 das

F i g. 1 einen Längsschnitt durch ein ? Vorrichtung zur Pulvereinlaßrohr 30 aus einem Isoliermaterial herge-

Herstellung eines darin aufgenommenen Papierbechers, stellt in dem zwei spiralförmige Elektroden 32, 33_: die

F ig. 2 einen Schnitt entlang der linie II-II in F i g. 1, gegeneinander isoliert sind, parallel zueinander ange-

Fig.3 ein Schema der Bewegungsbahn für die Pul- io ordnet und mit einer Wechselspannitngsquelle 34 ver-

verzufuhreiüiichtung, bunden sind, so daß zwischen diesen Elektroden 32, 33

F i g. 4 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausfüh- eine Wechselspannung mit Netzfrequenz angelegt wird,

rungsform, so daß die Pulverpartikel durch ein gleichmäßiges elek-

F i g. 5 einen Schnitt entlang der Linie V-V in F i g. 4, trisches Wechselfeld, das zwischen den Elektroden er-

F i g. 6 einen Längsschnitt durch eine weitere Ausfüh- 15 zeugt wird, abgestoßen und daran gehindert werden,

rungsform, sich auf der Innenseite des Einlaßrohrs 30 abzulagern.

F i g. 7 einen Schnitt entlang der Linie VII-VII in Gleichzeitig kann das Volumen der Luft für den Trans-

F i g. 6, port der Palverpartikel in Richtung des Pfeils 36 niedrig

F i g. 8 einen vergrößerten Ausschnitt entlang der gehalten werden, so daß die Partikel und die am oberen

Schnittlinie VIII-VIIIinFig.7, 20 Ende des Pulvereinlaßrohres 30 austretende Luft eine

Fig.8 ein Schema der Bewegungsbahn der in der niedrige Geschwindigkeit haben können. Am oberen

Vorrichtung der F i g. 6 bis 8 strömenden Pulverartikel, Ende des Pulvereinlaßrohres 30 ist eine nadeiförmige

F i g. 10 eine schematische Darstellung eines teilweise Koronaentladungselektrode 31, die mit der Elektrode

geschnittenen Papierbechers, 33 verbunden ist vorgesehen, an die von einer Gleich-

F i g. 11 bis 13 vergrößerte Ausschnitte der F i g. 10, 25 hochspannungsquelle 35 eine Spannung angelegt wird,

F i g. 14 eine Aufsicht eines üblichen Papierbechers, so daß eine geringe Koronaentladung an der Spitze der

Fig. 15 einen Schnitt entlang der Linie XV-XV in Koronaentlarlungselektrode 31 zu den äußeren Elektro-

F i g. 14, den 28, 29,47 erzeugt wird. Pulverpartikel, die sich an

F i g. 16 eine vergrößerte Darstellung des Teiles A im der Koronaentladungselektrode 31 vorbei bewegen und

Schnitt entlang der Linie XVI-XVI in F ig. 15, 30 aus dem offenen Ende des Pulvereinlaßrohres 30 her-

F i g. 17 eine vergrößerte Darstellung des Teiles B in ausgeblasen werden, werden elektrisch geladen und auf-

Fi g. 15, grund des elektrischen Feldes, das durch die Elektrode

F i g. 18 eine vergrößerte Darstellung des Teiles C in 31 erzeugt wird, zu der geerdeten Außenseite der Elek-

F i g. 15. trode 28 durch die Beschichtung der Innenseite des Be-

Mit der in Fig. 1 gezeigten Vorrichtung wird ein Pa- 35 chers und ihre Papierunterschicht gerichtet, so daß die

pierbecher hergestellt, der aus einem Mantelteil (Seiten- geladenen Pulverpartikel zur Oberseite der Beschich-

wand) 20 und einem napfförmigen Boden 23 aus be- tung transportiert werden und eine Schicht geladener

schichtetem Papiermaterial besteht (das Papiermaterial Pulverpartikel darauf gebildet wird. Die Spitze des PuI-

des Bechers ist mit einer Schicht überzogen, jedoch vereinfüllrohres 30 kann durch eine nicht gezeigte Be-

noch nicht verstärkt). 40 dienungseinrichtung aufeinanderfolgend zu anderen

Der Papierbecher ist umgekehrt in der Vorrichtung Stellen der Innenseite des Bechers bewegt werden, so so angeordnet, daß der Boden 23 oben und das offene daß ein bestimmter Abstand von diesem eingehalten obere Becherende mit dem umgebördelten Umfangs- wird, um geladene Pulverschichten zu bilden, so daß rand 26 des Mantelteiles 20 unten liegt Der napfförmige eine zyklische Bearbeitung durchgeführt wird.
Bodenteil bzw. Boden 23 ist mit dem Mantelteil 20 ver- 45 Die Bahn dieser Bewegung ist beispielsweise in bördelt, so daß sich ein umgebördelter Umfangsverbin- F i g. 3 gezeigt Zuerst wird die Spitze des Pulvereinlaßdungsteil ergibt, der im folgenden als Bördelbereich 24 rohres 30 nach oben längs der vertikalen Überlappungsbezeichnet wird. Außerhalb dieses unteren Bördelberei- naht 21 des Mantelteils 20 in Richtung des Pfeils 48 ches 24 sowie in seiner Nähe ist eine äußere elektrode bewegt, und dann wird die Spitze auf einem Kreis 49 28 angeordnet. An der Überlappungsnaht 21 des Man- 50 längs des unteren Bördelbereichs 24 und dann nach untelteiles 20 ist ebenfalls eine streifenförmige äußere ten in Richtung des Pfeils 50 längs der Überlappungs-Elektrode 29 als Verlängerung der Elektrode 28 (in der naht 21 bewegt Schließlich wird die Spitze auf einem Nähe dieser Überlappungsnaht) angeordnet. Ferner ist Kreis 51 längs des oberen umgebördelten Umfangsranaußerhalb des oberen umgebördelten Umfangsrandes des 26 des Papierbechers und schließlich in Richtung des 26 eine äußere Elektrode 27 als Verlängerung der Elek- 55 Pfeils 52 bewegt Dies ist ein Zyklus der Bewegung der trode 29 angeordnet, die diesen Umfangsrand 26 um- Spitze, während dem ein wesentlicher Teil des Pulvers gibt Alle diese Elektroden sind in Reihe geschaltet und zur Bildung einer bestimmten Dichtungsschicht 37 aus liegen an Masse (E) der Spitze des Pulvereinlaßrohres 30 geblasen wird. Da

Mit 40 ist eine äußere Hülle aus Isoliermaterial be- die Elektroden an der Außenseite des Papierbechers

zeichnet, die den Papierbecher hält und die äußeren 60 angeordnet sind, wird stets eine geringe Koronaentla-

Elektroden mechanisch verbindet Abdeckteile 38 und dung in Richtung bestimmter zu bildender Pulverschich-

39 sind im Papierbecher angeordnet um die Teile zu ten aufrecht erhalten, während die Spitze des Rohres 30

bedecken, die innerhalb des Bechers nicht beschichtet längs der in F i g. 3 gezeigten Bahn bewegt wird, so daß

werden sollen; außerdem sind Halter 44 und 45 für diese eine kontinuierliche Pulverschicht 37 gebildet wird.

Abdeckteile vorgesehen. 65 Wenn eine Schicht um den oberen Umfangsrand 26 ge-

Im Papierbecher ist ein Pulvereinlaßrohr 30 vorgese- bildet werden soll, ist es notwendig, Pulverschichten an

hen. Pulver der gleichen Substanz wie die Beschichtung der Innen- und Außenseite zu bilden, weshalb eine Zu-

bzw. das Kunstharzpulver des Bechers, das durch War- satzelektrode 41 voreesehen ist. um eine Snannune mit

der gleichen Polarität wie die der Koronaentiadungselektrode 31 von der Spannungsquelle 35 anzulegen, um ein elektrisches Feld zu erzeugen. Gleichzeitig wird Luft in Richtung des Pfeils 43 mit geeigneter Geschwindigkeit durch eine die Außenseite des Bechers umgebende Leitung gesaugt, um die Beschichtungswirkung zu erhöhen, so daß Schichten geeigneter Pulvermenge an der Innen- und Außenseite des oberen umgebördelten Umfangsrandes des Papierbechers gebildet werden können. Die Beschichtung dieses Umfangsrandes 26 ist oft nicht wirksam, wenn der elektrische Widerstand des Papiers sehr hoch ist Um ein gutes Ergebnis zu erhalten, ist es notwendig, die Feuchtigkeit des Papiers durch Verringerung seines elektrischen Widerstandes zu steuern. Die Anwendung dieser Methode gilt auch für andere Teile. Mit dieser Methode ist es möglich, die Beschichtung mit hoher Wirksamkeit durchzuführen, selbst wenn die Geschwindigkeit der an der Spitze des Rohres 30 ausgeblasenen Luft sehr niedrig ist. Da es wichtig ist, eine hohe Produktionsgeschwindigkeit zu erhalten, wird das Rohr vorzugsweise so ausgebildet, daß das Pulver elektrodynamisch abgestoßen wird, um eine Pulverablagerung an der Innenseite des Rohres zu vermeiden, wie bei der vorherigen Ausführungsform beschrieben wurde. Bei niedriger Geschwindigkeit jedoch ist es nicht immer notwendig, zu solchen Mitteln zu greifea Um die Pulverablagerung in dem Rohr elektrodynamisch ausreichend zu verhindern und die Ladung der Pulverpartikel an der Spitze des Rohres zu bewirken, werden die Pulverpartikel vorzugsweise vorher mit einer bestimmten Polarität geladen, bevor sie dem Rohr zugeführt werden. Die Ladungspolarität kann entweder positiv oder negeativ in Abhängigkeit von der Art des Pulvers oder der Qualität des Papiers usw. sein. Auch wenn der Hauptzweck nur darin besteht, den Betrieb des Pulvereinlaßrohres durchzuführen, kann es auch möglich sein, eine Pulverladungseinrichtung vorzusehen, die die Pulverpartikel mit positiver und negativer Polarität gemischt laden kann. Die Abdeckteile 38, 39 haben, wie zuvor erwähnt wurde, die Teile der Innenseite des Papierbechers abzudecken, die nicht mit Pulver überzogen werden. Dadurch wird der Rand bestimmt, wo die Pulverschicht 37 gebildet wird, so daß mit diesem deutlichen Rand der Handelswert des Papierbechers nach Fertigstellung durch eine Wärmebehandlung erhöht und auch der Pulververbrauch verringert wird. In Abhängigkeit von dem Verwendungszweck des Papierbechers ist es jedoch nicht immer notwendig, die Abdeckteile zu verwenden.

Auch vom Standpunkt der Erhöhung der Produklior.sgcsch'A'indigkeit and der Wartung der Produktionsanlagen werden solche Abdeckteile häufig nicht verwendet. Ob solche .Abdeckteile verwendet werden oder nicht sollte abhängig von der Verwendung des Papierbechers bestimmt werden.

Die F i g. 4 und 5 zeigen eine weitere Ausführungsform des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung von Papierbechern. In F i g. 4 ist ein Pulvereinlaßrohr mit Abdeckteilen 38,39 einstückig ausgebildet und in einem umgekehrten Papierbecher angeordnet Die Anordnung der äußeren Elektroden ist gleich der in den F i g. 1 und 2, weshalb deren Erläuterung unterbleibt Das Luftzuführsystem ist ebenfalls im wesentlichen gleich dem in den F i g. 1 und 2, im Falle der F i g. 4 ist jedoch eine Zusatzelektrode 41 zur Beschichtung des Umfangsrandes 26 mit einer Gehäuseplatte 56 verbunden, die mit dem Pulvereinlaßrohr 30 einstückig ausgebildet ist Die Vorrichtung ist so aufgebaut daß das Sammeln überschüssigen Pulvers besser durchgeführt wird. Das Pulvereinlaßrohr ist nahe der Mitte des Papierbechers angeordnet, und sein Ende erweitert sich, um eine Pulverschicht längs des gesamten unteren Bördelbereichs 24 des Papierbechers zu bilden. Unmittelbar über dieser Öffnung ist eine Koronaentiadungselektrode 31 vorgesehen, die auch als Ablenkblech 53 wirkt. Diese Elektrode 31 ist gegenüber der äußeren Elektrode 28 angeordnet, und ein elektrisches Feld wird im

ίο Zwischenraum 59 von der Koronaentiadungselektrode aus zu der gegenüberliegenden Elektrode gerichtet In dem Zwischenraum 59 wird auch eine geringe Koronaentladung von der Koronaentiadungselektrode zu der äußeren Elektrode 28 bewirkt so daß durch das Rohr 30 in Richtung des Pfeils 36 zugeführte Pulverpartikel von der öffnung des Rohrs in Richtung der Pfeile 62 und 62a zusammen mit Luft zum unteren Bördelbereich 24 gerichtet werden. Die Pulverpartikel werden in dem Zwischenraum 59 im Koronastrom geladen und haften durch das darin herrschende elektrische Feld an dem unteren Bördelbereich 24, um die Pulverschicht 37 zu bilden. An der Innenseite der vertikalen Überlappungsnaht 21 des Papierbechers ist ebenfalls ein Zwischenraum 58 gebildet Dieser steht mit der oberen öffnung 63 des Rohres 30 in Verbindung und sein unteres Ende ist mit einer Leitung 42 verbunden, durch die Pulver in Richtung des Pfeils 67 strömt Daher bewegt sich ein Teil der Pulverpartikel, die aus der oberen Öffnung 63 des Rohrs 30 herausgeblasen werden, durch den Zwi schenraum 58 in Richtung des Pfeils 65 und wird wäh rend dieser Zeit durch die Koronaentiadungselektrode 31 geladen. Längs des Zwischenraumes 58 ist auch eine ein elektrisches Feld erzeugende Elektrode 55 gegenüber der Elektrode 29 an der Außenseite des überlapp- ten Teils des Papierbechers vorgesehen, an die die gleiche Spannung wie an die Koronaentiadungselektrode von der Spannungsquelle 35 angelegt wird, so daß ein elektrisches Feld in dem Zwischenraum 58 erzeugt wird. Die Pulverpartikel, die den Zwischenraum 58 durchlau fen haben, werden gegen die vertikale Überlappungs naht 21 des Papierbechers bewegt und bilden eine Pulverschicht 37a.

Der andere Teil der Pulverpartikel, die aus der öffnung des Rohrs 30 herausgeblasen werden, haftet wie zuvor erwähnt wurde, an dem unteren Bördelbereich und bildet die Pulverschicht 37. Ein weiterer Teil der Pulverpartikel strömt geladen durch Kanäle 54, die in dem Abdeckteil vorgesehen sind, nach unten in Richtung der Pfeile 64, 66, wird unten herausgeblasen und bildet aufgrund des elektrischen Feldes zwischen der äußeren Elektrode 47 und der Zusatzelektrode 41 eine

Pulverschicht auf dem oberen umgebördelten Umfangs-

rand 26 des Papierbechers.

Nachdem dieser Arbeitszyklus durchgeführt ist wer-

den das Rohr 30, das Abdeckteil 39, die Gehäuseplatte 56 und die damit verbundene Zusatzelektrode 41 von dem fertigen Papierbecher entfernt

Der Papierbecher wird dann von den äußeren Elektroden entfernt Der Papierbecher, der innen mit PuI- verschieben versehen ist wird danach einer Wärmebehandlung unterzogen und wie ein Gewebe oberflächenbehandelt

Da bei der Ausführungsform der Fig.4 und 5 die Ablagerung von Pulver an dem Einlaßrohr elektrodyna misch verhindert wird und das Pulver kontinuierlich aus der Auslaßöffnung mit niedriger Geschwindigkeit herausgeblasen wird, kann ein gutes Ergebnis erzielt werden. Durch die Kanäle 54 in dem Abdeckteil kann das

Ergebnis noch verbessert werden. Die Koronaentladungselektrode 31, die an der Auslaßöffnung 63 des Einlaßrohres angeordnet ist, muß nicht immer konusförmig sein. Wenn z. B. der Papierbecher eine geringe Größe hat, kann eine nadeiförmige Elektrode ausreichen. Auch kann z. B. eine Elektrode aus mehreren radial verlaufenden Nadeln mit gutem Ergebnis verwendet werden.

Die Anordnung der Koronaentladungselektrode ist nicht auf die Stelle nahe der oberen Öffnung 63 des Einlaßrohres beschränkt, sondern es ist z. B. möglich, die Elektrode um das untere Ende der Zusatzelektrode 41 anzuordnen, um Pulverpartikel in Abhängigkeit von der Größe der Papierbecher, der Form des verwendeten Papiermaterials oder der Produktionsmenge stark zu laden.

Bei der Ausführungsform des in F i g. 6 gezeigten Papierbechers ist die Beschichtung am oberen Umfangsrand weggelassen, da dieser Rand abgedichtet werden kann, wenn ein Deckel aufgesetzt wird. Wenn bei in dieser Weise aufgebauten Bechern ein Fehler festgestellt wird, kann er auf andere Weise ausgebessert werden. Daher werden bei diesem Becher nur an dem Bördelbereich 24 des Bodens und der vertikalen Überlappungsnaht 21 Schichten gebildet.

F i g. 7 ist ein Schnitt längs der Linie VII-VII in F i g. 6.

F i g. 8 zeigt vergrößert einen Schnitt längs der Linie VIII-VIII in Fig.7 zusammen mit dem elektrischen Schaltbild. Das Pulvereinlaßrohr 30 und die Abdeckteile 38,39 in den F i g. 6 bis 8 sind einstückig ausgebildet und dicht in den Papierbecher eingesetzt. Wie bei den vorherigen Ausführungsformen sind äußere Elektroden 28, 29 an der Außenseite des Papierbechers angeordnet Die Pulverpartikel werden so zugeführt, daß sie in Richtung des Pfeils 36 strömen. Das obere Ende des Einlaßrohres 30 mündet am Boden an der von der vertikalen Überlappungsnaht entfernten Seite und bildet eine ringförmige Beschichtungskammer 72, aus der die Partikel im Luftstrom in den beiden Richtungen der Pfeile 77 und 77a mitgenommen werden. Die beiden Ströme 79, 79a, die durch die Kammer 72 verlaufen, verbinden sich im Zwischenraum 76 innerhalb der Überlappungsnaht 21, strömen vereinigt längs der Pfeile 79, 80, 81, 67, wobei sie eine Beschichtung durchführen, und münden nach außen.

Wie bei den vorherigen Ausführungsformen ist das Pulvereinlaßrohr 30 so ausgebildet, daß geladene Pulverpartikel elektrodynamisch abgestoßen werden und nicht daran haften.

Eine wichtige Eigenschaft dieser Ausführungsform liegt in der Ladeeinrichtung für die Pulverpartikel, bei der eine stille Entladung zur Anwendung gelangt, wie das Schaltbiid in F i g. S zeigt Eine Wechselspannung wird von einer Wechselspannungsquelle 73 an wenigstens eine von zwei leitenden Elektroden 75, 75a angelegt, die in eine Isolierschicht die in der ringförmigen Beschichtungskammer 72 gebildet ist, als Gegenelektroden der äußeren Elektrode 28 ausgebildet sind, so daß eine stille Entladung in dem Raum 70a innerhalb dieser Elektroden erzeugt wird. Dadurch wird ein ionisiertes Gas durch die Kammer 72 zur äußeren Elektrode 28 durch ein elektrisches Gleichfeld gerichtet, das durch eine Spannung erzeugt wird, die von einer Gleichhochspannungsquelle 74 an diese Elektroden angelegt wird, so daß Partikel, die die Kammer 72 in Richtung der Pfeile 77, 77a, 78, 78a in Fig. 7 durchlaufen, in einem geringen Ionenstrom und gleichzeitig von dem elektrischen Feld zwischen den Elektroden 75, 75a und der äußeren Elektrode 28 geladen werden, so daß sie eine Pulverschicht 37 bilden.

Die Elektrode für die stille Entladung, an die eine Gleichspannung angelegt wird, wird üblicherweise innerhalb der Elektrode 70 gegenüber der äußeren Elektrode 28 angeordnet. Es ist jedoch auch möglich, sie an der inneren Elektrode 71 anzuordnen, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das zur äußeren Elektrode 29 gerichtet ist, und um in dem Raum 76 einen Strom fließen zu lassen, damit die Pulverpartikel geladen werden. Selbst wenn dabei kein Ionenstrom in dem Raum 76 fließen darf, ist es notwendig, eine Pulverschicht 37a durch Anlegen einer Gleichspannung mittels einer nicht gezeigten Schaltung an die innere Elektrode 71 zu bilden.

F i g. 9 zeigt den Bahnverlauf des in der Vorrichtung der F i g. 6 bis 8 strömenden Pulvers. Die in Luft suspendierten Partikel strömen zuerst nach oben in Richtung des Pfeils 60a und teilen sich dann auf zwei Halbkreise 61a, 61Z) längs des unteren Bördelbereichs 24 des Papierbechers auf. Die beiden Ströme vereinigen sich am oberen Ende der Überlappungsnaht 21, von wo sie aus in Richtung des Pfeils 60b verlaufen und dadurch eine Beschichtung durchführen. Die überschüssige Luft wird zur Außenseite abgeleitet.

Das Verfahren zur Bildung eines Ionenstroms ebenso wie eines elektrischen Feldes zur Beschichtung mittels Elektroden für eine stille Entladung durch Anlegen einer Gleichspannung hat sich bei der obigen Ausführungsform als sehr wirksam erwiesen. Da ein gleichmäßiges elektrisches Wechselfeld mit einer nach außen gerichteten Kraft in den Raum 70a zwischen den Elektroden 75 und 75a durch die Wechselspannungsquelle 73 angelegt wird, werden die Partikel nach außen abgestoßen, so daß eine Pulverablagerung in diesem Bereich verhindert wird und ein stabiler Entladestrom und ein stabiles elektrisches Feld stets gesichert sind. Anstelle der Koronaentladungselektrode 31 in Fig.4 können auch Elektroden für eine stille Entladung wie in F i g. 8 verwendet werden, um ein besseres Ergebnis zu erzielen. Auch bringt die Verwendung der Elektroden für eine stille Entladung in F i g. 8 anstelle der Elektrode 55 für die Überlappungsnaht 21 zur Erzeugung eines elektrischen Feldes oft ein besseres Ergebnis. Auch können solche Elektroden für eine stille Entladung in einem Teil der Zusatzelektrode 41 in F i g. 4 verwendet werden, so daß um diese strömende Partikel sicher geladen werden, wodurch häufig ein gutes Ergebnis erzielt wird.

Bei der obigen Ausführungsform ist die elektrodynamische Abstoßkraft die durch das Einlaßrohr erzeugt wird, nicht auf ein zweiphasiges Wechselfeld begrenzt, sondern es kann auch ein dreiphasiges Wechselfeld niCiii nur zum i-vL/StOucn υ^τ rartiiCCi sonucrn aüCn zu deren Transport verwendet werden.

Bei der vorherigen Erläuterung befand sich der Papierbecher im umgekehrten Zustand mit seiner öffnung nach unten, jedoch ist dies nicht immer notwendig. In Abhängigkeit von den Bedienungseinrichtungen, der Form des Papierbechers usw. kann die Beschichtung an einem Becher gebildet werden, der mit seiner öffnung nach oben oder mit seiner Seite nach unten angeordnet ist

Bei der obigen Erläuterung wurde auf einen üblichen Becher Bezug genommen, der einen runden Querschnitt hat und sich nach unten verjüngt Die Erfindung ist jedoch nicht nur hierauf anwendbar, sondern auch auf Becher mit zylindrischer Form ohne Verjüngung und auch auf rechteckige Butter- oder Margarinebehälter oder auf solche mit Pyramidenform. Durch das Verfah-

ren und die Vorrichtung der Erfindung können auch Papierbecher jeglicher Form für Flüssigkeiten hergestellt werden. Durch Kombination von Einrichtungen zum Transport, zur Ladung und zur Erzeugung eines elektrischen Feldes kann die Pulverbeschichtung noch wirksamer durchgeführt werden.

Die bisherige Beschreibung bezog sich auf Papiermaterial, insbesondere solches, das mit einer Kunstharzschicht überzogen ist. Die Erfindung kann jedoch auf jedes Papiermaterial angewandt werden, z. B. solches, das mit einer Aluminiumfolie an der Ober- und/oder an der Unterseite und darüber mit einer Kunstharzschicht zur Herstellung eines Papierbechers überzogen ist Dabei kann die Aluminiumfolie selbst als äußere Elektrode verwendet werden. Wenn Papiermaterial verwendet wird, das an beiden Seiten beschichtet ist, ist üblicherweise die Innenseite dicker als die Außenseite.

Die Verwendung der Papierbecher ist nicht auf die Aufnahme einer Flüssigkeit beschränkt. Insbesondere bei der Bildung von abdichtenden Schichten an dem Becher unter Verwendung einer Aluminiumfolie kann dieser zur Aufnahme irgendeines anderen Artikels als einer Flüssigkeit verwendet werden, um dessen Duft luftdicht zu konservieren. Dies kann mit hohem Wirkungsgrad bei niedrigen Kosten geschehen.

Fi g. 10 zeigt einen typischen Papierbecher, der entsprechend dem Verfahren und der Vorrichtung der Erfindung hergestellt ist. Der Papierbecher besteht aus einer Kombination von Papier, das den Mantelteil 20 und den Boden 23 bildet und mit einem Kunstharzfilm an der Innenwand des Bechers beschichtet ist. Der Mantelteil hat eine besondere Dicke 21a auf beiden Seiten des vertikalen Überlappungsnaht 21, scheint jedoch kontinuierlich geformt zu sein. Eine vertikale abdichtende Schicht 22 ist dicht haftend an der Beschichtung der Innenseite des Mantelteils gebildet Eine dichtende Schicht 25 ist auch am unteren abdichtenden Bördelbereich 24 und eine abdichtende Schicht 27 ist an der Oberseite des umgebördelten Umfangsrandes 26 und eine abdichtende Schicht 27a ist an der Innenseite dieses Umfangsrandes 26 gebildet Einzelheiten des Aufbaus sind in den F i g. 11 bis 13 gezeigt

F i g. 11 zeigt den oberen Umfangsrand des Bechers, dessen Grundpapiermaterial 26a sich innen befindet und mit einer Schicht 260 überzogen ist auf der sich eine abdichtende Schicht 27a befindet, die sich von der Außen- zur Innenseite des Becher-Umfangsrandes erstreckt

F i g. 12 zeigt die vertikale Überlappungsnaht, bei der von außen nach innen das Grundpapiermaterial 20a, die Schicht 20i> angeordnet sind, und auf dieser Überlappungsnaht ist die innere abdichtende Schicht 22 aufgebracht.

F i g. 13 zeigt den unteren Bördelbereich 24, bei dem das äußere Grundpapiermaterial 20a zusammen mit der inneren Schicht 206 umgefaltet ist und ein Grundpapiermaterial 23a mit seiner Schicht 23b des Bodens 23 in den umgebördelten Bereich eingesetzt ist Eine abdichtende Schicht 25 ist auf den inneren unteren Umfangsteil aufgebracht

Wie zuvor sind alle zerbrechlichen Teile wie die Überlappungsnaht des Mantelteils, der unter Bördelbereich und der obere offene, umgebördelte Umfangsrand vollständig abgedichtet, so daß keine Flüssigkeit austreten kann. Durch das Verfahren der elektrostatischen Beschichtung kann eine Flüssigkeit in dem Becher über einen langen Zeitraum aufbewahrt und ohne Schwierigkeit transportiert werden.

Anhand der Fig. 14 bis 18 wird nun ein bisher übliches Herstellungsverfahren für Papierbecher beschrieben.

Bei einem üblichen Papierbecher wie in Fig. 16 ist das Grundpapiermaterial 1 mit einer Kunstharzschicht 2 überzogen und ein weiteres Grundpapiermaterial 3 ist in gleicher Weise mit einer Kunstharzschicht 4 überzogen. Bei solch einem Papierbecher aus beschichtetem Papier dringt, wenn diese beiden nur mit einer Kleb-Stoffschicht 2a verbunden werden. Flüssigkeit vom einen Ende des Grundmaterials 3 in das feine faserige Gefüge des Papiers selbst, so daß ein Verlust in Richtung des Pfeils 5 auftritt und die aufgebrachte Schicht ihre wasserabdichtende Wirkung nicht ausführen kann.

Solch ein Papierbecher ist daher für die längere Aufbewahrung einer Flüssigkeit ungeeignet.

Um diese Undichtheit zu vermeiden wurde das an der Innenseite freiliegende Papier des Bechers durch Besprühen mit Wachs abgedichtet. Dies kann wirksam sein, wenn die aufgebrachte Schicht Wachs ist. Solch ein Becher kann jedoch nicht für Artikel mit hoher Temperatur verwendet werden, und außerdem ist eine Anwendung wegen der Abnutzung sehr begrenzt.
Ein weiteres Verfahren zum Abdichten solcher Teile ist das Aufbringen einer Kunstharziösung. Wenn jedoch ein Polyolefinharz als aufgebrachte Schicht an der Innenseite der Papierbecher verwendet wird, wie dies meistens geschieht, ist dieses Verfahren nicht geeignet, da Polyolefin mit üblicherweise verwendeten Lösungsmitteln nicht lösbar ist und es außerdem keinen Klebstoff gibt, der eine gute Haftwirkung mit Polyolefin hat Daher wurde es für mit Polyolefinharz beschichtete Papierbecher als sehr schwer angesehen, eine Möglichkeit zu finden, die Undichtheit in Richtung des Pfeils 5 zu vermeiden. Dies ist ein Grund dafür, daß Papierbecher, die nur aus beschichtetem Papier hergestellt sind, über längere Zeit nicht als Flüssigkeitsbehälter verwendet werden können.

Fig. 17 zeigt vergrößert den unteren Bördelbereichteil B in Fig. 15. Auch hier ist es sehr schwer, eine vollkommene Abdichtung der Schicht 13 der Papierseitenwand 11 gegenüber der Schicht 14 der unteren Papierfolie 12 zu erreichen, da an diesem Teil eine Undichtheit in Richtung der Pfeile 15,15a und 16 auftreten kann. Da außerdem die untere Papierfolie 12 etwa 90° abgebogen ist kann ein Riß in diesem gebogenen Teil in der Schicht 14 und eine Undichtheit in Richtung des Pfeils 17 auftreten. In gleicher Weise treten Flüssigkeitsundichtheiten beim abrupten Biegen in Richtung der

so Pfeile 18, 19 auf. Dies ist ein weiterer Grund, weshalb Papierbecher aus zusammengesetzten beschichteten Papierfoiien nicht längere Zeii als Papierbehälter für eine Flüssigkeit verwendet werden können.

F i g. 18 zeigt vergrößert den umgebördelten Rand C des Bechers in F i g. 15. An diesem Rand ist üblicherweise das Grundpapiermaterial 6 mit einer aufgebrachten Schicht 7 gebrodelt Wenn dabei ein Aluminiumdeckel 8 verwendet wird, dann wird üblicherweise der obere Umfangsrand zusammen mit dem Deckel durch eine Wärmebehandlung abgedichtet damit das aufgebrachte Harz schmilzt und haftet Auch dabei können Risse in der aufgebrachten Schicht dieses Umfangsrandes auftreten, so daß, wenn der mit Flüssigkeit gefüllte Becher nach unten gedreht wird, Undichtheiten in Richtung der Pfeile 9,10 auftreten. Dies ist ein weiterer Grund, weshalb solch ein Papierbecher, der aus beschichteten Papierfolien hergestellt wird, nicht als Flüssigkeitsbehälter verwendet werden kann.

Hierzu 5 Blatt Zeichnungen

Claims (9)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Hersteilung eines Papierbechers, bestehend aus einem mit einer Überlappungsnaht versehenen Mantelteil und einem napfförmigen Bodenteil, der mit dem Mantelteil verbördelt ist, aus Papiermaterial, das zumindest an seiner einen Seite mit eienr Folie beschichtet ist, dadurch gekennzeichnet, daß durch im Bereich der Überlappungsnaht und im Bördelbereich des Bodens außerhalb des Bechers angeordnete erste Elektroden sowie eine innerhalb des Bechers angeordnete Elektrode ein elektrisches Feld erzeugt wird, das von innen nach außen gerichtet ist,

daß Pulver der gleichen Substanz wie die aufgebrachte Schicht oder einer Substanz, die an den zu beschichtenden Teilen im ungeschmolzenen oder geschmolzenen Zustand haftet, in den Innenraum des Bechers eingebracht wird, daß das Pulver derart geladen wird, daß es von der Innenbeschichtung angezogen wird und an dieser haftet, und

daß der Papierbecher danach einer Wärmebehandlung unterzogen wird, durch die das Pulver zu einer abdichtenden Schicht verschmolzen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Innenwandflächen des Bechers mittels Abdeckteilen an bestimmten Bereichen, die keinen Überzug erhalten sollen, abgedeckt werden.

3. Vorrichtung zur Pulverbeschichtung eines Papierbechers, zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch

— erste, äußere Elektroden (28,29,47), die an der Außenseite der vertikalen Überlappungsnaht (21) des Mantelteiles (20) und der umgebördelten Teile (24,26) des Bechers angeordnet sind,

— eine Einrichtung (30) für die Zufuhr von Pulver zur Überlappungsnaht (21) und zu den umgebördelten Teilen,

— innerhalb des Bechers angeordnete, gegenüberliegende Elektroden (31,55, 70,71, 75, 75a^ zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, das zu den äußeren Elektroden durch einen Raum (58,59, 70a, 72,76) nahe der Überlappungsnaht und den umgebördelten Teilen gegen die Oberseite der aufgebrachten Schicht und zu deren darunter liegender Papierunterschicht gerichtet ist, und

— eine Einrichtung zum Anlegen einer Gleichspannung zwischen den äußeren und den gegenüberliegenden Elektroden, um das Pulver, das durch das elektrische Feld in den Raum nahe der Überlappungsnaht und der umgebördelten Teile eingebracht ist, mit einer Polarität derart zu laden, daß es sicher an der Fläche der Überlappungsnaht und der umgebördelten Teile anhaftet.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch Abdeckteile (38,39) zum Abdecken der Innenwandbereiche des Bechers, auf denen keine Beschichtung vorgesehen ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das obere Ende der Pulverzufuhreinrichtung (30) im wesentlichen in der Mitte des Papierbechers eine Öffnung aufweist, die zu den unteren umgebördelten Umfangsteilen (24) gerichtet ist, und daß eine Koronaentladungselektrode (31) in der öffnung als gegenüberliegende Elektrode zu einer

äußeren Elektrode (28) angeordnet ist

6. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverzufuhreinrichtung (30) zum elektrodynamischen Abstoßen des Pulvers ausgebil de: ist

7. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß eine Einrichtung zum Laden des Pulvers vor der Zufuhreinrichtung (30) vorgesehen ist

8. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Pulverzufuhreinrichtung (30) in ih rer öffnung eine Koronaentladungselektrode (31) als Gegenelektrode zu einer äußeren Elektrode (28) besitzt, und daß eine Bedienungseinrichtung für die Pulverzufuhreinrichtung (30) derart vorgesehen ist, daß letztere unter Aufrechterhaltung der festen Relativlage zwischen der öffnung und der äußeren Elektrode (28) der Überlappungsnaht (21) und den umgebördelten Teilen (24,26) wenigstens einmal mit einer vorbestimmten Geschwindigkeit längs der

Überlappungsnaht und der umgebördelten Teile bewegbar ist

9. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet daß die Pulverzufuhreinrichtung (30) mit einer Saugeinrichtung (42, 43) zum Entfernen über schüssigen Pulvers verbunden ist.