EP3599183A1 - Verbundpackung mit einem ellipsenartigen überbeschichteten loch und karton/kunststoff-verbundmaterial und einen zuschnitt daraus und ein ausgiesselement zur verwendung mit einer solchen verbundpackung - Google Patents

Verbundpackung mit einem ellipsenartigen überbeschichteten loch und karton/kunststoff-verbundmaterial und einen zuschnitt daraus und ein ausgiesselement zur verwendung mit einer solchen verbundpackung Download PDF

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EP3599183A1
EP3599183A1 EP18020342.4A EP18020342A EP3599183A1 EP 3599183 A1 EP3599183 A1 EP 3599183A1 EP 18020342 A EP18020342 A EP 18020342A EP 3599183 A1 EP3599183 A1 EP 3599183A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
composite package
cutting element
composite
over
package according
Prior art date
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Withdrawn
Application number
EP18020342.4A
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
Markus Wassum
Remo Zürcher
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SIG Combibloc Services AG
Original Assignee
SIG Technology AG
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
Application filed by SIG Technology AG filed Critical SIG Technology AG
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Priority to BR112021000194-8A priority patent/BR112021000194A2/pt
Priority to PCT/EP2019/069122 priority patent/WO2020020706A1/de
Priority to ES19739614T priority patent/ES2967986T3/es
Priority to PL19739614.6T priority patent/PL3826930T3/pl
Priority to CN201980047897.4A priority patent/CN112437743B/zh
Priority to US17/262,324 priority patent/US20210331828A1/en
Priority to EP19739614.6A priority patent/EP3826930B8/de
Publication of EP3599183A1 publication Critical patent/EP3599183A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

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    • 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
    • B65D5/72—Contents-dispensing means
    • B65D5/74—Spouts
    • B65D5/746—Spouts formed separately from the container
    • B65D5/747—Spouts formed separately from the container with means for piercing or cutting the container wall or a membrane connected to said wall
    • B65D5/748—Spouts formed separately from the container with means for piercing or cutting the container wall or a membrane connected to said wall a major part of the container wall or membrane being left inside the container after the opening

Definitions

  • the invention relates to a composite package, in particular a parallelepiped cardboard / plastic composite package for flowable products, with an elliptical overcoated hole provided in the gable of the composite package and having an ellipse main axis and an ellipse secondary axis, as well as a pouring element, which has a base body, a hollow cylindrical one that is movably guided in the base body Cutting element having an outer cylinder diameter and a reclosable screw cap, the screw cap serving to drive the cutting element, which thus forms a pouring opening in the region of the overcoated hole, when the composite package is opened for the first time, and wherein first guide means formed on the cutting element interact in a corresponding manner with second guide means formed on the base body ,
  • the invention relates to a cardboard / plastic composite material and a blank thereof, as well as a pouring element for use with such a composite package.
  • Composite packs consisting of a cardboard / plastic composite pack (hereinafter pack) and a pouring element, are known in practice in a wide variety of variations.
  • the exact layer structure of the composite material can vary depending on the requirements, but at least consists of a carrier layer made of cardboard and cover layers made of plastic.
  • a barrier layer e.g. aluminum, polyamide or ethylene-vinyl alcohol copolymer
  • Such a package is normally made in one of two types of packaging machines.
  • an endless web of sterilized composite material is formed and sealed into a tube, after which it is filled with the likewise sterilized filling material and is sealed and cut transversely to it at regular intervals.
  • the resulting "packing pillows" then formed into parallelepiped packs along the pre-folded edges.
  • the sealing seam created during cross sealing in the gable area is usually referred to as the gable seam.
  • the other variant takes blanks from composite material, which are first formed into packing sleeves by sealing the longitudinal seam and then formed on thorns to form semi-finished packs that are open on one side, then sterilized, filled, and finally sealed and finally shaped.
  • pouring elements are also applied to the gable of the composite package.
  • the most common of these pouring elements are in three parts and consist of a base body that adheres to the outside of the composite material, a screw cap and a hollow cylindrical cutting element that opens the previously gastight pack for the first time and thus forms a pouring opening.
  • These pouring elements are usually applied by separate machines, either with the help of hot melt adhesives or by welding the base body to the outer plastic cover layer.
  • the composite packaging is usually adapted accordingly.
  • the pouring element with its cutting element could be made stable enough that it cuts easily through the entire composite material.
  • a weakened area is created there, which is mainly known in two different versions.
  • so-called weakening lines are introduced into the outer layers of the composite material, which, depending on the geometry and size of the cutting element to be used, enable easier separation.
  • the weakened area can be designed as a so-called "over-coated hole".
  • the first two options have the disadvantage that open cardboard edges are created, which come into direct contact with the filling material when pouring. This can lead to cardboard fibers in the product as well as changes in taste of the same. Therefore, an over-coated hole is usually preferred as the solution.
  • an overcoated hole like this in the EP 2 528 731 A1 described in more detail below, is still formed during the production of the composite material.
  • a hole is punched out in the cardboard carrier layer, so that after it has been coated with the plastic cover layers, there is a local weakening in the composite material. It therefore consists of all the usual layers of the composite material without a punched-out cardboard backing layer: the plastic cover layers, possibly a barrier layer and, if necessary, further laminating and adhesion promoter layers.
  • the size of the over-coated hole should be defined as that of the punched-out hole from the cardboard carrier layer, not the point at which the other layers meet.
  • the width of the packing gable is transverse to the running direction
  • the hole in the running direction - where it is not limited by edges that are too close and has higher tolerances - is made longer than transverse to it.
  • Such an elliptical hole shape can also be designed as an elongated hole.
  • the later gable seam lies transversely to the running direction, which prevents the above-mentioned design and leads to a round hole shape with a radius that is just as limited by the width of the gable as the minor axis of the ellipse in the first example.
  • the EP 1 088 765 A1 describes a pouring element and associated with it a generic composite package.
  • the base body, screw cap and cutting element together form a pouring element which, when actuated for the first time, separates the over-coated hole in a large area and forces the non-severed part of it to the side in order to create a pouring opening.
  • the movement of the cutting element is guided by a thread on its outside in the base body and is driven by the screw cap.
  • the present invention is based on the object of designing and developing the above-mentioned composite packing in such a way that the largest possible outflow diameter can be created while maintaining an already existing variant of an over-coated hole, or that the system of over-coated hole and cutting element is optimized beyond its normal limits.
  • Another teaching of the invention provides that the lengths of the main axis of the ellipse and the minor axis of the ellipse correspond and the over-coated hole is thus circular.
  • the cutting element is designed to be movable on a screw thread-shaped path or a path with different pitches for the first opening of the composite package.
  • the cutting element can thus be guided as simply as possible on a thread or, in modified variants, also on several successive sections. Individual sections can guide the cutting element purely axially downward, purely horizontally or with any inclinations of their helical paths.
  • a further embodiment of the invention provides that the first guide means are designed in a lower area in a lower area facing the overcoated hole than in the remaining area.
  • very high forces act on the guide means when the cutting element is immersed in the package.
  • the cutting element will always come into contact with the cardboard carrier layer or even displace it at least in a certain area.
  • the further the cutting element is already immersed through the over-coated hole the smaller the remaining areas in which the first and second guide means still mesh. In the end position, these are only the upper area of the cutting element and correspondingly the lower area of the base body or their Guide means.
  • the first guide means should therefore remain as strong as possible in that upper area, while as little friction as possible should be generated in the lower area when immersed through the over-coated hole and thus along the edge of the cardboard carrier layer.
  • the lower area of the first guide means should therefore be designed with the lowest possible height.
  • the lower region should be below the overcoated hole when the composite pack is open and thus within the composite pack. This describes the position of the cutting element in comparison to the pack in its end position at the end of the opening process of the composite pack.
  • the first and second guide means are designed as a combination of individual guide walls and / or individual cams. This enables any combination of sections that specify different slopes of the path of the cutting element. As soon as the cutting element is set in motion by the screw cap, the cams can be guided along the guide walls and thus steer the cutting element along the predetermined path.
  • Various embodiments are conceivable here, for example guide walls on the cutting element and base body or cams on one of the two components combined with guide walls on the other.
  • first guide means are designed as a first thread and the second guide means are designed as a second thread.
  • first guide means are designed as a first thread and the second guide means are designed as a second thread.
  • the first thread is interrupted in the lower region.
  • Interruptions in the thread can cause the resistance forces that occur when immersing through the over-coated hole be reduced. Particularly in the case of a multi-start thread, these can be designed such that at a given immersion depth at least some of the thread turns are interrupted. Interruptions at different heights in the respective thread turns could, for example, reduce the average outer diameter in the lower region of the cutting element without causing the same to be too great a variance. This enables easier and even immersion through the over-coated hole.
  • the heights of the threaded sections in the lower area of the cutting element are designed with a bevel at the front in the direction of rotation.
  • the part of each thread section lying in the front in the direction of rotation is the first part which comes into contact with the surface of the pack. It is therefore easier to immerse if this section is chamfered at an angle that is as flat as possible in order to enable these threaded sections to be screwed in continuously.
  • the second thread is designed as a threaded section and / or cam.
  • the pouring element and the over-coated hole are arranged eccentrically, so that even if the cylinder outer diameter corresponds exactly to the length of the ellipse minor axis, the cutting element is at least partially outside the over-coated hole when it is opened for the first time.
  • This eccentric arrangement often occurs when the pouring elements are passed from a corresponding application device onto the Packs can be applied.
  • Such devices will always have a certain tolerance, which in many cases makes it impossible for the corresponding parts to lie exactly on one another.
  • the specific embodiment of the composite package also enables the application devices to run with higher tolerances and, as a result, also higher speeds.
  • the cutting element is made from impact-modified polystyrene.
  • an impact modified polystyrene ensures a more stable component.
  • Fig. 1A shows a composite pack 1, as it has long been known as a parallelepiped cardboard / plastic composite pack for flowable products.
  • a pouring element 2 is shown, which opens the composite package 1 when actuated for the first time.
  • Figure 1B also shows an over-coated hole 3, which enables the simplified opening of the composite package 1.
  • FIG 2D An embodiment according to the invention is shown in which the section line 4 comes to lie exactly on the edge 5.
  • Last is in Figure 2E again the same variant as in Figure 2D shown, but with an eccentrically applied pouring element 2.
  • the over-coated hole 3 is widened more on one side during the opening process.
  • Fig. 3 first shows the opening area of a composite package 1 in vertical section.
  • the pouring element 2 is applied with a flange 6 of its base body 7 around the over-coated hole 3.
  • the base body 7 also has a tube 8.
  • a screw cap 9, which is used for the first opening and later reclosing of the composite package 1, is additionally provided with a manipulation locking ring 10, which breaks off when the screw cap 9 is actuated for the first time and remains in the lower region of the base body 7.
  • the cutting element 11 is connected via its first guide means 12 to the second guide means 13 of the base body and is guided therein, these being designed as interruptions in the illustrated and preferred embodiment as a pair of threads.
  • the cardboard / plastic composite material consists of a cardboard carrier layer 15, an aluminum layer 16 and inner and outer plastic cover layers 17.
  • the punched-out edge 5 of the cardboard carrier layer 15, which defines the outer boundary of the over-coated hole 3, can also be seen particularly well.
  • the overlap of the cutting element 11 with this area is also evident.
  • Fig. 4 the cutting element 11 is shown individually.
  • the thread is additionally formed in the lower region with a lower height, which, together with the interruptions 18, facilitates immersion in the composite material.
  • the cutting element 11 also has two cutting teeth 19, approximately opposite in the preferred embodiment, in order to perforate and cut the composite material.
  • the opened composite package is in the cut view of the Fig. 5 to be seen from the inside, a tab 20 being particularly noticeable. This occurs because the over-coated hole 3 loses its tension during the cutting process before the cutting element 11 could cut a complete circle.
  • the tab 20, which corresponds approximately to the cut over-coated hole 3, then only stops at a single segment, is pushed aside by the further movement of the cutting element 11 and thus releases the pouring opening. This segment is sufficient to keep the tab 20 in its "opened" state when the composite package 1 is open, in order to reliably prevent the tab 20 from being torn off unintentionally. Since that Cutting element 11 fills the entire over-coated hole 3, in contrast to conventional designs, no remaining edge area of the over-coated hole 3 around the cutting element 11 can be seen.

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
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Abstract

Dargestellt und beschrieben sind eine Verbundpackung, insbesondere parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte, mit einem im Giebel der Verbundpackung (1) vorgesehenen und ellipsenartigen überbeschichteten Loch (3) mit einer Ellipsenhauptachse (H) und einer Ellipsennebenachse (N), sowie einem Ausgießelement (2), welches einen Grundkörper (7), ein im Grundkörper (7) bewegbar geführtes, hohlzylinderförmiges Schneidelement (11) mit einem Zylinderaußendurchmesser (D) und eine wiederverschließbare Schraubkappe (9) umfasst, wobei die Schraubkappe (9) beim erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) zum Antreiben des Schneidelements (11), welches so im Bereich des überbeschichteten Lochs (3) eine Ausgießöffnung bildet, dient und wobei am Schneidelement (11) ausgebildete erste Führungsmittel mit am Grundkörper ausgebildeten zweiten Führungsmitteln korrespondierend zusammenwirken. Um einen möglichst großen Ausflussdurchmesser, unter Beibehaltung einer bereits bestehenden Variante eines überbeschichteten Lochs (3), zu schaffen oder um das System von überbeschichtetem Loch (3) und Schneidelement (11) über seine normalen Grenzen hinaus zu optimieren, ist vorgesehen, dass der Zylinderaußendurchmesser (D) wenigstens so gross ist wie die Länge der Ellipsennebenachse (N). Dies führt dazu, dass mit der Seitenwand des hohlzylinderförmigen Schneidelements (11) das überbeschichtete Loch (3) zumindest abschnittweise ausgedehnt wird.

Description

  • Die Erfindung betrifft eine Verbundpackung, insbesondere parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte, mit einem im Giebel der Verbundpackung vorgesehenen und ellipsenartigen überbeschichteten Loch mit einer Ellipsenhauptachse und einer Ellipsennebenachse, sowie einem Ausgießelement, welches einen Grundkörper, ein im Grundkörper bewegbar geführtes, hohlzylinderförmiges Schneidelement mit einem Zylinderaußendurchmesser und eine wiederverschließbare Schraubkappe umfasst, wobei die Schraubkappe beim erstmaligen Öffnen der Verbundpackung zum Antreiben des Schneidelements, welches so im Bereich des überbeschichteten Lochs eine Ausgießöffnung bildet, dient und wobei am Schneidelement ausgebildete erste Führungsmittel mit am Grundkörper ausgebildeten zweiten Führungsmitteln korrespondierend zusammenwirken. Darüber hinaus betrifft die Erfindung ein Karton/Kunststoff-Verbundmaterial und einen Zuschnitt daraus, sowie ein Ausgießelement zur Verwendung mit einer solchen Verbundpackung.
  • Verbundpackungen, bestehend aus einer Karton/Kunststoff-Verbundpackung (hiernach Packung) und einem Ausgießelement, sind aus der Praxis in unterschiedlichsten Variationen bekannt. Der genaue Schichtaufbau des Verbundmaterials kann je nach Anforderungen variieren, besteht aber zumindest aus einer Trägerschicht aus Karton und Deckschichten aus Kunststoff. Zusätzlich kann eine Barriereschicht (z.B. Aluminium, Polyamid oder Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer) notwendig sein, um bei aseptischen Füllgütern eine erhöhte Barrierewirkung gegen Gase und im Falle von Aluminium auch Licht zu gewährleisten.
  • Eine solche Packung wird normalerweise in einer von zwei Arten von Verpackungsmaschinen hergestellt. In der ersten Alternative wird eine Endlosbahn von sterilisiertem Verbundmaterial zu einer Röhre geformt und versiegelt, wonach sie mit dem ebenfalls sterilisierten Füllgut gefüllt und in gleichmäßigen Abständen quer dazu versiegelt und geschnitten wird. Die so entstehenden "Packungskissen" werden dann entlang der vorgefalzten Kanten zu parallelepipeden Packungen geformt. Die beim Quersiegeln im Giebelbereich entstandene Siegelnaht wird üblicherweise als Giebelnaht bezeichnet. Die andere Variante nimmt Zuschnitte aus Verbundmaterial, welche zunächst durch Versiegeln der Längsnaht zu Packungsmänteln geformt werden und danach auf Dornen zu einseitig offenen Packungshalbzeugen geformt, danach sterilisiert, gefüllt, sowie zuletzt versiegelt und endgeformt werden.
  • Zur vereinfachten Handhabung beim Ausgießen und der Möglichkeit des Wiederverschließens werden auch Ausgießelemente auf den Giebel der Verbundpackung appliziert. Die gängigsten dieser Ausgießelemente sind dreiteilig und bestehen aus einem Grundkörper, der auf der Außenseite des Verbundmaterials haftet, einer Schraubkappe und einem hohlzylinderförmigen Schneidelement, welches die zuvor gasdichte Packung erstmalig öffnet und so eine Ausgießöffnung bildet. Diese Ausgießelemente werden durch meist separate Maschinen appliziert, dies entweder mithilfe von Schmelzklebstoffen oder durch Verschweißen des Grundkörpers mit der äußeren Kunststoffdeckschicht.
  • Da das Verbundmaterial dank des stabilen Schichtaufbaus äußerst schwer aufzutrennen ist, wird die Verbundpackung üblicherweise entsprechend angepasst. Das Ausgießelement mit seinem Schneidelement könnte stabil genug ausgeführt sein, dass es problemlos durch das gesamte Verbundmaterial schneidet. Dies ist allerdings aus Kostengründen zumeist uninteressant. Daher ist es üblich, den Öffnungsbereich so zu präparieren, dass dort ein geschwächter Bereich entsteht, welcher vorwiegend in zwei verschiedenen Ausführungen bekannt ist. Zum einen werden sogenannte Schwächungslinien in die äußeren Schichten des Verbundmaterials eingebracht, welche abgestimmt auf die Geometrie und Größe des zu verwendenden Schneidelements, eine leichtere Trennung ermöglichen. Zum anderen kann der geschwächte Bereich als sog. "überbeschichtetes Loch" ausgeführt sein. Die ersten beiden Möglichkeiten haben den Nachteil, dass jeweils offene Kartonkanten entstehen, welche beim Ausgießen in direkten Kontakt mit dem Füllgut kommen. Dies kann zu Kartonfasern im Produkt sowie auch zu Geschmacksveränderungen desselben führen. Daher wird für gewöhnlich ein überbeschichtetes Loch als Lösung bevorzugt.
  • Ein überbeschichtetes Loch, wie dies in der EP 2 528 731 A1 der Anmelderin näher beschrieben ist, wird noch während der Verbundmaterialherstellung gebildet. Dabei wird in der Kartonträgerschicht ein Loch ausgestanzt, so dass nach ihrer Beschichtung mit den Kunststoffdeckschichten eine lokale Schwächung im Verbundmaterial entsteht. Es besteht also aus allen gewöhnlichen Schichten des Verbundmaterials ohne ausgestanzte Kartonträgerschicht: Die Kunststoffdeckschichten, gegebenenfalls eine Barriereschicht und falls benötigt weitere Laminier- und Haftvermittlerschichten. Im Sinne dieser Erfindung soll die Größe des überbeschichteten Lochs als diejenige des ausgestanzten Lochs aus der Kartonträgerschicht, nicht etwa dem Punkt an dem die übrigen Schichten zusammentreffen, definiert sein.
  • In der Praxis hat sich gezeigt, dass diese Art von Packstoffschwächung nicht zu nahe an Packungskanten oder der Giebelnaht platziert sein kann. Im Besonderen führen die sehr hohen Bahngeschwindigkeiten beim Laminieren des Verbundmaterials zu solchen Einschränkungen. Je nach Abmessungen des Giebelbereichs der Packung gibt es also eine gewisse Größe des überbeschichteten Lochs, die nicht überschritten werden kann. Beschränkend ist hier zumeist die Breite des Packungsgiebels, also der Abstand zwischen der Giebelnaht und der parallel dazu liegenden Packungskante. Andererseits liegt die spätere Giebelnaht während des Laminierungsprozesses entlang der Laufrichtung, was wiederum mit erhöhten Toleranzen des Lochs in dieser Längenausdehnung in Verbindung steht. Da die Breite des Packungsgiebels allerdings quer zur Laufrichtung liegt, wird das Loch in Laufrichtung - wo es nicht durch zu nahe Kanten beschränkt ist und höhere Toleranzen aufweist - länger ausgeführt als quer dazu. Dies führt zu einer ungefähr elliptischen Lochform mit der Ellipsenhauptachse entlang der Laufrichtung und der Ellipsennebenachse quer dazu. Eine solche ellipsenartige Lochform kann auch als Langloch ausgeführt sein.
  • In anderen Produktionssystemen liegt die spätere Giebelnaht allerdings quer zur Laufrichtung, was die obengenannte Ausführung verhindert und zu einer runden Lochform mit einem Radius führt, der ebenso durch die Breite des Giebels beschränkt ist wie die Nebenachse der Ellipse im ersten Beispiel.
  • Die EP 1 088 765 A1 beschreibt ein Ausgießelement und damit einhergehend eine gattungsgemäße Verbundpackung. Grundkörper, Schraubkappe und Schneidelement bilden zusammen ein Ausgießelement, welches bei erstmaliger Betätigung das überbeschichtete Loch in einem großen Bereich auftrennt und den nicht-durchtrennten Teil desselben zur Seite drängt, um eine Ausgießöffnung zu erstellen. Dabei ist das Schneidelement in seiner Bewegung über ein Gewinde an seiner Außenseite im Grundkörper geführt und wird von der Schraubkappe angetrieben.
  • Prinzipiell gilt, dass ein größeres Schneidelement stets erwünscht ist, da dies beim Ausgießen einen größeren Volumenstrom erlaubt, welcher wiederum zu mehr Geschwindigkeit und Kontrolle, insbesondere der Vermeidung von "Gluckern", führt. Selbstverständlich gibt es aber eine Vielzahl an diversen Produkten und Anwendungsfällen. Dies führt dazu, dass eine weite Auswahl von verschiedenen Ausgießelementen in diversen Größen angeboten wird. Die für den Konsumenten unsichtbare Schnittstelle in Form des überbeschichteten Lochs ist bei dieser Auswahl nur insoweit relevant, dass das Schneidelement dieses leicht auftrennen kann während der Grundkörper immer noch sauber außerhalb davon appliziert ist. Eine neue Ausführung des überbeschichteten Lochs bedeutet stets auch Investitionskosten in Form von neuen Stanzwerkzeugen und Druckzylindern mit angepassten Druckbildern, ebenso wie potentiell erhöhte Produktionskosten während des erneuten Kalibrierens der Produktionsprozesse.
  • Davon ausgehend liegt der vorliegenden Erfindung die Aufgabe zugrunde, die eingangs genannte und zuvor näher beschriebene Verbundpackung so auszugestalten und weiterzubilden, dass unter Beibehaltung einer bereits bestehenden Variante eines überbeschichteten Lochs ein möglichst großer Ausflussdurchmesser geschaffen werden kann, oder dass das Systems von überbeschichtetem Loch und Schneidelement über seine normalen Grenzen hinaus optimiert wird.
  • Gelöst wird diese Aufgabe bei einer Verbundpackung mit den Merkmalen des Oberbegriffs von Patentanspruch 1 dadurch, dass der Zylinderaußendurchmesser wenigstens so gross ist wie die Länge der Ellipsennebenachse. Dies führt dazu, dass die Schnittlinie des Schneidelements entlang oder sogar außerhalb des Randes des überbeschichteten Lochs verläuft und daher mit der Seitenwand des hohlzylinderförmigen Schneidelements das überbeschichtete Loch zumindest abschnittweise ausgedehnt wird. Somit wird ein relativ zum überbeschichteten Loch in seiner Größe optimierter Ausflussdurchmesser erstellt.
  • Ebenfalls gelöst wird diese Aufgabe durch ein Karton/Kunststoff-Verbundmaterial, einen Zuschnitt daraus und ein Ausgießelement, welche jeweils ein Teil einer solchen Verbundpackung darstellen.
  • Eine weitere Lehre der Erfindung sieht vor, dass sich die Längen der Ellipsenhauptachse und der Ellipsennebenachse entsprechen und das überbeschichtete Loch somit kreisförmig ausgeführt ist.
  • In weiteren vorteilhaften Ausführungen ist das Schneidelement zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung auf einer schraubgewindeförmigen Bahn oder einer Bahn mit unterschiedlichen Steigungen bewegbar ausgeführt. So kann das Schneidelement möglichst einfach auf einem Gewinde geführt sein oder aber in veränderten Varianten auch auf mehreren aufeinanderfolgenden Abschnitten. Dabei können einzelne Abschnitte das Schneidelement rein axial abwärts, rein horizontal oder mit beliebigen Steigungen ihrer schraubenförmigen Bahnen führen.
  • Eine weitere Ausbildung der Erfindung sieht vor, dass die ersten Führungsmittel in einem dem überbeschichteten Loch zugewandten unteren Bereich mit einer geringeren Höhe ausgebildet sind als im restlichen Bereich. Besonders bei der vorliegenden Erfindung wirken sehr hohe Kräfte auf die Führungsmittel, wenn das Schneidelement in die Packung eintaucht. Im Gegensatz zu bekannten Systemen in denen nur im Bereich des überbeschichteten Lochs geschnitten wird, wird hierbei das Schneidelement immer mindestens in einem gewissen Bereich mit der Kartonträgerschicht in Berührung geraten oder diese sogar verdrängen. Je weiter das Schneidelement also bereits durch das überbeschichtete Loch hindurch eingetaucht ist, desto kleiner sind die restlichen Bereiche, in denen die ersten und zweiten Führungsmittel noch ineinandergreifen. In der Endposition sind das nur noch der obere Bereich des Schneidelements und korrespondierend der untere Bereich des Grundkörpers beziehungsweise deren Führungsmittel. Die ersten Führungsmittel sollten also in jenem oberen Bereich möglichst stark ausgebildet bleiben, während im unteren Bereich möglichst wenig Reibung beim Eintauchen durch das überbeschichtete Loch und somit entlang der Kartonträgerschichtkante erzeugt werden soll. Der untere Bereich der ersten Führungsmittel sollte also mit möglichst geringer Höhe ausgeführt sein.
  • Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung soll sich der untere Bereich bei geöffneter Verbundpackung unterhalb des überbeschichteten Lochs und somit innerhalb der Verbundpackung befinden. Dies beschreibt die Position des Schneidelements im Vergleich zur Packung in seiner Endposition am Ende des Öffnungsvorgangs der Verbundpackung.
  • Bei einer weiteren zweckmäßigen Ausführungsform sind die ersten und zweiten Führungsmittel als eine Kombination von einzelnen Leitwänden und/oder einzelnen Nocken ausgebildet. Dies ermöglicht beliebige Kombinationen von Abschnitten, die verschiedene Steigungen des Weges des Schneidelements vorgeben. Sobald das Schneidelement von der Schraubkappe in Bewegung versetzt wird, können die Nocken entlang der Leitwände geführt werden und so das Schneidelement entlang des vorgegebenen Pfades lenken. Hier sind verschiedene Ausführungsformen denkbar, wie zum Beispiel Leitwände an Schneidelement und Grundkörper oder auch Nocken an einem der beiden Bauteile kombiniert mit Leitwänden am jeweils Anderen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind die ersten Führungsmittel als ein erstes Gewinde und die zweiten Führungsmittel als ein zweites Gewinde ausgebildet sind. Diese Lösung ist vor allem dann angebracht, wenn eine einzelne schraubenlinienförmige Bewegung ausgeführt werden soll. Ein Gewindepaar bietet auch den Vorteil, dass die beiden zusammenwirkenden Teile über einen ausgedehnten Bereich miteinander in Kontakt stehen und so wiederum einen erhöhten Halt gegenüber den beim Öffnungsvorgang auftretenden Kräften bieten.
  • Eine andere Lehre der Erfindung sieht vor, dass das erste Gewinde im unteren Bereich unterbrochen ausgebildet ist. Durch Unterbrechungen im Gewinde können die Widerstandskräfte, die beim Eintauchen durch das überbeschichtete Loch auftreten, verringert werden. Besonders auch bei einem mehrgängigen Gewinde können diese so ausgebildet werden, dass bei einer gegebenen Eintauchtiefe jeweils zumindest ein Teil der Gewindegänge unterbrochen ist. Durch Unterbrechungen auf unterschiedlichen Höhen in den jeweiligen Gewindegängen könnte so beispielsweise der durchschnittliche Außendurchmesser im unteren Bereich des Schneidelements verringert werden, ohne eine allzu große Varianz desselben herbeizuführen. Dies ermöglicht ein leichteres und gleichmäßiges Eintauchen durch das überbeschichtete Loch.
  • Nach einer besonderen Ausführungsart sind die Höhen der Gewindeabschnitte im unteren Bereich des Schneidelements in Drehrichtung vorne abgeschrägt ausgebildet. Während des schraubenlinienförmigen Eintauchens ist der in Drehrichtung vorne liegende Teil eines jeweiligen Gewindeabschnittes die erste Partie, welche mit der Oberfläche der Packung in Berührung kommt. Es dient daher einem einfacheren Eintauchen, wenn diese Partie unter einem möglichst flachen Winkel abgeschrägt ist, um ein stetiges Eindrehen dieser Gewindeabschnitte zu ermöglichen.
  • Nach einer weiteren Lehre der Erfindung ist das zweite Gewinde als Gewindeabschnitte und/oder Nocken ausgeführt. Einerseits sollte es, wenn möglich, Ziel sein Material in solchen Verbrauchsartikeln einzusparen und schon bloß daher eignet sich eine solche Ausbildung des zweiten Gewindes. Andererseits ist es bei mehr als einem Gewindegang oft nötig die Gewinde zu unterbrechen, damit die Produktionswerkzeuge möglichst einfach und kostengünstig gestaltet werden können. Zuletzt kann dies auch so ausgeführt sein, wie es in der EP 1 931 571 B1 der Anmelderin beschrieben ist, um eine simple und direkte Montage der verschiedenen Einzelteile des Ausgießelements zu ermöglichen. Diese vereinfachte Montage funktioniert besonders in Kombination mit den Unterbrechungen im ersten Gewinde.
  • Gemäß einer weiteren Lehre der Erfindung sind das Ausgießelement und das überbeschichtete Loch exzentrisch angeordnet, so dass selbst, wenn der Zylinderaußendurchmesser genau der Länge der Ellipsennebenachse entspricht, das Schneidelement beim erstmaligen Öffnen zumindest teilweise außerhalb des überbeschichteten Lochs liegt. Diese exzentrische Anordnung kommt oft zustande, wenn die Ausgießelemente von einer entsprechenden Applikationseinrichtung auf die Packungen appliziert werden. Solche Einrichtungen werden immer eine gewisse Toleranz aufweisen, welche es in vielen Fällen verunmöglicht, dass die entsprechenden Teile exakt aufeinander zu liegen kommen. Im Stand der Technik führt dies dazu, dass die Schnittbahn des Schneidelements etwas näher an den Rand des überbeschichteten Lochs zu liegen kommt, allerdings nicht außerhalb davon. Die spezifische Ausführungsform der Verbundpackung ermöglicht es in dieser Hinsicht also auch die Applikationseinrichtungen mit höheren Toleranzen und damit einhergehend auch höheren Geschwindigkeiten laufen zu lassen.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung ist das Schneidelement aus schlagzähmodifiziertem Polystyrol gefertigt. Im Gegensatz zu den normalerweise für Schneidelemente verwendeten Polypropylen und Polyethylen, sorgt ein schlagzähmodifiziertes Polystyrol für ein stabileres Bauteil.
  • Die Erfindung wird nachfolgend anhand einer lediglich ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel darstellenden Zeichnung näher erläutert. In der Zeichnung zeigen:
    • Fig. 1A und 1B
    eine erfindungsgemäße Verbundpackung mit und ohne appliziertem Ausgießelement in perspektivischer Ansicht,
    Fig. 2A bis 2E
    eine Draufsicht auf das überbeschichtete Loch einer Verbundpackung gemäß Fig. 1B mit eingezeichneter Schnittlinie in verschiedenen Ausführungen,
    Fig. 3
    ein erfindungsgemäßes appliziertes Ausgießelement aus Fig. 1A im Vertikalschnitt,
    Fig. 4
    ein erfindungsgemäßes Schneidelement eines Ausgießelementes in perspektivischer Ansicht und
    Fig. 5
    eine erfindungsgemäße Verbundpackung mit appliziertem Ausgießelement nach dem erstmaligen Öffnen und Wiederverschließen der Schraubkappe, zur besseren Darstellung in aufgeschnittener perspektivischer Ansicht.
  • In Fig. 1A ist eine Verbundpackung 1 gezeigt, wie sie als parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte für sich schon lange bekannt ist. Im Bereich einer späteren Öffnung angeordnet ist ein Ausgießelement 2 dargestellt, welches bei erstmaliger Betätigung die Verbundpackung 1 öffnet. Fig. 1B zeigt zusätzlich ein überbeschichtetes Loch 3, welches die vereinfachte Öffnung der Verbundpackung 1 ermöglicht.
  • Aus der Vergrößerung des Öffnungsbereichs in Fig. 2A geht deutlich hervor, wie die Schnittlinie 4 eines Schneidmittels im Vergleich zum Rand 5 des überbeschichteten Lochs 3 zu liegen kommt. Hier ist eine erfindungsgemäße Ausführung mit einem ellipsenartigen überbeschichteten Loch 3 mit Ellipsenhauptachse H und Ellipsennebenachse N gezeigt zusammen mit der Schnittlinie 4, welche dem Zylinderaußendurchmesser D entspricht. Der Randbereich des überbeschichteten Lochs 3 wird während des Öffnungsvorgangs also ausgeweitet. Fig. 2B zeigt einen Öffnungsbereich, wie er aus dem Stand der Technik bekannt ist. In Fig. 2C ist eine weitere erfindungsgemäße Variante illustriert, wobei hier das überbeschichtete Loch 3 kreisförmig ausgeführt ist. In Fig. 2D ist eine erfindungsgemäße Ausführung dargestellt, in der die Schnittlinie 4 genau auf den Rand 5 zu liegen kommt. Zuletzt ist in Fig. 2E nochmals dieselbe Variante wie in Fig. 2D gezeigt, allerdings mit einem exzentrisch applizierten Ausgießelement 2. Dabei wird das überbeschichtete Loch 3 während des Öffnungsvorgangs einseitig stärker ausgeweitet.
  • Fig. 3 zeigt zunächst den Öffnungsbereich einer Verbundpackung 1 im Vertikalschnitt. Das Ausgießelement 2 ist hierbei mit einem Flansch 6 seines Grundkörpers 7 um das überbeschichtete Loch 3 herum appliziert. Der Grundkörper 7 weist neben dem Flansch 6 noch einen Tubus 8 auf. Eine Schraubkappe 9, die dem erstmaligen Öffnen und späteren Wiederverschließen der Verbundpackung 1 dient, ist zusätzlich mit einem Manipulationssicherungsring 10 versehen, welcher sich bei der erstmaligen Betätigung der Schraubkappe 9 von dieser wegbricht und im unteren Bereich des Grundkörpers 7 verbleibt. Das Schneidelement 11 ist über seine ersten Führungsmittel 12 mit den zweiten Führungsmitteln 13 des Grundkörpers verbunden und darin geführt, wobei diese im dargestellten und insoweit bevorzugten Ausführungsbeispiel als Gewindepaar mit Unterbrechungen ausgeführt sind. In seiner Bewegungsbahn geführt, wird das Schneidelement 11 durch ein Antriebselement 14 der Schraubkappe 9 beim erstmaligen Öffnen angetrieben und schraubenförmig abwärts bewegt. Während dieser Bewegung wird die Verbundpackung 1 im Bereich des überbeschichteten Lochs 3 aufgetrennt und der Randbereich ausgeweitet. Im Schnittbild gut ersichtlich sind ebenfalls die geringere Höhe H2 des ersten Gewindes im unteren Bereich des Schneidelements, wie auch die normale Höhe H1 im restlichen Bereich.
  • Das Karton/Kunststoff-Verbundmaterial besteht aus einer Kartonträgerschicht 15, einer Aluminiumschicht 16 und inneren und äußeren Kunststoffdeckschichten 17. Besonders gut zu erkennen ist auch der ausgestanzte Rand 5 der Kartonträgerschicht 15, der die äußere Begrenzung des überbeschichteten Lochs 3 definiert. Ebenfalls ersichtlich ist damit auch das Überlappen des Schneidelements 11 mit diesem Bereich.
  • In Fig. 4 ist das Schneidelement 11 einzeln dargestellt. Hier sind insbesondere die ersten Führungsmittel 12 zu sehen, welche als ein Außengewinde mit Unterbrechungen 18 ausgeführt sind. Diese Unterbrechungen 18 im Gewinde ermöglichen eine vereinfachte Montage des dreiteiligen Ausgießelements und auch gewisse Materialeinsparungen. Überdies ist, wie in Fig. 3A deutlicher erkennbar, das Gewinde zusätzlich im unteren Bereich mit einer geringeren Höhe ausgebildet, was zusammen mit den Unterbrechungen 18 das Eintauchen in das Verbundmaterial erleichtert. Das Schneidelement 11 verfügt außerdem über zwei im bevorzugten Ausführungsbeispiel ungefähr gegenüberliegende Schneidzähne 19, um das Verbundmaterial zu perforieren und aufzutrennen.
  • Die geöffnete Verbundpackung ist in der aufgeschnittenen Ansicht der Fig. 5 von innen zu sehen, wobei vor allem eine Lasche 20 auffällt. Diese entsteht, da beim Auftrennvorgang das überbeschichtete Loch 3 seine Spannung verliert, bevor das Schneidelement 11 einen kompletten Kreis schneiden könnte. Die Lasche 20, welche ungefähr dem aufgetrennten überbeschichteten Loch 3 entspricht, hält dann nur noch an einem einzelnen Segment, wird durch die weitere Bewegung des Schneidelements 11 zur Seite gedrückt und gibt damit die Ausgießöffnung frei. Dieses Segment reicht aus, die Lasche 20 bei geöffneter Verbundpackung 1 in ihrem "aufgeklappten" Zustand zu halten, um ein ungewolltes Abreißen der Lasche 20 zuverlässig zu vermeiden. Da das Schneidelement 11 das komplette überbeschichtete Loch 3 ausfüllt, ist im Gegensatz zu üblichen Ausführungen kein restlicher Randbereich des überbeschichteten Lochs 3 um das Schneidelement 11 herum zu sehen.

Claims (16)

  1. Verbundpackung, insbesondere parallelepipede Karton/Kunststoff-Verbundpackung für fließfähige Produkte, mit einem im Giebel der Verbundpackung (1) vorgesehenen und ellipsenartigen überbeschichteten Loch (3) mit einer Ellipsenhauptachse (H) und einer Ellipsennebenachse (N), sowie einem Ausgießelement (2), welches einen Grundkörper (7), ein im Grundkörper (7) bewegbar geführtes, hohlzylinderförmiges Schneidelement (11) mit einem Zylinderaußendurchmesser (D) und eine wiederverschließbare Schraubkappe (9) umfasst, wobei die Schraubkappe (9) beim erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) zum Antreiben des Schneidelements (11), welches so im Bereich des überbeschichteten Loches (3) eine Ausgießöffnung bildet, dient und wobei am Schneidelement (11) ausgebildete erste Führungsmittel mit am Grundkörper ausgebildeten zweiten Führungsmitteln korrespondierend zusammenwirken,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    der Zylinderaußendurchmesser (D) wenigstens so groß ist wie die Länge der Ellipsennebenachse (N).
  2. Verbundpackung nach Anspruch 1,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich die Längen der Ellipsenhauptachse (H) und der Ellipsennebenachse (N) entsprechen und das überbeschichtete Loch (3) somit kreisförmig ausgeführt ist.
  3. Verbundpackung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) auf einer schraubgewindeförmigen Bahn bewegbar ausgeführt ist.
  4. Verbundpackung nach Anspruch 1 oder 2,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) zum erstmaligen Öffnen der Verbundpackung (1) auf einer Bahn mit unterschiedlichen Steigungen bewegbar ausgeführt ist.
  5. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten Führungsmittel in einem dem überbeschichteten Loch (3) zugewandten unteren Bereich mit einer geringeren Höhe (H2) ausgebildet sind als im restlichen Bereich.
  6. Verbundpackung nach Anspruch 5,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    sich der untere Bereich bei geöffneter Verbundpackung (1) unterhalb des überbeschichteten Loches (3) und somit innerhalb der Verbundpackung (1) befindet.
  7. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten und zweiten Führungsmittel als eine Kombination von einzelnen Leitwänden und/oder einzelnen Nocken ausgebildet sind.
  8. Verbundpackung nach einem der vorangehenden Ansprüche,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die ersten Führungsmittel als ein erstes Gewinde (12) und die zweiten Führungsmittel als ein zweites Gewinde (13) ausgebildet sind.
  9. Verbundpackung nach Anspruch 8,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das erste Gewinde (12) im unteren Bereich unterbrochen ausgebildet ist.
  10. Verbundpackung nach Anspruch 9,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    die Höhe der Gewindeabschnitte im unteren Bereich des Schneidelements (11) in Drehrichtung vorne abgeschrägt ausgebildet sind.
  11. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 8 bis 10,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das zweite Gewinde (13) als Gewindeabschnitte und/oder Nocken ausgeführt ist.
  12. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 11,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Ausgießelement (2) und das überbeschichtete Loch (3) exzentrisch angeordnet sind, so dass selbst, wenn der Zylinderaußendurchmesser (D) genau der Länge der Ellipsennebenachse (N) entspricht, das Schneidelement (11) beim erstmaligen Öffnen zumindest teilweise außerhalb des überbeschichteten Loches (3) liegt.
  13. Verbundpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
    dadurch gekennzeichnet, dass
    das Schneidelement (11) aus schlagzähmodifiziertem Polystyrol gefertigt ist.
  14. Karton/Kunststoff-Verbundmaterial mit zumindest einer Kartonträgerschicht (15) und zumindest einer Kunststoffdeckschicht (17), mit darin eingearbeiteten Rillungen zur Ausbildung von Packungskanten, zur Herstellung von Karton/Kunststoff-Verbundpackungen als Teil von Verbundpackungen nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  15. Zuschnitt aus Karton/Kunststoff-Verbundmaterial mit in das Material eingearbeiteten Rillungen zur Ausbildung von Packungskanten, wobei der Zuschnitt in der Größe einer Verbundpackung ausgebildet ist, zur Herstellung einer Karton/Kunststoff-Verbundpackung als Teil einer Verbundpackung nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
  16. Ausgießelement (2) mit einem Grundkörper (7), einem darin bewegbar geführten Schneidelement (11) und einer Schraubkappe (9), zur Verwendung als Teil einer Verbundpackung (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 13.
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EP1088765A1 (de) 1999-10-01 2001-04-04 Tetra Laval Holdings & Finance SA Verschliessbare Öffnungsvorrichtung für Packungen für fliessfähige Nahrungsmittel
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