EP0101477A1 - Becherbehälter mit henkel. - Google Patents

Becherbehälter mit henkel.

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EP0101477A1
EP0101477A1 EP19830900708 EP83900708A EP0101477A1 EP 0101477 A1 EP0101477 A1 EP 0101477A1 EP 19830900708 EP19830900708 EP 19830900708 EP 83900708 A EP83900708 A EP 83900708A EP 0101477 A1 EP0101477 A1 EP 0101477A1
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EP
European Patent Office
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overlap
seam
handle
jacket
connection
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EP19830900708
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EP0101477B1 (de
Inventor
Werner Schmidt
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Rissen Maschinenfabrik GmbH
Original Assignee
Rissen Maschinenfabrik GmbH
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Publication date
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Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
    • B65D3/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines
    • B65D3/28—Other details of walls

Definitions

  • the invention relates to a cup container made of fiber material such as paper, the jacket of which is closed by an overlap, which has a tight and mechanically strong connection between its inner and outer layers and at least one in its outer layer within the area forming the connection contains fold-out handles that are recessed from the connection.
  • the handles cannot be removed from the sealable coating within the overlap area; and on the other hand, when using the usual heat pulse method, there is a risk that either the heat influence cannot be reliably concentrated on the areas outside the handles and thus the handles are also glued, or that if the heat is appropriately limited, this will not be the case for one reliably tight sealing is sufficient. It must also be borne in mind that modern cup-making machines work with high cycle rates, which require high temperature of the sealing tools with a correspondingly short exposure time; this exacerbates the problems described and increases the risk of browning of the sensitive paper material.
  • the ultrasonic welding process is not suitable for such large welding surfaces as are present in the overlap around the area of the handle, especially since these are partly at an acute angle to the direction of action of the sonotrod due to the considerable extent of the welding surface over the circumference of the cup would. It would also be too costly to divide the entire connection area into sub-areas to be welded separately, which are dealt with in successive individual steps, because this would require the presence of a plurality of complex ultrasonic welding stations in the machine.
  • the invention is therefore based on the object of creating a cup container of the type mentioned at the outset, which can be produced using fiber material coated with a full surface seal.
  • the solution according to the invention consists in that, using such fully sealable coated fiber material, the overlap connection comprises a first, tight seam at the edge of the overlap bordering the inside of the jacket and a second seam of lower quality bordering on the outside of the jacket.
  • the invention is based on the idea that a high-quality connection is required only at one point of the entire overlap, namely where sealing against the medium contained in the container is necessary at the border of the overlap with the container interior, while in the remaining area such an inferior connection of sufficient quality, which only ensures a sufficient mechanical handle strength, is sufficient for the overlap.
  • a high-quality connection technique such as ultrasonic welding
  • a simpler, less complex method can be used, for example a heat pulse method with a lower temperature of the welding tools and clearly limiting its impact on the areas outside the handle.
  • seams mentioned on the inner and outer edge of the overlap can also be provided, preferably on the upper and / or lower overlap edge,
  • the invention can have an extension enclosed in the mouth roll. This also applies to any further weld in the area of the central web of the handle.
  • the other upper edge areas of the overlap are expediently shortened so that they remain un-flanged to avoid thickening of the mouth roll and their cut edge is only just covered under the lower edge of the mouth roll.
  • the doubling of the material in the area of the overlap stiffens the container jacket in the area in which the greatest forces are exerted on it by the handle.
  • the forces acting in the other container circumference are minor and are therefore not decisive for the choice of material thickness. So it happens that thanks to the large area overlap a thinner material can be used than with cups that have such a large area overlap do not have. Therefore, the large area overlap does not necessarily lead to additional material consumption.
  • the overlap expediently extends over at least about 120 ° of the container opening, preferably over about 150 ° or more. The importance of this stiffening effect becomes clear for the first time when using densely coated paper material.
  • Fig. 3 shows a jacket blank of the cup
  • Fi * J 4 is a cross-section through the cup. -i-
  • the jacket blank consists of a blank 5 which serves to form the actual container jacket and is closed by the first seam 6, which is designed as a sealing seam, and a blank part which extends over the region and contains the handle, which consists of two handle parts 8, which are connected to a central web 10 via prepared folding lines 9 indicated by dash-dotted lines and can be unfolded from this cut part.
  • the cut part 7 is extended beyond the handle which is furthest away from the cut part 5 in the region 11, which serves to form the second seam 12.
  • the blank 7 with the seam area 6 form the outer layer of the overlap, the extent of which is indicated in FIG. 4 by the angle 18
  • Both the center bar 10 and the cuts intended to form the seam 12 !! 11 have top-side extensions which are intended to be rolled into the mouth roll 2 for increased strength, while the cut parts located therebetween are made less high so as not to lead to undesired thickening of the mouth roll in the area in which the Jacket through the blanks 7 is doubled.
  • the blank 7 is somewhat shorter than the blank 5. This is because the lower edge of the blank 5 around the bottom edge
  • the blank part 7 is made so long at the bottom that it protrudes into the foot region 4 and can therefore be sealed there by means of the compression exerted when the shell-bottom connection is formed. However, this is not absolutely necessary. In some cases it is sufficient if the cutting part 7 is only present in the upper area to the left of the handle and is therefore limited, for example, by the line shown in broken lines in FIG. 3.
  • the jacket blank is first wound in a customary manner and the first jacket seam 6 is closed, for example by the action of an ultrasound stamp.
  • the mandrel carrying the jacket is then rotated by the angular amount between the seams 6 and 12 and the second jacket seam 12 is closed.
  • additional connection points 14 between the blank part containing the handle and the jacket can also be carried out in an analog manner at the same time or in special working steps.
  • the bottom is then inserted into the jacket, crimped with it and pressed in the foot region 4, the connecting seam 15 being formed at the lower edge of the blank 7. Finally, the jacket is provided with the mouth roll 2.
  • the blank part 7 containing the handle is then connected on both sides by the seams 6 and 12 to the jacket part.
  • the upper edge strip 16 and the lower one are stretched between these two seams Edge strips 17, with which the central web 10 of the handle is connected, these edge strips possibly also being connected to the jacket by the weld 15 or 14.
  • the finished cup has the cross-sectional shape appearing in FIG. 4. It can be seen that it is stiffened in the area of the angle 18 by the blank part 7, specifically in the angle area in which the forces are to be transferred from the handle to the cup shell.
  • the weld seams are indicated by puncturing.
  • the seams 12, 14 and 15 need not be of the same quality as the seam 6 because they do not need to be tight. They can therefore be carried out using simpler means. For example, they can be welded using the heat pulse method, while ultrasonic welding is used for the seam 6.

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Description

-/ -
Beschreibung
Die Erfindung bezieht sich auf einen Becherbehälter aus Fasermaterial wie Papier, dessen Mantel durch eine Über¬ lappung geschlossen ist, die zwischen ihrer Innen- und Außenschicht eine dichte und mechanisch feste Verbindung aufweist und in ihrer Außenschicht innerhalb des die Ver¬ bindung bildenden Bereichs mindestens einen von der Ver- Bindung ausgesparten ausklappbaren Henkel enthält.
Bei einem bekannten Becherbehälter dieser Art ( US-PS 2060781) nimmt der gesamte Überlappungsbereich an einer durch Leim¬ auftrag hergestellten Verbindung teil mit Ausnahme der aus¬ klappbaren Henkel, die von dem Leimauftrag ausgenommen werden. Der großflächige Leimauftrag und die großflächige Verpressung sowie die Aussparung bestimmter Bezirke vom Leimauftrag bereitet keine technischen Schwierigkeiten. - Diese Technik läßt sich auf neuzeitliche Becherherstellung unter Verwendung vollflächig siegelfähig beschichteten Fasermaterials und mit Verbindung der einzelnen Becherteile durch Siegelung des Beschichtungsmaterials unter Hitze und Druck nicht ohne weiteres übertragen. Einerseits lassen sich nämlich die Henkel innerhalb des überlappungsbereichs nicht von der siegelfähigen Beschichtung ausnehmen; und andererseits besteht bei der Anwendung des üblichen Wär e- impulsverfahrens die Gefahr, daß entweder der Wärmeeinfluß sich nicht zuverlässig auf die Bereiche außerhalb der Henkel konzentrieren läßt und somit die Henkel mit angeklebt werden, oder daß bei entsprechend vorsichtiger Begrenzung der Wärmeeinwirkung diese nicht für eine zuverlässig dichte Siegelung ausreicht. Dabei muß auch bedacht werden, daß neuzeitliche Becherherstellungsmaschinen mit hohen Takt¬ zahlen arbeiten, die hohe Temperatur der Siegelungswerk- zeuge mit entsprechend kurzer Einwirkungsdauer voraussetzen; dadurch werden die geschilderten Probleme noch verschärft und es tritt die Gefahr der Bräunung des empfindlichen Papier- materials hinzu. - Zwar ist es bekannt, die Nachteile des Wärmeimpulsverfahrens durch Verwendung des Ultraschall- schweißverfahrens zu umgehen; jedoch ist das Ultraschall¬ schweißverfahren nicht für derart große Schweißflächen, wie sie in der Überlappung rings um den Henkelbereich vor¬ handen sind, geeignet, zumal diese wegen der beträchtlichen Erstreckung der Schweißfläche über den Becherumfang teil¬ weise im spitzen Winkel zur Einwirkungssrichtung der Sonotrod stehen würden. Es wäre auch zu aufwendig, den gesamten Ver¬ bindungsbereich in gesondert zu schweißende Teilbereiche auf¬ zuteilen, die in aufeinanderfolgenden Einzelschritten be¬ handelt werden, weil dies das Vorhandensein einer Mehrzahl von aufwendigen Ultraschallschweißstationen in der Maschine voraussetzen würde. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, einen Becherbehälter der eingangs genannten Art zu schaffen, der unter Verwendung von vollflächig siegelbar be¬ schichtetem Fasermaterial hergestellt werden kann.
Die erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß unter Ver¬ wendung solchen vollflächig siegelbar beschichteten Faser¬ materials die Überlappungsverbindung eine erste, dichte Naht an dem an die Mantelinnenseite angrenzenden Rand der Überlappung und eine zweite an die Mantelaußenseite der Überlappung angrenzende Naht geringerer Qualität umfaßt.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, daß nur an einer Stell der gesamten Überlappung eine qualitativ hochwertige Ver¬ bindung erforderlich ist, nämlich dort, wo an der Grenze der Überlappung zum Behälterinnenraum die Abdichtung gegen das im Behälter enthaltene Medium notwendig ist, während im übrigen Bereich der Überlappung eine solche Verbindung minderer Qualität ausreicht, die lediglich eine hinreichende mechanische Henkelfestigkei gewährleistet. Aufbauend auf diesen Grundgedanken braucht lediglich an der genannten ersten Naht eine hochwertige Verbindungstechnik, wie bei¬ spielsweise die Ultraschallschweißung, angewendet zu werden, während im übrigen Bereich ein einfacheres, weniger auf¬ wendiges Verfahren angewendet werden kann, beispielsweise ein Wärmeimpulsverfahren mit geringerer Temperatur der Schweißwerkzeuge und eindeutiger Begrenzung seiner Einwirkung auf die Bereiche außerhalb des Henkels.
Außer den erwähnten Nähten am inneren und äußeren Rand der Überlappung können auch noch weitere Nähte vorgesehen sein, vorzugsweise am oberen und/oder unteren Überlappungsrand,
O insbesondere im Bereich des Mittelstegs des Henkels. Im allgemeinen sind solche weiteren Nähte jedoch nicht er¬ forderlich, weshalb die Ausführung mit lediglich zwei Nähten unterschiedlicher Qualität am inneren und äußeren Rand der Überlappung von der Erfindung bevorzugt wird.
Um die zweite Naht am äußeren überlappungs and weiter zu verstärken und auch optisch besser einzubinden, kann sie nach der Erfindung eine in die Mundrolle eingeschlossene Verlängerung aufweisen. Dies gilt auch für eine etwaige weitere Schweißstelle im Bereich des Mittelstegs des Henkels. Die übrigen oberen Randbereiche der Überlappung sind demgegenüber zweckmäßigerweise gekürzt ausgeführt, so daß sie zur Vermeidung einer Mundrollenverdickung unge- bördelt bleiben und ihre Schnittkante nur eben unter dem unteren Rand der Mundrolle verdeckt wird.
Wenn es erforderlich erscheint, den unteren Rand der Über¬ lappung am Bechermantel zu fixieren, so kann dies sehr einfach nach der Erfindung dadurch geschehen, daß der Mittelsteg des Henkels an seinem unteren Ende, ggf. auch noch weitere Randbereiche der Überlappung, in die Boden- randpressung am Mantelfuß einbezogen werden.
Die Materialverdoppelung im Bereich der Überlappung ver¬ steift den Behältermantel in demjenigen Bereich, in dem die stärksten Kräfte durch den Henkel darauf ausgeübt werden. Die im übrigen Behälterumfang wirkenden Kräfte sind demgegen¬ über geringfügig und daher für die Wahl der Materialdicke nicht entscheidend. So kommt es, daß dank der großflächigen Überlappung ein dünneres Material verwendet werden kann als bei Bechern, die eine solche großflächige Überlappung nicht aufweisen. Daher muß die großflächige Über¬ lappung nicht unbedingt zu einem Materialmehrverbrauch führen. Zweckmäßigerweise erstreckt sich die Überlappung, um diese versteifende Wirkung ausüben zu können, über min¬ destens etwa 120° des Behälteru f ngs, vorzugsweise über etwa 150° oder mehr. Die Bedeutung dieser versteifenden Wirkung wird erstmalig bei der Verwendung von dicht be¬ schichtetem Papiermaterial deutlich. Zuvor mußte man nämlich schon mit Rücksicht auf die Dichtheit das Material so dick wählen, daß die Stabilität sich von alleine ergab. Die nun ermöglichte geringere Materialdicke ergibt nicht nur eine Materialersparnis, sondern hat auch den Vorteil, daß im Becherstapel unter Voraussetzung einer bestimmten Mantel¬ konizität die Behälter wesentlich enger gestapelt werden können. Dies erlaubt erstmalig die Unterbringung der für einen Getränkeverkaufsautomaten erforderlichen Becherzahl in einem Automatengehäuse akzeptabler Größe. Die durch die großflächige Überlappung erzielte Versteifung und dadurch ermöglichte Verringerung des verwendeten Papier¬ materials gestattet es, Henkelbecher in derselben Anzahl pro Stapellänge unterzubringen, wie henkellose Becher.
Die Erfindung wird im folgenden näher unter Bezugnahme auf die Zeichnung erläutert, die ein vorteilhaf es Ausführungs- beispiel veranschaulicht. Darin zeigen:
Fig. 1 und 2 Seitenansichten eines Bechers aus unterschiedlicher Winkelrichtung,
Fig. 3 einen Mantelzuschnitt des Bechers und
Fi*J- 4 einen Querschnitt durch den Becher. -i-
Der Becher gemäß Fig. 1 und 2 besteht aus innenseitig mit Polyethylen beschichtetem Papier. Er umfaßt einen Mantel 1 mit Mundrolle 2 und einen in der Darstellung nicht sichtbaren Boden, dessen Höhe gestrichelt bei 3 an¬ gedeutet ist und dessen nach unten umgebördelter Rand im Fußbereich 4 des Bechers mit dem unteren Mantelrand ver¬ preßt ist. Der Mantelzuschnitt besteht aus einem Zuschnitt¬ teil 5, der zur Bildung des eigentlichen Behältermantels dient und durch die erste Naht 6 geschlossen ist, die als Dichtnaht ausgeführt ist, sowie einem sich über den Bereich erstreckenden Zuschnitteil, der den Henkel enthält, der aus zwei Henkelteilen 8 besteht, die über strichpunktiert ange¬ deutete, vorbereitete Faltlinien 9 mit einem Mittelsteg 10 verbunden sind und aus diesem Zuschnitteil auffaltbar sind. Der Zuschnitteil 7 ist über den vom Zuschnitteil 5 weitest entfernten Henkel hinaus im Bereich 11 verlängert, der zur Bildung der zweiten Naht 12 dient. Der Zuschnitteil 7 mit dem Nahtbereich 6 bilden die Außenschicht der Überlappung, deren Ausdehnung in Fig. 4 durch den Winkel 18 angegeben i
Sowohl Mittelsteg 10 als auch der zur Bildung der Naht 12 bestimmte Zuschnitte!! 11 weisen oberseitige Verlängerunge auf, die dazu bestimmt sind, in die Mundrolle 2 zur Erhöhu der Festigkeit eingerollt zu werden, während die dazwischen befindlichen Zuschnitteile weniger hoch ausgebildet sind, um nicht zu einer unerwünschten Verdickung der Mundrolle in demjenigen Bereich zu führen, in welchem der Mantel durch den Zuschnitten 7 verdoppelt ist.
Am unteren Zuschnittende ist der Zuschnitteil 7 etwas kürzer als der Zuschnitten 5 ausgeführt. Dies liegt daran, daß der untere Rand des Zuschnitteiis 5 um den Bodenrand
9
innen nach oben hochgefaltet werden muß, während diese Not¬ wendigkeit für den Zuschnitteil 7 nicht besteht; im Gegenteil würde dies dort nur zu einer unerwünschten Materialverdickung führen. Jedoch ist der Zuschnitteil 7 unten so lang ausgeführt, daß er in den Fußbereich 4 hineinragt und daher dort durch die bei der Bildung der Mantel-Boden-Verbindung ausgeübte Verpressung mit dem Mantelzuschnitt versiegelt werden kann. Dies ist jedoch nicht unbedingt erforderlich. In manchen Fällen genügt es, wenn der Zuschnitteil 7 links vom Henkel nur im oberen Bereich vorhanden ist und somit beispielsweise durch die gestrichelt in Fig. 3 angegebene Linie begrenzt ist.
Bei der Herstellung des Bechers wird zunächst in üblicher Weise der Mantelzuschnitt gewickelt und die erste Mantel¬ naht 6 geschlossen, beispielsweise durch Einwirkung eines Ultraschallstempels. Der den Mantel tragende Dorn wird sodann um den zwischen den Nähten 6 und 12 liegenden Winkelbetrag gedreht und es wird die zweite Mantelnaht 12 geschlossen. Gewünschtenfalls können in analoger Weise gleichzeitig oder in besonderen Arbeitsschritten auch noch zusätzliche Verbindungsstellen 14 zwischen dem den Henkel enthaltenden Zuschnitteil und dem Mantel vollzogen werden. Danach wird der' Boden in den Mantel eingesetzt, mit diesem verbördelt und im Fußbereich 4 verpreßt, wobei die Verbindungsnaht 15 am unteren Rand des Zuschnitt- teils 7 entsteht. Schließlich wird der Mantel mit der Mundrolle 2 versehen.
Der den Henkel enthaltende Zuschnitteil 7 ist dann an seinen beiden Seiten durch die Nähte 6 und 12 mit dem Mantelteil verbunden. Zwischen diesen beiden Nähten spannen sich der obere Randstreifen 16 und der untere Randstreifen 17, mit denen der Mittelsteg 10 des Henkels verbunden ist, wobei diese Randstreifen ggf. auch durch die Schweißung 15 bzw. 14 -mit dem Mantel zusätzlich ver¬ bunden sind.
Der fertige Becher hat die in Fig. 4 erscheinende Quer- schnittsgestalt. Man erkennt, daß er im Bereich des Winkels 18 durch den Zuschnitteil 7 versteift ist, und zwar gerade in demjenigen Winkelbereich, in welchem die Kräfte vom Henkel auf den Bechermantel zu übertragen sind.
In Fig. 1 und 2 sind die Schweißnähte durch Punktierung angedeutet. Die Nähte 12, 14 und 15 brauchen nicht von gleicher Qualität wie die Naht 6 zu sein, weil sie nicht dicht zu sein brauchen. Sie können daher mit einfacheren Mitteln durchgeführt werden. Beispielsweise können sie im Wärmeimpulsverfahren geschweißt werden, während für die Naht 6 Ultraschallschweißung verwendet wird.
O

Claims

Patentansprüche
1. Becherbehälter aus Fasermaterial wie Papier, dessen Mantel (1) durch eine Überlappung geschlossen ist, die zwischen ihrer Innen- und Außenschicht eine dichte und mechanisch feste Verbindung aufweist und in ihrer Außenschicht innerhalb des die Verbindung bildenden Bereichs mindestens einen von der Verbindung ausge¬ sparten, ausklappbaren Henkel (9) enthält, dadurch gekennzeichnet, daß das Fasermaterial vollflächig siegelbar beschichtet ist und die ÜberlappungsVer¬ bindung eine erste, dichte Naht (6) an dem an die Mantelinnenseite angrenzenden Rand der Überlappung und eine zweite, an die Mantelaußenseite der Überlappung angrenzenden Naht (12) geringerer Qualität umfaßt.
2. Becherbehälter nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Naht (12) und/oder der Mittelsteg (10) des Henkels (9) eine in die Mundrolle (2) einge¬ schlossene Verlängerung (13) aufweist.
3.' Becherbehälter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekenn¬ zeichnet, daß die Überlappungsverbindung eine oder mehrere weitere Nähte (14,15) am oberen und/unteren Überlappungsrand aufweist.
4. Becherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Mittelsteg (10) des Henkels (9) an seinem unteren Ende im Bereich einer Bodenrandpressung mit dem Mantelfuß (4) verbunden ist.
5. Becherbehälter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der den Henkel (9) ent¬ haltende Zuschnitten (7) sich über mindestens etwa 120 o (Winkel 18) erstreckt.
6. Verfahren zum Herstellen eines Becherbehälters nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Naht (6) durch Ultraschalleinwirkung und die zweite Naht (12) bzw. die weiteren Nähte (14,15) im Wärmeinpulsverfahren hergsteilt werden.
EP19830900708 1982-02-24 1983-02-24 Becherbehälter mit henkel Expired EP0101477B1 (de)

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