DE9107254U1 - Dimensionally stable cardboard bodies made of wound and glued kraft paper and device for their manufacture - Google Patents
Dimensionally stable cardboard bodies made of wound and glued kraft paper and device for their manufactureInfo
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Description
Mauser-Werke GmbH - 1 - G 972 (P 5/90)Mauser-Werke GmbH - 1 - G 972 (P 5/90)
15.03.9115.03.91
AUS GEWICKELTEM UND VERKLEBTEM KRAFTPAPIER BESTEHENDE FORMSTABILE PAPPKÖRPER UND VORRICHTUNG ZU DEREN HERSTELLUNG DIMENSIONALLY STABLE CARDBOARD BODIES MADE FROM WOUND AND GLUED KRAFT PAPER AND DEVICE FOR THEIR PRODUCTION
Die Erfindung betrifft aus gewickeltem und verklebtem Kraftpapier bestehende formstabile Pappkörper (Fibretube, Kraftliner) für die Verpackungsindustrie insbesondere als Wandungskörper für Verpackungsbehälter, bei denen dünnes Kraftpapier in mehreren Wicklungen (Lagen, Schichten) auf einen Wickeldorn aufgewickelt und mittels eines aufgetragenen Klebstoffes miteinander verklebt ist. Die Erfindung betrifft weiterhin eine Vorrichtung zum Wickeln von formstabilen Pappkörpern aus miteinander verklebten Lagen von dünnem Kraftpapier mit einem drehbaren Wickeldorn und einem Kraftpapier-Vorratsmagazin sowie ein mit thermoplastischem Kunststoff beschichtetes Kraftpapier und einen daraus hergestellten Verpackungsbehälter mit einer Behälterwandung aus dem formstabilen gewickelten Pappkörper.The invention relates to dimensionally stable cardboard bodies (fibretube, kraftliner) consisting of wound and glued kraft paper for the packaging industry, in particular as wall bodies for packaging containers, in which thin kraft paper is wound onto a winding mandrel in several windings (layers, layers) and glued together by means of an applied adhesive. The invention also relates to a device for winding dimensionally stable cardboard bodies from glued-together layers of thin kraft paper with a rotatable winding mandrel and a kraft paper storage magazine, as well as a kraft paper coated with thermoplastic and a packaging container made from it with a container wall made of the dimensionally stable wound cardboard body.
Derartige Verpackungsbehälter mit üblicherweise zylindrischem Wandungskörper aus einem formstabilen, aus gewikkeltem und verklebtem Kraftpapier bestehenden Pappkörper sind als "Fibre drums" (Trommelbehälter) allgemein bekannt, ebenso wie dafür erforderliche Wickelmaschinen, bei denen ein üblicher Klebstoff (3-Komponenten-Kleber mit Wachsanteil = "Hotmelt", Auftragstemperatur ca. 120° bis 150 C) z.B. mittels einer Auftragsrolle unmittelbar vor dem Wickelvorgang am Wickeldorn auf das zugeführte Kraftpapier aufgetragen wird.Such packaging containers, usually with a cylindrical wall body made of a dimensionally stable cardboard body consisting of wound and glued kraft paper, are generally known as "fibre drums" (drum containers), as are the winding machines required for them, in which a conventional adhesive (3-component adhesive with wax content = "hot melt", application temperature approx. 120° to 150 C) is applied to the supplied kraft paper on the winding mandrel, e.g. using an application roller immediately before the winding process.
Derartig hergestellte bekannte Verpackungsbehälter weisen den großen Nachteil auf, daß bei einer Heißbefüllung des Behälters mit z.B. 8O0C heißem Füllgut die KlebefähigkeitKnown packaging containers manufactured in this way have the major disadvantage that when the container is hot filled with, for example, 8O 0 C hot filling material, the adhesive ability
bzw. das Haftvermögen des Klebstoffes zwischen den einzelnen Schichten des gewickeltem Kraftpapieres und damit die Formsteifigkeit bzw. Formstabilität des Verpakkungsbehälters bzw. seines Papp-Wandungskörpers verlorengeht und allein durch den hydrostatischen Innendruck des Füllgutes - neben zusätzlichen Transport- und Stapelbelastungen - bleibende plastische Verformungen wie Ausbauchungen im unteren Behälterbereich und Einbuchtungen im oberen Behälterbereich auftreten können. Übliche Papptrommeln, die mittels Hotmelt verklebt sind, weisen eine Wärmebständigkeit nur bis etwa 60 bis 70 auf.or the adhesive strength of the adhesive between the individual layers of the wound kraft paper and thus the rigidity or dimensional stability of the packaging container or its cardboard wall body is lost and solely due to the hydrostatic internal pressure of the contents - in addition to additional transport and stacking loads - permanent plastic deformations such as bulges in the lower container area and indentations in the upper container area can occur. Conventional cardboard drums that are glued using hot melt only have a heat resistance of around 60 to 70.
Es ist Aufgabe der Erfindung, diese Nachteile zu vermeiden und einen Verpackungsbehälter aus gewickeltem und verklebtem Kraftpapier sowie eine Vorrichtung zu seiner Herstellung anzugeben, der seine Formstabilität auch bei einer Heißbefüllung mit heißem Füllgut beibehält.It is the object of the invention to avoid these disadvantages and to provide a packaging container made of wound and glued kraft paper and a device for its production, which retains its dimensional stability even when hot-filled with hot filling material.
Die erfindungswesentlichen Merkmale sind in den Patentansprüchen angegeben.The essential features of the invention are specified in the patent claims.
Bei einem Kraftpapier zur Herstellung von gewickelten formstabilen Pappkörpern für die Verpackungsindustrie, insbesondere als Wandungskörper für Verpackungsbehälter gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß wenigstens eine Seite des Kraftpapieres mit einer dünnen Schicht aus thermoplastischem Kunststoff beschichtet ist. Dadurch, daß gemäß der Erfindung ein durch kurzzeitiges Erhitzen schmelzflüssiger thermoplastischer Kunststoff als Klebemittel für gewickeltes Kraftpapier verwendet wird und wenigstens eine Seite des Kraftpapieres mit einer dünnen Schicht aus thermoplastischem Kunststoff vorbeschichtet ist und diese Kunststoffschicht unmittelbar vor dem Aufwickeln des Kraftpapieres auf den Wickeldorn auf eine Temperatur oberhalb der Schmelztemperatur des thermoplastischen Kunststoffes erhitzt wird und das beschichtete Kraftpapier sodann aufgewickelt und dabei die einzelnen Schien-In a kraft paper for the production of wound, dimensionally stable cardboard bodies for the packaging industry, in particular as wall bodies for packaging containers according to the invention, it is provided that at least one side of the kraft paper is coated with a thin layer of thermoplastic. Because according to the invention a thermoplastic that melts through brief heating is used as an adhesive for wound kraft paper and at least one side of the kraft paper is pre-coated with a thin layer of thermoplastic and this plastic layer is heated to a temperature above the melting temperature of the thermoplastic immediately before the kraft paper is wound onto the winding mandrel and the coated kraft paper is then wound up and the individual rails
ten mittels des erhitzten Kunststoffes fest miteinander verschweißt bzw. verklebt werden, ist gewährleistet, daß ein daraus gewickelter Pappkörper bzw. Verpackungsbehälter auch bei einer Heißbefüllung mit z.B. 90 C heißem Füllgut, wie z.B. Waschlaugen mit Prozeßtemperatur, seine Formstabilität beibehält und die erforderliche Stapelfähigkeit (z.B. bei Ubereinanderstapelung von drei gefüllten Verpackungsbehältern) nicht beeinträchtigt wird.By using the heated plastic, the cardboard body or packaging container wound from it is firmly welded or glued together, it is guaranteed that even when hot-filled with, for example, 90°C hot filling material, such as washing solutions at process temperature, it retains its dimensional stability and the required stackability (e.g. when stacking three filled packaging containers on top of each other) is not impaired.
Gemäß der Erfindung ist vorgesehen, daß lediglich eine Seite des Kraftpapieres mit thermoplastischem Kunststoff vorbeschichtet ist und so aufgewickelt wird, daß die Kunststoffschicht auf der nach außen weisenden Seite (Fläche) des Kraftpapieres angeordnet ist. Damit wird schließlich in vorteilhafter Weise erreicht, daß die letzte Wicklung Kraftpapieres des Pappkörpers auf der Außenseite eine Kunststoffbeschichtung aufweist, die den Verpackungsbehälter in einfacher, aber hervorragender Weise gegen äußere Witterungseinflüsse, insbesondere Feuchtigkeit, dauerhaft beständig macht.According to the invention, only one side of the kraft paper is pre-coated with thermoplastic and is wound up in such a way that the plastic layer is arranged on the outward-facing side (surface) of the kraft paper. This ultimately advantageously ensures that the last winding of kraft paper of the cardboard body has a plastic coating on the outside, which makes the packaging container permanently resistant to external weather influences, in particular moisture, in a simple but excellent way.
Die Erfindung wird nachfolgend anhand von in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert und beschrieben. Es zeigen:The invention is explained and described in more detail below using embodiments shown in the drawings. They show:
Figur 1 eine schematische Vorrichtung zum Wickeln von formstabilen Pappkörpern aus dünnem Kraftpapier,Figure 1 shows a schematic device for winding dimensionally stable cardboard bodies made of thin kraft paper,
Figur 2 in stark vergrößerter Darstellung ein erfindungsgemäßes auf einer Seite vorbeschichtetes Kraftpapier,Figure 2 shows a greatly enlarged view of a kraft paper according to the invention pre-coated on one side,
Figur 3 ein weiteres erfindungsgemäßes auf beiden Seiten vorbeschichtetes Kraftpapier,Figure 3 shows another kraft paper according to the invention pre-coated on both sides,
Figur 4 einen Palettencontainer mit einem aus erfindungsgemäßem Kraftpapier gewickelten Verstärkungsmantel undFigure 4 shows a pallet container with a reinforcing sleeve wound from kraft paper according to the invention and
Figur 5 eine aus erfindungsgemäßem Kraftpapier gewik-Figure 5 shows a woven kraft paper according to the invention.
- 4 kelte Papptrommel (Fibre drum) .- 4 Celtic cardboard drums (fibre drums).
Mit der Bezugsziffer 10 ist in Figur 1 eine Wickelvorrichtung zum Wickeln von formstabilen Pappkörpern aus miteinander verklebten Lagen von dünnem Kraftpapier mit einem drehbar angetriebenen Wickeldorn 12 und einem Kraftpapier-Vorratsmagazin 14 (Paper coil) bezeichnet. Der Wickeldorn 12 wird von einem elektrischen Motor 16 angetrieben. Dabei wird eine Lage des mit thermoplastischem Kunststoff vorbeschichteten Kraftpapieres 18 unter der direkt im Nahbereich vor bzw. über dem Wickeldorn 12 angeordneten Heizeinrichtung 20 durchgeführt, wobei die auf das Kraftpapier aufgetragene, sehr dünne thermoplastische Kunststoffschicht, vorzugsweise Polyethylen (PE), kurzzeitig auf eine Temperatur (z.B. 200 C) oberhalb der Kunststoff-Schmelztemperatur erhitzt wird, so daß nachfolgend die auf den Wickeldorn 12 aufgewickelten einzelnen Lagen des Kraftpapieres 18 zu einem formstabilen bzw. steifen Pappkörper 22 fest miteinander verklebt werden. Die Heizeinrichtung 20 zum partiellen Aufschmelzen der Kunststoffschicht besteht aus einem quer zur Zuführungseinrichtung des Kraftpapieres 18 angeordneten und sich über die gesamte Bandbreite des Kraftpapieres (z.B. 1.100 mm) erstrekkenden elektrisch beheizten Wärmestrahler, wie z.B. einem Infrarotstrahler (Flächenstrahler). Bei einer anderen Ausführungsform kann die Aufschmelzung der Kunststoffschicht mittels direkter thermischer Flammeneinwirkung erfolgen. Dabei besteht dann die Heizeinrichtung 20 aus einem direkt über der bewegten Papierbahn angeordneten Flammenbrenner, vorzugsweise aus einem Gasbrenner. The reference number 10 in Figure 1 designates a winding device for winding dimensionally stable cardboard bodies from glued-together layers of thin kraft paper, with a rotatably driven winding mandrel 12 and a kraft paper supply magazine 14 (paper coil). The winding mandrel 12 is driven by an electric motor 16. A layer of the kraft paper 18 pre-coated with thermoplastic material is passed under the heating device 20 arranged directly in front of or above the winding mandrel 12, wherein the very thin thermoplastic material layer, preferably polyethylene (PE), applied to the kraft paper is briefly heated to a temperature (e.g. 200 C) above the plastic melting temperature, so that the individual layers of kraft paper 18 wound onto the winding mandrel 12 are then firmly glued together to form a dimensionally stable or rigid cardboard body 22. The heating device 20 for partially melting the plastic layer consists of an electrically heated heat radiator, such as an infrared radiator (surface radiator), arranged transversely to the feed device of the kraft paper 18 and extending over the entire width of the kraft paper (eg 1,100 mm). In another embodiment, the melting of the plastic layer can take place by means of direct thermal flame exposure. The heating device 20 then consists of a flame burner, preferably a gas burner, arranged directly above the moving paper web.
Ein einseitig beschichtetes Kraftpapier 24 (PapierstärkeA one-sided coated kraft paper 24 (paper thickness
2
ca. 300 g/m ) mit einer auf der Außenseite aufgebrachten vergleichsweise sehr dünnen Kunststoffschicht 26 (z.B.2
approx. 300 g/m ) with a comparatively very thin plastic layer 26 applied to the outside (eg
2
ca. 30 g PE-Beschichtung pro m Papier, Beschichtungsdik-2
approx. 30 g PE coating per m paper, coating thickness
ke z.B. ca. 50 bis 100/jm) ist ausschnittsweise in Figur 2^ dargestellt. Figur 3 zeigt einen entsprechenden Ausschnitt eines beidseitig vorbeschichteten Kraftpapieres 24 mit einer dünnen Kunststoffschicht 26 auf der Außenseite und einer dünnen Kunststoffschicht 28 auf der Innenseite des Kraftpapieres 24.ke e.g. approx. 50 to 100/jm) is shown in detail in Figure 2^. Figure 3 shows a corresponding section of a kraft paper 24 pre-coated on both sides with a thin plastic layer 26 on the outside and a thin plastic layer 28 on the inside of the kraft paper 24.
Figur 4 zeigt als Ausführungsbeispiel für einen großvolumigen Verpackungsbehälter einen Palettencontainer 30 mit unterer Palette 32 als Grundrahmen, mit einem darauf angeordneten, dünnwandigen, vorzugsweise blasgeformten Kunststoffbehälter 34 und mit einem den Kunststoffbehälter 34 dicht umschließenden und auf der Palette 32 befestigten Verstärkungsmantel 36 bzw. Wandungskörper aus gemäß der Erfindung gewickeltem Kraftpapier, wobei wenigstens eine Seite des gewickelten Kraftpapieres, vorzugsweise die Außenseite des Kraftpapieres, mit einer als Klebstoff dienenden dünnen Schicht aus thermoplastischem Kunststoff, vorzugsweise Polyethylen (PE),beschichtet ist. Figure 4 shows, as an embodiment of a large-volume packaging container, a pallet container 30 with a lower pallet 32 as a base frame, with a thin-walled, preferably blow-molded plastic container 34 arranged thereon and with a reinforcing jacket 36 or wall body made of kraft paper wound according to the invention, which tightly encloses the plastic container 34 and is fastened to the pallet 32, wherein at least one side of the wound kraft paper, preferably the outside of the kraft paper, is coated with a thin layer of thermoplastic material, preferably polyethylene (PE), which serves as an adhesive.
Der Papp-Verstärkungsmantel 36 besteht aus ca. 10 Wicklungen (Lagen, Schichten) des vorbeschichteten Kraftpapieres (Papierbreite ca. 1.100 mm) und weist eine Wandungsstärke von etwa 4,5 bis 5,5 mm auf. Der Palettencontaier 30 weist auf seiner Oberseite eine Einfüllöffnung 38 und bodenseitig ein Entnahmeventil 40 auf. Zweckmäßigerweise sind in dem Verstärkungsmantel 36, z.B. direkt über dem Entnahmeventil 40, mehrere Bohrungen 42 bzw. Langlöcher zur Durchsicht bzw. Kontrolle der Füllstandshöhe des Füllgutes in dem durchscheinenden dünnwandigen Kunststoffbehälter 34 vorgesehen. Da derartige großvolumige Palettencontainer mit einem Fassungsvermögen von ca. 1.000 1 oftmals im Freien gelagert werden, wird durch die Kunststoff-Außenbeschichtung des Verstärkungsmantels 36 eine hervorragende Witterungsbestän-The cardboard reinforcement casing 36 consists of approximately 10 windings (layers) of the pre-coated kraft paper (paper width approximately 1,100 mm) and has a wall thickness of approximately 4.5 to 5.5 mm. The pallet container 30 has a filling opening 38 on its top and a removal valve 40 on the bottom. Several holes 42 or elongated holes are expediently provided in the reinforcement casing 36, e.g. directly above the removal valve 40, for viewing or checking the level of the contents in the translucent, thin-walled plastic container 34. Since such large-volume pallet containers with a capacity of approximately 1,000 l are often stored outdoors, the plastic outer coating of the reinforcement casing 36 provides excellent weather resistance.
digkeit erreicht.speed achieved.
Bei Testversuchen wurden erfindungsgemäße Palettencontainer mit einer über 150 C heißen Flüssigkeit befüllt. Die Behälter zeigten keine Beeinträchtigung ihrer Formstabilität. Bei Langzeiteinwirkung einer über 100° C heißen Testflüssigkeit wurde ebenfalls keine Verminderung der Formstabilität festgestellt.In tests, pallet containers according to the invention were filled with a liquid at a temperature of over 150°C. The containers showed no impairment of their dimensional stability. Long-term exposure to a test liquid at a temperature of over 100°C also did not result in any reduction in dimensional stability.
In Figur 5 ist als weiteres Ausführungsbeispiel für einen Verpackungsbehälter eine an sich bekannte Papptrommel 44 (Fassungsvermögen z.B. 80 1) mit einem zylindrischen Wandungskörper aus gemäß der Erfindung hergestellten gewickeltem und verklebtem Kraftpapier dargestellt. Der Wandungskörper der Papptrommel 44 ist bodenseitig in einen Blechboden 46 dichtend eingefalzt. Auf den oberen Öffnungsrand der Papptrommel 44 ist ein Blechdeckel 48 mit einer an den Deckel angeformten Randnut 50 aufgestülpt. Die Randnut 50 weist einen den Deckel innen zentrierenden Innenschenkel 52 und einen Außenschenkel 54 auf. Der Deckel 48 wird mittels eines geeigneten Befestigungsmittels 56, z.B. einem Klebeband oder einem Spannring,in seiner Verschlußlage auf dem Öffnungsrand der Papptrommel 44 gesichert. Bei einer derartigen oder ähnlichen, z.B. konischen Papptrommel kann es je nach vorgesehenem Füllgut zweckmäßig sein, wenn ein auf beiden Seiten mit einer dünnen PE-Kunststoffschicht vorbeschichtetes Kraftpapier verwendet wird. Dabei werden nicht nur die Vorteile einer verbesserten Witterungsbeständigkeit, sondern auch - z.B. bei feuchtem Füllgut - ein Schutz des gewikkelten Kraftpapieres gegen Feuchtigkeitsaufnahme (Aufquellen) von innen erreicht. Figure 5 shows a further exemplary embodiment of a packaging container, a cardboard drum 44 (capacity e.g. 80 l) known per se with a cylindrical wall body made of wound and glued kraft paper produced according to the invention. The wall body of the cardboard drum 44 is sealed at the bottom by folding it into a sheet metal base 46. A sheet metal lid 48 with an edge groove 50 formed on the lid is placed over the upper opening edge of the cardboard drum 44. The edge groove 50 has an inner leg 52 centering the lid on the inside and an outer leg 54. The lid 48 is secured in its closed position on the opening edge of the cardboard drum 44 by means of a suitable fastening means 56, e.g. an adhesive tape or a clamping ring. With a cardboard drum of this type or a similar type, e.g. a conical one, it can be useful, depending on the intended contents, to use kraft paper pre-coated on both sides with a thin PE plastic layer. This not only offers the advantage of improved weather resistance, but also - e.g. with moist contents - protection of the wound kraft paper against moisture absorption (swelling) from the inside.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zur Herstellung von aus Kraftpapier gewickelten formstabilen Pappkörpern ist für beliebige Behälterformen wie z.B. runde/zylindrische oder konische Trommeln oder nahezu rechteckförmige Verstärkungsmäntel für Palettencontainer mit abgerundeten Eckbe-The device according to the invention for producing dimensionally stable cardboard bodies wound from kraft paper is suitable for any container shape, such as round/cylindrical or conical drums or almost rectangular reinforcement shells for pallet containers with rounded corners.
reichen geeignet. In jedem Falle weisen Verpackungshälter mit einer steifen Pappwandung aus PE-verklebten Papierwicklungen eine erheblich bessere Wärmebeständigkeit (bei einer Lagerung im Freien werden allein durch Sonneneinstrahlung leicht Materialtemperaturen von ca. 60° C und höher erreicht) und höhere Stapelbelastbarkeit als bekannte, nach üblichen Verfahren hergestellte Verpakkungsbehälter auf.are suitable. In any case, packaging containers with a rigid cardboard wall made of PE-bonded paper windings have significantly better heat resistance (when stored outdoors, material temperatures of approx. 60° C and higher can easily be reached by exposure to sunlight alone) and higher stacking load capacity than known packaging containers manufactured using conventional processes.
Mauser-Werke GmbH G 972 (P 5/90)Mauser-Werke GmbH G 972 (P 5/90)
15.03.9115.03.91
BEZUGSZIFFERNLISTEREFERENCE NUMBER LIST
10 Wickelvorrichtung10 Winding device
12 Wickeldorn12 Winding mandrel
14 Kraftpapier-Vorratsmagazin14 Kraft paper storage magazine
16 E-Motor16 Electric Motor
18 Kraftpapier18 Kraft paper
20 Heizeinrichtung20 Heating device
22 Pappkörper22 cardboard bodies
24 Kraftpapierbahn24 Kraft paper web
26 Kunststoffschicht (außen)26 Plastic layer (outside)
28 Kunststoffschicht (beidseitig)28 Plastic layer (both sides)
30 Palettenbehälter30 pallet containers
32 Palette32 pallets
34 Kunststoffbehälter34 plastic containers
36 Verstärkungsmantel36 Reinforcement jacket
38 Einfüllöffnung38 Filling opening
40 Entnahmeventil40 Extraction valve
42 Bohrungen42 holes
44 Papptrommel44 Cardboard drum
46 Blechboden46 Sheet metal floor
48 Blechdeckel48 metal lids
50 Randnut50 edge groove
52 Innenschenkel52 inner thigh
54 Außenschenkel54 outer legs
56 Befestigungsmittel56 Fasteners
Claims (6)
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-
1991
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