EP0643644A1 - Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben - Google Patents

Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben

Info

Publication number
EP0643644A1
EP0643644A1 EP93911745A EP93911745A EP0643644A1 EP 0643644 A1 EP0643644 A1 EP 0643644A1 EP 93911745 A EP93911745 A EP 93911745A EP 93911745 A EP93911745 A EP 93911745A EP 0643644 A1 EP0643644 A1 EP 0643644A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
paper
profile body
body according
embossing
cavities
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP93911745A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Peter H. Meier
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from DE9211312U external-priority patent/DE9211312U1/de
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0643644A1 publication Critical patent/EP0643644A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B31—MAKING ARTICLES OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER; WORKING PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F—MECHANICAL WORKING OR DEFORMATION OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
    • B31F1/00—Mechanical deformation without removing material, e.g. in combination with laminating
    • B31F1/0077—Shaping by methods analogous to moulding, e.g. deep drawing techniques
    • 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
    • B65D5/00—Rigid or semi-rigid containers of polygonal cross-section, e.g. boxes, cartons or trays, formed by folding or erecting one or more blanks made of paper
    • B65D5/42—Details of containers or of foldable or erectable container blanks
    • B65D5/44—Integral, inserted or attached portions forming internal or external fittings
    • B65D5/50—Internal supporting or protecting elements for contents
    • B65D5/5028—Elements formed separately from the container body
    • B65D5/503—Tray-like elements formed in one piece
    • 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
    • B65D85/00—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials
    • B65D85/60—Containers, packaging elements or packages, specially adapted for particular articles or materials for sweets or like confectionery products

Definitions

  • the invention relates to thin-walled profile bodies made of a paper-based material according to the preamble of claim 1, a fiber-reinforced material for producing the same and a method for producing the same.
  • Previously known shaped packaging or packaging parts which have relatively thin-walled deep-drawn parts or other shaped cavities for receiving the objects to be packaged, often consist either of plastics that are easy to deep-draw or can be shaped in some other way (for example packaging parts with one or more recesses for Inclusion of small objects such as buttons, thumbtacks, hair clips and the like, which are often provided with a cover made of cardboard or cardboard, packaging inlays.
  • packaging for accommodating, for example, foods, such as cookies, chocolate, chocolates, packaging parts, the lower parts of packaging with cover sheets made of metal, such as the lower parts of blister packs for taking medication, or packaging in the form of tubes), or made of metal foils (eg tubes for semi-liquid foodstuffs etc. and packaging trays for foodstuffs) or from combinations of these two materials with each other or with third materials such as paper or cardboard (e.g. plastic-coated metal foils, blister packaging for medication and the packaging listed above made from a combination of plastic and paper or cardboard).
  • plastics are made from mineral oil derivatives, the raw material of which comes from dry sources.
  • packaging in which plastic, metal and / or paper form a unit is a problem when disposed of as waste, since the individual materials are difficult or impossible to separate. Recycling is therefore very difficult, decomposition by natural means (composting) cannot be carried out either, and if metal is present, problematic metal oxide residues may arise during combustion.
  • An example of this are egg cartons, which are produced by forming the pulp on sieves and subsequent dewatering, see e.g. DE-A-38 37 647. This process provides a package whose surface is not very attractive and unsuitable for many purposes.
  • the deformation (embossing, pressing) of prefabricated cellulose-based materials is for the production of relatively thick-walled relief bodies, for example packaging (in particular for accommodating foodstuffs) made of cardboard or a multilayer material which contains at least one cardboard box or contains another cellulose layer with a thickness of a few tenths of a millimeter.
  • the packaging material is pressed with a (positive) stamp (male) into a (negative) counter-mold (female), embossed, deep-drawn, if necessary under the influence of moisture and / or heat (see, for example, EP-A-82 209, EP- A-156 000, DE-A-39 22 644 and DE-A-40 28 236).
  • paper including in this application a cellulose-based material (possibly in combination with hemicellulose and lignin) with a weight that is suitable for everyone Case is at most 150 g / cm 2, is understood) is known per se, but so far defined paper has not been embossed with a male and a corresponding female, but only with a female against a relatively soft counter surface such as rubber, cotton fabric or Paper.
  • capsules usually made of glassine paper, for the individual packaging of chocolates and biscuits, which usually have a flat, often circular or elliptical base and angled side walls, which have a wave structure with wave peaks running from the bottom to the top and - Form valleys, (for the production of the capsules see, for example, Walter Hess, Die Toilet für, Technischer Verlag Herbert Cram, Berlin 1963, pages 81 - 84).
  • the void formation arises from a buckling process, namely the buckling of the side walls from the base part.
  • the corrugation of the side walls serves to trap excess paper material and does not form a cavity in the usual sense, since the corrugation is open on one side.
  • the tensile and compressive forces on the paper are thereby kept much lower than when a cavity is formed in the usual sense, which increases around its entire circumference from one in relation to its deepest part Edge is surrounded, would be the case by pressing.
  • the object of the invention is to provide a profile body of the aforementioned type, in particular in the form of packaging material, which does not have the disadvantages mentioned above, the basic material of which consists as far as possible of renewable raw materials and which can be disposed of in an environmentally friendly manner, and an economically advantageous process for its production .
  • the He indation also relates to a method for producing the profile body.
  • the invention further relates to a fiber-reinforced paper-based material which is particularly suitable for processing with the method according to the invention.
  • paper can also be embossed to a much greater extent than is known in the prior art without tearing (bursting) by pressing with a male and female mold (without prior folding into a preform of the profile body or cutting the paper) or pressable (or, in analogy to the plastics sector, "thermoformable 11 ) and that cavities formed in this way remain dimensionally stable, even if they are not fixed in position by bonding (eg gluing, gluing) to other bodies.
  • bonding eg gluing, gluing
  • paper is understood to mean fibrous materials processed in the manner known for paper, the fibers of which are obtained in particular from wood, but also from other vegetable or animal fibrous materials (for example wool), the fiber content preferably being made from cellulose (if necessary in
  • Cardboard differs in the range from 150 to 230 g / cm 2 primarily by a lower specific weight and the associated greater thickness and rigidity of paper; please refer
  • Weight limit also applies. Generally this is
  • Basis weight of the paper used according to the invention no more than 130 g / cm 2, more specifically no more than 100 g / cm 2 and ms particular no more than 80 g / cm 2.
  • further preferred upper paper weight limits are dependent on the number of
  • Paper layer or the added thickness of the paper layers generally does not exceed 300 ⁇ m, preferably 230 ⁇ m and in particular 180 ⁇ m.
  • the cavities of the profiled bodies according to the invention which, as already noted above, are surrounded by a generally elevated margin in relation to their deepest part in accordance with the general understanding of cavities around their entire circumference, do not have a corrugated structure formed around the entire circumference of the hollow body (with Wave structure is a structure in which the processed material in its entire thickness rises or falls alternately above or below a middle level in the form of wave peaks or valleys, which can also taper to a point, with two side walls of the wave peaks or valleys there is a distance visible to the naked eye), but they can optionally have a ruffled or crinkled surface without the occurrence of a wave structure as defined above and formed around the entire circumference of the hollow body.
  • the geometry of the cavities is wide Varyable, even cavities that expand downwards, for example "bottle-shaped", can be produced in principle, which is explained in more detail in the discussion of the method.
  • profile bodies according to the invention which have only one embossed cavity and are preferably used for packaging purposes, this generally has at its deepest (highest) point a clear height of more than 0.5, more particularly 0.8 cm and in particular 1.5 cm and preferably a geometry in which the material base and one or more floors are arranged in parallel and the corresponding side walls are arranged at an angle to the material base of 90 to 115 ° (including the shape of a cylinder and a truncated cone), or the geometry of a spherical segment .
  • Preferred profile bodies are also those which have more than 4 cavities and are used for packaging purposes; preferred geometries here are those mentioned above and shapes with a curved bottom, preferred clear heights at the deepest or highest point of the hollow body being at least 2.5 mm (for example for blister packs for medicines) and 5 mm (for example for the individual reception of small everyday objects such as buttons etc.) and 1.5 cm (e.g. for holding chocolates, pastries, etc.). Furthermore, cavities that are drawn over or over the plane of the paper over an area equal to or less than 5 cm 2, in particular also 1 cm 2, are particularly preferred. A preferred ratio of the smallest diameter of the void surface on the paper plane to the depth of the void is 1.5: 1 or less.
  • the prefabricated material from which the profiled bodies according to the invention are formed is made of one or more layers of paper and optionally one or more reinforcing layers of lower rigidity than that of the stiffest paper made of natural fibers used in the layer material, which can be glued (preferably glued) or unglued, and the material that connects these layers
  • a material which consists of a paper layer, a paper layer and a
  • Reinforcement layer two layers of paper or two
  • Paper layers with an intermediate reinforcing layer is built up.
  • the main types of paper are packaging papers and special papers and beyond, especially with more than one paper layer, also graphic, especially printing papers. Papers that are more than 80% wood-free sulfite or sulfate pulp are preferred for many applications, especially when only one layer of paper is formed. In contrast, graphic paper with a relatively high wood content, when laminated with another layer of paper, is often used advantageously.
  • the types of paper that are suitable for a paper layer of the profile bodies according to the invention, in particular if they are designed as packaging or packaging parts, are selected primarily with regard to the required properties.
  • special papers for special purposes for example water vapor and gas impermeability
  • graphic papers for example for the outer paper layer of a multilayer material to be printed
  • _ material for the profile bodies according to the invention.
  • plastic-free parchment paper is suitable as an inner layer for packaging heavily greasy or water-containing goods
  • parchment and parchment replacement paper are suitable as an inner layer for packaging less greasy or moist foods.
  • plastics in the papers for the profile bodies according to the invention cannot be avoided in every application, for example very water-vapor or gas-tight papers can to date be produced practically only with the use of plastics. If such papers are used, those with compostable plastic parts are preferred. Transparent paper is preferred for many packaging purposes, since the goods can then be seen inside the packaging; however, the transparency of paper never reaches that which can be achieved with plastics.
  • colored papers and papers provided with conventional paper auxiliaries and coatings or impregnations can also be used, if this is appropriate.
  • discolorations and additives that can be disposed of in an environmentally friendly manner are particularly preferred.
  • the stiffness of the profile body which is desired for a specific purpose, is of course influenced by the thickness of the selected paper layer (s), since the stiffness is known to depend in third power on the thickness of the paper.
  • a surprising increase in stiffness, particularly in the area of the embossed cavities, can often be observed through the processing of the paper according to the invention, which may be in connection with a reinforcement layer, so that after successful embossing, a profile body according to the invention made of a flexible starting material has a stiffness which corresponds to that of an unprocessed material of much greater thickness.
  • the tensile strength (ISO 1924, 1981) and burst strength (ISO 2758, 1983) that are desired are experimentally determined properties and can be found out by the manufacturer or by the DIN catalog listed above.
  • Another criterion for paper selection is the deformability of the same. Not all papers can be embossed equally well (pressable, "deep-drawable”). In general, the formability due to embossing increases with increasing tensile strength or burst strength, whereby papers with a large ratio of fiber length to fiber thickness (e.g. 100: 1) are usually particularly easy to process. The deformability is generally also increased by increasing the number of layers with a constant total weight of the paper and by a reinforcing material which may be used.
  • paper layer which is in contact with the goods to be packaged or, if there are several paper layers, for all of them: parchment, parchment replacement, parchment, oil or with Wax coated or impregnated paper, tracing paper, wood-containing graphic paper and tissue paper, if it is processed together with a reinforcement layer, whereby corrugated forms of the listed paper types can also be used.
  • the profile bodies according to the invention are constructed from more than one paper layer, these paper layers can be connected to one another, for example at the edges of the finished profile body, e.g. glued, be. However, the paper layers are preferably laminated over the entire surface, i.e. glued together.
  • the lamination can be carried out using the lamination processes customary for paper, e.g. Wet lamination and wax lamination (see e.g.
  • a reinforcement layer with a lower stiffness than that of the stiffest paper layer made of a natural fiber material of plant or animal origin, such as materials made of animal hair, cotton, hemp, linen or cellulose, can be formed in it of knitted fabrics, braids, fine and coarse-mesh fabrics, felts, random fleeces, fiber tapes or individual fibers, which are not covered and only on the Packaging edges can be glued or laminated with the adjacent layer (s), whereby the above-mentioned lamination processes can be used.
  • such materials have been known for a long time (see, for example, DE-A-16 35 609 and DE-A-20 23 854).
  • Cellulose fibers, for example bandage gauze (not glued) and bookbinding gauze (glued), and linen are particularly preferred as the reinforcing layer.
  • Paper materials for example one of the latter
  • the reinforcing fibers are flexible and / or elastic within certain limits, so that they adapt well during embossing and can give the material an overall higher tensile strength or burst strength.
  • a material with two laminated layers of parchment, parchment or parchment replacement paper is also particularly preferred, into which an intermediate layer of glued or unglued gauze is inserted (fiber-reinforced paper-based material).
  • This material is very malleable (in tests, embossing depths of more than 5 cm were achieved), mechanically stable, of good rigidity after processing and very environmentally friendly. It can comprise a paper layer as a second, if appropriate also as a further paper layer, but also a well printable paper layer.
  • This material is new and was specially developed for the purpose according to the invention. For its manufacture paper layers of at most 80 g / cm 2 are preferably used.
  • the lamination is carried out as mentioned above, wet lamination with the above-mentioned natural lamination adhesives, in particular wheat starch glue (wallpaper paste), being particularly preferred.
  • Preferred profile bodies in the form of packaging or packaging parts are listed below. These are package inserts which are arranged in a further packaging envelope.
  • the paper layer facing the object to be packaged is preferably a grease-repellent, food-compatible paper of the particularly preferred types of paper listed above.
  • More preferred are packaging parts that are fixed or loose with a non-embossed part (cover part) covering the recesses, which also consists of a material other than paper, such as e.g. Cardboard or cardboard can consist of, are provided or can be provided. This also includes bowl and cup shapes.
  • Packaging with embossed upper parts, possibly mirror-symmetrical to the lower part for packaging round objects, is also within the scope of the invention, wherein the upper part can partially form a unit with the lower part.
  • Packaging the lower and upper parts of which are at least firmly bonded to the surroundings at all joints, preferably sealed (bonded airtight and water vapor-tight), can be used for sensitive goods.
  • blister packs for the absorption of solid, semi-solid or liquid medicinal products should be mentioned.
  • Another preferred profile body according to the invention is the embossed, in the opened state, mirror-symmetrical body of a tube, which has a hole for receiving a closure into which any suitable closures can be inserted.
  • More than two profile bodies according to the invention can also be connected to form a superordinate structure (for example a container) by either loosely joining them together or folded or firmly connected, for example by stapling, more preferably by gluing or optionally sealing gluing.
  • a superordinate structure for example a container
  • Such superordinate structures can optionally be produced from a blank and connected via fold lines.
  • the profile bodies according to the invention can, if necessary, be connected to all materials which can be connected to paper in any way.
  • the pressing (embossing) according to the invention is carried out as in the known methods for embossing cardboard (newer methods can be found, for example, in EP-A-82 209 and US-A-4 143 587) by means of a positive stamp (male) and one corresponding, somewhat larger negative counterform (matrix) carried out.
  • Suitable materials for male and female are all materials which are not deformable under the process conditions, for example iron, steel, but also wood or non-deformable rubber, metal being currently preferred.
  • a flat layer of material used according to the invention is placed between the male and female molds and is formed by pressing the material through the male mold into the female mold until it stops.
  • the counter form (die) should be slightly larger than the positive form (male), whereby the optimal clearance between male and female primarily depends on the thickness of the material and the size of the surface of the cavities to be shaped. For example, when embossing cavities with a die formed as a hemisphere
  • the Martize advantageously has a diameter which is 1 mm larger, for example when embossing a recess in the form of an inverted, truncated cone an upper diameter of approximately 80 mm, a lower diameter of approximately 65 mm and a height of approximately 50 mm in a three-layer material made of glassine paper gauze
  • Pargamin paper (basis weight of the paper layers: 40 g / cm 2 in each case) the diameter of the matrix advantageously 2-3 mm larger than that of the patrix. Even with many very small recesses, a larger scope is advantageous.
  • embossing (deep-drawing) paper in contrast to deep-drawing in the case of thermoplastic plastics, at least some material is always drawn into the gap between the male part and the male part from the vicinity of the paper surface section, which initially lies above the opening of the female part. It is therefore advantageous, particularly when embossing larger cavities, to allow the patrix to engage in the counter-shape in such a way that the paper can be fed. This can be accomplished, for example, by letting the patrix perform a slight reciprocating movement while engaging in the patrix, or by initially obliquely, particularly in the case of embossing cavities that are relatively large in relation to the depth, i.e.
  • the paper can also be embossed by a device such as e.g. in DE-A-33 19 391 is first drawn into the trough of the die in order to provide enough material for the formation of the recess.
  • FIG. 11 A device which is suitable for embossing many small depressions in which the risk of tearing is particularly great (and which is not possible with cardboard) is shown in FIG. 11.
  • Several identical patrices (positive dies) or matrices (corresponding negative forms) are arranged along the circumference of a cylinder. A blank or a material web is conveyed between the cylinders for embossing, the cylinders moving in the opposite direction.
  • the male or female can be single-row, but there can also be several next to each other on one cylinder.
  • several cylinders with single-row male and female dies which are, for example, offset in a V-shape with respect to the conveying direction of the paper material, can be used, so that, for example, first a depression in the middle and then two more depressions on both sides of the depression offset cylinder, etc.
  • the patrix consists of a correspondingly large number of shapes which can be moved individually in the inverted direction, each of which is pressed one by one into a recess in the die by means of a suitable control mechanism. It is particularly favorable if the embossing process is started in the middle of the die and then continued towards the outside, since then there is always enough material available for pressing into the recesses of parts that have not yet been recessed.
  • An embossing of many recesses with stationary material can also be done by a cylindrical male part, as described in the last paragraph, and a flat female part with several correspondingly arranged recesses, on which the web or the blank is placed, by rolling the cylindrical male part over the material on the female part.
  • a male that can expand is used for this purpose, for example a male made of inflatable rubber. In the unexpanded state, it is first pressed into the die, then expanded and, at the end of the pressing process, pulled back out of the cavity to its unexpanded state. In order to remove the pressed material, the die must be correspondingly evident, as is known from plastics technology.
  • embossing can be carried out either at ambient temperature or with heating to a temperature which is still tolerated by the material (generally approximately 220 ° C., preferably 200 ° C.).
  • a temperature which is still tolerated by the material generally approximately 220 ° C., preferably 200 ° C.
  • the male or female or both embossing tools are advantageously heated by appropriate devices.
  • the material can be moistened before or during the embossing process for better processability. This is preferably done with water or water vapor, but other hydrophilic, hydrogen-bonding liquids, such as, for example, methanol, ethanol or glycol, can also be used.
  • Freshly laminated material that still contains moisture from the laminating adhesive is also preferably processed. Processed material containing increased moisture may, under certain circumstances, cause a slight crimp during the subsequent drying process, especially on the pressed surfaces. train what is not undesirable for certain applications, for example in the food sector, since this ensures a certain air supply.
  • moistened material is embossed with heating, it is advantageous if one or both of the embossing tools have perforations to allow steam to escape, as is known from the cathode embossing technique.
  • the material used according to the invention can be embossed as a blank or in the form of strip material, with transport devices known per se being used in each case.
  • the method according to the invention delivers relatively uniform
  • the material base surface can experience a slight crimp, in particular at the edge of the cavities, which, if undesirable, can in most cases be eliminated by pressing the material base surface flat.
  • Figure 1 is a cross section through a thin-walled profile body, which is formed as a packaging insert from a paper layer with embossed (pressed, "deep-drawn") depressions.
  • FIG. 3 shows a cross section through a thin-walled profile body which is designed as a blister pack for medicines
  • Fig. 5 is a perspective view of a thin-walled
  • FIG. 6 shows a plan view of the opened inside of the tube body with a punched-in hole for receiving the closure
  • Fig. 9 is a plan view of the outside of a
  • Tube body with inserted cap without cap before folding (solid and dashed
  • Fig. 10 is a partial perspective view of the tube body.
  • Fig. 11 is a schematic cross section through an arrangement of positive dies (male) and corresponding negative shapes (dies) on cylinders, which can be used for embossing (pressing) a plurality of cavities in a material web conveyed through the arrangement.
  • Fig. 12 is a schematic cross section through a
  • Material web can be used.
  • FIG. 1 shows in cross section an embossed profile body 10 made of a paper-based material, which can be used as a packaging insert, with a material base 13, embossed cavities (depressions) 12 for receiving objects, a folded edge 11 and a standing surface 14 bent from this edge
  • the embossed depressions 12 are shown with the geometry of a spherical segment, but they can also have any other suitable shape, for example assume that of a cuboid, an inverted obtuse cone, etc.; the side walls of these depressions (cavities) 12 can also be undercut, i.e. form an angle of less than 90 ° with the material base 13.
  • Fig. 2 shows the same profile body in plan view.
  • the profile body consists of grease-resistant parchment paper, which makes it particularly suitable for absorbing fatty foods, e.g. Chocolate, chocolates, cookies, is suitable.
  • Such a packaging part can also be constructed from a plurality of paper layers with or without a reinforcement layer made of one of the above-mentioned materials.
  • Another embodiment of a deep-drawn profile body with or without a reinforcing layer has only one depression on (not shown). Furthermore, in the above-mentioned embodiments, the base 14 and the folded edge
  • the walls of the recess (s) 12 can also contain steps.
  • the material base 13 can also be completely removed or at the upper edge of the depression
  • the above packaging parts can be supplemented by a cover part to complete packaging.
  • the cover part can be constructed from one or more layers of paper, which can also have depressions (e.g. for receiving round objects) or can also be flat.
  • the cover part can be loosely on the lower part, but it can be firmly connected to it, e.g. by stapling or by gluing, and it can form a unit with the lower part via a foldable line which forms an edge of the packaging after folding.
  • the above embodiments can e.g. can also be connected to other cover materials via the edges of the base surface 13, e.g. with cardboard, as is the case with many packages in which the deep-drawn part was previously made of plastic.
  • FIG. 3 shows the cross section through a blister pack 20 for medication, which is formed by sealing a cover sheet 21 and a lower part 27 by means of an adhesive layer 23a, optionally 23b.
  • Fig. 4 shows a plan view of the lower part 27 with the cover sheet removed.
  • the lower part 27 is composed of three layers: an innermost paper layer 22 which can be selected as required (for example, glassine paper in the case of solid medicaments, parchment paper in the case of medicaments in an aqueous solution can be used), a reinforcing layer 24 preferably made of dressing material -Gauze and an outer 22
  • Paper layer 26 which may be of the same type as the innermost, for example, but also, if necessary, a gas and water vapor impermeable, plastic-containing paper layer.
  • Recesses 25 for holding solid, semi-solid (e.g. suppositories), semi-liquid (e.g. sterile creams) or liquid medications (e.g. eye drops) are stamped into the material base surface 29 (pressed in).
  • the geometry of these depressions does not have to be that shown in the form of a spherical segment, but can take on any suitable geometry.
  • the base, apart from the reinforcing fibers, can be transparent, e.g. when using glassine paper, but it can also be opaque, which is necessary in the case of photosensitive medication, either due to the natural nature of the paper or by appropriate coloring of the same.
  • Embodiments with only one or two paper layers without a reinforcement layer are also possible.
  • the cover sheet 21 preferably consists of a printable paper so that the medication name etc. can be printed on. Again, this can be a transparent printable paper such as Glassine paper, or, a non-transparent paper as in the case of the lower part.
  • the cover sheet consists of only one paper slide so that the medication in the recesses 25 can be pressed through the paper layer by pressure on the bottom 28 thereof.
  • the cover sheet can also be constructed from more than one layer of paper.
  • a reinforcement layer as described above, is provided in the cover sheet, an instrument for opening it may then have to be supplied with the medication packaging.
  • the lower part and the cover sheet are glued to one another at least on the outer edges 30a, 30b by the adhesive layer 23a, preferably sealed (glued airtight and moisture-tight).
  • an adhesive layer 23b can be applied around each recess 25 or on substantially the entire material base surface 29 in order to lead to an even more secure shielding of the recesses 25 from the surroundings.
  • FIG. 5 to 10 show views or partial views of a tube 41, the tube body 42 of which is made up of a paper inner layer 43, a reinforcing layer 44 and a further paper layer 45, which is preferably printable.
  • the material for the inner layer should be a grease-repellent and / or waterproof paper, e.g. Parchment paper.
  • Fig. 6 shows the unfolded inside of the tube body 42 before attaching the two-part closure 47 (prefabricated part made of plastic), which consists of a screw socket with mounting flange 46 and a threaded cap.
  • the punched hole 48 is used to receive the threaded part of the plastic disc with thread 46 or another closure.
  • the adhesive tabs 49 form the base of the
  • Depressions 50 shaped in the form of a circular section
  • Tubehk ⁇ rpers is thereby arched in the direction of the depressions 50.
  • the screw socket with the fastening flange 46 is guided through the hole (and, not shown, the fastening flange is glued to the upper part 53 of the tube body).
  • the outside view of the tube at this stage of manufacture is shown in Fig. 9 (solid and broken lines).
  • the solid lines in FIG. 9 show the tube in the next production stage, in which the tube is folded together at the mirror plane fold 54. If the tube is filled with the fastening flange 46 via the screw connection, all the adhesive tabs 49 can be glued (sealed) (not shown).
  • the lower adhesive tabs 49a initially remain unglued (unsealed) and may only be filled by the tube after they have been filled, possibly. when the cap is on, glued (sealed).
  • the upper part 53 of the tube body 42 is pressed inwards (erected) before or after filling; see Fig. 10, in which the closure 47 of the tube is not shown for the sake of clarity.
  • FIG. 11 shows a schematic cross section through an arrangement of (positive) embossing dies (patrices) 58 and the corresponding negative forms (dies) 59 each on the circumference of cylinders 56, 57.
  • patrices positive embossing dies
  • corresponding negative forms dies
  • cylinders 56, 57.
  • many cavities can be successively cut into a material web (or Material cut) 55 can be embossed.
  • the cylinders move in the opposite direction, as a result of which 55 cavities 60 are embossed into a material web or blank that is passed between the cylinders.
  • the material web (or material blank) 55 is conveyed either by the counter-rotating movement of the cylinders 56, 57 itself and / or by an additional transport device (not shown).
  • the male or female can be single-row, but there can also be several next to each other on one cylinder.
  • multiple cylinders are used with single-row male and female dies, for example V-shaped against one another are offset, so that, for example, first a recess in the middle and then two further recesses on both sides of the hole are embossed by the offset cylinders, etc. (not shown), whereby if an embossing is being carried out in adjacent pairs of cylinders, the middle pairs of cylinders 56, 57 are preferably in a position in which the embossing process has largely ended or in which no embossing takes place, ie no male part 58 engages in a counter-mold 59, etc. This can be achieved by suitable spaces between male parts or male parts and a suitable relative rotational position of the cylinders can be controlled at the beginning of the embossing process.
  • Fig. 12 shows a cross section through a pressing device with which several depressions can be embossed in a stationary material in a staggered manner.
  • the lower tool 62 has a heatable plate 66a with a plurality of depressions 65, which serve as matrices.
  • a material 63 to be deformed is placed over the entire lower tool as a blank or strip material.
  • the upper tool 61 which can be raised (not shown) and lowered, is constructed from a heatable plate 66b with cylindrical recesses 69. In the cylindrical recesses 69 there are individually liftable and lowerable cylindrical head parts 67 by means of a suitable mechanism, into which positive stamps are located
  • the material can be embossed without excessive tensile forces which could cause the material 63 to rupture.
  • Glassine paper with a basis weight of 40 g / cm 2 Spread evenly with wheat starch glue (wallpaper paste). Then a layer of bookbinding gauze and another layer of glassine paper (basis weight also
  • the fiber-reinforced material is preferably used for embossing after approx. 30 minutes, since it then has a moisture content which is very suitable for these processes. Alternatively, it can be dried for approx. 24 hours under the load mentioned above and then moistened again before embossing.
  • a negative casting mold (female) and then a positive casting mold (male) were produced from the lower and upper half of the praline from a model casting compound, the molds being allowed to dry for 24 hours to completely harden.
  • the patrix was reduced by sanding on all sides to such an extent that its circumference was approx. 0.5 mm smaller than that of the matrix.
  • the two matrices were anchored in a wooden frame by further pouring with the model construction pouring compound in such a way that the two depressions were opened in a suitable arrangement
  • Chocolate casing knitted together along its edge along an edge of about 6 mm in length and a flat section was formed around the depressions.
  • the wooden frame was clamped in a pressure embossing device.
  • the molded packaging was removed from the dies and folded into a closed package, the flat flange portions of which were cut into an attractive shape. After inserting a praline, the upper and lower parts of the packaging were glued together with a food-compatible adhesive on the flange parts.
  • a cup was made from the fiber reinforced paper material described in Example 1.
  • Example 2 Similar to Example 2, a height of approx. 50 mm became first a positive and then a negative casting mold manufactured.
  • the positive mold (male) was sanded until its diameter was 2 - 3 mm smaller than that of the negative mold (female).
  • the negative mold was fixed in a wooden frame similar to Example 1 and clamped in a pressure embossing press.
  • a 20 cm x 20 cm blank of the still moist, fiber-reinforced glassine paper material freshly produced according to Example 1 was placed symmetrically on the die.
  • the paper material was then slowly pressed into the die by hand with the patrix in the course of about 60 seconds.
  • the male part was pressed into the female part with the upper die of the pressure embossing press and left for 30 minutes. Then the press was opened and the patrix pulled out.
  • the resulting cup-shaped profile body which had an almost completely smooth floor and walls, was initially allowed to dry for 24 hours without removing the excess material. Now the excess material was cut off at the edge of the embossing, creating a stable cup.
  • a finished deep-drawing mold from the bottle manufacturer was used as the die, which had a rectangular recess of the approximate dimensions of 94 mm x 60 mm (base surface) x 40 mm (height) with a smaller rectangular recess with a round bottom in the middle of the narrower edge of the rectangle (approx Dimensions 20 mm x 14 mm_x 32 mm (greatest clear height of the round bottom)) and was clamped in a pressure embossing press.
  • the wooden plate serving as a die was removed from the embossing press and turned over to remove the balls. Then the embossed packaging insert was lifted out of the wooden plate serving as a matrix.
  • the cylindrical recesses in the wooden plate did not have a floor that was completely adapted to the patrices, the embossed recesses were, especially in the material processed under heating, from the inside and outside even, smooth appearance.
  • the cold-embossed material in particular usually showed a slight ripple on the surface after drying. After processing, both materials were so stiff that they retained their shape while resting on the cavities.
  • the lower part of a blister pack for medicaments with 12 cylindrical, rounded-off depressions with a maximum clear height of approximately 3 mm and a diameter of slightly more than 6 mm was produced from the material from Example 1.

Abstract

Die Erfindung betrifft Profilkörper, die dadurch gekennzeichnet sind, daß sie aus ein- oder mehrschichtigem, gegebenenfalls durch eine Verstärkungsschicht geringerer Steifigkeit verstärktem Papiermaterial bestehen, dessen Einzelschichten ein Flächengewicht von höchstens 150 g/cm2 aufweisen, daß sie einen oder mehrere Hohlräume einer lichten Höhe von mindestens 1,5 mm aufweisen und daß die Hohlräume durch Prägen mittels einer Patrize (positiven Form) und einer entsprechenden Matrize (negativen Form) hergestellt sind; und ein Verfahren zur Herstellung derselben sowie ein faserverstärktes Material, das zur Herstellung der Profilkörper besonders geeignet ist.

Description

Profilkörper auf Papierbasis und Verfahren zur Herstellung derselben
Die Erfindung betrifft dünnwandige Profilkörper aus einem Material auf Papierbasis gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1, ein faserverstärktes Material zur Herstellung derselben sowie ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Die hier interessierenden Profilkörper, die aus relativ dünnwandigem Material gefertigt sind, sind besonders häufig auf dem Verpackungssektor anzutreffen. Deshalb soll die Erfindung im folgenden vorwiegend anhand dieses Beispiels erläutert werden, ohne darauf beschränkt zu sein.
Bisher bekannte geformte Verpackungen oder Verpackungsteile, die verhältnismäßig dünnwandige tiefgezogene Teile oder auf sonstige Weise geformte Hohlräume zur Aufnahme der zu verpackenden Gegenstände aufweisen, bestehen häufig entweder aus Kunststoffen, die leicht tiefziehbar oder auf sonstige Weise formbar sind (beispielsweise Verpackungsteile mit einer oder mehreren Vertiefung zur Aufnahme von kleinen Gegenständen wie Knöpfen, Reißzwecken, Haarspangen und dergleichen, die häufig mit einem Deckteil aus Karton oder Pappe versehen sind, Verpackungseinlagen.innerhalb einer weiteren Verpackung zur Aufnahme von beispielweise Lebensmitteln, wie Keksen, Schokolade, Pralinen, Verpackungsteile, die Unterteile von Verpackungen mit Deckblättern aus Metall sind, wie Unterteile von Blisterpackungen zur Aufnahme von Medikamenten, oder Verpackungen in Form von Tuben), oder aus Metallfolien (z.B. Tuben für halbflüssige Nahrungsmittel • etc. und Verpackungsschalen für Nahrungsmittel) oder aus Kombinationen dieser beiden Materialien untereinander oder auch mit dritten Materialien, wie Papier oder Karton (z.B. kunststoffbeschichtete Metallfolien, Blisterverpackungen für Medikamente und die oben aufgeführten Verpackungen aus einer Kombination von Kunststoff und Papier oder Karton) .
Derartige Verpackungen und Verpackungsteile sind unter Umweltsgesichtspunkten mit erhebliche Nachteilen behaftet. Kunststoffe werden aus Mineralδlderivaten hergestellt, deren Ausgangsprodukt Rohöl aus versiegenden Quellen stammt. Weiter stellen Verpackungen, in denen Kunststoff, Metall und/oder Papier eine Einheit bilden, bei der Beseitigung als Abfall ein Problem dar, da die einzelnen Materialien nur schwer oder gar nicht zu trennen sind, ein. Recycling somit sehr erschwert ist, eine Zersetzung auf natürlichem Weg (Kompostierung) ebenfalls nicht durchgeführt werden kann und, falls Metall anwesend ist, bei einer Verbrennung unter Umständen problematische Metalloxidrückstände entstehen.
GeformteVerpackungen aufLignocellulose- oder einer sonstigen Cellulosebasis, die umweltfreundlich zu entsorgen sind, sind derzeit fast ausschließlich aus relativ dickwandigem Material gebildet. Ein Beispiel dafür sind Eierkartons, die durch Formen des Faserbreis auf Siebenund anschließendes Entwässern hergestellt werden, siehe z.B. DE-A-38 37 647. Dieses Verfahren liefert eineVerpackung, deren Oberfläche nicht sehr ansprechend und für viele Zwecke ungeeignet ist.
Die Verformung (Prägung, Pressung) vorgefertigter Materialien auf Cellulosebasis (gegebenenfalls in Verbindung mit Hemicellulose und Lignin) ist für die Herstellung relativ dickwandiger Relief örper, beispielsweise Verpackungen (insbesondere zur Aufnahme von Lebensmitteln) aus Karton oder einem mehrschichtigen Material, das mindestens eine Karton¬ oder andere Celluloseschicht einer Dicke von einigen Zehntel mm enthält, bekannt. Dabei wird das Verpackungsmaterial mit einem (positiven) Stempel (Patrize) in eine (negative) Gegenform (Matrize) gepreßt (geprägt, tiefgezogen) , gegebenenfalls unter Einwirkung von Feuchtigkeit und/oder Wärme (siehe z.B. EP-A-82 209, EP-A-156 000, DE-A-39 22 644 und DE-A-40 28 236) .
Das Prägen von Papier (worunter in dieser Anmeldung ein Material auf Cellulosebasis (gegebenenfalls in Verbindung mit Hemicellulose und Lignin) mit einem Gewicht, das auf jeden Fall höchstens 150 g/cm 2 beträgt, verstanden wird) ist zwar an sich bekannt, jedoch wurde so definiertes Papier bis jetzt nicht mit einer Patrize und einer entsprechenden Matrize geprägt, sondern nur mit einer Matrize gegen eine relativ weiche Gegenunterlage wie Gummi, Baumwollgewebe oder Papier. Dieses Verfahren, das z.B. in der Buchbinderei, beim Prägen von Tapeten und von Hygienepapier agewandt wird, beansprucht das Papier mechanisch wesentlich weniger als es das erstere tun würde, da nur die dem positiven Stempel zugewandte Seite glatt geprägt wird und die andere Seite dem mechanischen Druck dadurch ausweichen kann, daß sich durch die lagemäßige Flexibilität dieser Seite dickere und dünnere Schichten mit ungleichmäßiger Oberflächenstruktur ausbilden können. Aus eben diesem Grund sind aber so geprägte Papier nicht brauchbar, wenn es auf eine glatte Oberfläche auf beiden Seiten und einen relativ gleichmäßige Schichtdicke der Vertiefungen ankommt, wie es zum Beispiel auf dem Verpackungssektor der Fall ist.
Eine scheinbare Ausnahme bilden die sogenannten "Kapseln", meist aus Pergaminpapier, zur Einzelverpackung von Pralinen und Keksen, die meist einen ebenen, häufig kreis- oder ellipsenförmigen Boden und von diesem abgewinkelte Seitenwände, die eine Wellenstruktur mit vom Boden zum oberen Rand verlaufenden Wellenbergen und -tälern bilden, aufweisen (zur Herstellung der Kapseln siehe z.B. Walter Hess, Die Papierverarbeitung, Technischer Verlag Herbert Cram, Berlin 1963, Seiten 81 - 84). Bei genauerer Betrachtung ergibt sich jedoch, daß hier die Hohlraumentstehung durch einen Knickprozeß, nämlich dem Abknicken der Seitenwände vom Bodenteil, entsteht. Die Wellung der Seitenwände dient zum Abfangen überschüssigen Papiermaterials und bildet keinen Hohlraum im üblichen Sinne, da die Welle an einer Seite offen ist. Die Zug- und Stauchkräfte auf das Papier werden dadurch viel geringer gehalten als dies bei der Ausbildung eines Hohlraums in üblichen Sinne, der um seinen gesamten Umfang herum von einem im Verhältnis zu seinem tiefsten Teil erhöhten Rand umgeben wird, durch Pressen der Fall wäre.
Aufgabe der Erfindung ist es, einen Profilkörper vorgenannter Gattung, insbesondere in FormvonVerpackungsmaterial, welcher die oben genannten Nachteile nicht aufweist, dessen Grundmaterial so weit wie möglich aus nachwachsenden Rohstoffen besteht und der umweltfreundlich entsorgt werden kann, sowie ein wirtschaftlich günstiges Verfahren zu seiner Herstellung zu schaffen.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Profilkörper gemäß Anspruch 1 gelöst. Die Unteransprüche stellen vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung dar.
Die Er indung betrifft auch ein Verfahren zur Herstellung des Profilkörpers.
Weiter betrifft die Erfindung ein faserverstärktes Material auf Papierbasis, das für die Verarbeitung mit dem erfindungsgemäße Verfahren besonderes geeignet ist.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß auch Papier in einem weitaus größeren Maße, als dies im Stand der Technik bekannt ist, ohne Reißen (Bersten) durch Pressen mittels Patrize und Matrize (ohne vorheriges Falten in eine Vorform des Profilkörpers oder Zerschneiden des Papiers) prägbar bzw. pressbar (oder, in Analogie zum Kunststo fsektor, "tiefziehbar11) ist und daß auf diese Weise gebildete Hohlräume formstabil bleiben, auch wenn sie lagemäßig nicht durch Verbinden (z.B. Verkleben, Verleimen) mit anderen Körpern fixiert werden. Die Bildung eines so definierten Hohlraums nennenswerter Ausdehnung ausschließlich in Papier, wie es oben definiert wurde, ist bisher nicht bekannt. Dies gestattet die Herstellungvon erf ndungsgemäßenPro ilkörpermitHohlräumen, die am tiefsten bzw» höchsten Punkt eine lichte Höhe von mindestens 1,5 mm aufweisen, welche insbesondere zu Verpackungszwecken zur Aufnahme von nicht-gasförmigen zu verpackenden Gütern, wozu geformte und schüttfähige feste Materialien, halbfeste bzw. halbflüssige Materialien und Flüssigkeiten gehören, geeignet sind. Es ist überraschend ist, daß die Steifigkeit des - natürlich zweckentsprechend gewählten - Ausgangsmaterials insbesondere im Bereich der eingeprägten Hohlräume durch die erfindungsgemäße Verarbeitung nicht beeinträchtigt wird, sondern im Gegenteil eher, teilweise sogar stark, zunimmt, so daß die Profilkörper genügend Steifigkeit aufweisen können, um mit zu verpackenden Gütern beladen und gelagert werden zu können, ohne daß die Form der durch Prägen (Pressen) geformten Verpackung oder des entsprechenden Verpackungsteils verloren geht. Es versteht sich von selbst, daß es hierbei natürlich Obergrenzen gibt, daß also beispielweise der freischwebende Bodenteil einer eine erfindungsgemäße Verpackungseinlage nicht dazu gegeignet ist, einen schweren Gegenstand z.B aus Stahl zu tragen. Eine allgemeingültige Obergrenze kann dabei nicht angegeben werden, da sie stark von den Eigenschaften des unten näher erläuterten verwendeten Materials abhängt, sie ist aber im Einzelfall durch einfache Routineversuche zu ermitteln.
Unter dem Begriff "Papier" werden in dieser Anmeldung faserhaltige, auf die für Papier bekannte Weise verarbeitete Materialien verstanden, deren Fasern insbesondere aus Holz, aber auch aus anderen pflanzlichen oder tierischen faserhaltigen Materialien (z.B. Wolle) gewonnen werden, wobei der Faseranteil bevorzugt aus Cellulose (gegebenfalls in
Verbindung mit Hemicellulose und Lignin) besteht, und die ein Gewicht von 150 g/cm 2 nicht überschreiten (über 150 g/cm2 beginnt der Bereich von Karton; es gibt auch Papier in diesem Gewichtsbereich (im allgemeinen bis 230 g/cm 2) , das aber im
Zusammenhang mit der Erfindung nicht von Interesse ist; Karton unterscheidet sich im Bereich von 150 - 230 g/cm 2 vor allem durch ein niedrigeres spezifisches Gewicht und einer damit verbundenen größeren Dicke und Steifigkeit von Papier; siehe
Ullmanns Encyclopädie der Technischen Chemie, 4. Auflage, Verlag Chemie, Weinheim 1979, Band 17, Seite 578 und 616).
Lediglichvollständigkompostierbare sythetische Fasernkönnen ebenfalls den Faseranteil von Papier, wie es in dieser Erfindung verwendet wird, bilden, wobei die oben erwähnte
Gewichtsobergrenze gleichfall gilt. Im allgemeinen beträgt das
Flächengewicht des erfindungsgemäß verwendeten Papiers nicht mehr 130 g/cm 2, spezieller nicht mehr als 100 g/cm2 und msbesonderer nicht mehr als 80 g/cm 2. Bei mehrschi.chtigen erfindungsgemäß verwendeten Materialien sind weitere bevorzugte obere Papiergewichtsgrenzen je nach Anzahl der
Schichten - je größer diese Anzahl ist, desto leichter kann das Papier sein - und der Art einer gegebenenfalls verwendeten
Verstärkungsschicht - je mehr Reißfestigkeit diese dem Material verleiht, desto leichter kann das darin verwendete
Papier sein - 60 g/cm 2, 40 g/cm2 und 20 g/cm2. Die Dicke der
Papierschicht beziehungsweise die addierte Dicke der Papierschichten, wenn mehrere derselben verwendet werden, überschreitet in allgemeinen 300 μm, bevorzugt 230 μ und insbesondere 180 μm nicht.
Die Hohlräume der erfindungsgemäßen Profilkörper, die, wie schon oben bemerkt, gemäß allgemeinem Verständnis von Hohlräumen um ihren gesamten Umfang herum von einem im Verhältnis zu ihrem tiefsten Teil erhöhten Rand umgeben werden, weisen keine um den ganzen Umfang des Hohlkörpers herum gebildete Wellenstruktur auf (mit Wellenstruktur ist eine Struktur gemeint, in der das verarbeitete Material in seiner gesamten Dicke sich abwechselnd über bzw. unter eine mittlere Ebene in Form von Wellenbergen bzw. -tälern, die auch spitz zulaufen können, erhebt bzw. absenkt, wobei zwischen zwei Seitenwänden der Wellenberge bzw. -täler ein mit dem bloßen Auge sichtbarer Abstand vorhanden ist) , sie können aber gegebenenfalls eine gekräuselte oder gefältelte Oberfläche aufweisen, ohne daß eine wie oben definierte, um den ganzen Umfang des Hohlkörpers herumgebildete Wellenstrutur auftritt. Die Geometrie der Hohlräume ist in weiten Bereichen variierbar, auch Hohlräume, die sich nach unten erweitern, also z.B. "flaschenförmige", sind prinzipiell herstellbar, was bei der Diskussion des Verfahrens näher erläutert wird. In erfindungsgemäßen Profilkörpern, die nur einen geprägten Hohlraum aufweisen und bevorzugt für Verpackungszwecke verwendet werden, hat dieser an seiner tiefsten (höchsten) Stelle im allgemeinen eine lichte Höhe von mehr als 0,5, spezieller 0,8 cm und insbesondere 1,5 cm und bevorzugt eine Geometrie, in der die Materialgrundfäche und ein oder mehrere Böden parallel und die entsprechenden Seitenwände mit einem Winkel zur Materialgrundfläche von 90 bis 115° angeordnet sind (einschließlich der Form eines Zylinders und eines auf dem köpf stehenden Kegelstumpfes) , oder die Geometrie eines Kugelsegments. Bevorzugte Profilkörper sind auch solche, die mehr als 4 Hohlräume aufweisen und für Verpackungszwecke verwendet werden; hier sind bevorzugte Geometrien die oben erwähnten sowie Formen mit einem gewölbten Boden, wobei bevorzugte lichte Höhen an der tiefsten bzw. höchsten Stelle des Hohlkörpers mindestens 2,5 mm (z.B. für Blisterverpackungen für Medikamente), 5 mm (z.B. für die einzelne Aufnahme kleiner Gebrauchsgegenstände wie Knöpfen usw.) und 1,5 cm (z.B. für die Aufnahme von Pralinen, Gebäck usw.) sind. Weiter sind Hohlräume, die über eine Fläche von gleich oder weniger als 5 cm 2, i.nsbesondere auch 1 cm2, unter bzw. über die Papierebene gezogen werden, besonders bevorzugt. Ein bevorzugtes Verhälnis von einem kleinsten Druchmesser der Hohlraumoberfläche auf der Papierebene zur Tiefe des Hohlraums ist 1,5 : 1 oder weniger.
Der bedeutsame Fortschritt im Vergleich zu ähnlich dünnwandigen Profilkörpern des Stands der Technik ist, daß sie ganz oder im wesentlichen aus nachwachsenden Rohstoffen gebildet und demgemäß weitgehend oder ganz unabhängig von versiegenden Rohstoffquellen hergestellt werden können, daß ihre Entsorgung wesentlich umweltfreundlicher als die derartiger bisher bekannter Profilkörper vorgenommen werden kann (dies ist von herausragender Bedeutung, wenn sie als Verpackung oder Verpackungsteil ausgebildet sind) und daß ihre Herstellung ökonomisch ist.
Das vorgefertigte Material, aus dem die erfindungsgemäßen Profilkorper gebildet werden, ist aus einer oder mehreren Papierschichten und gegebenenfalls aus einer oder mehreren Verstärkungsschichten von geringerer Steifigkeit als der des steifsten im Schichtmaterial verwendeten Papiers aus Naturfasern, die verklebt (bevorzugt verleimt) oder unverklebt sein können, und dem Material, das diese Schichten verbindet
(z.B. Leim) , aufgebaut. Bevorzugt wird ein Material, das aus einer Papierschicht, einer Papierschicht und einer
Verstärkungsschicht, zwei Papierschichten oder zwei
Papierschichten mit einer dazwischenliegenden Verstärkungsschicht aufgebaut ist.
Als Papierarten kommen vorwiegend Verpackungspapiere und Spezialpapiere und darüber hinaus, insbesondere bei mehr als einer Papierschicht, auch graphische, insbesondere Druckpapiere, in Frage. Papiere, die zu mehr als 80% aus holzfreien Sulfit- oder SulfatZellstoffe bestehen, werden für viele Anwendungen, insbesondere wenn nur eine Papierschicht geformt wird, bevorzugt. Dagegen werden graphische Papier mit einem relativ hohen Holzgehalt, wenn sie mit einer weiteren Papierschicht kaschiert sind, häufig vorteilhaft verwendet.
Die Papiersorten, die für eine Papierschicht der erfindungsgemäßen Profilkörper, insbesondere wenn diese als Verpackungen oder Verpackungsteile ausgebildet sind, in Betracht kommen, werden in erster Linie im Hinblick auf die geforderten Eigenschaften ausgewählt. Neben Packpapieren sind z.B. Spezialpapiere für besondere Zwecke (z.B. Wasserdampf¬ und Gasundurchlässigkeit) , aber auch beispielweise graphische Papiere, z.B. für die äußere, zu bedruckende Papierschicht eines mehrschichtigen Materials, als _=Material für die erfindungsgemäßen Profilkörper verwendbar. Bevorzugt werden dabei nach Möglichkeit Papiersorten, die keine oder zumindest keine nicht-kompostierbaren Kunststoffanteile aufweisen. So eignen sich beispielsweise Kunststoff-freies Pergamentpapier als innere Schicht für die Verpackung stark fettender oder wasserhaltiger Waren, Pergamin- und Pergamentersatzpapier als innere Schicht für die Verpackung weniger fettender oder feuchter Lebensmittel. Allerdings läßt sich die Anwesenheit von Kunststoffen in den Papieren für die erfindungsgemäßen Profilkörper nicht bei jedem Anwendungszweck vermeiden, beispielsweise sind sehr wasserdampf- oder gasdichte Papiere sind bis heute praktisch nur unter Mitverwendung von Kunststoffen fertigbar. Wenn derartige Papiere verwendet werden, werden solche mit kompostierbaren Kunststoffanteilen bevorzugt. Transparentes Papier wird für viele Verpackungszwecke bevorzugt verwendet, da dann die Ware im Inneren der Verpackung sichtbar wird; allerdings erreicht die Transparenz von Papier nie diejenige, die mit Kunststoffen erzielbar ist. Selbstverständlich können auch gefärbte Papiere und mit üblichen Papierhilfsmitteln und Beschichtungen bzw. Imprägnierungen versehene Papiere verwendet werden, falls dies zweckentsprechend ist. Auch hier werden umweltfreundlich entsorgbare Einfärbungen und Zusätze besonders bevorzugt.
Die Steifigkeit des Profilkörpers, die für einen bestimmtem Zweck gewünscht wird, wird natürlich durch die Dicke der ausgewählten Papierschicht(en) beeinflußt, da die Steifigkeit von der Dicke des Papiers bekanntlich in dritter Potenz abhängig ist. Allerdings kann durch die erfindungsgemäße Verarbeitung des Papiers, das gegebenenfalls in Verbindung mit einer Verstärkungsschicht vorliegt, oft eine überraschende Erhöhung der Steifigkeit, insbesondere im Bereich der eingeprägten Hohlräume, beobachtet werden, so daß nach erfolgerter Prägung ein erfindungsgemäßer Profilkörper aus einem flexiblen Ausgangsmaterial eine Steifigkeit aufweist, die der eines unbearbeiteten Materials von wesentlich größerer Dicke entspricht.
Die Zerreißfestigkeit (ISO 1924, 1981) und Berstfestigkeit (ISO 2758, 1983), die gewünscht werden, sind experimentell ermittelte Eigenschaften und können vom Hersteller oder durch den oben aufgeführten DIN-Katalog in Erfahrung gebracht werden.
Ein weiteres Kriterium für die Papierauswahl ist die Verformbarkeit desselben. Nicht alle Papiere sind gleich gut prägbar (preßbar, "tiefziehbar") . Im allgemeinen nimmt die Verformbarkeit durch Prägen mit zunehmender Zerreißfestigketi bzw. Berststärke zu, wobei Papiere mit einem großen Verhältnis von Faserlänge zu Faserdicke (z.B. 100:1) meist besonders gut zu verarbeiten sind. Die Verformbarkeit wird im allgemeinen auch durch eine Vermehrung der Anzahl der Schichten bei gleichbleibendem Gesamtgewicht des Papiers und durch ein gegebenenfalls verwendetes Verstärkungsmaterial erhöht.
Mehrere Papierschichten können natürlich aus mehreren Papiersorten aufgebaut sein. Häufig gebietet es der Zweck der Verpackung, daß die äußere Papierschicht bedruckbar ist.
Es ist an dieser Stelle nicht möglich, alle vorteilhafterweise verwendbaren oder allewenigervorteilhafterweiseverwendbaren Papiersorten aufzuzählen, da beispielsweise die Anzahl der in Deutschland angebotenen PapierSorten auf rund 3000 beziffert wird. Es versteht sich von selbst, daß Papiere wie beispielsweise Durchschreibepapier, Telefaxpapier oder auch viele Hygiene-Papiere in der vorliegenden Erfindung wenig bis keine Verwendung finden werden. Durch verschiedene Prüfmethoden spezifizierte und genormte Papiersorten sind im DIN-Katalog, Sachgruppen 6390 und 6395, Beuth, Berlin, jährlich neu aufgelegt, zu finden. In Europa-BIRKNER: Handbuch der Herstellung und Verarbeitung von Zellstoff, Papier und Pappe, Birkner & Co. Verlag, Hamburg 1977, sind ungefähr 700 verschiedene Sorten aufgeführt. Bezüglich neuerer umweltfreundlicherPapierentwicklungen siehe z.B. EP-A-487497 und DE-A-41 08 170. Gegenwärtig werden die folgenden Papiersorten entweder für eine Papierschicht, die mit der zu verpackenden Ware in Kontakt steht, oder, falls mehrere Papierschichten vorhanden sind, auch für alle diese besonders bevorzugt verwendet: Pergament-, Pergamentersatz-, Pergamin-, Öl- bzw. mit Wachs beschichtetes bzw. imprägniertes Papier, Transparentpapier, holzhaltiges graphisches Papier sowie Seidenpapier, wenn es zusammen mit einer Verstärkungsschicht verarbeitet wird, wobei auch gewellte Formen der aufgeführten Papiersorten zum Einsatz kommen können.
Wenn die erfindungsgemäßen Profilkörper aus mehr als einer Papierschicht aufgebaut sind, können diese Papierschichten beispielsweise an den Rändern des fertigen Profilkörpers miteinander verbunden, z.B. verklebt, sein. Vorzugsweise sind die Papierschichten jedoch ganzflächig kaschiert, d.h. miteinander verklebt. Das Kaschieren kann mit den für Papier üblichen Kaschierverfahren, z.B. Naßkaschierung und Wachskaschierung (siehe z.B. Peter Lorch und Horst Bergner, Hsg. , Kaschiertechnik (Technologische Schriftenreihen 2), 2. Auflage, Deutscher Fachverlag, Frankfurt am Main, 1976) , bewerkstelligt werden; bevorzugt wird aus Gründen der Umweltverträglichkeit die Naßkaschierung mit Kaschierklebern aus natürlichen Bestandteilen, wie beipielsweise pflanzlichen Leimen, z.B. Stärkeleim, und tierischen Leimen, z.B. Knochen- und Hautleim.
Zur besseren mechanischen Beanspruchbarkeit der erfindungsgemäßen Profilkörpers sowie zur Erhöhung der Verformbarkeit des Rohmaterials kann in diesem eine Verstärkungsschicht mit geringerer Steifigkeit als der der steifsten Papierschicht aus einem Naturfasermaterial pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, wie beispielsweise Materialien aus Tierhaaren, Baumwolle, Hanf, Leinen oder Zellstoff in Form von Gewirken, Geflechten, fein- und grobmaschigen Geweben, Filzen, Wirrvliesen, Faserbändern oder Einzelfasern vorgesehen sein, die unkaschiert und nur an den Verpackungsrändern verklebt oder mit der (den) anliegenden Schicht(en) kaschiert vorliegen kann, wobei die oben erwähnten Kaschierverfahren verwendet werden können. Derartige Materialien sind im Prinzip seit langer Zeit bekannt (siehe z.B. DE-A-16 35 609 und DE-A-20 23 854) . Als Verstärkungsschicht werden Zellstoffasern, z.B. Verbandsstoffgaze (unverleimt) und Buchbindergaze (verleimt) , sowie Leinen besonders bevorzugt.
Es hat sich überraschenderweise herausgestellt, daß
Papiermaterialien, die beispielsweise eine der letzeren
Vers ärkungsschichten kaschiert enthalten, besonders tief
(beispielweise mehr als 5 cm tief) zu einem haltbaren, steifen
Hohlraum gepreßt werden können. Die Verstärkungsfasern sind trotz ihrer festgelegten Lage in gewissen Grenzen flexibel und/oder elastisch, so daß sie sich beim Prägen gut anpassen und dem Material insgesamt eine höhere Zerreißfestigkeit bzw. Berstfestigkeit verleihen können.
Leinen in Kombination mit einer Schicht aus einer speziellen
2 Sorte Seidenpapier mit einem Gewicht von 20 g/cm , als
"Hansaleinen" im Handel erhältlich, ist ein bevorzugtes
Material mit Verstärkungsschicht für die erfindungsgemäßen
Profilkörper.
Besonders bevorzugt wird auch ein Material mit zwei kaschierten Schichten aus Pergamin-, Pergament- oder Pergamentersatzpapier, in die eine Zwischenschicht aus verleimter oder unverleimter Gaze eingefügt ist (faserverstärktes Material auf Papierbasis) . Dieses Material ist sehr gut verformbar (inVersuchen wurden damit Prägetiefen von mehr als 5 cm erreicht) , mechanisch stabil, von guter Steifigkeit nach Verarbeitung und sehr umweltfreundlich. Es kann eine als zweite, gegebenenfalls auch als weitere Papierschicht aber auch eine gut bedruckbare Papierschicht umfasssen. Dieses Material ist neu und wurde speziell für den erfindungsgemäßen Zweck entwickelt. Zu seiner Herstellung werden bevorzugt Papierschichten von höchstens 80 g/cm2 verwendet. Die Kaschierung erfolgt wie oben erwähnt, wobei die Naßkaschierung mit den oben erwähnten natürlichen Kaschierklebern, insbesondere Weizenstärkeleim (Tapetenkleister) , besonders bevorzugt wird.
Im folgenden werden bevorzugte Profilkörper in Form von Verpackungen oder Verpackungsteilen aufgeführt. Dies sind einmal Packungseinlagen, die in einer weiteren Verpackungshülle angeordnet sind. Bevorzugt ist dabei die dem zu verpackenden Gegenstand zugewandte Papierschicht ein fettabweisendes, lebensmittelverträgliches Papier der oben aufgeführten besonders bevorzugten Papiersorten. Weiter bevorzugt werden Verpackungsteile, die fest oder lose mit einem die Vertiefungen abdeckenden, nicht-geprägten Teil (Deckteil) , der auch aus einem anderen Material als Papier, wie z.B. Karton oder Pappe bestehen kann, versehen sind oder versehen werden können. Dazu zählen auch Schalen- und Becherformen. Verpackungen mit geprägten Oberteilen, gegebenenfalls spiegelsymmetrisch zumUnterteil zur Verpackung von runden Gegenständen, liegen auch im Bereich der Erfindung, wobei das Oberteil mit dem Unterteil teilweise eine Einheit bilden kann. Verpackungen, deren Unterteil und Oberteil zumindest an allen Fugen zur Umgebung hin fest verbunden, vorzugsweise versiegelt (luft- und wasserdampfdicht verklebt) sind, sind für empfindliche Güter brauchbar. Speziell sollen Blisterverpackungen zur Aufnahme von festen, halbfesten oder flüssigen Arzneimitteln erwähnt werden. Ein weiterer bevorzugter erfindungsgemäßer Profilkörper ist der geprägte, in aufgeklappten Zustand spiegelsymmetrische Körper einer Tube, der ein Loch zur Aufnahme eines Verschlusses aufweist, in das irgendwelche zweckdienlichen Verschlüsse eingefügt werden können.
Auch mehr als zwei erfindungsgemäße Profilkörper können zu einer übergeordneten Struktur (zum Beispiel einem Behälter) verbunden werden, indem sie entweder lose aneinandergefügt oder zusammengefaltet oder fest verbunden werden, z.B. durch Verheften, mehr bevorzugt durch Leimen oder gegebenenfalls versiegelndes Kleben. Derartige übergeordnete Strukturen können gegebenenfalls aus einem Zuschnitt hergestellt sein und über Faltlinien verbunden sein.
Die erfindungsgemäßen Profilkörper, können, falls erforderlich, mit allen mit Papier auf irgendeine Weise verbindbaren Materialien verbunden werden.
Prinzipiell wird die erfindungsgemäße Pressung (Prägung) wie in den bekannten Verfahren zum Prägen von Karton (neuere Verfahren sind z.B. in EP-A-82 209 und US-A-4 143 587 zu finden) , mittels eines positive Stempels (Patrize) und einer entsprechenden, etwas größeren negativen Gegenform (Matrize) durchgeführt. Als Materialien für Patrizenund Matrizen kommen alle unter den Verfahrensbedingungen nicht-verformbare Materialien in Frage, also beispielweise Eisen, Stahl, aber auchHolz oder nicht-verformbarer Kautschuk, wobei gegenwärtig Metall bevorzugt wird.
Im einfachsten Fall wird eine ebene Schicht aus erfindungsgemäß verwendetem Material zwischen Patrize und Matrize gebracht und durch Einpressen des Materials durch die Patrize in Matrize bis zum Anschlag geformt.
Die Gegenform (Matrize) sollte dabei etwas größer als die positive Form (Patrize) sein, wobei der optimale Spielraum zwischen Patrize und Matrize in erster Linie von der Dicke des Materials und der Größe der Oberfläche der auszuprägenden Hohlräume, abhängt. Zum Beipiel weist beim Prägen von Hohlräumen mit einer als Halbkugel ausgebildetet Matrize von
20 mm Durchmesser und Verwendung eines Papiermaterials aus zwei Schichten kaschiertem Pergammpapier von jeweils 40 g/cm 2 Flächengewicht die Martize vorteilhafterweise einen um 1 mm größeren Durchmesser auf, während beispielsweise beim Prägen einer Vertiefung in Form eines umgekehrten stump en Kegels mit einem oberen Druchmesser von ungefähr 80 mm, einem unteren Durchmesser von ungefähr 65 mm und einer Höhe von ungefähr 50 mm in ein dreischichtiges Material aus Pergaminpapier-Gaze-
Pargaminpapier (Flächengewicht der Papierschichten: jeweils 40 g/cm 2) der Durchmesser der Matri.ze vortei.lhafterwei.se 2-3 mm größer ist als der der Patrize. Auch bei vielen sehr kleinen Vertiefungen ist ein größerer Spielraum vorteilhaft.
Beim Prägen (Tiefziehen) von Papier wird, im Gegensatz zum Tiefziehen bei thermoplastischen Kunststoffen, immer zumindest etwas Material aus der Umgebung des Papieroberflächenabschnitts, der zunächst über der Öffnung der Matrize liegt, in den Spalt zwischen Patrize und Matrize hineingezogen. Deshalb ist es, insbesondere beim Prägen größerer Hohlräume, vorteilhaft, die Patrize derart in die Gegenform eingreifen zu lassen, daß ein Nachführen des Papiers ermöglicht wird. Dies kann beispielsweise dadurch bwerkstelligt werden, daß man die Patrize eine leichte Hin- und Herbewegung während des Eingreifens in die Matrize ausführen läßt oder daß man, insbesondere bei Prägungen von im Verhältnis zur Tiefe relativ großflächigen Hohlräumen, die Matrize zunächst schräg, d.h. um eine horizontale Achse gedreht, eingreifen läßt und sie anschließend in die endgültige Prägelage bringt. Beim Prägen von größeren Hohlräumen kann das Papier vor dem eigentliche Prägevorgang auch durch eine Vorrichtung, wie sie z.B. in DE-A-33 19 391 beschreiben wird, zunächst in die Mulde der Matrize hineingezogen werden, um genügend Material für die Ausprägung der Vertiefung bereitzustellen.
Beim Einpressen mehrerer Vertiefungen ist es vorzuziehen, daß nicht alle Vertiefungen zeitgleich eingeprägt werden, da sonst wegen der Auftretens vergrößerter Spannung eine erhöhte Zerreißgefahr für das Papier bestehen kann (für dickere Cellulosematerialien sind solche Verfahren bekannt, siehe z.B. US-A-4 514 353 und DE-A-40 38 023). Eine Vorrichtung, die zum Einprägen vieler kleiner Vertiefungen, bei dem die Reißgefahr besonders groß ist (und welches bei Karton nicht möglich ist) , geeignet ist, wird in Fig. 11 gezeigt. Mehrere gleiche Patrizen (positiven Prägestempel) bzw. Matrizen (entsprechende negative Formen) sind entlang des ümfangs jeweils eines Zylinders angeordnet. Zum Prägen wird ein Zuschnitt oder eine Materialbahn zwischen den Zylindern hindurch gefördert, wobei sich die Zylinder in gegenläufiger Richtung bewegen. Die Patrizen bzw. Matrizen können einreihig sein, es können sich aber auch mehrere nebeneinander auf einem Zylinder befinden. Bei besonders empfindlichen Materialien können mehrere Zylinder mit einreihigen Patrizen und Matrizen, die beispielweise in Förderrichtung des Papiermaterials V-förmig gegeneinander versetzt sind, verwenden werden, so daß beispielsweise zuerst in der Mitte ein Vertiefung und anschließend auf beiden Seiten der Vertiefung zwei weitere Vertiefungen durch die versetzten Zylinder geprägt werden usw.
Eine weitere Vorrichtung zum Prägen vieler, häufig kleiner
Vertiefungen, die im Prinzip aus der Kartonprägung bekannt ist
(siehe die oben zitierten Patentschriften) , wird in Fig. 12 gezeigt. Hier bleibt das Material über einen gesamten
Prägevorgang stationär über einer Matrize mit vielen Vertiefungen. Die Patrize besteht aus entprechend vielen einzeln invertikaler Richtung beweglichen Formen, die jeweils einzeln mittels eines geeigneten Steuermechanismus nacheinander in eine Vertiefung der Matrize eingedrückt werden. Besonders günstig ist es, wenn der Prägevorgang in der Mitte der Matrize begonnen und dann nach außen hin fortgesetzt wird, da dann immmer genügend Material zum Eindrücken in die Vertiefungen von noch nicht vertieften Teilen zur Verfügung steht. Ein Prägen von vielen Vertiefungen mit stationärem Material kann auch durch ein zylinderför iges Patrizenteil, wie im letzten Absatz beschrieben, und ein flaches Matrizenteil mit mehreren entsprechend angeordneten Vertiefungen, auf das die Bahn oder der Zuschnitt gelegt wird, durch Abrollen des zylinderförmigen Patrizenteils über das Material auf dem Matrizenteil bewerkstelligt werden.
Auch hinterschnittene Hohlräume, die einen Innendurchmesser parallel zur Ausgangsebene aufweisen, der größer ist als entsprechende Durchmesser des Hohlraums auf eben dieser Ausgangsebene, also beispielweise ein Hohlraum, der flaschenförmig ist, können geprägt werden. Dazu wird eine Patrize verwendet, die sich ausdehnen kann, beispielsweise eine Patrize aus aufblasbarem Kautschuk. Sie wird im unausgedehnten Zustand zunächst in die Matrize gepreßt, anschließend ausgedehnt und am Ende des Preßvorgangs zum Herausziehen aus dem Hohlraum wieder in ihren unausgedehnten Zustand zurückversetzt. Die Matrize muß zum Entfernen des gepreßten Materials entsprechend offenbar sein, wie dies aus der Kunststofftechnik bekannt ist.
Das Prägen kann wie im Fall von Karton entweder bei Umgebungstemperatur oder unter Erwärmen bis zu einer Temperatur, die vom Material noch toleriert wird (im allgemeinen ungefähr 220°C, bevorzugt 200°C) vorgenommen werden. Beim Arbeiten unter Erwärmung werden vorteilhafterweise entweder (bevorzugt) die Patrize oder die Matrize oder beide Prägewerkzeuge durch entsprechende Einrichtungen erhitzt.
Weiter kann das Material wie im Fall von Karton zur besseren Verarbeitbarkeit vor oder während des Prägeverfahrens angefeuchtet werde. Dies geschieht vorzugsweise mit Wasser oder Wasserdampf, es können aber auch andere hydrophile, Wasserstoffbrücken ausbildende Flüssigkeiten, wie beispielsweise Methanol, Ethanol oder Glykol, verwendet werden. Bevorzugt wird auch frisch kaschiertes Material, das noch Feuchtigkeit vom Kaschierkleber enthält, verarbeitet. Vermehrt Feuchtigkeit enthaltendes, verarbeitetes Material kann unter Umständen beim anschließenden Trocknen eine leichte Kräuselung, insbesondere auf den gepreßten Oberflächen, ausbilden, was für gewisse Anwendungszwecke, z.B. auf dem Lebens ittelsektor, nicht unerwünscht ist, da dadurch für eine gewisse Luftzufuhr gesorgt wird. Wenn befeuchtetes Material unter Erwärmen geprägt wird, ist es vorteilhaft, wenn eines oder beide der Prägewerkzeuge Perforationen zum Entweichenlassen von Dampf aufweisen, wie dies aus der Katonprägetechnik bekannt ist.
Das erfindungsgemäß verwendete Material kann als Zuschnitt oder in Form von Bandmaterial geprägt werden, wobei jeweils an sich bekannte Transportvorrichtungen verwendet werde.
Die geeignete Auswahl der oben erwähnten Arbeitsbedingungen für ein bestimmtes Material kann mit wenigen Routineversuchen getroffen werden. Im allgemeinen erfordert dickeres Material höhere Verformungstemperaturen und mehr Feuchtigkeit als gleichartiges dünneres Material, wobei, wie schon oben erwähnt, einschichtiges Material im allgemeinen stringentere Bedingungen als mehrschichtiges Material gleichen Gewichts und gleichen Typs erfordert.
Das erfindungsgemäße Verfahren liefert relativ gleichmäßige
Wandstärken und ansprechende, vorwiegend glatte Oberflächen
(von leichten Kräuselungen, die besonders beim Kaltprägen mit Befeuchten auftreten können, abgesehen) auf beiden Seiten des geprägten Hohlraums, so daß es beispielsweise für Verpackungszwecke gut verwendbar ist. Die Materialgrundfläche kann unter Umständen eine leicht Fältelung, insbesonder am Rand der Hohlräume erfahren, die aber, falls unerwünscht, in den meisten Fällen durch flaches Pressen der Materialgrundfläche beseitigt werden kann.
Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen und Beipiele näher erläutert.
In den Zeichnungen ist: Fig. 1 ein Querschnitt durch einen dünnwandigen Profilkörper, der als Verpackungseinlage aus einer Papierschicht mit eingeprägten (gepreßten, "tiefgezogenen") Vertiefungen ausgebildet ist;
Fig. 2 eine Draufsicht auf dieselbe Verpackungseinlage;
Fig. 3 ein Querschnitt durch einen dünnwandigen Profilkörper, der als Blisterverpackung für Medikamente ausgebildet ist;
Fig. 4 eine Draufsicht auf das Unterteil derselben Blisterverpackung, wobei das Deckblatt entfernt ist;
Fig. 5 eine perspektivische Ansicht eines dünnwandigen
Profilkörpers, der als Tubenkörper mit
Verstärkungseinlage, in den ein Verschluß eingesetzt ist (zusammen eine Tube bildend) , ausgebildet ist;
Fig. 6 eine Draufsicht auf die aufgeklappte Innenseite des Tubenkörpers mit eingestanztem Loch für die Aufnahme des Verschlusses;
Fig. 7 eine Draufsicht auf dieselbe Innenseite nach Einsetzen des Verschlusses;
Fig. 8 ein Querschnitt durch eine Hälfte des Tubenkörpers;
Fig. 9 eine Draufsicht auf die Außenseite eines
Tubenkörpers mit eingesetztem Verschluß ohne Kappe vor Zusammenfalten (durchgezogene und gestrichelte
Linien) und nach Zusammenfalten (nur durchgezogenen Linien) ;
Fig. 10 eine perspektivische Teilansicht des Tubenkörpers. Fig. 11 ein schematischer Querschnitt durch eine Anordnung von positiven Prägestempeln (Patrizen) und entsprechenden negativen Formen (Matrizen) auf Zylindern, die zum Prägen (Pressen) mehrerer Hohlräume in eine durch die Anordnung hindurch beförderte Materialbahn verwendet werden kann.
Fig. 12 ist ein schematischer Querschnitt durch eine
Anordnung von Patrizen und Matrizen, die zum Prägen mehrerer Hohlräume in einer stationären
Materialbahn verwendet werden kann.
Fig. 1 zeigt im Querschnitt einen geprägten Profilkörper 10 aus einem Material auf Papierbasis, welcher als Verpackungseinlage verwendbar ist, mit einer Materialgrundfläche 13, eingeprägten Hohlräume (Vertiefungen) 12 zur Aufnahme von Gegenständen, einem abgekanteten Rand 11 und einer von diesem Rand abgekanteten Standfläche 14. Die eingeprägten Vertiefungen 12 sind mit der Geometrie eines Kugelsegments gezeigt, sie können jedoch auch jede andere zweckmäßige Form, z.B. die eines Quaders, eines umgekehrten stumpfen Kegels usw. annehmen; die Seitenwände dieser Vertiefungen (Hohlräume) 12 können auch hinterschnitten sein, d.h. einen Winkel von weniger als 90° mit der Materialgrundfläche 13 einschließen. Fig. 2 zeigt denselben Profilkörper in Draufsicht. In einer Ausführungsform besteht der Profilkörper aus fettabweisendem Pergamentpapier, wodurch er besonders zur Aufnahme von fetthaltigen Nahrungsmitteln, z.B. Schokolade, Pralinen, Keksen, geeignet ist.
Ein derartiger Verpackungsteil kann auch aus mehreren Papierschichten mit oder ohne Verstärkungsschicht aus einem der oben genannten Materialien aufgebaut sein.
Eine andere Ausführungsform einer tiefgezogenen Profilkörpers mit oder ohne Verstärkungsschicht weist nur eine Vertiefung auf (nicht gezeigt) . Weiter können bei den genannten Ausführungsformen die Standfläche 14 und der abgekantete Rand
11 fehlen. Die Wände der Vertiefung(en) 12 können auch Stufen enthalten. Außerdem kann auch noch die Materialgrundfläche 13 vollständig entfernt sein oder am oberen Rand der Vertiefung
12 nach unten gezogen (z.B. gepreßt) oder zu einer Wulst verformt sein, wodurch beispielweise eine Becher- oder Schalenform ausgebildet wird.
Weiter können die obigen Verpackungsteile durch ein Deckteil zu einer vollständigen Verpackung ergänzt sein. Das Deckteil kann aus einer oder mehreren Papierschichten aufgebaut sein, die ebenfalls Vertiefungen aufweisen können (z.B. zur Aufnahme runder Gegenstände) oder auch flach ausgebildet sein können. Das Deckteil kann sich lose auf dem Unterteil befinden, es kann aber mit diesem fest verbunden sein, z.B. durch Verheften oder durch Verkleben, und es kann über eine knickbare Linie, die nach Knicken eine Kante der Verpackung bildet, mit dem Unterteil eine Einheit bilden.
Als Verpackungsteil können die obigen Ausführungformen z.B. über die Kanten der Grundfläche 13 auch mit anderen Deckmaterialien verbunden sein, z.B. mit Karton, wie es bei vielen Verpackungen, bei denen der tiefgezogenen Teil bisher aus Kunststoff war, üblich ist.
Fig. 3 zeigt den Querschnitt durch eine Blisterverpackung 20 für Medikamente, die durch Versiegeln eines Deckblatts 21 und eines Unterteils 27 mittels einer Klebeschicht 23a, fakultativ 23b, gebildet wird. Fig. 4 zeigt eine Draufsicht auf das Unterteil 27 bei abgenommenem Deckblatt. Das Unterteil 27 ist aus drei Schichten aufgebaut: einer innersten Papierschicht 22, die je nach Bedarf ausgesucht werden kann (z.B. können Pergaminpapier im Fall von festen Medikamenten, Pergamentpapier im Fall von Medikamenten in einer wäßrigen Lösung verwendet werden) , einer Verstärkungsschicht 24 vorzugsweise aus Verbandsstoff-Gaze und einer äußeren 22
Papierschicht 26, die beipielsweise von der gleichen Art wie die innerste sein kann, aber auch, falls erforderlich, eine gas- und wasserdampfundurchlässige, kunsstoffhaltige Papierschicht. In dieMaterialgrundflache 29 sind Vertiefungen 25 zur Aufnahme von festen, halbfesten (z.B. Zäpfchen), halbflüssigen (z.B. sterilen Cremes) oder flüssigen Medikamenten (z.B. Augentropfen) eingeprägt (eingepreßt) . Die Geometrie dieser Vertiefungen muß nicht die gezeigte in Form eines Kugelsegments sein, sondern kann jede zweckmäßige Geometrie annehmen. Das Unterteil kann, abgesehen von den Verstärkungfasern, transparent sein, z.B. bei Verwendung von Pergaminpapier, es kann aber, was im Fall von lichtempfindlichen Medikamenten notwendig ist, auch lichtundurchlässig sein, entweder durch die natürliche Beschaff nheit des Papiers oder durch entsprechendes Einfärben desselben.
Ausführungsformenmit nur einer oder zwei Papierschichten ohne Verstärkungsschicht sind ebenfalls möglich.
Das Deckblatt 21 besteht bevorzugt aus einem bedruckbaren Papier, damit der Medikamentenname usw. aufgedruckt werden kann. Dies kann wiederum ein transparentes bedruckbares Papier, wie z.B. Pergaminpapier, sein, oder, ein nicht- transparentes Papier wie im Fall des Unterteils.
Vorzugsweise besteht das Deckblatt, wie gezeigt, nur aus einer Papierschiebt, damit das Medikament in den Vertiefungen 25 durch Druck auf den Boden 28 derselben durch die Papierschicht gedrückt werden kann. Wenn jedoch die Entnahme im Fall besonders hochwirksamer Medikamente erschwert werden soll, z.B. um sie kindersicher zu machen, kann das Deckblatt auch aus mehr als einer Papierschicht aufgebaut sein. Zur besonderen Sicherung ist es auch denkbar, daß eine Verstärkungsschicht, wie oben beschrieben, im Deckblatt vorgesehen ist, u.U. müßte dann ein Instrument zum Öffnen derselben mit der Medikamentenverpackung mitgeliefert werden. Das Unterteil und das Deckblatt sind zumindest an den Außenkanten 30a,30b durch die Klebeschicht 23a mit einander verklebt, vorzugesweise versiegelt (luft- und feuchtigkeitsdicht verklebt) . Fakultativ kann um jede Vertiefung 25 herum bzw. auf im wesentlichen der ganzen Materialgrundfläche 29 eine Klebeschicht 23b aufgebracht sein, um zu einer noch sichereren Abschirmung der Vertiefungen 25 von der Umgebung zu führen.
Die Fig. 5 bis 10 zeigen Ansichten bzw. Teilansichten einer Tube 41, deren Tubenkörper 42 aus einer Papierinnenschicht 43, einer Verstärkungsschicht 44 und einer weiteren Papierschicht 45, die vorzugsweise bedruckbar ist, aufgebaut ist. Das Material für die Innenschicht sollte ein fettabweisendes und/oder wasserdichtes Papier sein, z.B. Pergamentpapier. Fig. 6 zeigt die aufgeklappte Innenseite den Tubenkörpers 42 vor Anbringen des zweiteiligen Verschlusses 47 (Fertigteil aus Kunststoff) , der aus einem Schraubstutzen mit Befestigungsflansch 46 und einer Verschlußkappe mit Gewinde besteht. Es sind jedoch alle für Tuben verwendbaren Verschlüsse (z.B. Stöpselverschlüsse), auch aus anderen, mit Papier verbindbaren Materialien (z.B. Metall), verwendbar. Das ausgestanzte Loch 48 dient zur Aufnahme des Gewindeteils der KunststoffScheibe mit Gewinde 46 oder eines anderen Verschlusses. Die Klebelaschen 49 bilden die Grundfläche des
Tubenkörpers 42. In diese Grundfläche werden zunächst die
Rillen 51, 52 und fakultativ 52a eingeprägt, dann werden die
Vertiefungen 50 in Form eines Kreisausschnitts geprägt,
(andere Geometrien sind ebenfalls möglich) , wobei lediglich die Klebelaschen 49 um die gesamtem Vertiefungen 50 herum in der ursprünglichen Papierebene verbleiben. Die Prägung der Vertiefungen 50 endet an den kreisbogenförmigen Rillen 52 (die jedoch auch andere Geometrien annehmen können, z.B. eine Trapezform) , die die Rillen 51 am Spiegelebenenfalz 54 des aufgeklappten Tubenkörpers 42 berühren und das ausgestanzte Loch 48 vollständig umgeben. Das zwischen den Rillen 52 und dem ausgestanzten Loch 48 liegende Oberteil 53 des 24
Tubehkδrpers wird dadurch in Richtung der Vertiefungen 50 gewölbt. In Fig. 7 ist der Schraubstutzen mit Befestigungsflansch 46 durch das Loch geführt (und, nicht gezeigt, der Befestigungsflansch mit dem Oberteil 53 des Tubenkörpers verklebt) . Die Außenansicht der Tube in diesem HerStellungsstadium ist in Fig. 9 (durchgezogene und gestrichelte Linien) gezeigt. Die ausgezogenen Linien der Fig. 9 zeigen die Tube im nächsten Herstellungsstadium, in dem die Tube am Spiegelebenenfalz 54 zusammengefaltet ist. Wenn die Tube über den Schraubstutzen mit Befestigungsflansch 46 gefüllt wird, können alle Klebelaschen 49 verklebt (versiegelt) sein (nicht gezeigt) . Alternativ bleiben zum Füllen der Tube die unteren Klebelaschen 49a zunächst unverklebt (unversiegelt) und werden erst nach dem Füllen der Tube durch dieselben, u.U. bei aufgesetzter Verschlußkappe, verklebt (versiegelt) . Das Oberteil 53 des Tubenkörpers 42 wird vor oder nach dem Füllen nach innnen gedrückt (aufgerichtet) ; siehe Fig. 10, in der der Deutlichkeit halber der Verschluß 47 der Tube nicht dargestellt ist.
Fig. 11 zeigt einen schematischen Querschnitt durch eine Anordnung von (positiven) Prägestempeln (Patrizen) 58 und den entsprechenden negativen Formen (Matrizen) 59 jeweils auf dem Umfang von Zylindern 56, 57. Mit dieser Anordnung können viele Hohlräume nacheinander in eine Materialbahn (bzw. Materialzuschnitt) 55 geprägt werden. Beim Prägevorgang bewegen sich die Zylinder in gegenläufiger Richtung, wodurch in eine zwischen den Zylindern hindurchgeführte Materialbahn oder -zuschnitt 55 Hohlräume 60 geprägt werden. Die Materialbahn (bzw. Materialzuschnitt) 55 wird entweder durch die gegenläufige Drehbewegung der Zylinder 56, 57 selbst und/oder durch eine zusätzliche Transporteinrichtung (nicht gezeigt) befördert. Die Patrizen bzw. Matrizen können einreihig sein, es können sich aber auch mehrere nebeneinander auf einem Zylinder befinden. Bei besonders empfindlichen Materialien wirdmanmehrere Zylinder mit einreihigen Patrizen und Matrizen, die beispielweise V-förmig gegeneinander versetzt sind, verwenden, so daß beispielsweise zuerst in der Mitte eine Vertiefung und anschließend auf beiden Seiten des Loches zwei weitere Vertiefungen durch die versetzten Zylinder geprägt werden usw. (nicht gezeigt) , wobei sich, wenn in angrenzenden Zylinderpaaren gerade eine Prägung durchgeführt wird, die mittleren Zylinderpaare 56, 57 vorzugsweise in einer Stellung befinden, in der der Prägevorgang schon weitgehend beendet ist oder in der keine Prägung stattfindet, d.h. keine Patrize 58 in eine Gegenform 59 eingreift usw. Dies kann durch geeignete Zwischenräume zwischen Patrizen bzw. Matrizen und eine geignete relative Drehlage der Zylinder zu Beginn des Prägeverfahrens gesteuert werden.
Fig. 12 zeigt einen Querschnitt durch eine Preßvorrichtung, mit der in zeitlicher Staffelung mehrere Vertiefungen in ein stationäres Material peprägt werden können. Das Unterwerkzeug 62 weist eine beheizbare Platte 66a mit mehrerer Mulden 65, die als Matrizen dienen, auf. über das gesamte Unterwerkzeug wird ein zu verformendes Material 63 als Zuschnitt oder Bandmaterial gelegt. Das Oberwerkzeug 61, das angehoben (nicht gezeigt) und abgesenkt werden kann, ist aus einer beheizbaren Platte 66b mit zylinderförmigen Vertiefungen 69 aufgebaut. In den zylinderförmigen Vertiefungen 69 befinden sich einzeln durch einen geeigneten Mechanismus heb- und senkbare zylinderförmigen Kopfteile 67, in die positive Stempel
(Patrizen) 64 in Form einer Kugel bis zum Äquator der Kugel eingelassen sind. Durch zeitlich versetztes, einzelnes
Absenken der positiven Stempel 64, bevorzugt von der Mitte des
Werkzeugs beginnend und nach außen fortschreitend, kann das Material geprägt werden, ohne daß zu große Zugkräfte, die zu einem Bersten des Materials 63 führen könnten, auftreten.
Beispiel 1
Herstellung eines faserverstärkten Papiermaterials mit Pergaminpapier-Buchbindergaze-Pergaminpapierschichten
Pergaminpapier mit einem Flächengewicht von 40 g/cm 2 wird gleichmäßigmitWeizenstärkeleim (Tapetenkleister) bestrichen. Anschließend wird eine Schicht aus Buchbindergaze und eine weitere Schicht aus Pergaminpapier (Flächengewicht ebenfalls
40 g/cm 2) auf die bestrichene Fläche gelegt. Das Material wird mit Holzbrettern, die mit Ziegelsteinen beschwert werden, zum Glattpressen abgedeckt.
Bevorzugt wird das faserverstärkte Material nach ca. 30 Minuten Glattpressen zum Prägen verwendet, da es dann einen für diese Verfahren sehr geeigneten Feuchtigkeitsgehalt aufweist. Alternativ kann es ca. 24 Stunden unter der oben erwähnten Belastung getrocknet werden und dann vor dem Prägen wieder angefeuchtet werden.
Beispiel 2
Herstellung einer Einzelverpackung für Pralinen
Es wurden Einzelverpackungen aus einem Zuschnitt von Pergaminpapier (Flächengewicht: 40 g/cm ) für Pralinen hergestellt, welche aus einem geprägten Unterteil und einem mit diesem über eine Faltlinie zuammenhängenden, ebenfalls geprägten Oberteil bestehen, wobei der durch Zusammenfügenvon Unterteil und Oberteil insgesamt entstehende Hohlraum die Form einer Praline aufweist.
Aus einer Modellbau-Gießmasse wurde jeweils von der unteren und oberen Hälfte der Praline zunächst eine negative Gießform (Matrize) und anschließend eine positive Gießform (Patrize) hergestellt, wobei man die Gießformen 24 Stunden zur vollständigen Härtung trocknen ließ. Die Patrize wurde durch Schmirgeln auf allen Seiten soweit verkleinert, daß ihr Umfang ca. 0,5 mm kleiner war als der der Matrize. Die beiden Matrizen wurden durch weiteres Aufgießen mit der Modellbau- Gießmass so in einem Holzrahmen verankert, daß die beiden Vertiefungen in der geeigneten Anordnung einer aufgeklappten Pralinenhülle an ihrem Rand entlang einer Kante von ca. 6 mm Länge zusammenstießen und um die Vertiefungen herum ein flacher Abschnitt gebildet wurde. Der Holzrahmen wurde in eine Druck-Prägevorrichtung eingespannt. Dann wurde ein Zuschnitt aus Pergaminpapier, der sich ca. 1,5 cm über die Ränder der Matrizen hinaus erstreckte, über diesselben gelegt. Zunächst wurde eine der oben gefertigten positiven Gießmassen, die als Patrizen dienten, auf die Papierfläche über der entsprechenden Matrize gelegt, mit Hilfe des Oberwerkzeuges der Druck- Prägepresse fixiert und im Verlauf von 25 bis 30 Sekunden bis zum Anschlag in die Matrize gedrückt; dann wurde dieser Vorgang mit der zweiten Patrize wiederholt. Nach 2 bis 5 Minuten wurden die Patrizen aus den Matrizen herausgenommen. Anschließend wurde der über die Hohlräume überstehende Papierabschnitt auf den flachen Abschnitt des unteren Werkzeuges gedrückt und mittels der Druck-Prägepresse 2 bis 5 Minuten mit einer flachen Stahlform glattgeprägt.
Die geformte Verpackung wurde aus den Matrizen herausgenommen und zu einer geschlossenen Verpackung zusammengefaltet, deren flachen Flanschabschnitte in eine ansprechende Form geschnitten wurden. Nach Einsetzen einer Praline wurden Ober- und Unterteil der Verpackung mit einem Lebensmittel¬ verträglichen Kleber an den Flanschteilen zusammengeklebt.
Beispiel 2
Herstellung eines Bechers aus faserverstärktem Papiermaterial
Es wurde ein Becher aus dem in Beispiel 1 beschrieben faserverstärkten Papiermaterial hergestellt.
Von einem Kunsststoffbecher mit einem unteren Durchmesser von ca. 65 mmm, einem oberen Durchmesser von ca. 77 mm und einer
Höhe von ca. 50 mm wurden ähnlich wie in Beispiel 2 zuerst eine positive und anschließend eine negative Gießform hergestellt. Die positive Gießform (Patrize) wurde solange abgeschmirgelt, bis ihr Durchmesser um 2 - 3 mm kleiner war als der der negativen Gießform (Matrize) . Die negative Gießform wurde ähnlich wie in Beispiel 1 in einem Holzrahmen fixiert und in eine Druck-Prägepresse eingespannt.
Ein 20 cm x 20 cm Zuschnitt des nach Beispiel 1 frisch hergestellten, noch feuchten faserverstärkten Pergaminpapiermaterials wurde symmetrisch auf die Matrize gelegt. Das Papiermaterial wurde nun langsam unter Hin- und Herbewegen im Verlauf von etwa 60 Sekunden mittels der Patrize von Hand in die Matrize gedrückt. Als von Hand keine Weiterbewegung mehr möglich war, wurde die Patrize mit dem Oberwerkzeug der Druck-Prägepresse bis zum Anschlag in die Matrize gedrückt und so 30 Minuten belassen. Dann wurde die Presse geöffnet und die Patrize herausgezogen. Man ließ den entstandenen becherförmigen Profilkörper, der einen fast vollkommen glatten Boden und ebensolche Wände aufwies, zunächst noch ohne Entfernen des überstehenden Materials 24 Stunden trocknen. Nun wurde das überstehende Material am Rand der Prägung abgeschnitten, wodurch ein standfähiger Becher entstand.
Beispiel 4
Herstellung einer Verpackungseinlage aus Hansaleinen (Leinen
2 mit Seidenpapier eines Flächengewichts von 20 g/cm kaschiert) mit einer Vertiefung zur Aufnahme einer Parfumflasche.
Als Matrize wurde in diesem Fall eine fertige Tiefziehform des Flaschenherstellers verwendet, die eine rechteckigeVertiefung der ungefähren Ausmaße von 94 mm x 60 mm (Bodenfläche) x 40 mm (Höhe) mit einer an in der Mitte der schmaleren Kante des Rechtecks anschließendenkleinerenrechteckigenVertiefungmit rundem Boden (ungefähre Ausmaße 20 mm x 14 mm_x 32 mm (größte lichte Höhe des runden Bodens) ) aufwies und in eine Druck- Prägepresse eingespannt wurde. Als Patrize diente eine Parfumflasche, die zum Einlegen in die Vertiefung der Verpackungseinlage vorgesehen war.
Dann wurde ein Zuschnitt aus Hansaleinen von 25 cm x 25 cm durch zweimaliges Bestreichen mit einem mit Wasser befeuchteten, ausgedrückten Schwamm auf der Papierseite befeuchtet. Der Zuschnitt wurde mit der Papierseite zur Vertiefung hin über die Tiefziehform gelegt, und das Hansaleinen wurde mittels der als Patrize dienenden Parfumflasche im Verlauf von etwa 30 Sekunden von Hand in die Matrize gedrückt, und zwar so, daß zunächst der Verschluß der Parfumflasche schräg um eine horizontale Achse gedreht nach unten gedrückt wurde und anschließend der Flaschenkörper aus der Schräglage in die Waagrechte gedrückt wurde. Anschließend wurde ein Stück Holz zwischen die Flasche und das Oberwerkzeug der Druck-Prägepresse gespannt und letzeres bis zum Anschlag nach unten gedrückt. Nach ca. 4 Minuten wurde die Presse geöffnet. Das über den Rand der Vertiefung überstehende Material wurde flachgestrichen und mittels einer flachen Stahlform und der Druck-Prägepresse etwa 5 Minuten gepreßt.
Dann wurde das verarbeitete Material aus der Form genommen. Die so enstandene geprägte ("tiefgezogene") Verpackungseinlage war so steif, daß sie auf dem Boden der Vertiefung stehend ihre Form bewahrte. Die Leinenoberfläche wies manchmal an den flachen Abschnitten um die Ecken der Vertiefung herum eine leichte Fältelung auf, was in diesem Fall einen ästhetisch ansprechenden Effekt bewirkte.
Beispiel 5
Es wurde eine Verpackungseinlage mit 8 symmetrisch angeordneten zylinderförmigen Vertiefungen mit rundem Boden, deren Durchmesser ungefähr 8mm und deren größte lichte Höhe ungefähr 6 mm betrug, aus dem Material des Beispiels 1 oder aus einem Material aus zwei Pergaminpapierschichten von jeweils 40 g/cm 2 Flächengewi.cht, das analog wi.e i.n Bei.spi.el 1 frisch kaschiert nach 30minütiger Preßzeit, also noch im feuchten Zustand, verwendet wurde, hergestellt.
Als Patrizen wurden 8 Stahlkugeln mit einem Durchmesser von 8 mm verwendet. Als Matrizenwerkzeug diente eine Holzplatte, in die symmetrisch 8 zylinderförmige Vertiefungen mit einem Durchmesser von 9 mm und einer Tiefe von etwas mehr als 6 mm gebohrt worden waren. Bei der Verwendung des Materials aus Beipiel 1 wurde die Druck-Prägepresse auf ungefähr 200°C angeheizt, und die als Patrizen dienenden Stahlkugeln wurden durch Erhitzen auf einer Herdplatte auf ungefähr die gleiche Temperatur gebracht. Bei der Verwendung des zweischihctigen Pergaminpapiers wurden die Werkzeuge nicht erhitzt. Ein Zuschnitt des Materials wurde über die Vertiefungen der als Matrize dienenden Holzplatte, die in die Druck-Prägepresse eingespannt war, gelegt. Nun wurde eine einzelne Kugel auf eine Stelle des Materials, die sich über einem der mittleren Löcher befand, gelegt, ein Holzklötzchen zwischen die Kugel und das Oberwerkzeug der Prägepresse durch Herabsenken des letzteren eingespannt, das Material mit Hilfe dieser Vorrichtung im Verlauf von ca. 30 Sekunden in die Vertiefung gepreßt und anschließend die Presse geöffnet, wobei die Kugel jedoch noch in der Vertiefung verblieb. Nacheinander, von innen nach außen vorgehend, wurden so alle Vertiefungen im Material durch aufeinanderfolgendes Einpressen einzelner Kugeln ausgebildet. Am Schluß wurden die flachen Abschnitte der Verpackungseinlage mit einer flachen, im Fall des Materials von Beispiel 1 auf ungefähr 200°C erhitzten Stahlform mit Hilfe der Prägepresse 30 Sekunden gepreßt.
Nach Beendigung des Preßvorgangs wurde die als Matrize dienende Holzplatte aus der Prägepresse genommen und zur Entnahme der Kugeln umgedreht. Dann wurde die geprägte Verpackungseinlage aus der als Matrize dienenden Holzplatte herausgehoben. Obwohl die zylinderförmigenVertiefungen in der Holzplatte keinen völlig an die Patrizen angepaßten Boden aufwiesen, waren die geprägten Vertiefungen, insbesondere bei dem unter Erhitzen verarbeiteten Material, von innen und außen gleichmäßigem, glattemAussehen. Insbesondere das kaltgeprägte Material wies allerdings nach dem anschließenden Trocknen auf der Oberfläche meist eine leichte Kräuselung auf. Beide Materialien waren nach der Verarbeitung so steif, daß sie auf den Hohlräume ruhend ihre Form bewahrten.
Beispiel 6
Es wurde das Unterteil einer Blisterverpackung für Medikamente mit 12 zylinderförmigen, am Boden abgerundeten Vertiefungen einer größten lichten Höhe von etwa 3 mm und einem Durchmesser von etwas über 6 mm aus dem Material von Beispiel 1 hergestellt.
In ein Teigwellholz (Holzzylinder) mit ca. 10 cm Durchmesser wurden Polsternägen mit einem runden Kopf von ca. 6 mm Durchmesser dreireihig (Abstand der Reihen: 15 mm) entlang eines Zylinderumfangs im Abstand von 15 mm eingelassen. Diese Werkzeug diente als Patrize. In ein flaches Holzbrett wurden dreireihig in einem Rechteck angeordnet 30 zylinderförmige Vertiefungen mit einem Durchmesser von etwa 9 mm und einer Tiefe von etwas mehr als 3mm im jeweiligen Abstand von 15 mm gebohrt, die als Matrizen dienten. Ein Zuschnitt des Materials von Beipiel 1 wurde über die Vertiefungen gelegt. Dann wurde, beginnend an einem äußeren Rand des Matrizenteils, eine Patrizenreihe des obigen Holzzylinders in die entsprechende Matrizenreihe vorsichtig von Hand eingedrückt, und der Zylinder wurde langsam im Verlauf von etwa 5 Minuten über dem Material auf dem Matrizenteil abgerollt. Anschließend wurde der flache Abschnitt des Zuschnittes wie in den Beipielen 2 bis 5 glattgepreßt. Der geprägte Zuschnitt wurde dem Matrizenteil entnommen, auf vollständig rechteckige Form zugeschnitten und zur Demonstration mit einem Pergamin- Deckblatt verklebt. Die Vertiefungen waren auf beiden Seiten gleichmäßig und fast völlig glatt ausgebildet.

Claims

Patentansprüche
1. Profilkörper, dadurch gekennzeichnet, daß er aus ein- oder mehrschichtigem Papiermaterial besteht, dessen Einzelschichten ein Flächengewicht von höchstens 150
2 g/cm aufweisen, daß er einen oder mehrere Hohlräume einer lichten Höhe von mindestens 1,5 mm aufweist und daß die Hohlräume durch Prägen mittels einer Patrize
(positiven Form) und einer entsprechenden Matrize (negativen Form) hergestellt sind.
2. Profilkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß er als Verpackung oder Verpackungsteil mit einer oder mehreren Hohlräumen zur Aufnahme für nicht- gasförmige Waren ausgebildet ist.
3. Profilkörper nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß er aus einer einzigen Papierschicht gebildet ist.
4. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß er aus zwei Papierschichten gebildet ist.
5. Profilkörper nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Papierschichten flächig miteinander verklebt (kaschiert) sind.
6. Profilkörper nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Klebstoff ein biologischer Klebstoff ist.
7. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiermaterial eine Verstärkungsschicht aus einem Gewirk, Geflecht, fein- und grobmaschigen Gewebe, Filz, Wirrvlies, Faserbändern oder Einzelfasern eines Naturfasermaterials pflanzlichen oder tierischen Ursprungs, das eine kleinere Steifigkeit als die steifste Papierschicht hat, aufweist.
8. Profilkörper nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verstärkungsschicht aus Leinen oder Zellstoff, vorzugsweise in Form von verleimter oder unverleimter Gaze, besteht.
9. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß er durchweg aus natürlich vorkommenden Materialien bestehen.
10. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens eine Papierschicht aus folgender Gruppe ausgewählt ist: Pergament-, Pergamentersatz-, Pergamin-, Öl- bzw. mit Wachs beschichtetes bzw. imprägniertes Papier, Transparentpapier, sowie Seidenpapier, insbesondere Leinen-kaschiertes Seidenpapier (Hansaleinen) , wobei auch gewellte Formen der aufgeführten Papiersorten zum Einsatz kommen können.
11. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß eine Papierschicht eine Gas- und Wasserdampf-undurchlässige Papierschicht ist.
12. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere Papierschicht bedruckbar ist.
13. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß zumindest Abschnitte desselben transparent sind.
14. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Hohlraum bzw. die Hohlräume hinterschnitten sind.
15. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß er eine Materialgrundfläche (13), gegebenenfalls einen abgekanteten Rand (11) und eine abgekantete Standfläche (14) aufweist.
16. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß es fest oder lose mit einem die Hohlräume abdeckenden, flachen Deckteil (21) versehen ist.
17. Profilkörper nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß das Deckteil aus einem Material, wie es in den Ansprüchen 1 und 3 bis 13 definiert ist, besteht.
18. Profilkörper nach Anspruch 16 oder 17, dadurch gekennzeichnet, daß er mit dem Deckteil zumindest an allen Rändern dicht verbunden, bevorzugt versiegelt, ist (z.B. Blisterverpackung (20) ) .
19. Profilkörper nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß er mit mindestens einem weiteren Profilkörper der Ansprüche 1 bis 15 zu einem Behälter verbunden ist.
20. Profilkörper nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß er und der mindestens eine weitere Profilkörper aus einem einzigen Zuschnitt hergestellt sind und über Faltlinien zusammenhängen.
21. Profilkörper nach Ansprüche 19 oder 20, dadurch gekennzeichnet, daß er mit dem mindestens einem weiteren Profilkörper zumindest an allen Rändern dicht verbunden, vorzugsweise versiegelt, ist.
22. Profilkörper nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, daß er ein Loch (48) zur Aufnahme eines Verschlusses (47) aufweist.
23. Profilkörper nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß er die Form einer Tube (41) mit einem in das Loch eingefügten Verschluß (47) aufweist.
24. Faserverstärktes Papierma*terial zur Herstellung eines Profilkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß es aus zwei kaschierten Papierschichten, unabhängig ausgewählt aus Pergament-,
Pargamentersatz- und Pergaminpapier mit einem Höchstgewicht von 150 g/cm 2, mit einer dazwischen angeordneten Verstärkungsschicht aus verleimter oder unverleimter Gaze besteht.
25. Faserverstärkte Papiermaterial nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß eine äußere, gegebenenfalls weitere
Schicht aus einem nicht-transparenten, bedruckbaren Papier ist.
26. Verfahren zum Herstellen eines Profilkörpers nach einem der Ansprüche 1 bis 23, dadurch gekennzeichnet, daß der oder die Hohlräume durch Prägen eines Zuschnitts oder eines Bandmaterials mittels einer oder mehreren positiven Formen (Patrizen) und einer oder mehreren entsprechenden negativen Formen (Matrizen) gebildet werden.
27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, daß das Papiermaterial vor oder während des Prägens mit einer hydrophilen, Wasserstoffbrücken ausbildenden Flüssigkeit, bevorzugt Wasser oder Wasserdampf, behandelt wird.
28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Patrize(n) oder die Matrize(n) oder beide Prägewerkzeuge auf eine Temperatur über Raumtemperatur bis 220°C erhitzt werden.
29. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28 zum Prägen mehrerer Hohlräume, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Patrizen (58) auf dem Umfang eines Zylinders (56) befinden, der zum Prägen über einem auf den Matrizen liegenden Material abgerollt wird.
30. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28 zum Prägen mehrerer Hohlräume, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Patrizen (58) und Matrizen (59) jeweils auf dem Umfang von Zylindern (56, 57) befinden, die sich gegensinnig drehen, und durch durch deren Walzenspalt das Papiermaterial (55) während des Prägevorgangs hindurchbewegt wird.
31. Verfahren nach Anspruch 30, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere der Zylinder in Förderrichtung des Papiermaterials V-förmig gestaffelt zum Prägen verwendet werden.
31. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 28 zum zeitlich gestaffelten Prägen mehrerer Hohlräume, dadurch gekennzeichnet, daß einzeln heb- und senkbare Patrizen (64) verwendet werden.
32. Verfahren nach einem der Ansprüche 26 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß hinterschnittene Hohlräume, deren Wände mit der Materialgrundfläche einen Winkel von weniger als 90° einschließen, durch expandierbare Patrizen, die in einem nicht-ausgedehnten Zustand in die Matrize eingedrückt, darin anschließend ausgedehnt und zum Herausziehen wieder zusammengezogen werden, gebildet werden.
EP93911745A 1992-05-14 1993-05-14 Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben Withdrawn EP0643644A1 (de)

Applications Claiming Priority (7)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE9206574 1992-05-14
DE9206574U 1992-05-14
DE9211312U 1992-08-22
DE9211312U DE9211312U1 (de) 1992-05-14 1992-08-22
DE19924236447 DE4236447A1 (de) 1992-05-14 1992-10-28 Profilkörper auf Papierbasis und Verfahren zur Herstellung derselben
DE4236447 1992-10-28
PCT/DE1993/000423 WO1993023240A2 (de) 1992-05-14 1993-05-14 Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben

Publications (1)

Publication Number Publication Date
EP0643644A1 true EP0643644A1 (de) 1995-03-22

Family

ID=27204390

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP93911745A Withdrawn EP0643644A1 (de) 1992-05-14 1993-05-14 Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben

Country Status (4)

Country Link
EP (1) EP0643644A1 (de)
AU (1) AU5173093A (de)
DE (1) DE4236447A1 (de)
WO (1) WO1993023240A2 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE4403751A1 (de) * 1994-02-08 1995-08-10 Strepp Gmbh & Co Kg Papierfabr Polstermaterial sowie Verfahren zur Herstellung dieses Polstermaterials
DE19509863A1 (de) * 1995-03-17 1996-04-11 Peter H Meier Verfahren und Vorrichtung zur Verformung von Papier und Karton
WO1996029196A1 (de) * 1995-03-17 1996-09-26 Meier Peter H Verfahren und vorrichtung zur verformung von papier und karton
DE29607968U1 (de) * 1996-05-02 1996-10-24 Steinhauer Bjoern Dr Kondom für Hygienezwecke
DE102011087742A1 (de) * 2011-12-05 2013-06-06 Papierfabrik Schoellershammer Heinr. Aug. Schoeller Söhne GmbH & Co. KG Transparente Wellpappe
DE102019124699A1 (de) * 2019-09-13 2021-03-18 Ar Packaging Gmbh Verfahren zum Herstellen von zumindest teilweise stabförmigen Erzeugnissen aus Papier, Karton oder einem anderen faserhaltigen Material
DE102022113982A1 (de) * 2022-06-02 2023-12-07 Syntegon Technology Gmbh Verpackung aus faserbasiertem Packmaterial

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE94859C (de) *
DE137843C (de) *
NL28259C (de) * 1925-08-20
US1784906A (en) * 1927-08-08 1930-12-16 Oxhandler Leopold Method of embossing fiber sheets
FR784989A (fr) * 1934-02-14 1935-07-30 Procédé de fabrication de nattes isolantes
GB519505A (en) * 1937-11-06 1940-03-28 Johannes Wildenhain Improvements in or relating to collapsible tubular containers
GB577151A (en) * 1944-03-03 1946-05-07 Walter Mcgeorge Improvements in or relating to packages or wrappers for small discrete bodies to facilitate the opening thereof
FR911662A (fr) * 1945-01-26 1946-07-17 Creations Artistiques & Tech S Procédé pour la manipulation, le conditionnement, l'emballage et l'exposition de petits objets de forme définie, tels que les ampoules de verre, les petits flaconnages et autres articles analogues
DE1155967B (de) * 1961-08-01 1963-10-17 Karl Lang K G Papierverarbeitu Verfahren zur Herstellung einer Verpackungseinlage und Vorrichtung zu seiner Durchfuehrung
FR1398104A (fr) * 1964-03-26 1965-05-07 Participations Et Procedes Ind éléments déshydratants et leur procédé de fabrication
AT269628B (de) * 1965-11-15 1969-03-25 Karl Dipl Ing Dr Mont Hanke Verfahren und Vorrichtung zur räumlichen Formung fabrikationsnasser, ebener Faserstoffbahnen
AU439989B2 (en) * 1967-04-10 1973-08-31 Rudd-Melikian, Inc A beverage tape
FI206273A (de) * 1973-06-27 1974-12-28 Keskuslaboratorio
US4246223A (en) * 1978-11-20 1981-01-20 Peerless Machine And Tool Corporation Method and apparatus of making a compartment tray
FR2524026B1 (fr) * 1982-03-25 1985-09-13 Arjomari Prioux Matieres cellulosiques transparentisees et leurs applications, leur procede de fabrication et les compositions de transparentisation correspondantes
JPS60143926A (ja) * 1983-12-30 1985-07-30 Nippon Petrochem Co Ltd 凹凸シートの成形装置
DE3922644A1 (de) * 1989-07-10 1991-01-17 Pietrek Reinhold Gmbh Schale fuer verkaufspackungen von nahrungsmitteln
CA2060567C (en) * 1991-02-04 1997-06-10 Galyn Arlyn Schulz Apparatus for embossing a fibrous web

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See references of WO9323240A3 *

Also Published As

Publication number Publication date
WO1993023240A2 (de) 1993-11-25
WO1993023240A3 (de) 1994-05-11
DE4236447A1 (de) 1993-11-18
AU5173093A (en) 1993-12-13

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP2080715B2 (de) Becher aus einem Papiermaterial
EP3290354B1 (de) Lebensmittelverpackung mit zumindest einer teilschale aus einem papiermaterialabschnitt
DE60133828T2 (de) Mehrlagige Bahn eines saugfähigen Papiers
DE112004001080B4 (de) Wegwerfbares Essutensil aus Papier und Metallform zum Herstellen eines Gefäßes aus Papier
EP3677528A1 (de) Packung für zigaretten
DE2407346A1 (de) Verpackungsbehaelter
DE3008817C2 (de)
WO2008009372A1 (de) Becher aus einem papiermaterial
EP1343692A1 (de) Verfahren zur herstellung einer mit tabletten gefüllten verpackung und verpackung
CH636820A5 (de) Dosenverschluss.
EP0643644A1 (de) Profilkörper auf papierbasis und verfahren zur herstellung derselben
DE1461280A1 (de) Mehrschichtblaetter aus Papier od.dgl.mit Hohlraeumen zur Aufnahme von vorzugsweise pulverfoermigen Stoffen und Verfahren zur Herstellung solcher Mehrschichtblaetter
DE60029984T2 (de) Verfahren zur herstellung eines verpackungsbehaelters mit einer oeffnungsvorrichtung
EP2773576B1 (de) Zigarettenpackung in der ausführung als klappschachtel
EP0380942B1 (de) Verfahren zum Verkleben eines mit Kunststoffolie laminierten Kartonzuschnittes, insbesondere für Klappdeckelschachteln für Cigaretten
WO1991000835A1 (de) Schale für verkaufspackungen von nahrungsmitteln
EP0003623B1 (de) Verpackung für feste oder pastöse Füllgüter
DE4137802A1 (de) Produkt aus papier oder karton
EP0911272B1 (de) Einsteckdeckel, Dose damit und Verfahren zu seiner Herstellung
DE4009508C2 (de)
DE3545406A1 (de) Verfahren zur herstellung von mit dekorierten oberflaechen versehenen moebeln aus wellpappe
EP3725492B1 (de) Verfahren zum herstellen eines behälters mit einer barrierefolie und behälter mit einer barrierefolie
DE2709025A1 (de) Verfahren zur verklebung der fabrikkanten von wellpappen-verpackungen, sowie danach hergestellte faltkiste
EP4242128A1 (de) Deckel aus papier, pappe oder papierähnlichem material und verfahren zum herstellen eines deckels
EP3939897A1 (de) Verfahren zum herstellen von verpackungen aus zellulosehaltigem flachmaterial mit einem umlaufenden randflansch und einer barrierefolie

Legal Events

Date Code Title Description
PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

17P Request for examination filed

Effective date: 19941213

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AT BE CH DE DK ES FR GB GR IE IT LI LU NL PT SE

17Q First examination report despatched

Effective date: 19950404

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE APPLICATION IS DEEMED TO BE WITHDRAWN

18D Application deemed to be withdrawn

Effective date: 19981201