EP4323281A1 - Dose - Google Patents
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- B65D—CONTAINERS FOR STORAGE OR TRANSPORT OF ARTICLES OR MATERIALS, e.g. BAGS, BARRELS, BOTTLES, BOXES, CANS, CARTONS, CRATES, DRUMS, JARS, TANKS, HOPPERS, FORWARDING CONTAINERS; ACCESSORIES, CLOSURES, OR FITTINGS THEREFOR; PACKAGING ELEMENTS; PACKAGES
- B65D3/00—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines
- B65D3/22—Rigid or semi-rigid containers having bodies or peripheral walls of curved or partially-curved cross-section made by winding or bending paper without folding along defined lines with double walls; with walls incorporating air-chambers; with walls made of laminated material
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- 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
- B31B—MAKING CONTAINERS OF PAPER, CARDBOARD OR MATERIAL WORKED IN A MANNER ANALOGOUS TO PAPER
- B31B2105/00—Rigid or semi-rigid containers made by assembling separate sheets, blanks or webs
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- 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
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- B31B2110/00—Shape of rigid or semi-rigid containers
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- B32B2307/732—Dimensional properties
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- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
- B32B2307/70—Other properties
- B32B2307/75—Printability
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2439/00—Containers; Receptacles
- B32B2439/40—Closed containers
- B32B2439/66—Cans, tins
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B32—LAYERED PRODUCTS
- B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
- B32B2439/00—Containers; Receptacles
- B32B2439/70—Food packaging
Definitions
- the invention relates to a pressure-resistant can with a can jacket made of composite material.
- a pressure-resistant can is a can for the packaging of media that are under pressure or media that can develop such pressure during storage, transport or use.
- the invention thus relates to a fluid container, in particular also a beverage container, which can also be used for outgassing canned beverages such as carbonated mineral water, sweetened beverages, energy drinks or beers because it is a special feature that it is sufficiently pressure-resistant for these purposes. Depending on the version, it is suitable for all types of spray cans with even higher internal pressures.
- the invention relates to a technical production and logistics process that enables the use of such a beverage can to enable the beverage filler and, above all, the can filler to produce the containers on site and as required, preferably synchronously with an existing bottling plant.
- conventional canning companies do not have to modify their canning lines to introduce this new fluid container or beverage container, but can continue to use them seamlessly. They are able to produce their own cans, and the space required for this is a small fraction of the space required for the previously essential buffer store of empty aluminum cans for later filling.
- multi-layer packaging with a packaging sleeve made of paper or cardboard composite material is known, the individual layers of which are either straight or diagonally wound around the longitudinal direction of a mandrel and thus have joint areas with themselves running in the longitudinal direction of the packaging sleeve, or spirally around the longitudinal direction of the Have packaging jacket running shock areas with themselves.
- This packaging can have an inner barrier layer which has a tight fold seam in the joint area of its two edges.
- Cardboard and paper materials are generally used as the composite material of the sheets.
- Such can jackets have hitherto been used for general packaging purposes, for example for packaging powders such as detergents, cocoa powder, or for snacks such as crisps, whereby in the case of foodstuffs the barrier layer on the one hand protects the foodstuff from the ingress of liquids and gases from the outside and on the other hand prevent others from escaping liquids and gases from the food or from the inside of the packaging sleeve.
- a disadvantage of the packaging for carbonated beverages described in WO 9959882 A9 is their special shape, which on the one hand requires its own filling and sealing systems and on the other hand deviates from the shape of a beverage can that is familiar to consumers.
- a disadvantage of the packaging for carbonated beverages described in EP 0101139 A2 is their special shape, which on the one hand requires its own filling and sealing systems and on the other hand deviates from the shape of a beverage can familiar to the consumer, particularly in the area of the base and the lid.
- a composite can for carbonated drinks is known from DE202007010192U1, the jacket of which consists mainly of paper or cardboard material, the wall thickness being specified as 0.5545 mm.
- the disadvantage of DE202007010192U 1 is that the cover consists of a thick sulfate cardboard coated on both sides, which overlaps itself, resulting in a section that is much more widespread than the rest of the cover.
- Another disadvantage is that the lateral edge of the inner and outer edge of the laminate is exposed and therefore has to be additionally sealed, for example with tape.
- WO2012155890A1 describes packaging for carbonated beverages with a jacket made of composite material, with the jacket largely consisting of paper or cardboard material.
- the jacket thickness (or layer thickness) of the composite jacket of the can is between 0.5 and 0.8 mm, with the thickness of the barrier film being 50-120 ⁇ m.
- a disadvantage of WO2012155890A1 is that the entire laminate overlaps itself, which results in a section that is much wider than the rest of the jacket.
- Another disadvantage is that the lateral edge of the inner and outer edge of the laminate is exposed and therefore has to be additionally sealed, for example with tape.
- US Pat. No. 3,687,351 A1 discloses a composite can for carbonated beverages, the shell of which consists mainly of paper or cardboard material, the shell thickness being approximately 0.48 mm.
- the disadvantage is that the layer structure is a thick aluminum layer with a layer thickness of approximately 25 mpi having.
- US Pat. No. 4,642,252 describes packaging for carbonated beverages with jackets made of composite material, where the jacket can consist largely of paper or cardboard material.
- the jacket thickness of the exemplary embodiment according to FIG. 1, FIG. 8 and FIG. 9 is approximately 900 mpi, ie 0.9 mm.
- a disadvantage of US Pat. No. 4,642,252 is that the innermost layer, namely the barrier layer, is wound in a spiral, which increases the length of its folded seam.
- US Pat. No. 4,766,019 proposes a can for carbonated beverages which has a casing made up of several layers of plastic.
- the jacket thickness (or layer thickness) of the jacket is specified as 22 mils, ie approx. 0.56 mm, in one exemplary embodiment.
- US Pat. No. 4,766,019 states that the jacket thickness should be less than 30mils (0.762mm) so that the plastic jacket can be sealed with conventional aluminum lids.
- the disadvantage is that the jacket is made entirely of plastic, which does not seem sustainable.
- the innermost barrier layer is extruded onto a mandrel in US Pat. No. 4,766,019.
- US4181239A also shows a can with a plastic jacket, the disadvantage being that the can jacket is made up purely of plastic layers.
- US Pat. No. 4,181,239A states that the jacket thickness should be between 85 and 770 ⁇ m, preferably between 100 and 400 mpi.
- the prior art shows that it was recognized that the can jacket must not exceed a certain thickness so that it can still be closed with standard aluminum can lids from conventional aluminum cans. Secondly, it seems to have been recognized, at least in the case of can jackets made from several wound individual layers, that the can jacket should not exhibit any major deviations in its layer thickness over the circumference.
- the innermost layer is designed as a thin plastic film or a laminate of different plastic films and possibly an aluminum foil US4181239A, US4766019, and US4642252.
- US Pat. No. 4,642,252 it is also provided that the spiral folded seam of the barrier laminate made of plastic foils and an aluminum foil is laminated by an intermediate layer made of paper.
- US2020189791A1 discloses a can containing a liquid and/or a gaseous medium which has overpressure or develops such during transport or storage, the cylindrical can jacket of the can mainly consisting of paper or cardboard material and having a bottom element at the bottom and a bottom element at the top lid is closed, the can withstanding an internal pressure of at least 5 bar, the innermost layer of the can jacket consisting of a straightly wound barrier layer which has a fold seam running in the longitudinal direction of the can with itself, the barrier layer being a prefabricated laminate of an inner diffusion-tight barrier film or an inner diffusion-tight barrier laminate and an outer layer of kraft paper.
- the object on which the invention is based is to further improve a marketable can jacket made of composite material for a can for pressurized media, in particular carbonated beverages, with the can jacket being able to reliably withstand the prevailing or possible internal pressure of such media and being mainly made of paper or cardboard material.
- a can containing a solid, liquid and/or a gaseous medium which can have overpressure or can develop such pressure during transport or storage
- the cylindrical can jacket of the can being made mainly of paper or paper consists of cardboard material and comprises at least two wound layers and is closed at the bottom with a base element and at the top with a lid element, the innermost layer of the can jacket consisting of a straightly wound barrier layer which has a longitudinal seam with itself running in the longitudinal direction of the can, the Barrier layer is sealed by one of the following variants:
- the longitudinal seam is sealed on the inside by a film layer of the barrier layer, which simply overlaps the barrier layer in the area of the longitudinal seam, or
- the longitudinal seam is sealed by a sealing strip running straight in the longitudinal direction of the can, or
- the longitudinal seam is designed as a folded seam and the inner or outer longitudinal edge of a further layer of the can jacket in the form of a wound layer of paper or cardboard material faces a flank of the increase in thickness resulting from the folded seam.
- a can in a further embodiment variant, containing a solid, liquid and/or a gaseous medium which can have overpressure or can develop such pressure during transport or storage, the cylindrical can jacket of the can being made mainly of paper or cardboard material, wherein the can jacket has a barrier layer on the inside and a barrier layer on the outside and in between comprises at least two wound middle layers of paper or cardboard material and is closed at the bottom with a bottom element and at the top with a lid element, with the innermost layer of the
- the can jacket consists of a straightly wound barrier layer, which has a longitudinal seam with itself running in the longitudinal direction of the can, with the longitudinal seam forming an increase in thickness in the layer structure, with the inner or outer longitudinal edge of at least one of the middle layers of a flank facing the increase in thickness resulting from the longitudinal seam lies.
- One embodiment provides that the inner longitudinal edge of at least one of the other layers of the can jacket faces a flank of the increase in thickness resulting from the longitudinal seam and the outer longitudinal edge of this layer overlaps the inner longitudinal edge of this layer.
- a variant provides that the inner longitudinal edges of at least two of the other layers of the can jacket each face a flank of the increase in thickness resulting from the longitudinal seam and the outer longitudinal edge of the respective layer overlaps the inner longitudinal edge of this layer.
- the barrier layer is a laminate made of an inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate and an outer layer of cardboard or paper or kraft paper, the barrier layer having a first edge area which overlaps a second edge area of the barrier layer in the area of the longitudinal seam.
- the barrier layer has the inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate and the outer layer of cardboard or paper or kraft paper in the first edge area, with the inner edge of the first edge area being sealed by a sealing strip.
- barrier layer in the first edge area or at least in the outer area of the first edge area has only the inner diffusion-tight film or the inner diffusion-tight barrier laminate, with the inner diffusion-tight film or the inner diffusion-tight barrier laminate of the first edge area on the inner diffusion-tight film or rests against the inner diffusion-tight barrier laminate of the second edge area.
- barrier layer has only the cardboard or paper or kraft paper layer in the second edge area or at least in the outer area of the second edge area.
- An embodiment variant provides that the cardboard or paper or kraft paper layer of the barrier layer does not overlap.
- a variant provides that the cardboard or paper or kraft paper layer of the barrier layer overlaps.
- the longitudinal seam of the barrier layer running in the longitudinal direction of the can has an increase in thickness and the inner or outer longitudinal edge of the layer of the can jacket that follows the barrier layer, in the form of a wound layer of paper or cardboard material, faces a flank of the increase in thickness draines
- the longitudinal seam of the barrier layer running in the longitudinal direction of the can has an increase in thickness and a subsequent layer of the can jacket in the form of a wound layer of paper or cardboard material is arranged around the barrier layer, so that the increase in thickness caused by the longitudinal seam at the Position is present, with the inner or outer longitudinal edge of the layer of the can jacket following the layer, in the form of a wound layer of paper or cardboard material, facing a flank of the increase in thickness.
- a variant provides that both longitudinal edges of one of the two subsequent layers of the can jacket face the two opposite flanks of the increase in thickness.
- a variant provides that the outer of the two longitudinal edges of at least one of the two subsequent layers of the can jacket overlaps the inner of the two longitudinal edges of the same layer.
- a variant provides that the two subsequent layers of the can jacket overlap each other and are present in the overlapping area with themselves without reduction in thickness, with the inner longitudinal edge of the respective layer facing a flank of the increase in thickness.
- the barrier layer itself consists of one or more film layers and has no cardboard or paper or kraft paper layer, with the barrier layer simply overlapping itself in the area of the longitudinal seam.
- the barrier layer is a laminate of an inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate and an outer layer of cardboard or paper or kraft paper, with the two edges of the barrier layer meeting in the area of the longitudinal seam butt and the butt area by a sealing strip is sealed.
- the barrier layer is a laminate of an inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate and an outer layer of cardboard or paper or kraft paper, with either the diffusion-tight film or at least one film layer of the barrier laminate being U-shaped on the inner cut edge of the barrier layer is placed around the kraft paper layer or a sealing strip is placed in a U-shape around the inner cut edge of the barrier layer
- the barrier layer is a laminate of an inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate and an outer layer of cardboard or paper, in particular kraft paper, with at least one further layer of paper or paper being wound around the barrier layer of the can jacket.
- Cardboard material is present, with the cardboard or paper surfaces lying against one another of the barrier layer and the wound layer of paper or cardboard material being glued directly to one another, in particular glued.
- the barrier layer is formed as a laminate of foil and cardboard or paper, preferably kraft paper
- the foil is relieved, particularly in the area of the overlap of the longitudinal seam, since the tensile forces are dissipated by the cardboard or paper, preferably kraft paper, through the straight longitudinal seam the tensile forces act advantageously in the circumferential direction and no additional forces are introduced in the longitudinal direction of the can, as would be the case with spiral winding of the innermost layer or the barrier layer.
- the innermost layer is made of paper material on the outside and the next layer is made of paper material on the inside, these two paper materials can be glued directly to one another, in particular glued, so that the adhesive can penetrate the fibers of the paper material on both sides and thus the fibers of a paper layer can also penetrate directly through the adhesive bonded to the fibers of the other paper layer.
- the advantage of this is the particularly firm hold, which cannot be achieved in this way if there were a plastic barrier layer between the paper materials.
- the barrier layer preferably has a layer thickness of 0.060 mm to 0.145 mm.
- the kraft paper layer of the barrier layer preferably has a layer thickness of 0.065 mm to 0.090 mm.
- the kraft paper layer of the barrier layer preferably has a tensile strength MD of at least 4.0 kN/m and a tensile strength CD of at least 2 kN/m.
- the diffusion-tight barrier film or the diffusion-tight barrier laminate preferably has a layer thickness of 0.033 mm to 0.055 mm.
- the barrier laminate preferably comprises an aluminum layer and at least two plastic layers, the aluminum layer being present between two plastic layers.
- At least two further layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, which are wound separately from one another, are preferably attached over the barrier layer.
- the can preferably withstands an internal pressure of at least 5 bar.
- the at least two layers of cardboard or paper, in particular kraft paper do not overlap themselves, or each have at least one edge region with reduced thickness in the region of overlap with themselves.
- the respective layer thickness of at least two of the further layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, is preferably selected from the range of 140 ⁇ m to 175 ⁇ m.
- the respective tensile strength of the kraft papers of the kraft paper layers is at least 10 kN/m (MD) and at least 5 kN/m (CD).
- the further layers of kraft paper and/or further layers of paper or cardboard material are preferably each wound lengthwise. Their abutting or overlapping areas are preferably located at different peripheral areas, or the abutting edges of two layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, that face one another are preferably offset relative to one another.
- the joint or overlapping area of the cardboard or paper layer, in particular kraft paper layer, adjoining the barrier layer is offset relative to the longitudinal seam of the barrier layer.
- the can preferably has an outer sealing layer applied around the cardboard or paper layers, in particular kraft paper layers, which can be present, for example, as a film, laminate, or coated paper.
- the barrier layer preferably at least two additional layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, and preferably also the outer sealing layer are preferably produced continuously on a winding system to form a hollow tube, from which individual hollow cylinders are cut off.
- the outermost of the at least two layers of cardboard or paper, in particular kraft paper can be present as a laminate of a layer of cardboard or paper, in particular kraft paper, and a barrier film before winding, with the barrier film lying on the outside of the composite can jacket after winding has taken place.
- the outer barrier film or sealing layer on the outside of the composite can shell may be a semi-permeable film which allows moisture to escape from the can shell but does not allow moisture to enter the can shell from the outside.
- the material of the outer barrier film or sealing layer on the outside of the composite can shell can be recyclable or renewable PE, biodegradable PE, EVOH or other known barrier materials.
- an outer sealing layer is applied only after the individual hollow bodies have been cut off. This can be done by pulling a tubular sleeve made of moisture-proof material over the outside of the individual hollow bodies and attaching them to them.
- a shrink tube formed from a shrink film, is pulled over the cylindrical hollow body and formed on the can jacket by the action of heat and the diameter reduction associated therewith.
- the two cut edges of the hollow body are also covered by the tubular casing, so that no moisture can penetrate into them.
- the sleeve or the shrink tube is advantageously placed before the two end regions of the individual hollow bodies are shaped outwards.
- the sleeve or the heat-shrinkable tube can be glued or molded onto the hollow body before or during the shaping of the end regions of the hollow body.
- the sleeve can also be molded on or turned inwards on the hollow body if it already has the end regions formed outwards.
- the tubular casing preferably projects at least 3 mm, in particular at least 4 mm, into the interior of the hollow body at both ends.
- the tubular casing can be welded to the barrier layer or the barrier laminate inside the hollow body in their overlapping area.
- the tubular casing comprises a plastic film or consists of a plastic film.
- the plastic film preferably consists of a polyolefin.
- the tubular casing can be a shrink sleeve or a stretch sleeve.
- the paper layer of the hollow body present under the tubular casing is preferably printed.
- the printing can be applied before this paper layer is wound, or it can be applied to the tubular body after the winding, either already on the endless tube on the mandrel of the winding machine or after the endless tube has been cut on the individual hollow bodies.
- the printing can also be on the inside and/or outside of the tubular casing.
- the tubular casing is preferably attached to the heavily or completely dried hollow bodies at the end of a transport route of the individual hollow bodies cut from the endless tube.
- the hollow bodies are preferably moved continuously along the transport path. Drying devices can be arranged along the transport route, or the transport route can lead through at least one drying device. Less preferably, the hollow bodies can be temporarily stored until they have dried sufficiently, for example in a drying device.
- tubular casing is pulled over one or more hollow bodies in the longitudinal direction, or one or more hollow bodies is pushed into the tubular casing in a longitudinal orientation.
- the tubular sleeve protrudes beyond each can jacket at both of its ends, is folded inwards there and glued or preferably welded to the barrier layer (inner liner) of the can jacket.
- the tubular casings can be supplied individually or as a continuous tube, in which case the continuous tube is severed after the insertion of one or more can jackets after the respective can jacket.
- the outer sealing layer can also be applied by coating them or wrapping them with a film, with the two cut edges of the hollow bodies preferably also being covered by the coating or the film in these cases.
- the application of the outer sealing layer after the individual hollow bodies have been cut off is particularly advantageous if, due to the materials used, in particular the glue and the amount applied, the layered structure would not dry sufficiently over the two cut edges of the hollow body if the outside of the layered structure was already in the winding system is sealed.
- the outer barrier layer in the form of a foil the outermost of the at least two layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, can be coated on one side with barrier material, for example paint, on the subsequent outside before winding.
- barrier material such as paint, for example, can be applied to the outside of the hollow tube or the individual hollow cylinders after production.
- an aqueous polymer coating or a UV varnish can be used as the varnish.
- the cut edges of the individual hollow cylinders, on which the paper material of the cardboard or paper layers, in particular kraft paper layers, is exposed, are preferably sealed, for example by applying a tape or a foil, or by coating with a barrier material, for example paint, waterproof glue or liquid plastic.
- the sealing of the cut edges is particularly preferably carried out by impregnation, i.e. by applying a liquid which penetrates or is sucked into the fiber matrix of the cardboard or paper layer, in particular kraft paper, at the cut edges and thus forms a liquid-resistant edge area in the cardboard or paper, in particular kraft paper .
- impregnation can also be used when the outermost layer of the can has one (in the case of an overlap) or two (in the case of a butt seam) exposed absorbent longitudinal edges.
- a polymer mixture in aqueous solution or as an aqueous emulsion is preferably used for impregnation.
- the cut edges of the individual hollow cylinders are preferably bent outwards in order to make it easier to place the base element and the cover, or to improve the hold of the base element and the cover on the hollow cylinder.
- a coating in the liquid or gaseous state of aggregation or as a plasma is applied to the barrier layer. In one embodiment, this coating can be applied after winding in the formed hollow body.
- a coating with silicon oxide (SiOx) is particularly preferred.
- the coating, in particular with SiOx is particularly advantageous in those design variants in which the barrier layer does not form a fold seam with itself, that is, for example, has a simple overlap or a butt seam with itself.
- the barrier layer can also include another oxide layer, in particular another semi-metal oxide layer or a metal oxide layer.
- a coating preferably takes place with or the coating contains nanocellulose, in particular microfibrillated cellulose (MFC).
- the cardboard or paper material, in particular kraft paper material, of the barrier layer preferably contains nanocellulose, in particular microfibrillated cellulose (MFC).
- Nanocellulose, in particular microfibrillated cellulose (MFC) can be used in the present invention as a film, in plastic films or in paper materials (therefore also in the other layers of cardboard or paper, in particular kraft paper material) in order to increase the barrier properties and/or strength.
- the can jackets can be closed with standard ends of aluminum cans and that the cans can also be filled and closed in standard filling systems for aluminum cans, since the can jacket does not exceed the maximum layer thickness required for this and in the area of the longitudinal seam of the barrier layer still has a permissible deviation in sheath thickness.
- Known winding mandrel systems using a round winding mandrel can advantageously be used to produce the hollow cylinder if the individual layers of the can jacket according to the invention are fed in, placed around the mandrel and preferably glued to one another over their entire surface, so that continuously operating standard systems with little adaptation effort are used to produce the can jacket according to the invention can become.
- a different structure of the can according to the invention is required so that it can be closed with standard can lids, or is a cylindrical body more pressure-resistant than a differently shaped body, for example an approximately rectangular body with rounded corners, which is quite common for general packaging purposes.
- a pressure-resistant can can be produced on a system which has hitherto been used for the packaging of conventional consumer goods.
- a barrier layer made of a cardboard or paper layer, in particular kraft paper and a barrier film or barrier laminate in the preferred thickness range according to the invention, the operating speed of the known system can be advantageously increased, since the barrier film or barrier laminate can be stretched on the dome is prevented, which is significantly stronger with a straight winding than with a spiral winding.
- the at least two additional kraft paper layers could also be wrapped diagonally around the barrier layer that has just been wrapped, with offsetting of the joint areas and beveling or Grading of the edge areas of the kraft paper can be done.
- the skew wrapping of the at least two further kraft paper plies may be in the same direction for each ply, or in opposite directions to each other.
- this embodiment variant with the further kraft paper layers wound at an angle has the disadvantage that the butt areas or overlapping areas of the kraft paper layers cross the longitudinal seam of the barrier layer, which can result in weak points at these points. In the case of the opposite winding, the butt areas or overlapping areas of the at least two kraft paper layers also cross, so that weak points can also result there.
- the at least two layers of cardboard or paper, in particular kraft paper, are therefore preferably also wound straight.
- a less preferred or advantageous possible modification based on the present invention could be seen in the use of paper or kraft paper webs laminated on one or both sides with plastic (especially PE) instead of the cardboard or paper layers, in particular kraft paper, and the connection of the layers to each other by welding together plastic layers of two layers that are lying next to each other. Accordingly, at least one layer would have a PE film on the outside and at least one other layer would have a PE film on the inside, which would be welded together when the layers were applied, in particular on the mandrel in a winding machine, in particular by ultrasonic welding.
- plastic especially PE
- PE-PE plastic-plastic
- the layered structure of a beverage carton could theoretically be used as the innermost layer of a can with a longitudinal seam (simple overlapping with an internal stripe as is usual with beverage cartons, or a folded seam) to at least to wrap another layer with an inner plastic layer (PE) and an outer layer of cardboard or paper, with the outermost layer of the layered structure having an outer layer of bamere, e.g. made of PE.
- the layered structure would be in the form of a cylinder and sealed with suitable closure elements (can base and can lid) instead of welding the layered structure to itself at the ends.
- FIG. 1 shows an individual representation of the fluid container according to the invention in the form of a beverage can according to a first embodiment.
- FIG. 2 shows a schematic sectional view through a beverage can from FIG. 1 made from two layers shown greatly enlarged.
- 3 shows a schematic sectional view through a beverage can according to a second, three-layer embodiment with layers shown greatly enlarged.
- Fig. 4 shows a schematic sectional view through a beverage can with a first layer with a barrier layer on its inside, with the two edge areas of the layer overlapping the winding, being guided outwards, then welded together with the barrier layers and then glued onto the wound layer and glued.
- Fig. 5 shows schematically the manufacturing process of the cylindrical can jackets
- Fig. 6 shows schematically the bending up of the edges of the can jacket
- Fig. 7 shows schematically the placement of a closure element.
- 8 illustrates another base or cover variant with a preformed contour in a diametric section, with a silicone-based sealing ring;
- Figure 9 illustrates the finished can in a longitudinal section in elevation, with the flanged tight edges on the bottom and lid.
- FIG. 10 shows a schematic of a first section of a system according to the invention for filling cardboard or paper composite can shells and/or aluminum can shells.
- FIG. 11 shows a schematic of a second section of a plant according to the invention for filling cardboard or paper composite can jackets and/or aluminum can jackets.
- FIG. 12 shows a schematic of a third section of a plant according to the invention for filling cardboard or paper composite can jackets and/or aluminum can jackets.
- FIG. 13 shows a longitudinal section through a first embodiment variant of the cylindrical can jacket according to the invention.
- Fig. 14 shows the layer structure of the first embodiment variant in a detailed view of the longitudinal section.
- Fig. 15 shows the layer structure of the first embodiment in a detailed view of a cross section through the
- FIG. 16 shows a longitudinal section through a second embodiment variant of the cylindrical can jacket according to the invention.
- FIG. 17 shows the layer structure of the second embodiment variant in a detailed view of the longitudinal section.
- Fig. 18 shows the layer structure of the second embodiment in a detailed view of a cross section through the
- Fig. 20 shows the layer structure of the third embodiment in a detailed view of the longitudinal section.
- Fig. 21 shows the layer structure of the third embodiment variant in a detailed view of a cross section through the
- FIG. 22 shows a longitudinal section through a fourth embodiment variant of the cylindrical can jacket according to the invention.
- FIG. 23 shows the layer structure of the fourth embodiment in a detailed view of the longitudinal section.
- FIG. 24 shows the layer structure of the fourth embodiment variant in a detailed view of a cross section through the
- FIG. 25 shows a longitudinal section through a fifth embodiment variant of the cylindrical can jacket according to the invention.
- Fig. 27 shows the layer structure of the fifth embodiment variant in a detailed view of a cross section through the
- FIG. 28 shows the layer structure of a sixth embodiment variant in a detailed view of a cross section through the longitudinal seam of the barrier layer.
- FIG. 29 shows a longitudinal section through a seventh embodiment variant of the cylindrical can jacket according to the invention.
- FIG. 32 shows the layer structure of a cylindrical can jacket according to the invention in a detailed view of a cross section through the longitudinal seam of the barrier layer with sealing strips on the outer seam
- 33 schematically shows possible overlapping areas of the layers.
- 34 shows a variant of the further layer structure of a cylindrical can jacket adjoining the barrier layer in a longitudinal section.
- 35 shows a longitudinal section of a further variant of the further layer structure of a cylindrical can jacket adjoining the barrier layer.
- FIG. 38 illustrates a third embodiment variant with edges of the barrier layer and the further layer lying on top of which abut.
- 41 illustrates a sixth embodiment variant with butt edges of the barrier layer and the further layer lying above it.
- 42 illustrates a seventh embodiment variant with butt edges of the barrier layer and the additional layer above it.
- FIG 43 illustrates a first embodiment variant with lamination of the increase in thickness in the first of the middle layers.
- Fig. 45 illustrates a first embodiment variant with self-overlapping middle layers.
- Fig. 46 illustrates a second variant embodiment with self-overlapping middle layers.
- Fig. 47 illustrates a third variant embodiment with self-overlapping middle layers.
- 49 illustrates an embodiment variant with a U-shaped seal of the barrier layer.
- the fluid container in particular also in its design as a beverage can, is designed as a pressure vessel and for this purpose has a hollow-cylindrical can body which includes an interior space for accommodating a beverage, a base element and a lid element, wherein the base element closes a first longitudinal end of the hollow-cylindrical can body and the lid element closes a second longitudinal end of the hollow-cylindrical can body.
- the can body includes at least one wrapped inner ply and one wrapped outer ply, i.e.
- Combinations of layers with exactly one wrap length and those with a little more are possible. These layers are preferably wound at right angles to the axis of the can body to be produced, which results in maximum compressive strength, because the necessary overlaps and thus the seams then have a minimum length.
- helical windings in which the longitudinal edges of the wound strips are joined to form narrow overlaps and seams, require longer seams.
- the wound inner material layer of the pressure-resistant and preferably also heat-resistant can has an axially running inner seam and is formed from a cardboard composite material or a kraft paper layer, which is preferably coated on one side on the side surface facing the can interior with a gas-tight and aroma-tight barrier composite, and the wound
- the outer layer of material has an outer seam and is preferably formed from a layer of kraft paper, the seam formed by the overlap preferably being offset from that of the inner layer of material with respect to the circumference of the can. If a third layer of carton composite material is present, its overlap or seam is again preferably offset relative to the seam of the then middle layer with respect to the circumference of the can.
- a beverage container or a cylindrical beverage can is provided in a structurally simple manner and inexpensively, which is characterized by a simple structure and the use of recyclable materials.
- a beverage can can be designed and manufactured to be sufficiently pressure-resistant, in particular by consisting of several layers and wrappings, so that it can also be used for carbonated beverages as well as for non-carbonated beverages and prints of up to 11 bar, although it is primarily made of bare cardboard composite material.
- their jacket consists largely of cardboard or kraft paper.
- This beverage can is harmless in terms of food law.
- the can body consists of cardboard or even of paper, namely kraft paper, and no longer of aluminum.
- This barrier composite is applied, for example, by means of a hot casting process using an extruder.
- a polyolefin layer and at least one layer of an adhesion promoter are suitable materials for the barrier composite.
- an additional layer of aluminum can be used, in which case the total area weight of this innermost layer can be approximately 60 g/m 2 to 130 g/m 2 .
- the barrier composite can additionally comprise a layer of ethylene-vinyl alcohol copolymer, with which a total area weight of 50 g/m 2 to 100 g/m 2 can be achieved.
- the kraft paper layer of the outer material layer is preferably coated on one side with a polyolefin layer on the side facing away from the interior of the can.
- This polyolefin layer has a weight per unit area of at least 10 g/m 2 and at most 50 g/m 2 and consists of polyethylene PE or polyethylene terephthalate PET.
- a basis weight of 20 g/m 2 has proven to be ideal.
- the advantageous barrier effect of polyethylene terephthalate PET can be used here. This beverage can therefore makes an important contribution to protecting the environment and reducing disposal waste.
- the kraft paper layer of the outer material layer is designed to be waterproof, printable or paintable on one side on the outer side facing away from the can interior. This means that external surfaces are available on which advertising messages can be printed or painted.
- the wound inner material layer and the wound outer material layer are preferably glued to one another over their entire surface. In this way it is ensured that the seams remain staggered relative to each other with respect to the circumference of the can and the pressure resistance is increased.
- a triple wrap is advantageously produced by applying at least one wrapped intermediate material layer between the wrapped inner material layer and the wrapped outer material layer, which is also formed by a kraft paper layer, wherein the inner layer of material, the at least one intermediate layer of material and the outer layer of material are glued together over the entire surface on the opposite layers of kraft paper.
- the at least one wound intermediate layer of material has an intermediate seam which is preferably offset relative to the inner seam and the outer seam with respect to the circumference of the winding.
- the staggered arrangement of the inner seam, intermediate seam and outer seam proves to be particularly advantageous in terms of tightness and pressure resistance for filling with carbonated drinks.
- a barrier composite of the innermost layer made of a polyolefin layer with at least one layer of an adhesion promoter has proven to be particularly advantageous.
- the barrier composite can also include a layer of aluminum and a total area weight of at least 60 g/m 2 and a maximum of 130 g/m 2 .
- the choice of material increases the weight of the fluid container only insignificantly, whereas the inner material layer gains in toughness through a suitable choice of material.
- a layer of ethylene-vinyl alcohol copolymer can be used instead of a single layer of aluminum, and the total area weight is then at least 50 g/m 2 and at most 100 g/m 2 .
- Ethylene-vinyl alcohol copolymer also has the properties necessary to form a barrier.
- a layer of polyvinyl alcohol can also be used as a barrier compound, with a total area weight of at least 50 g/m 2 and at most 100 g/m 2 .
- Polyvinyl alcohol has high tensile strength and flexibility.
- a kraft paper layer with a basis weight of at least 60 g/m 2 and at most 180 g/m 2 is suitable.
- the bottom element and/or the lid element can be made of metal, preferably of aluminium, for good pressure resistance of the can, as is conventional.
- a fluid container according to the invention in the form of a beverage can 1 is shown in a schematic representation of an individual part.
- This beverage can 1 comprises a tube section or a hollow-cylindrical can body 2 with a can interior 3 serving to hold the beverage, as well as a base element 4 and a cover element 5.
- the base element 4 serves to close a first longitudinal end 6 of the can body 2, with the cover element 5 being used for this purpose it is provided to close a second longitudinal end 7 of the can body 2 .
- the base element 4 and the cover element 5 are preferably made of metal, preferably aluminum.
- This beverage can 1 can have a height of 100 mm up to 250 mm with a diameter of 35 mm to 600 mm, a height of 100 mm with a diameter of 45 mm to 70 mm being preferred.
- Fig. 2 shows a first variant with a two-layer can body in a cross section, with layers shown greatly enlarged, in principle.
- a first kraft paper layer 18 with an inner polyolefin layer as a barrier composite was wrapped around a central cylindrical steel dome as the inner layer 11 and the edges lying in the direction of wrapping were glued or welded with a first seam 15 .
- a second layer of kraft paper 18 was then wound onto the first layer 11 as the outer layer of material 12 in such a way that the edges lying in the direction of winding are welded or glued to the seam 16 on a side of the can body 2 opposite the seam 15, so that a can body 2 with a hollow can interior 3 was created.
- Fig. 3 is a second embodiment of the beverage container 1 in a cross section through the can body
- the can body 2 by the structure of the can body 2, which consists of three layers of material 11, 14, 12 in this second embodiment, instead of just two layers.
- the following description applies to both embodiments, addressing the differences between the two embodiments.
- the can body 2 comprises a wound inner material layer 11 and a wound outer material layer 12.
- the can body 2 comprises a wound inner material layer 11 and a wound outer material layer 12.
- a further layer of material namely a wound intermediate layer of material 14 which is arranged between the inner layer of material 11 and the outer layer of material 12 .
- More than just one intermediate material layer 14 can also be arranged between the inner material layer 11 and the outer material layer 12, it being shown that three intermediate material layers 14 represent a kind of maximum and a further increase in the number of intermediate layers to increase stability is not necessary.
- the inner layer of material 11, the outer layer of material 12 and, in the second embodiment, the intermediate layer of material 14 are unwound from rolls of web material. Then their edge areas are preferably ground in a machine so that they form either an inclined surface or a step, so that the later overlapping edge areas are not thicker than those of the cardboard composite material layer itself.
- the material webs are perpendicular to their direction of travel and at right angles wound around a mandrel 23 to form the can body 2, for the manufacture of the can body 2 and the subsequent closed can 1.
- the then overlapping edge regions of the individual material layers are positively connected to one another by gluing.
- the wound layer of skin material 11 has an inner seam 15 and the outer layer of material 12 has an outer seam
- the intermediate material layer 14 accordingly has an intermediate seam
- the individual seams 15, 16 and possibly 17 are not arranged in identical circumferential positions, as can be seen from Fig. 3, but that the inner seam 15, the outer seam 16 in the first exemplary embodiment in FIG. 2 and in the second exemplary embodiment in FIG. 3, the intermediate seam 17 is additionally arranged at different circumferential positions after the material layers 11, 12 and optionally 14 have been glued together. Whether the inner seam 15 is arranged offset from the outer seam 16 by 180°, as shown in Fig. 2, or whether the seams 15, 16 and 17 are arranged offset from one another by only approx. 15°, as shown in Fig. 3 is not so important. It is advantageous that the seams 15, 16 and optionally 17 are offset relative to one another and are not located at the same circumferential position of the can body 2.
- the skin material sheet 11 and the skin material sheet 12 are each of a kraft paper sheet
- Each kraft paper layer 18 preferably has a basis weight of at least 40 g/m 2 and at most 180 g/m 2 , with a basis weight of at least 80 g/m 2 and at most 120 g/m 2 being preferred.
- sack paper with a high tear resistance can also be considered.
- the kraft paper layer 18 of the outer material layer 12 is coated on one side on the outer side surface facing away from the can interior 3 with a polyolefin layer 19 as a barrier composite.
- This two-layer structure of the outer material layer 12 is indicated schematically by the dashed line, the illustrations in FIGS. 2 and 3 not showing the real layer thicknesses.
- the polyolefin layer 19 preferably has a basis weight of at least 10 g/m 2 and at most 40 g/m 2 , with a basis weight of 20 g/m 2 being preferred.
- the polyolefin layer 19 can be provided with or without semi-permeable properties.
- the kraft paper layer 18 of the outer material layer 12 can be waterproof printed or varnished on one side on the outer side surface facing away from the can interior 3 .
- the inner material layer 11 is coated on one side on the side surface facing the can interior 3 with a gas-tight and aroma-tight barrier composite 20 .
- the two-layer structure is indicated schematically by the dashed line in the respective figures.
- the barrier composite 20 itself is preferably in turn multi-layered
- the inner material layer 11 can be coated on one side on the side surface facing the can interior 3 with a gas and aroma-tight layer.
- the two-layer structure is indicated schematically by the dashed line in the respective figures.
- the layer itself can preferably in turn be multi-layered be trained.
- the layer is preferably sprayed on, printed on or applied by coating such as plasma coating.
- the layer particularly preferably comprises an inorganic barrier material.
- the layer particularly preferably comprises a non-metallic, inorganic barrier material.
- the layer particularly preferably comprises silicon oxide (SiOx) as a barrier material.
- the layer is preferably applied directly to the paper material of the inner material layer 11 .
- the paper material of the inner material layer 11 can be provided with a thin plastic layer, preferably in the form of a primer, before the SiOx coating is applied.
- the inner material layer 11 can already be present as a laminate of a cardboard, paper, in particular kraft paper layer and a barrier film, with an additional SiOx layer being present on or in the barrier film.
- the layer can already be present on the inner material layer before it is wound, or it can have been applied to it.
- the layer can be applied after the inner material layer 11 has been wound, in particular after the entire hollow body has been wound. Plasma coating is particularly suitable for applying the barrier layer made of SiOx.
- the layer preferably contains nanocellulose, in particular microfibrillated cellulose (MFC).
- MFC microfibrillated cellulose
- the inner material layer 11 preferably contains nanocellulose, in particular microfibrillated cellulose (MFC).
- MFC microfibrillated cellulose
- a plastic barrier layer or a barrier composite can comprise a polyolefin layer and at least one layer of an adhesion promoter.
- the barrier composite 20 can then also have a layer made of aluminum, of ethylene-vinyl alcohol copolymer or of polyvinyl alcohol.
- the barrier composite 20 preferably has a total area weight of at least 60 g/m 2 and at most 130 g/m 2 , preferably 110 g/m 2 .
- the barrier composite 20 preferably has a total basis weight of at least 50 g/m 2 and at most 100 g/m 2 , preferably 70 g/m 2 .
- the inner material layer 11, the intermediate material layer 14 and the outer material layer 12 are preferably glued to one another over the entire surface on the opposite kraft paper layers 18.
- this fluid container which is described using the example of a beverage can, is primarily made of cardboard material and is suitable for both non-carbonated and carbonated beverages. It is a preferably three-part, linearly manufactured, primarily - for a uniform pressure absorption - cylindrical fluid container, with other shapes are theoretically possible, such as the shape of a 5 liter beer keg.
- the fluid container comprises a can body 2 made of a multi-layer cardboard and barrier cardboard composite and a base element 4 preferably made of metal, preferably aluminum, and a lid element 5 preferably made of metal, preferably also aluminum.
- the cover element 5 is also provided with a known device for opening, preferably a pull ring, it also being possible for means to be provided which allow reclosing.
- the innermost winding ie the innermost layer 11 acting as a barrier web
- a mandrel 23 As shown in FIGS. 4 and 5.
- an edge area of the layer projecting beyond the circumference of the winding is preferably placed on the outside over the other edge area.
- the two are preferred Overlying edge regions are connected to one another, beispielswese welded, by means of induction or ultrasonic welding if the plastic layer lies on top of the plastic layer at the overlap, or glued if at least one of the adjacent layers of the overlap is made of paper.
- an adhesive or filling material, in particular glue 22 can be applied in the overlapping area 52, so that the two edge areas of the wound layer lying one on top of the other are glued.
- a next layer 14 of cardboard composite material is simultaneously, but locally very slightly offset, as shown in FIG. 5, wound around the mandrel 23 and the already existing layer 11, which was connected here according to the version according to FIG. 4, and wound through with it bonded.
- the edge areas of the second layer 14 are preferably sanded in steps so that they can be positively connected to one another by overlapping and this overlap is glued to form a central seam 17.
- FIG. 5 also shows that a third layer 12 made of cardboard composite material , i.e. the outer layer, can also be wrapped around the then middle layer 14 at a slightly different time and place and their form-fitting overlap can also be glued to form the outer seam 16.
- the outermost layer can be coated with an outer material, for Example with a layer with very fine holes, so that water vapor can escape from the can body, while conversely no water vapor is allowed to penetrate into the can.
- This coating is preferably polyethylene PE, polypropylene PP or polyethylene terephthalate PET.
- the outermost seam 16 can be sealed with a sealing strip (shown dotted) made of PE, PP, PET with/without adhesion promoter or adhesive, and this sealing strip is applied with or without the supply of heat, depending on its characteristics. Instead of sticking a strip 46 onto the resulting endless tube 27 moving on the mandrel 23, the seam 16 of the outermost layer can be sealed by means of hot and therefore liquid PE.
- the webs 11, 14, 12 are coated on one of their flat sides with an adhesive, preferably glue.
- the "endless" material webs of the individual layers 11, 14, 12, i.e. initially those for forming the innermost layer 11, are fed through and pulled along a stationary, cylindrical steel mandrel 23 in a machine station the same wrapped around the steel dome 23.
- the web of material runs between the steel dome 23 and a plurality of clinging rollers (not shown), each with a U-shaped cross section.
- the two edges of the barrier layer overlap, as shown in FIG.
- the innermost layer 11, which is wound into a tube is conveyed further over another section of the steel mandrel 23.
- the middle ply 14 is applied to the innermost wrap or ply 11 locally just behind the innermost ply 11 on the same machine.
- the longitudinal edges of this middle layer 14, which are preferably cut into a step 21 or inclined surface 44, are made to overlap by wrapping the mandrel 23 and glued by means of the glue that has already been applied.
- the outer layer is also applied to the previously wound layer 14 at the same time and locally slightly set back.
- a cutting device 26 for example a clocked reciprocating guillotine, as shown in FIG. 5, which cuts the tube at desired points 27 cuts into pipe sections 28.
- the cutting can be done not only with a preferably mobile guillotine, but also with a known multi-round knife machine.
- a carriage with a plurality of circular cutters travels with the endless pipe 27 at the production speed and can thus cut a plurality of pipe sections 28 in one operation.
- the pipe sections 28 preferably pass through a heat tunnel in order to remove the glue moisture.
- the heat can be generated in different ways. Warm air is preferred.
- the can body 2 is inserted into a hollow cylinder 48 which has rounded inner edges 51 .
- This curved inner edge 51 is traced with a steel roller 49 which rotates about the axis 50, the axis 50 being moved in such a way that it describes a cone wall.
- the steel roller 49 rolls the upper edge region of the can body 2 in one or more turns onto the curved inner edge 51 and spreads the layers slightly apart.
- a projection is created, as shown in the following Fig. 7.
- the cut edges are preferably sealed after this carding or spreading by painting with a dispersion adhesive, for example a liquid polyethylene PE or a dispersion adhesive or another suitable, quick-setting and food-safe adhesive so that no moisture can penetrate the interior of the kraft paper layer, because subsequent filling is inevitably carried out in a humid atmosphere.
- a dispersion adhesive for example a liquid polyethylene PE or a dispersion adhesive or another suitable, quick-setting and food-safe adhesive so that no moisture can penetrate the interior of the kraft paper layer, because subsequent filling is inevitably carried out in a humid atmosphere.
- the cut edges are then again treated with heat to minimize the setting time.
- infrared radiation is preferred at this point.
- these tube sections 28 are arranged in an upright position in a row in a transport device and then, as shown in FIG. a base element 4, is inserted into the open-topped side of each pipe section 28 and flanges the outer edge area of the radially tapering base edge in the radial direction around the edge area of the
- FIG. 7 illustrates this process of tightly flanging in a closure element in the form of a bottom 4 or cover element 5 .
- the base and lid elements can be a standard base or lid that is used to seal conventional aluminum cans and can then be assembled using the same machines.
- the base 4 or cover element 5 consists of aluminum and has a radially protruding edge area 41, ie an area which protrudes beyond the diameter of the can body 2.
- the bottom 4 or lid element 5 with the edge area 41 is brought to overlap with the edge area 42 of the can body 2 by an automatic machine.
- the flanging is then carried out by the machine 32, which for this purpose cuts the protruding double-layered sections 41, 42, i.e.
- the edge area 41 flanged together with the edge region 42 of the can body ie rolled in by about 360° or more, resulting in a tight flanged seam.
- the cut edge of the can body 2 has a seal 37 made of moisture-proof material.
- the lid element 5 or base element 4 usually has a compound material 38 which is an elastic sealing material which is applied in the area of the protruding edge area 41 which faces the edge area 42 of the can body 2 .
- the compound material 38 preferably extends from the inside of the curl 39 (extreme downward curvature of the edge) of the lid element 5 or base element 4 to the shoulder 40 of the lid element 5 or base element 4, with the compound material 38 at least partially overlapping the height of the shoulder 40 and at least partially over the inner radius of the curl 39.
- the compound material 38 preferably extends at least over half the height of the shoulder 40.
- FIG. 8 shows an alternative base or cover 4, which is shown here in a diametrical section.
- a silicone-based sealing ring 47 is inserted into the downwardly open channel formed by it.
- the lid is then installed as with a conventional aluminum can, using the same machines.
- the silicone sealing ring ensures an additional flawless seal and the overlapping areas are rolled inwards together.
- FIG. 10 shows a rotary indexing machine 32 with a carousel 30 which mounts the base elements on the can body and crimps or beads their edges with the can body edge, as described above.
- the pipe sections 28 which are open on one side are then collapsed in the conveying channel so that their now open side is at the top, as shown in FIG. 11 .
- a filling device 33 in particular a carousel filling station, which fills each pipe section 28 with a defined filling quantity.
- a filled and closed can 1 is then presented as shown in Fig. 9, where it is shown in a section along its longitudinal axis. You can see the can body 2 and the flanges 43 above and below, with which the lid 5 and the bottom 4 were used to form a seal.
- the can jacket 101 has a barrier layer 102, a first middle layer 103, preferably at least a second middle layer 104, an outer paper or kraft paper layer 105 and an outer barrier layer 106.
- the barrier layer 102 has an overlapping seam running in the longitudinal direction of the can jacket 101, with two layers of the barrier layer 102 coming to lie on top of one another at the overlapping seam.
- the first embodiment variant illustrated in FIGS. 13-15 has only a barrier film or a barrier laminate 108 composed of a plurality of film layers as the barrier layer 102 .
- the barrier layer 102 is moisture-resistant and impermeable on both sides and at its cut edges. A simple overlap of the barrier layer 102 is sufficient to create a tight longitudinal seam.
- the embodiment variant of FIG. 13 is shown in detail in FIGS. 14 and 15, the barrier layer 102 being shown as a barrier laminate 108 here. It is advantageous that no dissimilar material has to be glued together when producing the longitudinal seam, since dissimilar bonding, for example of paper material and plastic, usually requires more special adhesives and/or more time and leads to weaker bonds than the bonding of paper to paper or plastic on plastic.
- the barrier laminate is welded to itself in the overlapping area.
- the welding can also be carried out in all variants of the present invention by the direct action of heat on the plastic, for example by hot air.
- the length of the overlap of the longitudinal seam in the circumferential direction of the can jacket 101 is preferably between 1 and 6 mm, particularly preferably between 2 and 4 mm, in particular 3 mm.
- the embodiment variants of FIGS. 16-31 provide for the barrier layer 102 to be designed as a composite of kraft paper layer 107 and a barrier film or as a composite of kraft paper layer 107 and barrier laminate 108 made from several film layers. As a result, the barrier layer 102 can be wound more easily and is more stable.
- the length of the overlap of the longitudinal seam in the circumferential direction of the can jacket 101 is preferably between 1 and 6 mm, particularly preferably between 2 and 4 mm, in particular 3 mm.
- the innermost layer of the can jacket 101 can be formed by the barrier laminate 108, which is preferably laminated to a layer 107 of kraft paper.
- the connection of the barrier laminate 108 and the kraft paper layer 107 is preferably carried out before the cylindrical can jacket 101 is wound up the winding process of the cylindrical can jacket 101 is provided.
- FIGS. 16-18 A second variant embodiment is illustrated in FIGS. 16-18.
- the barrier layer 102 in the exemplary embodiment in FIGS. 16-18 has an overlap with itself, with two layers of the barrier layer 102 coming to rest on top of one another.
- a sealing strip 110 is attached, which protrudes beyond the cut edge on both sides and is glued or welded to the two inner films of the barrier laminate 108.
- the sealing strip 110 is thus on the very inside, viewed from the inside out, followed by a layer of the barrier laminate 108, followed by a kraft paper layer 107, these being firmly connected to one another even before the winding.
- a further layer of the barrier laminate 108 adjoins the kraft paper layer 107, these being preferably bonded to one another during the winding process.
- the further layer of the barrier laminate 108 is followed by a further kraft paper layer 107, these being firmly connected to one another even before the winding.
- FIGS. 19-21 A third embodiment variant is illustrated in FIGS. 19-21.
- the barrier layer 102 is wound without overlapping, so that the two edges of the barrier layer running in the longitudinal direction of the can jacket 101 meet in a butt joint.
- a sealing strip 110 is attached in order to seal the longitudinal seam present as an abutting edge. Less preferably, the abutting edge can be sealed or made liquid-tight by applying a liquid seal, for example a hotmelt.
- FIGS. 22-24 A fourth variant embodiment is illustrated in FIGS. 22-24.
- the barrier laminate 108 or a barrier film protrudes beyond the kraft paper layer 107, so that the cut edge of the kraft paper layer 107 is covered or sealed by the barrier laminate 108 or a barrier film.
- both the kraft paper layer 107 and the barrier laminate 108 of a first edge area overlap the kraft paper layer 107 and the barrier laminate 108 of the second edge area, with the barrier laminate 108 of the first edge area overlapping the second edge area further than the kraft paper layer 107.
- FIGS. 25-27 A fifth embodiment variant is illustrated in FIGS. 25-27.
- the barrier laminate 108 or a barrier film protrudes beyond the kraft paper layer 107, so that the cut edge of the kraft paper layer 107 is covered or sealed by the barrier laminate 108 or a barrier film.
- the barrier laminate 108 of a first edge area overlaps the kraft paper layer 107 and the barrier laminate 108 of the second edge area.
- the kraft paper layer 107 of the first region is in abutment with the kraft paper layer 107 of the second marginal region, although as illustrated there may be a small gap between the edges of the kraft paper layers.
- FIG. 1 A sixth embodiment variant is illustrated in FIG.
- the barrier laminate 108 or a barrier film projects beyond the kraft paper layer 107 at a first edge area and at the second edge area the kraft paper layer 107 protrudes the barrier laminate 108.
- the barrier laminate 108 of the first area rests on the inside of the exposed kraft paper layer 107 of the second area.
- the two edges of the barrier laminate 108 may meet in an abutting manner, in which case a sealing strip 110 covers the abutting edge.
- the barrier laminate 108 of the first edge area overlaps the barrier laminate 108 of the second edge area, with no sealing strip 110 being required in this case.
- the barrier laminate 108 or a barrier film projects beyond the kraft paper layer 107 at a first edge area and at the second edge area the kraft paper layer 107 protrudes the barrier laminate 108.
- the kraft paper layer 107 of the first edge area rests on the inside of the exposed kraft paper layer 107 of the second edge area.
- the kraft paper layer 107 of the first edge area can be in abutment with the barrier laminate 108 of the second edge area or have a gap thereto.
- the barrier laminate 108 of the first edge region overlaps and is glued or welded to the barrier laminate 108 of the second edge region.
- the two superimposed kraft paper layers 107 of the first edge area and the second edge area can be glued, in particular glued.
- the outer layer of the barrier layer 102 is formed by the kraft paper layer 107 over the entire circumference in all embodiment variants of FIGS.
- the kraft paper layer 107 is preferably untreated on the outside, ie not painted or laminated, so that the outside is formed by kraft paper material.
- the inner middle layer 103 is placed around the outside of the barrier layer 102 during the winding process, with this being untreated on the inside and on the outside, ie not coated or laminated.
- the inside of the inner middle layer 103 is glued over the entire surface to the outside of the barrier layer 102, kraft paper material preferably being glued directly to kraft paper material, so that Glue can penetrate the fiber matrix of both layers, resulting in a particularly high final strength of the adhesive bond.
- adhesives such as hotmelt adhesives or two-component adhesives can also be used less preferably, the lower final strength of the hotmelts and the difficult processability of the two-component adhesives being significant disadvantages compared to glue or water-based adhesives.
- Aqueous solutions of adhesives are understood here as glues.
- known paper glues can be used.
- a combination of two or more different adhesives can also be used, which could be used together to bond two layers together, or to bond different layers in each case.
- hot melt and water-based adhesive can be applied side by side to a ply to bond two plies together.
- Solvent-based adhesives and glue in particular, can be applied in the liquid state or as a foam.
- Foam has the advantage that it can cover the surface to be bonded or glued compared to a non-foam adhesive or glue with less liquid content.
- the inner middle ply 103 is wrapped around the barrier laminate 108 or barrier film.
- the inner middle layer 103 has a coating of plastic or a laminated film on its inside.
- the coated or laminated side of the inner middle layer 103 can be glued or welded to the barrier laminate 108 or the barrier film.
- At least one further middle layer 104 is preferably placed around the outside of the inner middle layer 103 during the winding process, with this preferably being untreated on the inside, ie not coated or laminated.
- middle layers 103, 104 are more complex and associated with higher material costs than using only one thicker layer for the can jacket, but it is advantageous that the two thinner layers, in particular kraft paper layers, are processed more quickly on the winding machine and that, surprisingly, the stability of the can body could even be increased compared to using a thicker layer.
- middle plies 103, 104 and an additional paper or kraft paper ply 05 are used, as shown in Figs. 13-33, with the inner middle ply 103 and each further middle ply 104 preferably being untreated or uncoated on both sides and the outer one being paper - or kraft paper layer 105 is preferably untreated or uncoated at least on the inside.
- a particularly preferred can jacket is manufactured with a height in the range from 130 mm to 150 mm and an outer diameter in the range from 50 mm to 60 mm and an inner diameter in the range from 48.6 mm to 58.6 mm.
- a particularly preferred closed can has the dimensions: external height 134 mm, internal height 133 mm, external diameter 52.4 mm, internal diameter 51.2 mm, internal volume approx. 270-275 ml, filling volume 250 ml.
- the can has a barrier layer 102 as the innermost layer, which is formed from foil material and kraft paper in the embodiment variants of FIGS. 16 to 34 and is formed only from foil material in the embodiment variant of FIGS. 13-15.
- the foil material is preferably a composite foil comprising an aluminum foil and at least one plastic foil, which together form the barrier laminate 108 .
- the barrier laminate 108 preferably has an aluminum foil, particularly preferably with a layer thickness of 6-9 gm, which is present between two plastic layers.
- the barrier laminate 108 preferably has the structure of plastic film, preferably made of PE, aluminum foil, adhesion promoter preferably in the form of Surlyn, plastic film preferably made of PE.
- the individual layers of the barrier laminate 108 are particularly preferably present in the following thicknesses: plastic film 10-25 gm, adhesion promoter 2-5 gm, aluminum foil 6.5-7.5 gm, plastic film 10-25 gm.
- the barrier laminate 108 preferably has a thickness of 30 gm to 55 gm.
- the barrier laminate 108 has a particularly preferred thickness of 35-50 gm, in particular 40-45 gm.
- the barrier laminate 108 preferably has a grammage of 45 to 75 g/m 2 , in particular 50 g/m 2 to 65 g/m 2 .
- the barrier layer 108 also includes at least one layer of barrier material containing silicon, in particular made of SiOx, which is present on or in the barrier laminate, or replaces one, several or all layers of the barrier laminate.
- the kraft paper layer 107 of the barrier layer 102 preferably has a thickness of 60 gm to 90 gm.
- the kraft paper layer 107 of the barrier layer 102 particularly preferably has a thickness of 70-85 gm.
- the kraft paper layer 107 of the barrier layer 102 preferably has a grammage of 40 g/m 2 to 80 g/m 2 , in particular 50-70 g/m 2 , in particular 60 g/m 2 .
- the barrier layer 102 has a preferred layer thickness of 90 gm to 145 gm.
- the barrier layer 102 has a particularly preferred layer thickness of 110-135 gm.
- the tear strength MD of the kraft paper of the kraft paper layer 107 is preferably at least 4 kN/m, in particular at least 5.0 kN/m.
- the tear strength CD of the kraft paper of the kraft paper layer 107 is preferably at least 2 kN/m, preferably at least 2.5 kN.
- this has the structure of a barrier laminate 108 with the layers from the inside to the outside: plastic layer in the form of a heat-sealing lacquer, preferably made of PET; aluminum layer in the form of aluminum foil; Plastic layer in the form of adhesive and kraft paper layer 107 made of kraft paper.
- the kraft paper of the kraft paper layer 107 preferably has a grammage of 40 g/m 2 .
- the heat-sealing lacquer preferably has a grammage of 1.6 g/m 2
- the aluminum foil has a layer thickness of 7.7 gm and a grammage of 20.8 g/m 2
- the plastic layer of adhesive has a grammage of 2 g/m 2 .
- this barrier layer 102 has a layer thickness of approximately 60 gm and a grammage of approximately 65 g/m 2 .
- the barrier sheet 102 is longitudinally wrapped around a mandrel to form a longitudinal seam to form a tubular body with the inner plastic film of the barrier laminate 108 facing the mandrel and the kraft paper layer 107 facing away from the mandrel.
- the next layer, ie the inner middle layer 103 is preferably a kraft paper layer and particularly preferably has a grammage of 125 g/m 2 , a tear strength MD of >12 kN/m and a thickness of 0.160 ⁇ m.
- the kraft paper is untreated on both sides.
- the inner kraft paper layer 103 preferably has a grammage of 95 g/m 2 to 135 g/m 2 and/or a tear strength of greater than 10 kN/m and/or a thickness of 0.140 mm to 0.175 mm.
- the kraft paper layer is glued, in particular glued, directly and over the entire surface to the kraft paper layer 107 of the barrier layer 102 by wrapping it around the tubular body of the barrier layer 102 .
- Glue preferably polyvinyl acetate, is used for gluing, preferably in an amount of 10-25 g/m 2 , in particular 15
- the next layer is the middle layer 104, for example made of kraft paper with a grammage of 125 g/m 2 , a tear strength of >12 kN/m and a thickness of 0.160 mm.
- the kraft paper is untreated on both sides.
- the middle layer 104 preferably has a grammage of 95 g/m 2 to 125 g/m 2 and/or a tear strength MD of more than 10 kN/m and/or a thickness of 0.140 mm to 0.175 mm.
- This further middle layer 104 is glued, in particular glued, directly and over its entire surface to the underlying inner middle layer 103 by winding it around the tubular body of the barrier layer 102 and inner middle layer 103 .
- Glue preferably polyvinyl acetate, is used for gluing, preferably in an amount of 10-25 g/m 2 , in particular 15
- the can body preferably has a fourth layer, which is formed from the outer paper or kraft paper layer 105.
- the outer paper or kraft paper layer 105 preferably has a grammage of 80-130 g/m 2 , in particular 100-120 g/m 2 .
- the outer paper or kraft paper layer 105 preferably has a thickness of 70-120 ⁇ m, in particular 90-110 ⁇ m.
- the outer paper or kraft paper layer 105 is applied in the winding system over the middle layer 104 and preferably with glue, preferably polyvinyl acetate, in an amount of preferably 10-25 g/m 2 , in particular 15-20 g/m 2 , with this over the entire surface glued.
- glue preferably polyvinyl acetate
- the can jacket 101 preferably comprises the barrier layer 102, the inner middle layer 103, the middle layer 104 and the outer paper or kraft paper layer 105.
- the thickness D of the can jacket is approximately 550 pm.
- the can jacket 101, consisting of the barrier layer 102, the inner The middle layer 103, the middle layer 104 and the outer paper or kraft paper layer 105 preferably has a total thickness of 500-650 ⁇ m, particularly preferably 550 to 620 ⁇ m.
- the can jacket 101, consisting of the barrier layer 102, the inner middle layer 103, the middle layer 104 and the outer paper or kraft paper layer 105 preferably has a tensile strength CD of greater than 300 N/15mm, in particular greater than 350 N/15mm, i.e.
- the can jacket 101 consisting of the barrier layer 102, the inner middle layer 103, the middle layer 104 and the outer paper or kraft paper layer 105 preferably has a grammage of at least 400 g/m 2 , in particular at least 450 g/m 2 .
- This outer kraft paper layer 105 is preferably provided with an outer barrier layer 106 on the side facing the outside of the can, for example a single-layer barrier film, with or without pinholes, preferably polyethylene (PE) with a grammage of 15 g/m 2 and/or a thickness of 15 gm or covered with a varnish.
- PE polyethylene
- the outer layer can only consist of an outer barrier layer 106 in the form of a barrier film, with or without pinholes, preferably PE with 25 g/m 2 .
- the inner middle layer 103 and second layer 104 can be adjusted in terms of their material thickness in such a way that the overall material thickness of the can jacket is retained.
- the number of middle layers 104 may be greater than one, for example in the case of a can with a height of 245 mm and a diameter of 175 mm, a number of two middle layers is preferred.
- a total thickness D of 767 gm results, for example.
- the inner middle layer 103, the middle layer 104 and the outer kraft paper layer 105 with greater thickness, for example in a can with H: 245 mm and D:
- Increasing the number of layers is advantageous compared to increasing the thickness of the layers, since with thinner layers a higher process speed and greater stability of the can body can be achieved in relation to the overall grammage of the kraft paper used.
- the tensile strength index MD as the quotient of tensile strength MD and grammage of the kraft paper used for the kraft paper layer 107 and the layers 103, 104, 105 is preferably in the range of 70-120 Nm/g.
- the tensile strength index CD as the quotient of tensile strength CD and grammage of the kraft paper used for the kraft paper layer 107 and the layers 103, 104, 105 is preferably in the range of 35-70 Nm/g.
- the tensile strength index MD of the kraft papers used is preferably greater than 80 Nm/g.
- the tensile strength index MD is particularly preferably greater than 100 Nm/g.
- the tensile strength index CD of the kraft papers used is particularly preferably greater than 40 Nm/g.
- the tensile strength index CD is particularly preferably greater than 50 Nm/g.
- the layer structure preferably includes at least two further plies 103, 104 made of kraft paper with the indicated tensile strength indices MD and CD.
- the kraft paper layer 107 or at least one of the other layers 103, 104 can also be formed from another cardboard or paper material which has the specified tensile strength indices MD and CD.
- kraft paper is distinguished by higher tensile strength indices MD and in particular CD (cross direction).
- the kraft paper of the kraft paper layer 107 and the kraft paper of the plies 103, 104 is unbleached.
- the paper or kraft paper of the outer paper or kraft paper layer 105 can be bleached, which can be advantageous for printing designs on the outside thereof.
- the outer paper or kraft paper layer 105 can already be printed with a product design before it is wound, and this printing can advantageously be present between the paper or kraft paper layer 105 and the outer barrier layer 106 .
- the cutting in the cutting device 26 is then registered with regard to the printing.
- FIG. 32 shows a cross section through a particularly preferred construction of the can jacket 101 according to the invention.
- the inner middle layer 103 and the other middle layer 104 have obliquely shaped lateral edges, so that the two at the respective web material opposite edges of the layers mutually overlap, but without, or without a significant, increase in the layer thickness of the layer in the overlapping area.
- other shapes of the edges are also suitable, such as stepped edges or interlocking edges, as illustrated in FIG. 33 .
- at least one of the two edges of at least one of the layers 103, 104, 105 is preferably provided with a shape that leads to a reduction in the thickness of the overlapping area of the two edges.
- both edges of at least one of the layers 103, 104, 105 are provided with a shape so that the thickness of the edges lying on top of one another is equal to the thickness of the layer itself.
- the innermost middle layer 103 is particularly preferably provided with such a structure.
- At least one existing middle layer 104 is preferably provided with such a structure, particularly preferably all existing middle layers 104.
- the edges of the outer kraft paper ply 105 preferably meet butt, with the gap in the butt area being sealed by applying a strip 109 (also referred to as a stripe) of PE, PET or PP film, or a sealing material is applied by means of a spray head after the can body has been formed.
- a strip 109 also referred to as a stripe
- the edges of the outer kraft paper layer 105 that meet are advantageous because the resulting gap is more regular and therefore visually more appealing and there is no edge area of the outer kraft paper layer 105 with a reduced layer thickness, which would be less stable to external mechanical influences.
- edges of the inner middle layer 103 and/or the edges of the further middle layers 104 can also impact themselves, it being assumed that this could have a negative effect on the stability of the layer structure.
- the barrier layer 102 is first fed as a web material in the longitudinal direction of a mandrel of a winding machine and moved further in the longitudinal direction of the mandrel.
- the two edges are formed around the dome so that these edges meet on the other side of the dome and the dome is now enclosed by the web material.
- the two edges of the web material of the barrier layer 102 come to lie one on top of the other on the dome.
- the barrier layer 102 is preferably not provided with glue on its outside.
- the winding machine is therefore particularly preferably provided according to the invention as an improvement to the known prior art with an application device, for example with a nozzle, which applies adhesive (e.g. glue or hotmelt) in a targeted manner to at least one of the two adjacent areas of the barrier layer 102 in the area of the longitudinal seam .
- adhesive e.g. glue or hotmelt
- the inner, middle layer 103 is placed around the barrier layer 102, in that this is also fed as web material, preferably in the longitudinal direction of the mandrel of the winding machine, and is moved further in the longitudinal direction of the mandrel.
- the two edges of the inner middle layer 103 are formed around the barrier layer 102 on the dome so that those edges meet on the other side of the dome and those on the dome located barrier layer 102 is now enclosed by the web material of the inner middle layer 103.
- the edges of the inner middle layer 103 preferably overlap one another so that they are glued to one another.
- the inner middle layer 103 is provided with glue on the inside, for example by applying it when the web material is fed in, with the glue being distributed over the entire surface between the layers when the inner middle layer 103 is molded or pressed onto the kraft paper layer 107 of the barrier layer 102.
- each middle ply 104 are placed one after the other around the inner middle layer 103 by feeding this as web material preferably in the longitudinal direction of the mandrel of the winding machine and moving it further in the longitudinal direction of the mandrel.
- the two edges of each middle ply 104 are formed around the inner middle ply 103 already on the dome so that those edges meet on the other side of the dome and the inner middle ply 103 on the dome is now enclosed by the web material.
- the edges of each middle layer 104 preferably overlap one another so that they are glued together.
- Each middle layer 104 is provided with glue on the inside, for example by applying it when the web material is fed in, with the glue being distributed over the entire surface between the layers when the middle layer 104 is molded or pressed onto the inner layer 103 already on the mandrel.
- the outer paper or kraft paper layer 105 is formed around the outer layer 103, 104 already on the mandrel, in that this is also fed as web material, preferably in the longitudinal direction of the mandrel, to the winding machine and moved further in the longitudinal direction of the mandrel.
- the two edges of the outer kraft paper ply 105 are formed around the outer pre-dome ply 103, 104 such that these edges meet on the other side of the dome and the pre-dome ply 103, 104 is now enclosed by the web material.
- the edges of the outer kraft paper ply 105 preferably do not overlap each other so that they meet in abutment.
- the outer kraft paper layer 105 is provided with glue on the inside, for example by applying it when the web material is fed in, with the glue being distributed over the entire surface between the layers when the outer kraft paper layer 105 is molded or pressed onto the layer 103, 104 underneath.
- the outer kraft paper layer 105 can preferably already have an outer barrier layer 106, i.e. be supplied as a laminate or web material coated on one side, so that it has a liquid-resistant or liquid-repellent outside.
- the outer kraft paper ply i.e. be supplied as a laminate or web material coated on one side, so that it has a liquid-resistant or liquid-repellent outside.
- the outer kraft paper ply i.e. be supplied as a laminate or web material coated on one side, so that it has a liquid-resistant or liquid-repellent outside.
- 105 must be provided with waterproof or moisture-proof printing.
- the outer kraft paper layer 105 does not yet have a liquid-resistant or liquid-repellent outer side when it is fed in, it can be provided with one in the winding machine or after the winding machine.
- a liquid-resistant or liquid-repellent film or laminate can be applied around the outer kraft paper layer 105 with the winding machine.
- the formed hollow cylinder can be sprayed or printed with a liquid-resistant or liquid-repellent substance, in particular a paint.
- this film or laminate can be welded plastic side to plastic side to enclose the outer kraft paper ply 105 tightly.
- a simple overlap will suffice.
- a folding seam can also be provided for this.
- 106 can also be in the form of a printed or label layer that is sealed at least on the outside over the outer Kraft paper layer 105 are attached, which is then sealed, for example, with a glued-on strip 109 in the joint area of its two edges.
- the joint area of the outer layer is preferably sealed on the winding machine, for example by applying liquid-resistant or liquid-repellent material as a liquid, or in the form of a strip 109 , In particular adhesive strips, is attached.
- the outer seam of the outer paper or kraft paper layer 105 or another layer arranged above it can thus be designed as a folded seam, as a simple overlap or butt to butt (butt seam).
- the butt seam can be sealed with hotmelt, a strip or tape or a sealing liquid, these means preferably being applied on the winding machine after the outermost layer has been wound and before the individual hollow cylinders are cut.
- the stripe or the tape can be self-adhesive or be present as a plastic strip, in particular a PE strip, which is fixed by ultrasonic welding.
- Hotmelt is preferably applied in the winding machine with a nozzle to the paper tube which is located on the mandrel and is moved past the nozzle.
- the nozzle is preferably directed perpendicularly onto the gap of a butt seam, running in the longitudinal direction of the paper tube, of the outermost layer applied in the winding machine.
- the nozzle can have a cylindrical or rectangular cross-section and have a straight or flat opening surface.
- the nozzle opening surface is preferably concave as seen in the circumferential direction of the paper tube, ie it is adapted to the cylindrical shape of the tube, the opening surface of the nozzle preferably being at a uniform distance from the tube.
- the hotmelt is preferably applied directly to the winding machine after the outermost layer has been wound, with the outermost layer already being or having a dense outer barrier layer 106 .
- the hot melt is applied to seal the absorbent cut edges of the outermost layer and/or to seal the underlying layer 103 or 104 exposed along the butt seam.
- the outer layer is preferably formed from an absorbent material, in particular paper or kraft paper, which is provided on its outside with a moisture-resistant material, for example laminated with a moisture-resistant film or coated with a moisture-resistant substance.
- the gap of the butt seam preferably has a width in the range of 0.5-4mm inclusive.
- the hotmelt is preferably applied in the form of a strip projecting beyond the gap in the butt seam, the width of the hotmelt strip being preferably at least 1 mm, in particular at least 2 mm wider than the width of the gap in the butt seam.
- the width of the gap of the butt seam is 3 mm and the width of the hot melt strip is 6 mm.
- the hotmelt is applied in the heated state, for example at 160°-190° C., and hardens by cooling until the individual cylinders are cut by the mandrel 23 of the winding machine. This can preferably be supported with a cooling device, for example in the form of a fan.
- the sealing of the butt seam with an adhesive results in a very flat and homogeneous outer circumference of the can.
- the film formed by the adhesive or the hotmelt on the outer barrier layer 106 is only 0.05 to 0.1 mm, for example.
- the outer kraft paper layer 105 which has the barrier layer 106
- another paper or cardboard material can also be used, preferably one made from or containing recycled paper or fiber material.
- the outer kraft paper layer 105 is provided with an outer barrier layer 106 in the form of a film, the kraft paper layer 105 and the film being a Laminate are present and are thus fed together as a material balm of the winding device.
- the film layer is longer in the transverse direction of the material web than the kraft paper layer 105, so that the edge of the film layer that protrudes on one side comes to rest on the other edge of the film layer that does not protrude.
- the protruding edge of the film layer can be melted or welded onto the underlying film layer that does not overlap the kraft paper, or an adhesive can be applied to the underside of the overlapping area, in particular an activatable, in particular heat-activatable adhesive, for gluing the film layer to itself.
- the individual hollow cylinders are then bent open at both ends in the edge area.
- the bending up preferably takes place in a length range of 5 mm, with the outer edge being bent outwards by 2.5 mm. From the outer edge, the bent-up area transitions into the non-bent-up jacket area, preferably along a circular path with a radius of preferably 3-4 mm, in particular 3.3-3.5 mm.
- edges that have been cut off or already bent up are preferably provided with a sealing liquid so that their ability to absorb moisture is reduced. This preferably takes place in that this sealing liquid is applied during bending.
- the cut edges can be sealed by applying tape or shrink tubing.
- the bent and end-sealed hollow cylinders are then transferred to a can closing machine, in which first one end, preferably the lower end, of the hollow cylinder is closed with a first closing element, for example a base element 4 first.
- the base element 4 is preferably an aluminum base element of a conventional aluminum can, which has at least approximately the same volume or the same diameter as the can in question.
- the medium in particular a carbonated drink
- the hollow cylinder which is closed at the bottom, preferably in an amount of 0.25 liters.
- the filled hollow cylinder is subsequently closed at the top with a second closure element, for example with a cover element 5 .
- the lid is preferably an aluminum lid of a conventional aluminum can, which has at least approximately the same volume or the same diameter as the can in question.
- Closing and filling preferably takes place on a clocked system with a throughput of 80,000 cans/hour.
- 40,000 can bodies per hour are produced on the winding system, which means a speed of around 1.5 m/s for the finished tube in the direction of the winding mandrel.
- the desired processing capacity of 80,000 cans/h can be achieved by mirroring the machine, with the flanged can bodies from both machine units being brought together in front of the seamer for the can bottom.
- the can jackets 2 in question which come from the slower winding system, can preferably be closed together with conventional aluminum can jackets on the same faster closing and filling system and particularly preferably with the same base elements and the same lids and without any changeover effort or time interruption. This means that the speed of winding system is no longer process-critical and the filling system can be operated independently of this with full process performance.
- the composite cans according to the invention and conventional aluminum cans can be filled and closed in batches or alternately on the same system, so that the lower production speed of a single winding system is compensated for by the production of conventional aluminum cans.
- the system can then produce 40,000 inventive cans/hour and 40,000 aluminum cans/hour, so that advantageously two product lines, i.e. environmentally friendly composite cans and proven aluminum cans, can be produced simultaneously and continuously on one system.
- the need for composite jacketed cans according to the invention can be exactly covered and the remaining capacity can be used for standard cans, which is particularly advantageous for product launches, since the sale of composite jacketed cans according to the invention would initially not lead to full utilization of a conventional filling plant.
- the simultaneous or sequential use of the filling system according to the invention for cans according to the invention and conventional aluminum cans is thus additionally lowered a further inhibition threshold for the product changeover, since aluminum cans can still be produced and can only gradually be replaced by composite jacketed cans to an increasing extent.
- Beverage cans with a height of 134 mm and an outer diameter of 52.4 mm and with a filling volume of 250 ml of a carbonated beverage were produced with the preferred layer structure according to one of FIGS. 16-33.
- the beverage cans were sealed top and bottom with standard aluminum can ends and ends using standard sealing equipment.
- the layers used and the resulting layer structure are specified in the table below.
- the tensile strength MD (machine direction) indicates the tensile strength of the kraft paper in the longitudinal direction of the can jacket 101
- the tensile strength CD (cross direction) indicates the tensile strength of the kraft paper in the circumferential direction of the can jacket 101. It can be seen that the conventional paper of the paper layer 105 used has a significantly lower tensile strength, particularly in the transverse direction (CD).
- the grammage of the entire layer structure of the can jacket 101 is increased compared to the sum of the individual layers due to the glue application of 18 g/m 2 per glue layer.
- the glue application amounts to a total of 54 g/m 2 due to the three full-surface glue layers.
- the cans thus produced were suitable for storing and transporting the carbonated beverage.
- the particularly preferred layer structure of the can according to the invention therefore has an inner barrier layer 102 made of a barrier laminate 108 and a kraft paper layer 107 with a single overlapping longitudinal seam running in the longitudinal direction of the can, two layers 103, 104 each wound on top of this, each with an overlapping seam running in the longitudinal direction of the can.
- the layers 103, 104 have a reduced thickness in the seam area at least at one edge, above which is a wound layer of paper or cardboard material, which has an outer barrier layer 106 on the outside and a butt seam running in the longitudinal direction of the can and forming a gap, which is sealed with hotmelt, the layers 103, 104 being glued, in particular glued, with their kraft paper surfaces directly to one another and to the layers above and below.
- the advantages of the cans according to the invention are the recyclability and the good ecological balance. Since the can is similar to plastic-coated cardboard packaging in terms of the materials used, the aluminum parts, the paper layers and the plastic foils can be separated from one another and sorted for recycling using known dissolving processes. In particular, the high proportion of renewable parts, especially in the form of paper, makes the can advantageous over cans made of aluminum and/or plastic. The ecological balance of the present can is better than that of conventional aluminum cans.
- the cylindrical can jacket 101 of the can consists mainly of paper or cardboard material and comprises at least two wound layers and is closed at the bottom with a bottom element 4 and at the top with a lid element 5, with the can 1 withstanding an internal pressure of at least 5 bar
- the innermost layer of the can jacket 101 consists of a straightly wound barrier layer which has a longitudinal seam with itself running in the longitudinal direction of the can 1, the barrier layer being a laminate of an inner diffusion-tight film or an inner diffusion-tight barrier laminate 108, a central paper or preferably kraft paper layer 107 and an outer plastic layer 111, with at least one further wound layer of paper or cardboard material with an inner plastic layer 111 being present around the barrier layer of the can jacket 101, with the plastic layers 111 of the barrier layer 102 and the
- the further wound layer of paper or cardboard material with an inner plastic layer 111 can also have an outer plastic layer 111 .
- only one plastic layer 111 can be present between the further layers 103, 104, 105 of paper or cardboard material, for example by having it already present on one of the two adjacent layers before winding.
- the layered structure thus comprises the barrier layer, the paper material of which is bonded, in particular glued, to the paper material of the following layer of paper or cardboard material, with between this following layer of paper or cardboard material and the outermost layer of paper or cardboard material of the can jacket between two of these layers there is at least one plastic layer 111.
- the at least one plastic layer 111 is advantageously used to connect the two layers by being heated. The fact that at least two layers are joined by heated or melting plastic reduces the amount of liquid introduced into the layer structure by adhesive or glue.
- the direct bonding or gluing of two paper materials of at least two consecutive layers of paper or cardboard material creates improved stability of the can, with the barrier layer preferably being one of these layers, so that the barrier layer and the subsequent layer are connected particularly rigidly.
- At least one plastic layer 111 is preferred, which is provided with perforations or openings between two layers of paper or cardboard material, so that moisture can be distributed through the plastic layer 111 between the layers of paper or cardboard material.
- the moisture brought in by gluing or gluing can advantageously be distributed between the layers of paper or cardboard material, so that the overall moisture content of the individual layers can be reduced.
- the material of the plastic layer is preferably a polyolefin, in particular PE.
- the embodiment variants of FIGS. 34 and 35 are advantageous regardless of how the barrier layer 102 and the outer barrier layer of the can are implemented.
- the barrier layer 108 of the barrier sheet may be in the form of a film, laminate, composite film, or coating, or a combination thereof.
- the further wound layers of paper or cardboard material with their plastic layers 111 can in turn have a longitudinal seam, preferably with a reduced thickness in the overlapping area with itself.
- the outermost layer can again have a butt seam, with suitable sealing of the gap.
- the paper or cardboard material of one or more or all layers of the can according to the invention or its variants can preferably be kraft paper or paper or cardboard material with comparable tensile strength indices MD (machine direction) and CD (transverse direction).
- 36 to 41 show further embodiment variants which are characterized in that the inner edge of the further layer 103 following the barrier layer butts against an edge of the barrier layer 102 and the outer edge of the further layer 103 overlaps the inner edge of the further one Location 103 is located.
- the barrier layer 102 and the further layer 103 each have an overlap with themselves, these being wound straight and therefore having edges running straight in the longitudinal direction of the endless tube formed on the mandrel.
- each additional middle layer made of paper or cardboard material, in particular kraft paper layer, is preferably also made.
- the inner edge of the outer paper or kraft ply 105 abuts the outer edge of the underlying ply 104 and the outer edge of the outer paper or kraft ply 105 overlaps the inner edge of the outer paper or kraft ply Kraft paper sheet 105 is located.
- the outer paper or kraft paper layer 105 has an outer barrier layer 106, as already described for the other embodiment variants, or is provided with one.
- the further layers 103 and 104 are preferably present with the same material thickness.
- the other layers 103 and 104 can have a reduced material thickness in the overlapping area with themselves on one or both of the two overlapping edge areas.
- the edge of the barrier sheet 102 may be formed by having a simple overlap with itself.
- the further layer 103 and the barrier layer 102 can also be present with different material thicknesses.
- the edge of the barrier sheet 102 may be formed by having a fold seam to itself.
- the further layer 103 is present with the same strength as the double barrier layer 102 .
- the further layer 103 can also be present with a different material thickness.
- the first edge of a second further ply 104 may abut the outer edge of the first further ply 103, with the second edge of the second further ply 104 not up to the first edge of the second further layer 104 protrudes. It is preferred that the second edge of the second additional layer 104 protrudes to the beginning of the area of the inner additional layer 103 in which the increased thickness of the layer structure is present, which results from the overlapping of the barrier layer 102 with itself. As can be seen in FIGS. 39 and 40, the second further layer 104 conceals the increase in thickness in the area of the overlaps of the barrier layer 102 and the layer 103 present on this.
- the outer edge of the inner further layer 103 can be designed with a reduced thickness, in particular with an inclined surface.
- the edge of the additional layer 104 lying on the outside can be designed with a reduced thickness, in particular with an inclined surface.
- the edges, in particular inclined surfaces, of the two layers 103, 104 overlapping.
- the second edge of the second further layer 104 can additionally or alternatively be designed with a reduced thickness, in particular with an inclined surface.
- the further layer 104 can overlap itself, in which case the beveled surface of the outer edge can be used for the attachment of an externally adjoining layer which also has a beveled surface.
- the additional layer 104 can be used to conceal the increase in thickness, with the inclined surface being present in that area in which the thickness of the composite of the barrier layer 102 and the inner layer 103 changes.
- the longitudinal seam can be sealed by a sealing strip 110, as shown.
- the longitudinal seam can also be sealed by a film layer of the barrier layer 102, which simply overlaps the barrier layer 102 in the region of the longitudinal seam, as shown in FIGS. 15, 24,
- the sealing is effected by the fold seam itself, since no cut edge of the paper or kraft paper layer 107 of the barrier layer 102 is exposed to the inside.
- the folded seam is characterized in that the two edge areas of the barrier layer 102 rest against one another with their diffusion-tight barrier laminate 108 or their diffusion-tight film or coating and are folded over onto the two edge areas on the barrier layer 102 itself.
- FIGS. 43 and 44 schematically illustrate variants in which the increase in thickness of the seam of the barrier layer 102 is at least largely concealed by the additional layer structure.
- the seam is designed as a self-sealing fold seam, but this can also be designed according to one of the variants of the seam of the barrier layer 102 described for the other figures.
- the seam of the barrier layer 102 is accommodated in a gap in the paper, cardboard or, in particular, kraft paper layer 103 adjoining the barrier layer 102 .
- the two longitudinal edges of the layer 103 are thus at a distance from one another and lie on both sides of the increased thickness of the barrier layer
- the subsequent further paper or cardboard layer in particular kraft paper layer 104, preferably runs around the entire circumference of the can jacket.
- the two longitudinal edges of sheet 104 may abut one another, or may overlap one another, wherein the overlapping edge portions of sheet 104 may be of reduced thickness, as illustrated in FIG. Contrary to what is shown, it is preferred that the abutting or overlapping area of the layer 104 is arranged offset to the seam of the barrier layer 102 and thus offset to the gap of the layer 103
- the seam of the barrier layer 102 and the layer 103 adjoining the barrier layer 102 are accommodated in a gap of the subsequent further paper or cardboard layer, in particular kraft paper layer 104.
- the two longitudinal edges of layer 104 are thus at a distance from one another and are present on both sides of the increased thickness of barrier layer 102 and layer 103 in the area of the seam.
- the layer 103 runs around the entire circumference of the can jacket. The two long edges of the ply
- FIG. 44 has proven to be advantageous compared to the variant of FIG. 43, since in the variant of FIG Seam of the barrier layer 102 is larger.
- the barrier layer 102 can be designed according to one of the embodiment variants described herein, in particular it can have a simple overlap or a folded seam with itself in the seam area.
- the respective overlaps of the layers 102, 103 and 104 are preferably arranged offset to one another, so that there is no summation of the thickness difference.
- the overlap of the layers 103 and/or 104 can be minimal, for example in the range from 1 to 10 mm, in particular 1 to 5 mm.
- the inner or the outer edge of at least one of the respective layers 103, 104 faces an area of the layer structure in which the thickness of the layer structure changes.
- at least one of the plies 103, 104 may have the inner longitudinal edge in front of the caliper of the underlying ply and placed over the caliper with the outer longitudinal edge of the ply lying in front of the rising flank of the caliper.
- At least one of the plies 103, 104 may lie with the inner longitudinal edge down the descending flank of the caliper of the underlying ply and with the other end passed over the caliper so that the outer longitudinal edge of the ply meets the inner longitudinal edge of the position overlapped.
- FIG. 46 shows an embodiment variant in which the two further layers 103, 104 overlap themselves.
- the overlapping edge regions of the respective layer 103, 104 can be present with a non-reduced thickness.
- the layers 103 and 104 thus have an increase in thickness in the form of a simple overlap.
- the barrier layer 102 can be designed according to one of the embodiment variants described herein, in particular it can have a simple overlap or a folded seam with itself in the seam area.
- the respective overlaps of the layers 102, 103 and 104 are arranged offset to one another, so that there is no summation of the thickness difference.
- Both layers 103, 104 lie with the inner longitudinal edge towards the descending flank of the increase in thickness of the layer below and are guided with the other end over the increase in thickness, so that the outer longitudinal edge of the respective layer 103, 104 overlaps the inner longitudinal edge of the respective layer 103, 104 overlapped.
- the inner longitudinal edges of the layers 103, 104 can face that flank of the thick increase which is not formed by a longitudinal edge of the underlying layer.
- the inner longitudinal edges of the layers 103, 104 can face that flank of the increase in thickness, which is formed by a longitudinal edge of the underlying layer.
- FIG. 47 shows a particularly preferred variant in which the two further layers 103, 104 overlap themselves.
- the overlapping edge areas of the respective layer 103, 104 can be reduced thickness.
- the layers 103 and 104 thus have an increase in thickness in the form of a simple overlap.
- the barrier layer 102 can be designed according to one of the embodiment variants described herein, in particular it can have a simple overlap or a folded seam with itself in the seam area.
- the respective overlaps of the layers 102, 103 and 104 are arranged offset to one another, so that there is no summation of the thickness difference.
- Both layers 103, 104 each lie with the inner longitudinal edge towards the descending flank of the thickness increase of the underlying layer and are guided with the other end over the thickness increase, so that the outer longitudinal edge of each corrugated layer 103, 104 is the inner longitudinal edge of each corrugated layer 103 , 104 overlapped.
- the inner longitudinal edges of the layers 103, 104 can face the same flank of the thick increase. As shown in the example, the inner longitudinal edges of the layers 103 and 104 can each be to the left of the increase in thickness. As illustrated in the example, the outer longitudinal edges of the layers 103 and 104 are also in each case on the same side of the increase in thickness, namely on that side on which the inner longitudinal edges of the layers 103, 104 are also present.
- FIG. 47 Other plies are preferably arranged in the same manner as illustrated in FIG. 47 for the outer paper or kraft ply 105.
- FIG. The ply 105 has its inner longitudinal edge facing the outer longitudinal edge of the ply 104 which forms the rising flank of the thickness increase.
- the number of layers 103, 104 located between the barrier layer 102 and the outer paper or kraft paper layer 105 can be greater than 2.
- middle layers 103, 104 made of paper or kraft paper between the barrier layer 102 and the outer barrier layer 106, in particular three to four middle layers 103, 104.
- this layer of the can jacket in the form of a wound layer of paper or cardboard material faces a flank of the increase in thickness resulting from the longitudinal seam of the barrier layer.
- the inner longitudinal edge of at least one of the further layers 103, 104 and optionally the layer 105 of the can jacket 101 of a flank of the through the longitudinal seam faces the resulting increase in thickness and the outer longitudinal edge of the respective layer 103, 104, 105 overlaps the inner longitudinal edge of the same layer 103, 104, 105.
- the overlapping area of the two longitudinal areas of the respective layers is twice the material thickness of the layer and the overlapping areas are offset from one another in the circumferential direction. As illustrated in FIG.
- the overlapping areas are preferably arranged adjoining one another, with the first overlapping area of the innermost of these layers adjoining a flank of the increase in thickness of the barrier layer 102 and the others Connect the overlapping areas of the other layers to the outer longitudinal edge of the layers underneath.
- the respective middle layer 103, 104 and optionally layer 105 is preferably glued to itself, in particular glued.
- a sealing material encloses the inner longitudinal edge of the barrier layer 102 or the inner longitudinal edge of the paper, in particular kraft paper layer 107, so that sealing material is present on both sides on the inner edge area of the inner paper, in particular kraft paper layer 107.
- the web material of the barrier layer 102 is preferably already present in this way before the winding or when it is fed to the winding device. Alternatively, it is possible to wrap the sealing material around the edge of the web material during feeding to the mandrel of the winder.
- FIG. 48 illustrates that the barrier laminate 108 or a barrier film of the barrier layer 102 can be designed to enclose the inner longitudinal edge of the paper layer 107, in particular kraft paper layer.
- the outer edge area of the barrier layer 102 comes to lie over the folded-back edge area of the barrier laminate 108 or the barrier film, which protrudes beyond the longitudinal edge of the paper layer 107, in particular kraft paper layer.
- a sealing strip 110 can be present, which encloses the inner longitudinal edge of the barrier layer 102 and thus also the inner longitudinal edge of the paper layer 107, in particular kraft paper layer 107, in a U-shape.
- the outer edge area of the barrier layer 102 comes to lie over the folded-back edge area of the sealing strip 110 that protrudes beyond the longitudinal edge of the paper layer 107, in particular kraft paper layer.
- a coating with a dense material could also be applied in a U-shape around the inner longitudinal edge of the barrier layer 102 in the same way.
- the coating can be applied in liquid or gaseous form or as a plasma before or during the feeding of the material web of the barrier layer 102 to the mandrel of the winding machine.
- the sealing strip 110 or the coating covers the edge area of the barrier laminate 108 or the barrier film on the inside of the can jacket.
- a coating with dense material is applied to the wound endless tube or preferably to the individual can jackets already cut from the endless tube applied to form the seam of the barrier layer. Similar to the sealing strip 110, the coating can be applied as a band-shaped application so that it protrudes only over the area of the inner longitudinal edge of the barrier laminate 108. Optionally, the coating can also be applied to the cut edges of the can jacket and/or as a band-shaped application over the seam of the outermost layer of the can jacket.
- the coating is applied to the entire inside of the can jacket.
- the coating can also be applied to the cut edges of the can jacket and/or its entire outside.
- An additional coating of the can jacket cut from the endless tube of the winding machine can be carried out in all of the embodiment variants described herein.
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Dose enthaltend ein festes, flüssiges und/ oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement (4) und oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen ist, wobei die innerste Lage des Dosenmantels (101) aus einer gerade gewickelten Barrierelage (102) besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Längsnaht nach innen durch eine Folienschicht der Barrierelage (102) abgedichtet ist, welche die Barrierelage (102) im Bereich der Längsnaht einfach überlappt, oder die Längsnaht durch einen gerade in Längsrichtung der Dose verlaufenden Dichtstreifen (110) abgedichtet ist oder die Längsnaht eine Dickenerhöhung bildet und die innere oder äußere Längskante einer weiteren Lage (103, 104) des Dosenmantels (101) in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial der Flanke der Dickenerhöhung zugewandt liegt.
Description
Dose
Die Erfindung betrifft eine druckfeste Dose mit einem Dosenmantel aus Verbundmaterial.
Eine druckfeste Dose ist eine Dose für die Verpackung von unter Überdruck stehenden Medien bzw. von Medien die bei Lagerung, Transport oder Verwendung einen solchen entwickeln können.
Die Erfindung betrifft somit einen Fluidbehälter, insbesondere auch einen Getränkebehälter, der auch für ausgasende Dosen-Getränke wie etwa kohlensäurehaltige Mineralwässer, Süßgetränke, Energy -Drinks oder Biere einsetzbar ist, weil er für diese Zwecke als Besonderheit hinreichend druckfest ist. Je nach Ausführung eignet er sich für Spraydosen aller Art mit noch höheren Innendrucken. Außerdem betrifft die Erfindung ein technisches Herstell- und Logistikverfahren, welches es ermöglicht, dass mit dem Einsatz einer derartigen Getränkedose die Getränkeabfüller und vor allem die Dosenabfüller die Gebinde vor Ort und bedarfsweise hersteilen können, vorzugsweise im Gleichtakt mit einer bestehenden Abfüllanlage. Bevorzugt müssen herkömmliche Dosenabfüller für die Einführung dieses neuen Fluidbehälters oder Getränkebehälters ihre Dosenabfüll- Anlagen nicht umbauen, sondern können sie nahtlos weiterverwenden. Es wird ihnen die eigene Herstellung der Dosen ermöglicht, und der Platzbedarf hierfür beträgt einen kleinen Bruchteil des Raumbedarfs für die bisher unerlässlichen Pufferlager an leeren Aluminium-Dosen für deren spätere Befüllung.
In der Verpackungsindustrie sind mehrlagige Verpackungen mit einem Verpackungsmantel aus Papier- oder Kartonverbundmaterial bekannt, deren einzelne Lagen entweder gerade oder schräg um die Längsrichtung eines Doms gewickelt werden und somit entweder in Längsrichtung des Verpackungsmantels verlaufende Stoßbereiche mit sich selbst aufweisen, oder spiralförmig um die Längsrichtung des Verpackungsmantels verlaufende Stoßbereiche mit sich selbst aufweisen. Diese Verpackungen können eine innere Barriereschicht aufweisen, welche im Stoßbereich ihrer beiden Ränder eine dichte Faltnaht aufweist. Als Verbundmaterial der Lagen werden allgemein Karton und Papiermaterialien verwendet. Solche Dosenmäntel wurden bislang zu allgemeinen Verpackungszwecken eingesetzt, beispielsweise zur Verpackung von Pulvern, wie Waschmittel, Kakaopulver, oder für Snacks, wie Chips, wobei im Fall von Lebensmittel die Barriereschicht zum einen das Lebensmittel vor dem Eindringen von Flüssigkeiten und Gasen von außen schützt und zum anderen das Entweichen von Flüssigkeiten und Gasen aus dem Lebensmittel bzw. aus dem Inneren des Verpackungsmantels verhindern.
Mittlerweile existieren viele Verbundverpackungen mit einem Dosenmantel aus Verbundmaterial für Speisen als auch Getränke. Jedoch stoßen diese im Bereich der Druckfestigkeit an ihre Grenzen, sodass diese bislang nicht für unter Druck stehende Medien, insbesondere kohlensäurehaltige Getränke verwendet wurden. In der Patentliteratm finden sich zwar Vorschläge für derartige Dosenmäntel aus Verbundmaterial für kohlensäurehaltige Getränke, beispielsweise in der WO 9959882 A9 und der EP 0101139 A2, jedoch haben es bislang keine derartigen Produkte auf den Markt geschafft. Eventuell, weil bei den vorgeschlagenen Dosenmänteln und/oder fertigen Dosen die Druckfestigkeit nicht ausreichend hoch erzielt werden konnte, oder weil diese vorgeschlagenen Dosenmäntel und/oder fertigen Dosen nicht konkurrenzfähig zu den herkömmlichen Getränkedosen, wie insbesondere Aludosen waren.
Nachteilig an den in der WO 9959882 A9 beschriebenen Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke sind deren spezielle Formen, welche einerseits eigene Füll- und Verschlussanlagen erfordern und andererseits von der dem Konsumenten vertrauten Form einer Getränkedose abweichen.
Nachteilig an den in der EP 0101139 A2 beschriebenen Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke sind deren spezielle Formen, welche einerseits eigene Füll- und Verschlussanlagen erfordern und andererseits von der dem Konsumenten vertrauten Form einer Getränkedose, insbesondere im Bereich des Bodens und des Deckels, abweichen.
Aus der DE202007010192U1 ist eine Verbunddose für kohlensäurehaltige Getränke bekannt, deren Mantel hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei die Wandstärke mit 0,5545 mm angegeben ist. Nachteilig an der DE202007010192U 1 ist, dass der Mantel aus einem beidseitig beschichteten dicken Sulfatkarton besteht, welcher sich selbst überlappt, was einen gegenüber dem restlichen Mantel stark verbreiteten Abschnitt zur Folge hat. Nachteilig ist zudem, dass der seitliche Rand der inneren und äußeren Kante des Laminats frei liegt und somit zusätzlich abgedichtet werden muss, beispielsweise durch ein Tape.
In der WO2012155890A1 wird eine Verpackung für kohlensäurehaltige Getränke beschrieben, mit einem Mantel aus Verbundmaterial, wobei der Mantel großteils aus Papier bzw. Kartonmaterial besteht. Die Mantelstärke (bzw. Schichtdicke) des Verbundmantels der Dose beträgt zwischen 0,5 bis 0,8 mm, wobei die Dicke der Barrierefolie 50- 120pm beträgt. Nachteilig an der WO2012155890A1 ist, dass sich das gesamte Laminat selbst überlappt, was einen gegenüber dem restlichen Mantel stark verbreiteten Abschnitt zur Folge hat. Nachteilig ist zudem, dass der seitliche Rand der inneren und äußeren Kante des Laminats frei liegt und somit zusätzlich abgedichtet werden muss, beispielsweise durch ein Tape.
Aus der US 3687351 Al ist eine Verbunddose für kohlensäurehaltige Getränke bekannt, deren Mantel hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei die Mantelstärke ca. 0,48 mm beträgt, wobei nachteilig ist, dass der Schichtaufbau eine dicke Aluminiumschicht mit ca. 25mpi Schichtdicke aufweist.
In der US 4642252 werden Verpackungen für kohlensäurehaltige Getränke mit Mänteln aus Verbundmaterial beschrieben, wobei der Mantel großteils aus Papier bzw. Kartonmaterial bestehen kann. Die Mantelstärke des Ausführungsbeispiels gemäß Fig. 1, Fig. 8 und Fig. 9 beträgt jeweils ca. 900 mpi also 0,9 mm. Nachteilig and der US 4642252 ist, dass die innerste Lage, nämlich die Barriereschicht spiralförmig gewickelt ist, was die Länge deren Faltnaht erhöht.
In der US 4766019 wird eine Dose für kohlensäurehaltige Getränke vorgeschlagen, welche einen Mantel aus mehreren Lagen von Kunststoffschichten aufweist. Die Mantelstärke (bzw. Schichtdicke) des Mantels wird in einem Ausführungsbeispiel mit 22mils also ca. 0,56 mm angegeben. In der US 4766019 ist angegeben, dass die Mantelstärke unter 30mils (0.762mm) betragen soll, damit der Kunststoffmantel mit herkömmlichen Aluminiumdeckeln verschließbar ist. Nachteilig ist, dass der Mantel gänzlich aus Kunststoff gebildet ist, was wenig nachhaltig scheint. Die innerste Barriereschicht wird bei der US 4766019 auf einen Dom extrudiert.
Die US4181239A zeigt ebenfalls eine Dose mit Kunststoffmantel, wobei nachteilig ist, dass der Dosenmantel rein aus Kunststoffschichten aufgebaut ist. In der US4181239A ist angegeben, dass die Mantelstärke zwischen 85 und 770 pm betragen soll, bevorzugt zwischen 100 und 400 mpi.
Aus dem Stand der Technik geht hervor, dass erkannt wurde, dass der Dosenmantel eine gewisse Dicke nicht überschreiten darf, damit dieser noch mit Standard- Aluminiumdosendeckeln von herkömmlichen Aludosen verschließbar ist. Zweitens wurde scheinbar zumindest bei den Dosenmänteln aus mehreren gewickelten Einzellagen erkannt, dass der Dosenmantel keine großen Abweichungen in seiner Schichtdicke über den Umfang gesehen aufweisen soll. Um dies zu erreichen wird die innerste Lage als dünne Kunststofffolie bzw. aus einem Laminat aus unterschiedlichen Kunststofffolien und eventuell einer Aluminiumfolie ausgeführt, was der
US4181239A, der US 4766019, und der US 4642252 entnommen werden kann. Bei der US 4642252 ist zudem vorgesehen, dass die spiralförmige Faltnaht des Barrierelaminats aus Kunststofffolien und einer Aluminiumfolie von einer Zwischenschicht aus Papier kaschiert wird.
Die US2020189791A1 offenbart eine Dose, enthaltend ein flüssiges und/ oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweist oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickelt, wobei der zylindrische Dosenmantel der Dose hauptsächlich aus Papier bzw. Kartonmaterial besteht und unten mit einem Bodenelement und oben mit einem Deckel verschlossen ist, wobei die Dose einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, wobei die innerste Lage des Dosenmantels aus einer gerade gewickelten Barrierelage besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose verlaufende Faltnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage ein vorgefertigtes Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Barrierefolie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat und einer außenliegenden Kraftpapierschicht ist.
Als nachteilig hat sich herausgestellt, dass bei Papier- oder Kartonverbunddosenmänteln aus gewickelten Einzellagen der Halt zwischen den einzelnen Lagen, also dem Barrierelaminat aus Kunststofffolien und gegebenenfalls einer Aluminiumfolie und den nachfolgenden Lagen aus Papier- oder Kartonmaterial für die Verwendung als Verpackung für unter Druck stehende Medien, insbesondere kohlensäurehaltige Getränke, unzureichend sein kann und zwar insbesondere im Bereich einer Faltnaht der Barrierelage.
Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe besteht darin, einen markttauglichen Dosenmantel aus Verbundmaterial für eine Dose für unter Druck stehende Medien, insbesondere kohlensäurehaltige Getränke weiter zu verbessern, wobei der Dosenmantel dem herrschenden bzw. möglichen Innendruck solcher Medien zuverlässig standhalten kann und hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht.
Für das Lösen der Aufgabe wird in einer Ausführungsvariante eine Dose vorgeschlagen, enthaltend ein festes, flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement und oben mit einem Deckelelement verschlossen ist, wobei die innerste Lage des Dosenmantels aus einer gerade gewickelten Barrierelage besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage durch eine der folgenden Varianten abgedichtet ist:
- die Längsnaht nach innen durch eine Folienschicht der Barrierelage abgedichtet ist, welche die Barrierelage im Bereich der Längsnaht einfach überlappt, oder
- die Längsnaht durch einen gerade in Längsrichtung der Dose verlaufenden Dichtstreifen abgedichtet ist, oder
- die Längsnaht als Faltnaht ausgeführt ist und die innere oder äußere Längskante einer weiteren Lage des Dosenmantels in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial einer Flanke der durch die Faltnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegt.
Für das Lösen der Aufgabe wird in einer weiteren Ausführungsvariante eine Dose vorgeschlagen, enthaltend ein festes, flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei der Dosenmantel innen eine Barrierelage und außen eine Barriereschicht aufweist und dazwischen zumindest zwei gewickelte mittlere Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial umfasst und unten mit einem Bodenelement und oben mit einem Deckelelement verschlossen ist, wobei die innerste Lage des
Dosenmantels aus einer gerade gewickelten Barrierelage besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Längsnaht eine Dickenerhöhung im Schichtaufbau bildet, wobei die innere oder äußere Längskante zumindest einer der mittleren Lagen einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die innere Längskante zumindest einer der weiteren Lagen des Dosenmantels einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt hegt und die äußere Längskante dieser Lage die innere Längskante dieser Lage überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die innere Längskanten von zumindest zwei der weiteren Lagen des Dosenmantels jeweils einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegen und die äußere Längskante der jeweiligen Lage die innere Längskante dieser Lage überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat und einer außenliegenden Karton- oder Papieroder Kraftpapierschicht ist, wobei die Barrierelage einen ersten Randbereich aufweist, welcher im Bereich der Längsnaht einen zweiten Randbereich der Barrierelage überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage im ersten Randbereich die innenliegende diffusionsdichte Folie oder ein innenliegendes diffusionsdichtes Barrierelaminat und die außenliegende Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht aufweist, wobei die innenliegende Kante des ersten Randbereichs durch einen Dichtstreifen abgedichtet ist.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage im ersten Randbereich oder zumindest im äußeren Bereich des ersten Randbereichs nur die innenliegende diffusionsdichte Folie oder das innenliegende diffusionsdichte Barrierelaminat aufweist, wobei die innenliegende diffusionsdichte Folie oder das innenliegende diffusionsdichte Barrierelaminat des ersten Randbereichs an der innenliegenden diffusionsdichten Folie oder am innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat des zweiten Randbereichs anliegt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage im zweiten Randbereich oder zumindest im äußeren Bereich des zweiten Randbereichs nur die Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht aufweist.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass sich die Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht der Barrierelage nicht überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass sich die Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht der Barrierelage überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die in Längsrichtung der Dose verlaufende Längsnaht der Barrierelage eine Dickenerhöhung aufweist und die innere oder äußere Längskante der auf die Barrierelage folgenden Lage des Dosenmantels, in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial, einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt hegt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die in Längsrichtung der Dose verlaufende Längsnaht der Barrierelage eine Dickenerhöhung aufweist und um die Barrierelage eine folgende Lage des Dosenmantels in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial angeordnet ist, sodass die durch die Längsnaht verursachte Dickenerhöhung an der Lage vorliegt, wobei die innere oder äußere Längskante der um die Lage folgenden Lage des Dosenmantels, in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial, einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt hegt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass beide Längskanten einer der beiden nachfolgenden Lagen des Dosenmantels den beiden gegenüberliegenden Flanken der Dickenerhöhung zugewandt liegen.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die äußerer der beiden Längskanten zumindest einer der beiden nachfolgenden Lagen des Dosenmantels die innere der beiden Längskanten derselben Lage überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass sich beide nachfolgenden Lagen des Dosenmantels jeweils selbst überlappen und im Überlappungsbereich mit sich selbst ohne Dickemeduktion vorliegen, wobei die innere Längskante der jeweiligen Lage einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt liegt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage selbst aus ein oder mehreren Folienschichten besteht und keine Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht aufweist, wobei sich die Barrierelage selbst im Bereich der Längsnaht einfach überlappt.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffüsionsdichten Barrierelaminat und einer außenliegenden Karton- oder Papieroder Kraftpapierschicht ist, wobei sich die beiden Kanten der Barrierelage im Bereich der Längsnaht auf Stoß treffen und der Stoßbereich durch einen Dichtstreifen abgedichtet ist.
Eine Ausführungsvariante sieht vor, dass die Barrierelage ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffüsionsdichten Barrierelaminat und einer außenliegenden Karton- oder Papieroder Kraftpapierschicht ist, wobei an der innenliegenden Schnittkante der Barrierelage entweder die diffusionsdichte Folie oder zumindest eine Folienlage des Barrierelaminats u-förmig um die Kraftpapierschicht platziert ist oder ein Dichtstreifen u-förmig um die innenliegende Schnittkante der Barrierelage platziert ist
In einer Ausführungsvariante wird vorgeschlagen, dass die Barrierelage ein Laminat aus einer innenliegenden diffüsionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffüsionsdichten Barrierelaminat und einer außenliegenden Karton- oder Papier-, insbesondere Kraftpapierschicht ist, wobei um die Barrierelage des Dosenmantels zumindest eine weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial vorliegt, wobei die aneinander-liegenden Karton- bzw. Papieroberflächen der Barrierelage und der gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial direkt aneinander verklebt, insbesondere verleimt, sind.
Wenn die Barrierelage als Laminat aus Folie und Karton oder Papier, bevorzugt Kraftpapier, gebildet ist, wird die Folie insbesondere im Bereich der Überlappung der Längsnaht entlastet, da die Zugkräfte vom Karton oder Papier, bevorzugt Kraftpapier, abgeleitet werden, wobei durch die gerade verlaufende Längsnaht die Zugkräfte vorteilhaft in Umfangsrichtung wirken und keine zusätzlichen Kräfte in Längsrichtung der Dose eingebracht werden, wie dies bei Spiralwicklung der innersten Lage bzw. der Barrierelage der Fall wäre.
Wenn die innerste Lage außen aus Papiermaterial besteht und die nächste Lage innen aus Papiermaterial besteht, können diese beiden Papiermaterialien direkt aneinander verklebt insbesondere verleimt werden, sodass der Klebstoff beidseits in die Fasern des Papiermaterials eindringen kann und somit die Fasern einer Papierschicht durch den Klebstoff direkt mit den Fasern der anderen Papierschicht verbunden werden. Vorteilhaft daran ist der besonders feste Halt, welcher nicht in dieser Weise erreichbar ist, wenn zwischen den Papiermaterialien eine Barriereschicht aus Kunststoff vorhanden wäre.
Bevorzugt weist die Barrierelage eine Schichtdicke von 0,060 mm bis 0,145 mm auf. Bevorzugt weist die Kraftpapierschicht der Barrierelage eine Schichtdicke von 0,065 mm bis 0,090 mm auf. Bevorzugt weist die Kraftpapierschicht der Barrierelage eine Zugfestigkeit MD von zumindest 4,0 kN/m und eine Zugfestigkeit CD von
zumindest 2 kN/m auf. Bevorzugt weist die diffusionsdichte Barrierefolie oder das difiusionsdichte Barrierelaminat eine Schichtdicke von 0,033 nun bis 0,055 nun auf.
Bevorzugt umfasst das Barrierelaminat eine Alumimumschicht und zumindest zwei Kunststoffschichten, wobei die Alumimumschicht zwischen zwei Kunststoffschichten vorliegt.
Bevorzugt sind zumindest zwei getrennt voneinander gewickelte weitere Karton- oder Papier-, insbesondere Kraftpapierlagen über der Barrierelage angebracht.
Bevorzugt hält die Dose einem Innendruck von zumindest 5 bar stand.
In einer weniger bevorzugten Variante überlappen sich die zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen nicht selbst, oder weisen im Überlappungsbereich mit sich selbst je zumindest einen Randbereich mit reduzierter Dicke auf.
Bevorzugt ist die jeweilige Schichtdicke von zumindest zwei der weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen jeweils aus dem Bereich von 140 pm bis 175 pm ausgewählt. Bevorzugt beträgt die jeweilige Zugfestigkeit der Kraftpapiere der Kraftpapierlagen zumindest 10 kN/m (MD) und zumindest 5 kN/m (CD).
Bevorzugt sind die weiteren Kraftpapierlagen und/oder weiteren Lagen aus Papier- oder Kartonmaterial jeweils längsgewickelt. Bevorzugt hegen deren Stoß- oder Überlappungsbereiche an unterschiedlichen Umfangsbereichen, bzw. sind die einander zugewandten Stoßkanten zweier Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bevorzugt zueinander versetzt.
Bevorzugt ist der Stoß- oder Überlappungsbereich der an die Barrierelage angrenzenden Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage gegenüber der Längsnaht der Barrierelage versetzt angeordnet.
Bevorzugt weist die Dose eine außen um die Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen aufgebrachte äußere Abdichtungslage auf, wobei diese beispielsweise als Folie, Laminat, oder beschichtetes Papier vorliegen kann. Bevorzugt werden die Barrierelage, bevorzugt zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen und vorzugsweise auch die äußere Abdichtungslage an einer Wickelanlage kontinuierlich zu einem Hohlrohr gefertigt, von welchem einzelne Hohlzylinder abgeschnitten werden.
Alternativ kann die äußerste der zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bereits vor dem Wickeln als Laminat aus einer Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht und einer Barrierefolie vorliegen, wobei die Barrierefolie nach erfolgter Wickelung an der Außenseite des Verbunddosenmantels hegt.
Bei der äußeren Barrierefolie oder der äußeren Abdichtungslage an der Außenseite des Verbunddosenmantels kann es sich um eine semipermeable Folie handeln, welche Feuchtigkeit aus dem Dosenmantel austreten lässt, jedoch keine Feuchtigkeit von außen in den Dosenmantel gelangen lässt.
Beim Material der äußeren Barrierefolie oder der äußeren Abdichtungslage an der Außenseite des Verbunddosenmantels kann es sich um recyclebares oder emeuerbares PE, biologisch abbaubares PE, EVOH oder andere bekannte Barrierematerialien handeln.
In einer Ausführungsvariante wird eine äußere Abdichtungslage erst nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper angebracht. Dies kann dadurch erfolgen, dass eine schlauchförmige Hülle aus feuchtigkeitsdichtem Material außen über die einzelnen Hohlkörper gezogen wird und an diesen befestigt wird. Bevorzugt wird ein Schrumpfschlauch, gebildet aus einer Schrumpffolie, über den zylindrischen Hohlkörper gezogen und durch Wärmeeinwirkung und die damit verbundene Durchmesserverringerung am Dosenmantel angeformt. Bevorzugt
werden durch die schlauchförmige Hülle auch die beiden Schnittränder des Hohlkörpers bedeckt, sodass in diese keine Feuchtigkeit eindringen kann. Das Platzieren der Hülle bzw. des Schrumpfschlauchs erfolgt vorteilhaft bevor die beiden Endbereiche der einzelnen Hohlkörper nach außen ausgeformt werden. Ein Verkleben oder Anformen der Hülse oder des Schrumpfschlauchs an den Hohlkörper kann vor oder während des Ausformens der Endbereiche des Hohlkörpers erfolgen. Das Anformen bzw. nach innen Umschlagen der Hülse kann aber auch am Hohlkörper erfolgen, wenn dieser bereits die nach außen ausgeformten Endbereiche aufweist.
Das Bedecken der Schnittränder des Hohlkörpers mit der schlauchförmigen Hülle bedingt, dass diese um die Schnittränder in das Innere des Hohlkörpers umgeschlagen ist. Bevorzugt ragt die schlauchförmige Hülle an beiden Enden jeweils zumindest 3 mm, insbesondere zumindest 4 mm in das Innere des Hohlkörpers. Vorteilhaft kann die schlauchförmige Hülle mit der Barriereschicht bzw. dem Barrierelaminat im Inneren des Hohlkörpers in deren Überlappungsbereich verschweißt sein.
Die schlauchförmige Hülle umfasst eine Kunststofffolie oder besteht aus einer Kunststofffolie. Die Kunststofffolie besteht bevorzugt aus einem Polyolefin.
Die schlauchförmige Hülle kann eine Schrumpfhülle (Shrink Sleeve) oder eine Dehnhülle (Stretch Sleeve) sein.
Die unter der schlauchförmigen Hülle vorliegende Papierlage des Hohlkörpers weist bevorzugt eine Bedruckung auf. Die Bedruckung kann bereits vor dem Wickeln dieser Papierlage aufgebracht worden sein, oder erst nach dem Wickeln am rohrförmigen Körper aufgebracht werden, entweder bereits am Endlosrohr am Dom der Wickelmaschine oder nach dem Schneiden des Endlosrohres an den einzelnen Hohlkörpern. Die Bedruckung kann aber auch innen und/oder außen an der schlauchförmigen Hülle vorliegen.
Das Anbringen der schlauchförmigen Hülle erfolgt bevorzugt an den stark oder vollständig getrockneten Hohlkörpern am Ende einer Transportstrecke der einzelnen vom Endlosrohr geschnittenen Hohlkörpern. Bevorzugt werden die Hohlkörper kontinuierlich entlang der Transportstrecke bewegt. Entlang der Transportstrecke können Trocknungsvorrichtungen angeordnet sein, oder die Transportstrecke kann durch zumindest eine Trocknungsvorrichtung führen. Weniger bevorzugt können die Hohlkörper bis zur ausreichenden Trocknung zwischengelagert werden, beispielsweise in einer Trocknungsvorrichtung.
Danach wird die schlauchförmige Hülle in Längsrichtung über einen oder mehrere Hohlkörper gezogen, oder einer oder mehrere Hohlkörper in Längsausrichtung in die schlauchförmige Hülle geschoben. Die schlauchförmige Hülle überragt dabei jeden Dosenmantel an seinen beiden Enden, wird dort nach Innen geschlagen und mit der Barrierelage (Innerliner) des Dosenmantels verklebt oder bevorzugt verschweißt. Die schlauchförmigen Hüllen können einzeln zugeführt werden, oder als Endlosschlauch, wobei in diesem Fall der Endlosschlauch nach dem Einführen einer oder mehrerer Dosenmäntel nach dem jeweiligen Dosenmantel durchtrennt wird.
Die äußere Abdichtungslage kann nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper auch dadurch angebracht werden, dass diese beschichtet werden, oder mit einer Folie umwickelt werden, wobei auch in diesen Fällen bevorzugt die beiden Schnittränder der Hohlkörper von der Beschichtung oder der Folie mitabgedeckt werden.
Das Aufbringen der äußeren Abdichtungslage nach dem Abschneiden der einzelnen Hohlkörper ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn aufgrund der verwendeten Materialien, insbesondere des Leims und dessen Auftragsmenge, der Schichtaufbau über die beiden Schnittränder des Hohlkörpers nicht ausreichend trocknen würde, wenn die Außenseite des Schichtaufbaus bereits in der Wickelanlage abgedichtet wird.
Alternativ zur äußeren Barriereschicht in Form einer Folie kann die äußerste der zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen bereits vor dem Wickeln einseitig an der späteren Außenseite mit Barrierematerial, beispielsweise Lack, beschichtet sein.
Weniger bevorzugt kann Barrierematerial, wie beispielsweise Lack, nach dem Fertigen auf die Außenseite des Hohlrohrs oder der vereinzelten Hohlzylinder aufgebracht werden.
Als Lack kann beispielsweise eine wässrige Polymerbeschichtung oder ein UV-Lack Anwendung finden.
Bevorzugt werden die Schnittränder der vereinzelten Hohlzylinder, an welchen das Papiermaterial der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen frei liegt, versiegelt, beispielsweise durch Aufbringen eines Tapes oder einer Folie, oder durch Beschichtung mit einem Barrierematerial, beispielsweise Lack, wasserfestem Leim, oder Flüssigkunststoff. Besonders bevorzugt erfolgt das Versiegeln der Schnittränder durch Imprägnieren, also indem eine Flüssigkeit aufgebracht wird, welche an den Schnitträndem etwas in die Fasermatrix der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlage eindringt bzw. gesogen wird und somit einen flüssigkeitsbeständigen Randbereich im Karton oder Papier insbesondere Kraftpapier bildet. Eine solche Imprägnierung kann auch verwendet werden, wenn die äußerste Lage der Dose eine (bei Überlappung) oder zwei (bei Stoßnaht) freiliegende saugfähige Längskanten aufweist.
Bevorzugt wird zur Imprägnierung ein Polymergemisch in wässriger Lösung, oder als wässrige Emulsion verwendet.
Bevorzugt werden die Schnittränder der vereinzelten Hohlzylinder nach außen hin aufgebogen, um das Platzieren des Bodenelements und des Deckels zu erleichtern, bzw. um den Halt des Bodenelements und des Deckels am Hohlzylinder zu verbessern.
In einer Ausführungsvariante wird auf die Barrierelage eine Beschichtung im flüssigen oder gasförmigen Aggregatzustand oder als Plasma aufgebracht. Diese Beschichtung kann in einer Ausführungsvariante nach dem Wickeln im gebildeten Hohlkörper aufgetragen werden kann.
Besonders bevorzugt erfolgt eine Beschichtung mit Siliziumoxid (SiOx). Die Beschichtung, insbesondere mit SiOx, ist insbesondere bei jenen Ausführungsvarianten vorteilhaft, bei welchen die Barrierelage keine Faltnaht mit sich selbst bildet, also beispielsweise eine einfache Überlappung oder eine Stoßnaht mit sich selbst aufweist.
Anstelle oder zusätzlich zu Siliziumoxid (SiOx) kann die Barrierelage auch eine andere Oxidschicht umfassen, insbesondere eine andere Halbmetalloxidschicht oder eine Metalloxidschicht.
Bevorzugt erfolgt eine Beschichtung mit bzw. enthält die Beschichtung Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC). Bevorzugt enthält das Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapiermaterial der Barrierelage Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC). Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC) kann bei der gegenständlichen Erfindung als Film, in Kunststofffilmen oder in Papiermaterialien (daher auch in den weiteren Lagen aus Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapiermaterial) verwendet werden, um die Barriereeigenschaften und/oder die Festigkeit zu erhöhen.
Mit der gegenständlichen Erfindung wird bevorzugt erreicht, dass die Dosenmäntel mit Standarddeckeln von Aluminiumdosen verschließbar sind und zudem das Befüllen und Verschließen der Dosen in Standardabfüllanlagen von Aluminiumdosen möglich ist, da der Dosenmantel die dafür notwendige maximale Schichtdicke nicht übersteigt und im Bereich der Längsnaht der Barrierelage eine noch zulässige Abweichung der Mantelstärke aufweist.
Vorteilhaft können zur Herstellung der Hohlzylinder bekannte Wickeldom- Anlagen mit Verwendung eines runden Wickeldoms eingesetzt werden, wenn die Einzellagen des erfindungsgemäß Dosenmantels zugeführt, um den Dom gelegt und bevorzugt vollflächig aneinander verleimt werden, sodass zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dosenmantels kontinuierlich arbeitende Standardanlagen mit geringem Anpassungsaufwand verwendet werden können. Ein mnder Aufbau der erfindungsgemäßen Dose ist erforderlich, damit diese mit Standard-Dosendeckeln verschließbar ist, bzw. ist ein zylindrischer Körper druckfester als ein anders geformter, beispielsweise ein annähernd rechteckiger Körper mit abgemndeten Ecken, welcher für den allgemeinen Verpackungszweck durchaus üblich ist.
Vorteilhaft ist durch den erfindungsgemäßen Aufbau des Verbunddosenmantels eine druckfeste Dose an einer Anlage herstellbar, welche bislang für die Verpackung von herkömmlichen Konsumgütem verwendet wurde. Überraschend hat sich gezeigt, dass durch die Verwendung eine Barrierelage aus einer Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierschicht und einer Barrierefolie bzw. einem Barrierelaminat im bevorzugten erfindungsgemäßen Stärkenbereich die Arbeitsgeschwindigkeit der bekannten Anlage vorteilhaft erhöht werden kann, da eine Dehnung der Barrierefolie bzw. des Barrierelaminats am Dom verhindert wird, welche bei gerader Wicklung deutlich stärker ausfällt, als bei spiralförmiger Wicklung.
Anstelle die zumindest zwei weiteren Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen so wie die Barriereschicht in Längsrichtung des Doms zu wickeln, könnten die zumindest zwei weiteren Kraftpapierlagen auch schräg um die gerade gewickelte Barriereschicht gewickelt werden, wobei auch dabei ein Versetzen der Stoßbereiche und das Abschrägen oder Abstufen der Randbereiche des Kraftpapiers erfolgen kann. Das schräge Wickeln der zumindest zwei weiteren Kraftpapierlagen kann für jede Lage in derselben Richtung erfolgen, oder gegengleich zueinander. Diese Ausführungsvariante mit den schräg gewickelten weiteren Kraftpapierlagen hat aber den Nachteil, dass die Stoßbereiche bzw. Überlappungsbereiche der Kraftpapierlagen die Längsnaht der Barriereschicht kreuzen, wodurch an diesen Stellen Schwachstellen resultieren können. Bei der gegengleichen Wicklung kreuzen sich auch die Stoßbereiche bzw. Überlappungsbereiche der zumindest zwei Kraftpapierlagen, sodass auch dort Schwachstellen resultieren können.
Bevorzugt sind daher auch die zumindest zwei Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen gerade gewickelt.
Eine von der gegenständlichen Erfindung ausgehende, weniger bevorzugte bzw. vorteilhafte mögliche Abwandlung könnte darin gesehen werden, anstelle der Karton- oder Papier- insbesondere Kraftpapierlagen einseitig oder beidseitig mit Kunststoff (insb. PE) kaschierte Papier- oder Kraftpapier-Bahnen zu verwenden und die Verbindung der Lagen aneinander vorzunehmen, indem aneinander liegende Kunststoffschichten zweier Lagen miteinander verschweißt werden. Demgemäß würde zumindest eine Lage eine außenseitige PE-Folie aufweisen und zumindest eine weitere Lage eine innenseitige PE-Folie aufweisen, welche beim Aufbringen der Lagen, insbesondere auf dem Dom in einer Wickelmaschine, aneinander verschweißt werden, insbesondere durch Ultraschallschweißen.
Natürlich könnten auch sämtliche Lagen mit Kunststoff-Kunststoff (PE-PE) Verschweißung aneinander fixiert werden. Um zu dieser Ausführungsvariante zu gelangen, kann man gedanklich an zumindest einer oder allen Textstellen dieser Beschreibung, in denen Leim zur Verklebung zweier Flächen erwähnt wird, den Leim durch Kunststofffolien ersetzen, welche jeweils auf die sonst zu verleimenden Flächen auflaminiert sind und aneinander verschweißt werden. Die PE-PE Verschweißung ist bei der Herstellung von Getränkekartons gebräuchlich, wobei Getränkekartons den Nachteil haben, dass diese nicht für kohlensäurehaltige Getränke geeignet sind, bzw. für starken Überdruck aufweisende oder entwickelnde Medien. Der Schichtaufbau eines Getränkekartons
(Barriereschicht (PE oder PE-Alu-PE) - Papier - Kunststoffschicht (PE)) könnte aber theoretisch als innerste eine Längsnaht (einfache Überlappung mit innenliegendem Stripe wie bei Getränkekartons üblich, oder Faltnaht) aufweisende Lage einer Dose genutzt werden, um darüber zumindest eine weitere Lage mit innenliegender Kunststoffschicht (PE) und außenliegender Karton- bzw. Papierschicht zu wickeln, wobei die äußerste Lage des Schichtaufbaus eine außenliegende Bamereschicht z.b. aus PE aufweist. Anders als bei Getränkekartons üblich würde der Schichtaufbau aber in Zylinderform vorliegen und mit geeigneten Verschlusselementen (Dosenboden und Dosendeckel) verschlossen werden, anstelle den Schichtaufbau an den Enden mit sich selbst zu verschweißen.
Die Erfindung wird an Hand von Zeichnungen veranschaulicht:
Fig. 1: zeigt eine Einzelteildarstellung des erfindungsgemäßen Fluidbehälters in Form einer Getränkedose gemäß einer ersten Ausführungsform. Fig. 2: zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose aus Fig. 1 aus zwei stark vergrößert dargestellten Lagen hergestellt. Fig. 3: zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose gemäß einer zweiten, dreilagigen Ausführungsform mit stark vergrößert dargestellten Lagen. Fig. 4: zeigt eine schematische Schnittdarstellung durch eine Getränkedose mit einer ersten Lage mit auf ihrer Innenseite einer Bamereschicht, wobei die beiden Randbereiche der Lage die Wicklung überlappen, nach außen geführt sind, dann mit den Barriereschichten zusammengeschweißt sind und dann mittels Leim auf die gewickelte Lage umgelegt und verleimt werden.
Fig. 5: zeigt schematisch das Herstellungsverfahren der zylindrischen Dosenmäntel Fig. 6: zeigt schematisch das Aufbiegen der Ränder des Dosenmantels Fig. 7: zeigt schematisch das Platzieren eines Verschlusselements. Fig. 8: veranschaulicht eine andere Boden- bzw. Deckelvariante mit vorgeformter Kontur in einem diametrischen Schnitt, mit einem Dichtring auf Silikonbasis;
Fig. 9: veranschaulicht die fertige Dose in einem Längsschnitt im Aufriss, mit den gebördelten dichten Rändern am Boden und Deckel.
Fig. 10: zeigt schematisch einen ersten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Alummiumdosenmänteln.
Fig. 11: zeigt schematisch einen zweiten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Alummiumdosenmänteln.
Fig. 12: zeigt schematisch einen dritten Abschnitt einer erfindungsgemäßen Anlage zur Befüllung von Karton- bzw. Papierverbunddosenmänteln und/oder Alummiumdosenmänteln.
Fig. 13: zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 14: zeigt den Schichtaufbau der ersten Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 15: zeigt den Schichtaufbau der ersten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 16: zeigt einen Längsschnitt durch eine zweite Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 17: zeigt den Schichtaufbau der zweiten Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 18: zeigt den Schichtaufbau der zweiten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 19: zeigt einen Längsschnitt durch eine dritte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 20: zeigt den Schichtaufbau der dritten Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 21: zeigt den Schichtaufbau der dritten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 22: zeigt einen Längsschnitt durch eine vierte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 23: zeigt den Schichtaufbau der vierten Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 24: zeigt den Schichtaufbau der vierten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 25: zeigt einen Längsschnitt durch eine fünfte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 26: zeigt den Schichtaufbau der fünften Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 27: zeigt den Schichtaufbau der fünften Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 28: zeigt den Schichtaufbau einer sechsten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 29: zeigt einen Längsschnitt durch eine siebte Ausführungsvariante des erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels.
Fig. 30: zeigt den Schichtaufbau der siebten Ausführungsvariante in Detailansicht des Längsschnitts. Fig. 31: zeigt den Schichtaufbau der siebten Ausführungsvariante in Detailansicht eines Querschnitts durch die
Längsnaht der Barrierelage.
Fig. 32: zeigt den Schichtaufbau eines erfindungsgemäßen zylindrischen Dosenmantels in Detailansicht eines Querschnitts durch die Längsnaht der Barrierelage mit Abdichtstreifen an der Außennaht
Fig. 33: zeigt schematisch mögliche Überlappungsbereiche der Lagen. Fig. 34: zeigt eine Ausführungsvariante des an die Barrierelage anschließenden weiteren Schichtaufbaus eines zylindrischen Dosenmantels im Längsschnitt.
Fig. 35: zeigt eine weitere Ausführungsvariante des an die Barrierelage anschließenden weiteren Schichtaufbaus eines zylindrischen Dosenmantels im Längsschnitt.
Fig. 36: veranschaulicht eine erste Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 37: veranschaulicht eine zweite Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 38: veranschaulicht eine dritte Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 39: veranschaulicht eine vierte Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 40: veranschaulicht eine fünfte Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 41: veranschaulicht eine sechste Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 42: veranschaulicht eine siebente Ausführungsvariante mit auf Stoß liegenden Kanten der Barrierelage und der darüberliegenden weiteren Lage.
Fig. 43 : veranschaulicht eine erste Ausführungsvariante mit einer Kaschierung der Dickenerhöhung in der ersten der mittleren Lagen.
Fig. 44: veranschaulicht eine zweite Ausführungsvariante mit einer Kaschierung der Dickenerhöhung in der zweiten der mittleren Lagen.
Fig. 45: veranschaulicht eine erste Ausführungsvariante mit sich selbst überlappenden mittleren Lagen.
Fig. 46: veranschaulicht eine zweite Ausführungsvariante mit sich selbst überlappenden mittleren Lagen.
Fig. 47: veranschaulicht eine dritte Ausführungsvariante mit sich selbst überlappenden mittleren Lagen.
Fig. 48: veranschaulicht eine Ausführungsvariante mit einer u-förmigen Abdichtung der Barrierelage.
Fig. 49: veranschaulicht eine Ausführungsvariante mit einer u-förmigen Abdichtung der Barrierelage.
Bevor auf die einzelnen Figuren eingegangen wird, soll der erfindungsgemäße Fluidbehälter ganz allgemein beschrieben werden: Der Fluidbehälter, insbesondere auch in seiner Ausführung als Getränkedose, ist als Druckbehältnis ausgebildet und weist hierzu einen hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörper auf, der einen Innenraum zur Aufnahme eines Getränks umfasst, ein Bodenelement und ein Deckelelement, wobei das Bodenelement ein erstes Längsende des hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörpers verschließt und das Deckelelement ein zweites Längsende des hohlzylinderförmig ausgebildeten Dosenkörpers verschließt. Der Dosenkörper schließt wenigstens eine gewickelte Innenmateriallage und eine gewickelte Außenmateriallage ein, also mindestens zwei Umwicklungen oder Lagen von Kartonverbund-Material bzw. Kraftpapier, wobei sich die Lagen entweder exakt um 360° erstrecken, oder in einer anderen Ausführung um etwas mehr als eine ganze Umwicklung erstrecken. Kombinationen von Lagen mit exakt einer Umwicklungslänge und solchen mit etwas mehr sind möglich. Diese Lagen werden bevorzugt im rechten Winkel zur Achse des zu erzeugenden Dosenkörpers gewickelt, was eine maximale Druckfestigkeit ergibt, weil dann die nötigen Überlappungen und somit die Nähte eine minimale Länge aufweisen. Schraubenlinienförmige Wicklungen, bei denen die Längsränder der aufgewickelten Bänder zu knappen Überlappungen und Nähten zusammengefügt sind, bedingen hingegen längere Nähte. Solche Wicklungen werden auch als spiralförmige Wicklungen bezeichnet und man findet sie bisher etwa an zylindrischen Tischbomben oder Behältern für darin aufeinander gestapelte Chips oder als Behälter für allerlei andere geeignete Waren. Die gewickelte Innenmateriallage der erfindungsgemäßen druckfesten und bevorzugt auch hitzebeständigen Dose weist eine axial verlaufende Innennaht auf und ist von einem Kartonverbundmaterial bzw. einer Kraftpapierschicht gebildet, welche bevorzugt einseitig auf der dem Doseninnenraum zugewandten Seitenfläche mit einem gas- und aromadichten Barriereverbund beschichtet ist, und die gewickelte Außenmateriallage weist eine Außennaht auf und ist bevorzugt von einer Kraftpapierschicht gebildet, wobei die durch die Überlappung gebildete Naht bevorzugt gegenüber jener der Innenmateriallage in Bezug auf den Umfang der Dose bevorzugt versetzt angeordnet ist. Beim Vorhandensein einer dritten Lage von Kartonverbund-Material ist deren Überlappung bzw. Naht bevorzugt gegenüber der Naht der dann mittleren Lage abermals in Bezug auf den Umfang der Dose versetzt angeordnet.
Mit diesem Fluidbehälter wird auf konstruktiv einfache Weise und kostengünstig ein Getränkebehältnis bzw. eine zylindrische Getränkedose bereitgestellt, welche sich durch einen einfachen Aufbau und durch die Verwendung von rezyklierbaren Materialien auszeichnet. Eine solche Getränkedose kann überraschenderweise hinreichend druckfest gestaltet und hergestellt werden, insbesondere indem sie aus mehreren Lagen und Umwicklungen besteht, sodass sie auch für kohlensäurehaltige Getränke genauso wie für nicht-kohlensäurehaltige Getränke einsetzbar ist und Drucke
von bis zu 11 bar aushält, obwohl sie vornehmlich aus bloßem Kartonverbund-Material hergestellt ist. Bis auf eine minimale Innenbeschichtung bzw. Barrierelage besteht deren Mantel großteils aus Kartonmaterial oder Kraftpapier. Diese Getränkedose ist lebensmittelrechtlich unbedenklich. Der Dosenkörper besteht gemäß der Erfindung aus Karton oder gar aus Papier, nämlich einem Kraftpapier, und nicht mehr aus Aluminium. Durch eine Versiegelung der Innenmateriallage mit Hilfe eines Barriereverbundes ergibt sich eine perfekt dichte Dampf-, Aroma, Fett- und Sauerstoffbarriere. Dieser Barriereverbund wird beispielsweise mittels eines Heißgießverfahrens durch einen Extruder aufgebracht. Als Material für den Barriereverbund eignet sich eine Polyolefin-Schicht und wenigstens eine Schicht eines Haftvermittlers. Bedarfsweise kann zusätzlich eine Schicht aus Aluminium eingesetzt werden, wobei dann das Flächengesamtgewicht dieser innersten Lage ca. 60 g/m2 bis 130 g/m2 aufweisen kann. In einer weiteren Alternative kann der Barriereverbund zusätzlich eine Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer umfassen, womit ein Flächengesamtgewicht von 50 g/m2 bis 100 g/m2 erreichbar ist.
Die Kraftpapierschicht der Außenmateriallage ist bevorzugt einseitig auf der dem Dosensinnenraum abgewandten Seite mit einer Polyolefin-Schicht beschichtet. Diese Polyolefin-Schicht weist ein Flächengewicht von wenigstens 10 g/m2 und von höchstens 50 g/m2 auf und besteht aus Polyethylen PE oder Polyethylenterephthalat PET. Als ideal hat sich ein Flächengewicht von 20 g/m2 erwiesen. Dabei kann die vorteilhafte Barrierewirkung von Polyethylenterephthalat PET genutzt werden. Diese Getränkedose liefert deshalb einen wichtigen Beitrag zur Schonung der Umwelt und zur Reduktion von Entsorgungsmüll.
Im Hinblick darauf, dass die Getränkedose als Verpackung dient und dementsprechend der Wunsch besteht, den Inhalt außenseitig zu kennzeichnen, ist die Kraftpapierschicht der Außenmateriallage einseitig auf der dem Doseninnenraum abgewandten äußeren Seite wasserfest bedruckbar oder lackierbar ausgebildet. Somit stehen Außenflächen zur Verfügung, auf die Werbebotschaften gedruckt oder lackiert werden können. Die gewickelte Innenmateriallage und die gewickelte Außenmateriallage sind vorzugsweise vollflächig miteinander verleimt. Auf diese Weise wird sichergestellt, dass die Nähte in Bezug auf dem Umfang der Dose relativ versetzt zueinander angeordnet verbleiben und die Druckfestigkeit wird erhöht.
Um die Stabilität dieses Fluidbehälters bzw. dieser Getränkedose auf umweltfreundliche Art und Weise zu erhöhen, wird vorteilhaft eine Dreifach-Umwicklung erzeugt, indem zwischen der gewickelten Innenmateriallage und der gewickelten Außenmateriallage wenigstens eine gewickelte Zwischenmateriallage aufgebracht wird, die ebenfalls von einer Kraftpapierschicht gebildet ist, wobei die Innenmateriallage, die wenigstens eine Zwischenmateriallage und die Außenmateriallage an den sich gegenüberliegenden Kraftpapierschichten vollflächig miteinander verleimt werden. Die wenigstens eine gewickelte Zwischenmateriallage weist eine Zwischennaht auf, die bevorzugt relativ zu der Innennaht und der Außennaht in Bezug den Umfang der Wicklung versetzt angeordnet ist. Die versetzte Anordnung von Innennaht, Zwischennaht und Außennaht erweist sich als besonders vorteilhaft im Hinblick auf die Dichtigkeit und Druckbeständigkeit für die Befüllung mit kohlensäurehaltigen Getränken.
Besonders vorteilhaft erweist sich ein Barriereverbund der innersten Lage aus einer Polyolefin- Schicht mit wenigstens einer Schicht eines Haftvermittlers. Zur Erhöhung der mechanischen Stabilität der Innenmateriallage, wenn es um das Erreichen einer besonders hohen Druckfestigkeit geht, für Drücke von 1 lbar und mehr, kann der Barriereverbund zusätzlich eine Schicht aus Aluminium umfassen und ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 60 g/m2 und von höchstens 130 g/m2 aufweisen. Durch die Materialwahl erhöht sich das Gewicht des Fluidbehälters aber nur unwesentlich, wohingegen die Innenmateriallage durch eine geeignete Materialwahl an Zähigkeit gewinnt.
Alternativ kann zur Erhöhung der mechanischen Stabilität für den Barriereverbund statt eine einzelne Schicht aus Aluminium zusätzlich eine Schicht aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer eingesetzt werden, und das Flächengesamtgewicht beträgt dann wenigstens 50 g/m2 und höchstens 100 g/m2. Ethylen-Vinylalkohol- Copolymer weist darüber hinaus die zur Bildung einer Barriere notwendigen Eigenschaften auf. In einer weiteren alternativen Ausführung mit erhöhter mechanischer Stabilität kann als Barriereverbund zusätzlich eine Schicht aus Polyvinylalkohol eingesetzt sein, mit einem Flächengesamtgewicht von wenigstens 50 g/m2 und höchstens 100 g/m2. Dabei besitzt Polyvinylalkohol eine hohe Zugfestigkeit und Flexibilität.
Im Hinblick auf ein niedriges Gesamtgewicht des Fluidbehälters eignet sich eine Kraftpapierschicht mit einem Flächengewicht von wenigstens 60 g/m2 und von höchstens 180 g/m2. Das Bodenelement und/oder das Deckelelement können für eine gute Druckfestigkeit der Dose aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, hergestellt werden, wie herkömmlich.
Im Folgenden werden die einzelnen Figuren näher beschrieben und erläutert. In Fig. 1 ist ein erfindungsgemäßer Fluidbehälter in Form einer Getränkedose 1 in einer schematischen Einzelteildarstellung gezeigt. Die Getränkedose
1 umfasst einen Rohrabschnitt bzw. einen hohlzylindrischen Dosenkörper 2 mit einem zur Aufnahme des Getränkes dienenden Doseninnenraum 3, sowie ein Bodenelement 4 und ein Deckelelement 5. Das Bodenelement 4 dient dazu, ein erstes Längsende 6 des Dosenkörpers 2 zu verschließen, wobei das Deckelelement 5 dazu vorgesehen ist, ein zweites Längsende 7 des Dosenkörpers 2 zu verschließen. Das Bodenelement 4 und das Deckelelement 5 sind vorzugsweise aus Metall hergestellt, vorzugsweise aus Aluminium. Diese Getränkedose 1 kann eine Höhe von 100 mm bis zu 250 mm bei einem Durchmesser von 35 nun bis 600 mm aufweisen, wobei eine Höhe von 100 nun bei einem Durchmesser von 45 nun bis 70 nun bevorzugt ist.
Die Fig. 2 zeigt eine erste Variante mit einem zweilagigen Dosenkörper in einem Querschnitt, mit stark vergrößert dargestellten Lagen, im Grundsatz. Eine erste Kraftpapierschicht 18 mit einer inliegenden Polyolefinschicht als Barriereverbund wurde als innere Lage 11 um einen zentralen zylinderförmigen Stahldom gewickelt und mit einer ersten Naht 15 wurden die in Wickelrichtung liegenden Ränder verleimt oder verschweißt. Eine zweite Kraftpapierschicht 18, wurde hernach als äußere Materiallage 12 auf die erste Lage 11 gewickelt, und zwar so, dass die in Wickelrichtung liegenden Ränder mit der Naht 16 an einer der Naht 15 gegenüberliegenden Seite des Dosenkörpers 2 verschweißt oder verleimt sind, sodass ein Dosenkörper 2 mit hohlem Doseninnem 3 entstand.
In Fig. 3 ist eine zweite Ausführungsform des Getränkebehältnisses 1 in einem Querschnitt durch den Dosenkörper
2 gezeigt, so dass ersichtlich ist, dass sich diese zweite Ausführungsform von der ersten Ausführungsform nach Fig.
2 durch den Aufbau des Dosenkörpers 2 unterscheidet, der bei dieser zweiten Ausführungsform aus drei Materiallagen 11, 14, 12 besteht, statt nur aus zwei Lagen. Die nachstehende Beschreibung gilt für beide Ausführungsformen, wobei die Unterschiede zwischen den beiden Ausführungsformen angesprochen werden.
Bei beiden Ausführungsformen, die in den Fig. 2 und 3 dargestellt sind, umfasst der Dosenkörper 2 eine gewickelte Innenmateriallage 11 und eine gewickelte Außenmateriallage 12. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig.
3 ist eine weitere Materiallage vorhanden, nämlich eine gewickelte Zwischenmateriallage 14, die zwischen der Innenmateriallage 11 und der Außenmateriallage 12 angeordnet ist. Es können auch mehr als nur eine Zwischenmateriallage 14 zwischen der Innenmateriallage 11 und der Außenmateriallage 12 angeordnet sein, wobei es sich gezeigt hat, dass drei Zwischenmateriallagen 14 eine Art Maximum darstellen und eine weitere Erhöhung der Anzahl Zwischenlagen zur Erhöhung der Stabilität nicht notwendig ist.
Die Iimenmateriallage 11, die Außenmateriallage 12 und bei der zweiten Ausführungsform die Zwischenmateriallage 14 werden von Materialbahn-Rollen abgewickelt. Dann werden bevorzugt in einer Maschine ihre Randbereiche geschliffen, sodass sie entweder eine Schrägfläche oder eine Stufe bilden, damit die später überlappenden Randbereiche nicht dicker ausfallen als jene der Kartonverbund-Material-Lage selbst. Hernach werden die Materialbahnen quer zu ihrer Verlaufrichtung und im rechten Winkel zum Dosenkörper 2 um einen Dom 23 gewickelt, zur Fertigung des Dosenkörpers 2 und der späteren geschlossenen Dose 1. Die dann überlappenden Randbereiche der einzelnen Materiallagen werden durch Verleimung miteinander formschlüssig verbunden.
Folglich weist die gewickelte Iimenmateriallage 11 eine Innennaht 15 und die Außenmateriallage 12 eine Außennaht
16 auf. Bei der zweiten Ausführungsform weist dementsprechend die Zwischenmateriallage 14 eine Zwischennaht
17 auf.
Für die Funktion und Ästhetik des Fluidbehälters, insbesondere auch einer Getränkedose, ist es vorteilhaft, wenn die einzelnen Nähte 15, 16 und gegebenenfalls 17 nicht auf identischen Umfangspositionen angeordnet sind, wie aus Fig. 3 ersichtlich, sondern dass die Innennaht 15, die Außennaht 16 beim ersten Ausführungsbeispiel der Fig. 2 und bei dem zweiten Ausfühnmgsbeispiel der Fig. 3 zusätzlich die Zwischennaht 17 an unterschiedlichen Umfangspositionen angeordnet sind, nachdem die Materiallagen 11, 12 und gegebenenfalls 14 miteinander verleimt wurden. Ob dabei die Innennaht 15 zu der Außennaht 16 um 180° versetzt angeordnet ist, wie es in Fig. 2 gezeigt ist, oder ob die Nähte 15, 16 und 17 um bloß jeweils ca. 15° zueinander versetzt angeordnet sind, wie in Fig. 3 dargestellt, spielt nicht so sehr eine Rolle. Vorteilhaft ist, dass die Nähte 15, 16 und gegebenenfalls 17 relativ versetzt zueinander angeordnet sind und nicht auf der gleichen Umfangsposition des Dosenkörpers 2 liegen.
Als Basismaterial sind die Iimenmateriallage 11 und die Außenmateriallage 12 jeweils von einer Kraftpapierschicht
18 gebildet, wobei - wenn vorhanden - auch die Zwischenmateriallage 14 von einer Kraftpapierschicht 18 gebildet ist. Dabei weist eine jeweilige Kraftpapierschicht 18 bevorzugt ein Flächengewicht von wenigstens 40 g/m2 und von höchstens 180 g/m2 auf, wobei ein Flächengewicht von wenigstens 80 g/m2 und von höchstens 120 g/m2 bevorzugt ist. Als alternatives Basismaterial kommt auch ein Sackpapier mit einer hohen Reißfestigkeit in Frage.
Bei beiden Ausführungsformen gemäß den Fig. 2 und 3 ist die Kraftpapierschicht 18 der Außenmateriallage 12 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 abgewandten äußeren Seitenfläche mit einer Polyolefin-Schicht 19 als Barriereverbund beschichtet. Dieser zweischichtige Aufbau der Außenmateriallage 12 ist durch die gestrichelte Linie schematisch angedeutet, wobei die Darstellung der Fig. 2 und 3 die realen Schichtdicken nicht wiedergeben. Die Polyolefin-Schicht 19 weist bevorzugt ein Flächengewicht von wenigstens 10 g/m2 und von höchstens 40 g/m2 auf, wobei ein Flächengewicht von 20 g/m2 bevorzugt ist. Darüber hinaus kann die Polyolefin- Schicht 19 mit oder ohne semi-permeable Eigenschaften ausgestattet sein. Als nicht gezeigte Alternative zu der Polyolefin-Schicht 19 kann die Kraftpapierschicht 18 der Außenmateriallage 12 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 abgewandten äußeren Seitenfläche wasserfest bedruckt oder lackiert sein.
Ferner ist bei beiden Ausfühnmgsformen gemäß den Fig. 2 und 3 die Iimenmateriallage 11 einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 zugewandten Seitenfläche mit einem gas- und aromadichten Barriereverbund 20 beschichtet. Auch hier ist der zweischichtige Aufbau schematisch durch die gestrichelte Linie in den jeweiligen Figuren angedeutet. Der Barriereverbund 20 selbst ist bevorzugt wiederum mehrschichtig ausgebildet
Die Iimenmateriallage 11 kann einseitig auf der dem Doseninnenraum 3 zugewandten Seitenfläche mit einer gas- und aromadichten Schicht beschichtet sein. Auch hier ist der zweischichtige Aufbau schematisch durch die gestrichelte Linie in den jeweiligen Figuren angedeutet. Die Schicht selbst kann bevorzugt wiederum mehrschichtig
ausgebildet sein. Die Schicht ist bevorzugt aufgesprüht, aufgedruckt oder durch Beschichtung wie Plasmabeschichtung aufgetragen. Besonders bevorzugt umfasst die Schicht ein anorganisches Barrierematerial. Besonders bevorzugt umfasst die Schicht ein nichtmetallisches, anorganisches Barrierematerial.
Besonders bevorzugt umfasst die Schicht Siliziumoxid (SiOx) als Barrierematerial. Bevorzugt ist die Schicht direkt auf das Papiermaterial der Innenmateriallage 11 aufgebracht. Das Papiermaterial der Innenmateriallage 11 kann vor Aufbringen der SiOx-Beschichtung mit einer dünnen Kunststoffschicht, bevorzugt in Form eines Vorstriches versehen werden bzw. sein. Alternativ kann die Innenmateriallage 11 bereits als Laminat aus einer Karton-, Papier-, insbesondere Kraftpapierschicht und eine Barrierefolie vorliegen, wobei auf oder in der Barrierefolie zusätzliche eine SiOx-Schicht vorliegt. Die Schicht kann bereits vor dem Wickeln der Innenmateriallage auf dieser vorliegen, bzw. auf dieser aufgebracht worden sein. Die Schicht kann nach dem Wickeln der Innenmateriallage 11, insbesondere nach Wickeln des gesamten Hohlkörpers aufgebracht werden. Zum Aufbringen der der Barriereschicht aus SiOx eignen sich insbesondere Plasmabeschichten.
Bevorzugt enthält die Schicht Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC).
Bevorzugt enthält die Innenmateriallage 11 Nanozellulose insbesondere mikrofibrillierte Cellulose (MFC).
Eine Kunststoff-Barriereschicht bzw. ein Barriereverbund kann eine Polyolefin-Schicht und wenigstens eine Schicht eines Haftvermittlers umfassen. Zusätzlich kann der Barriereverbund 20 dann noch eine Schicht aus Aluminium, aus Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer oder aus Polyvinylalkohol aufweisen. Bei einer zusätzlichen Schicht aus Aluminium weist der Barriereverbund 20 bevorzugt ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 60 g/m2 und von höchstens 130 g/m2 auf, vorzugsweise von 110 g/m2. Bei einer zusätzlichen Schicht von Ethylen-Vinylalkohol- Copolymer oder von Polyvinylalkohol anstelle von Aluminium weist der Barriereverbund 20 bevorzugt ein Flächengesamtgewicht von wenigstens 50 g/m2 und von höchstens 100 g/m2 auf, vorzugsweise von 70 g/m2.
Unter Berücksichtigung des vorstehenden Schichtaufbaus ist ersichtlich, dass bei der ersten Ausführungsform gemäß der Fig. 2 die gewickelte Innenmateriallage 11 und die gewickelte Außenmateriallage 12 bevorzugt vollflächig an den sich gegenüberliegenden Seitenflächen der jeweiligen Kraftpapierlagen 18 miteinander verleimt sind. Bei der zweiten Ausführungsform gemäß der Fig. 3 sind bevorzugt die Innenmateriallage 11, die Zwischenmateriallage 14 und die Außenmateriallage 12 an den sich gegenüberliegenden Kraftpapierschichten 18 vollflächig miteinander verleimt.
Zusammenfassend ist dieser am Beispiel einer Getränkedose beschriebene Fluidbehälter vornehmlich aus Kartonmaterial hergestellt und ist sowohl für nichtkohlensäurehaltige wie auch für kohlensäurehaltige Getränke geeignet. Es handelt sich dabei um einen vorzugsweise dreiteiligen, linear gefertigten, in erster Linie - für eine gleichmäßige Druckaufnahme - zylindrischen Fluidbehälter, wobei auch andere Formen theoretisch möglich sind, wie zum Beispiel die Form eines 5 Liter Bierfasses. Der Fluidbehälter umfasst in jedem Fall einen Dosenkörper 2 aus einem mehrlagigen Karton- und Barrierekartonverbund sowie ein Bodenelement 4 bevorzugt aus Metall, vorzugsweise aus Aluminium, und ein Deckelelement 5 bevorzugt aus Metall, vorzugsweise ebenfalls aus Aluminium. Das Deckelelement 5 ist ferner mit einer bekannten Vorrichtung für das Öffnen, vorzugsweise einem Pull-Ring versehen, wobei gegebenenfalls auch Mittel vorgesehen sein können, die ein Wiederverschließen erlauben.
Zur Herstellung wird die innerste Wicklung, das heißt die als Barrierebahn wirkende innerste Lage 11, um einen Dom 23 geformt, wie in den Fig. 4 und 5 dargestellt. Hierbei wird bevorzugt einer den Wicklungsumfang überragende Randbereich der Lage außen über den anderen Randbereich gelegt. Bevorzugt werden die beiden
übereinanderliegenden Randbereiche miteinander verbunden, beispielswese verschweißt, mittels einer Induktionsoder Ultraschall-Schweißung, wenn bei der Überlappung Kunststoffschicht auf Kunststoffschicht zu liegen kommt, oder verklebt, wenn zumindest eine der aneinanderhegenden Schichten der Überlappung aus Papier gebildet ist. Wie dargestellt ist, kann im Überlappungsbereich 52 ein Klebstoff oder Füllmaterial, insbesondere Leim 22, aufgebracht werden, sodass die beiden übereinanderliegenden Randbereiche der aufgewickelten Lage verleimt werden.
Eine nächste Lage 14 von Kartonverbund-Material wird zeitgleich, jedoch örtlich ganz wenig versetzt wie in Fig. 5 gezeigt um den Dom 23 und die bereits vorhandene Lage 11, die hier nach der Version gemäß Fig. 4 verbunden wurde, aufgewickelt und mit ihr durch Verleimung verbunden. Die Randbereiche der zweiten Lage 14 sind bevorzugt stufenförmig geschliffen, sodass sie sich durch Überlappung formschlüssig miteinander verbinden lassen und diese Überlappung wird verleimt, zur Bildung einer mittleren Naht 17. In Fig. 5 ist zudem gezeigt, dass eine dritte Lage 12 aus Kartonverbund- Material, das heißt die äußere Lage, ebenfalls zeitglich und örtlich ganz wenig versetzt um die dann mittlere Lage 14 gewickelt werden kann und ihre formschlüssige Überlappung ebenfalls verleimt werden kann, zur Bildung der äußeren Naht 16. Die äußerste Schicht kann mit einem Außenmaterial beschichtet sein, zum Beispiel mit einer Schicht mit ganz feinen Löchern, sodass Wasserdampf aus dem Dosenkörper austreten kann, während aber umgekehrt kein Eindringen von Wasserdampf in die Dose ermöglicht ist. Bei dieser Beschichtung handelt es sich bevorzugt um Polyethylen PE, Polypropylen PP oder Polyethylenterephthalat PET. Die äußerste Naht 16 kann mit einem Dichtstreifen (punktiert dargestellt) aus PE, PP, PET mit/ohne Haftvermittler oder Klebstoff versiegelt werden und dieser Dichtstreifen wird je nach seiner Ausprägung mit oder ohne Wärmezufuhr appliziert. Anstelle des Aufklebens eines Streifens 46 auf das sich auf dem Dom 23 bewegende entstandene Endlosrohr 27 kann die Naht 16 der äußersten Lage mittels heißem und somit flüssigem PE versiegelt werden.
Für die industrielle Herstellung der Dosen aus Kartonverbund-Material wird dieses in Form von vorgefertigten Bahnen aus Kraftpapier mit seiner jeweiligen Beschichtung in Rollen angeliefert, von diesen abgerollt und der in Fig. 5 veranschaulichten Wickelvorrichtung zugeführt. Beim Beispiel der Fig. 5 wären beispielsweise drei Rollen als Bahnen für die drei zu wickelnden Lagen 11, 14 und 12 vorhanden. Nach dem Abrollen werden von einer Maschine bevorzugt die Randbereiche der Bahnen 14, 12 geschliffen, zum Erzeugen einer Schrägfläche 44 oder einer Stufe 21. Es sind denn auch hauptsächlich diese Rollen, nebst dem Leim und den Boden- und Deckelelementen, die für die Herstellung der Fluidbehälter an den Dosenabfüller geliefert werden können, aber kein Leergut und somit kein Volumengut mehr.
Die Bahnen 11, 14, 12 werden bevor sie der Wickelvorrichtung zugeführt werden auf einer deren flächigen Seiten mit einem Klebstoff, vorzugsweise Leim beschichtet.
Danach werden, wie in Fig. 5 gezeigt, die „endlose“ Materialbahnen der einzelnen Lagen 11, 14, 12, das heißt zunächst jene zur Bildung der innersten Lage 11, durch Zuführen und Entlangziehen längs eines stationären, zylinderförmigen Stahldoms 23 in einer Maschinenstation durch dieselbe um den Stahldom 23 gewickelt. Die Materialbahnen läuft dabei zwischen dem Stahldom 23 und mehreren anschmiegenden Rollen (nicht dargestellt) mit je U-förmigem Querschnitt hindurch. Bei der innersten Lage 11 erfolgt die Überlappung der beiden Ränder der Barriereschicht, wie in Fig. 4 gezeigt. Dann folgt das Weiterbefördem der zu einem Rohr gewickelten innersten Lage 11 über einen weiteren Abschnitt des Stahldoms 23. Anpressrollen (nicht dargestellt) halten die innerste Lage 11 satt auf dem Dom 23 sodass die innerste Lage 11 wird auf dem Dom 23 weiterbefördert.
Als Nächstes wird auf derselben Maschine örtlich kurz hinter der innersten Lage 11 die mittlere Lage 14 auf die innerste Umwicklung bzw. Lage 11 aufgebracht. Die bevorzugt in eine Stufe 21 oder Schrägfläche 44 geschnittenen Längsränder dieser mittleren Lage 14 werden durch die Umwicklung des Doms 23 zur Überlappung gebracht und mittels des bereits zuvor aufgebrachten Leims verleimt. Und schließlich wird die äußere Lage ebenfalls zeitgleich und örtlich wenig zurückversetzt auf die zuvor aufgewickelte Lage 14 aufgebracht.
Das jetzt aus drei miteinander verleimten Lagen hergestellte und in Fig. 5 gezeigte Rohr 27 aus Kartonverbund- Material wird dann einer Schneidvorrichtung 26, beispielsweise einer getaktet hin und her fahrbaren Guillotine, zugeführt, wie in Fig. 5 gezeigt, welche an gewünschten Stellen das Rohr 27 in Rohrabschnitte 28 schneidet. Das Schneiden kann aber nicht nur mit einer bevorzugt fahrbaren Guillotine erfolgen, sondern auch mit einer bekannten Multi- Rundmessermaschine. Hierbei fährt ein Schlitten mit mehreren Rundmessem in der Produktionsgeschwindigkeit mit dem Endlosrohr 27 mit und kann so in einem Vorgang mehrere Rohrabschnitte 28 schneiden. Nach dem Schneiden fahren die Rohrabschnitte 28 bevorzugt durch einen Wärmetunnel, um die Leimfeuchtigkeit abzuführen. Die Wärme kann durch verschiedene Arten erzeugt werden. Bevorzugt wird Warmluft.
Nach dem Zuschneiden der Rohrabschnitte 28 in der gewünschten Länge, je nach gewünschtem Dosenvolumen, werden durch eine Maschine an den beiden Rändern der offenen Enden der Rohrabschnitten 28 diese Ränder in Auskragungen ausgeformt. Hierzu werden von beiden Seiten rotierende Spreizwerkzeuge in die offenen Enden eingefahren. Die Fig. 6 zeigt eine Möglichkeit für dieses Aufspreizen auf. Der Dosenkörper 2 wird in einen Hohlzylinder 48 gesteckt, welcher abgerundete Innenränder 51 aufweist. Mit einer Stahlrolle 49, die um die Achse 50 dreht, wird diesem gekrümmten Innenrand 51 nachgefahren, wobei die Achse 50 so bewegt wird, dass sie eine Kegelwand beschreibt. Die Stahlrolle 49 rollt den oberen Randbereich des Dosenkörpers 2 in einem oder mehreren Umgängen auf den gekrümmten Innenrand 51 und spreizt die Lagen leicht auf. Es entsteht eine Auskragung, wie in der folgenden Fig. 7 gezeigt. Die Schnittränder werden bevorzugt nach dieser Krempelung bzw. dem erfolgten Aufspreizen durch Anstreichen mit einem Dispersionskleber, zum Beispiel einem flüssigem Polyethylen PE oder einem Dispersionskleber oder einem anderen geeigneten, schnell abbindenden und lebensmittelkonformen Kleber versiegelt, damit keine Feuchtigkeit ins Innere der Kraftpapierschicht eindringen kann, denn das spätere Befüllen erfolgt unvermeidbar in einer feuchten Atmosphäre. Die Schnittkanten werden hernach wiederum mit Wärme behandelt, um die Abbindezeit zu minimieren. Hierfür wird an dieser Stelle eine Infrarot-Bestrahlung bevorzugt. Danach werden diese Rohrabschnitte 28 in aufrechter Lage in einer Reihe in einer Transportvorrichtung eingeordnet und durchfahren dann wie in Fig. 10 gezeigt ein Karussell 30, an welchem ein Automat 32 aus einem Zufuhrmagazin 31 ein vereinzeltes Verschlusselement, z.b. ein Bodenelement 4, in die oben offene Seite jedes Rohrabschnitts 28 einsetzt und den äußeren Randbereich des radial auslaufenden Bodenrandes in radialer Richtung um den Randbereich des offenen Rohrabschnittes 28 dichtend umbördelt.
In der Fig. 7 ist dieser Vorgang des dichten Einbördelns eines Verschlusselements in Form eines Boden- 4 oder auch Deckelelementes 5 veranschaulicht. Bei den Boden- und Deckelelementen kann es sich um einen Standard-Boden bzw. Standard-Deckel handeln, mit denen herkömmliche Aludosen verschlossen werden, und die dann mit denselben Maschinen montierbar sind. Das Boden- 4 oder Deckelelement 5 besteht aus Aluminium und weist einen radial abstehenden Randbereich 41 auf, einen Bereich also, der über den Durchmesser des Dosenkörpers 2 hinausragt. Das Boden- 4 oder Deckelelement 5 mit dem Randbereich 41 wird von einem Automaten mit dem Randbereich 42 des Dosenkörpers 2 zur Überlappung gebracht. Hernach erfolgt die Einbördelung durch den Automaten 32, welcher hierzu die auskragenden doppellagigen Abschnitte 41, 42, also den Randbereich 41
gemeinsam mit dem Randbereich 42 des Dosenkörpers einbördelt, also um etwa 360° oder mehr einrollt, wodurch eine dichte Bördelnaht entsteht. Wie in Fig. 7 dargestellt ist, weist der Schnittrand des Dosenkörpers 2, eine Versiegelung 37 auf, welche aus feuchtigkeitsdichtem Material besteht. Das Deckelelement 5 oder Bodenelement 4 weist üblicherweise ein Compound-Material 38 auf, welches eine elastisches Dichtmaterial ist, das im Bereich des abstehenden Randbereichs 41, welcher dem Randbereich 42 des Dosenkörpers 2 zugewandt hegt, aufgebracht ist.
Bevorzugt erstreckt sich das Compound-Material 38 von der Innenseite des Curls 39 (Äußerste nach unten verlaufende Krümmung des Randes) des Deckelelements 5 oder Bodenelements 4 bis zur Schulter 40 des Deckelelements 5 oder Bodenelements 4, wobei sich das Compound-Material 38 zumindest teilweise über die Höhe der Schulter 40 erstreckt und zumindest teilweise über den Innenradius des Curls 39. Bevorzugt erstreckt sich das Compound-Material 38 zumindest über die halbe Höhe der Schulter 40.
Die Fig. 8 zeigt einen alternativen Boden bzw. Deckel 4, der hier in einem diametrischen Schnitt dargestellt ist. Wie man erkennt, ist in den von ihm gebildeten nach unten offenen Kännel ein Dichtring 47 auf Silikonbasis eingelegt. Der Deckel wird hernach wie bei einer herkömmlichen Alu-Dose eingebaut, mit denselben Maschinen. Der Silikondichtring sorgt für eine zusätzliche einwandfreie Dichtigkeit, und die einander überlappenden Bereiche werden gemeinsam nach innen eingerollt.
Die Fig. 10 zeigt einen Rundtaktautomaten 32 mit einem Karussell 30, welcher die Bodenelemente auf die Dosenkörper montiert und deren Ränder mit dem Dosenkörperrand einkrempelt bzw. einbördelt, wie oben beschrieben. Es folgt nun das Stürzen der einseitig offenen Rohrabschnitte 28 im Förderkanal, sodass deren nun offene Seite oben hegt, wie in Fig. 11 gezeigt. Dann durchfahren sie eine Füllvorrichtung 33, insbesondere eine Karussell- Füllstation, welche jeden Rohrabschnitt 28 mit definierter Füllmenge befüllt. Schließlich durchfahren die gefüllten, unten verschlossenen Rohrabschnitte 28 wie in Fig. 12 gezeigt ein Karussell 34, an welchem ein Automat 35 aus einem Zufuhrmagazin 36 ein vereinzeltes Deckelelement 5 mit Pullring-Verschluss in die oben offene Seite jedes gefüllten Rohrabschnitts 28 einsetzt und dazu den wiederum radial abstehenden Rand des Deckelelementes 5 in radialer Richtung um den Randbereich des offenen Rohrabschnitts 28 dichtend umbördelt.
Eine gefüllte und geschlossene Dose 1 präsentiert sich hernach wie in Fig. 9 dargestellt, wo sie in einem Schnitt längs ihrer Längsachse gezeigt ist. Man erkennt den Dosenkörper 2 und die Bördelungen 43 oben und unten, mit denen der Deckel 5 und der Boden 4 dichtend eingesetzt wurden.
In Fig. 13 ist eine erste Variante eines bevorzugten Dosenmantels 101 im Längsschnitt durch die zylindrische Dose dargestellt. Der Dosenmantel 101 weist von innen nach außen eine Barrierelage 102, eine erste mittlere Lage 103, bevorzugt zumindest eine zweite mittlere Lage 104, eine äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 und eine äußere Barriereschicht 106 auf.
Die Barrierelage 102 weist an einer Stelle des Umfangs eine in Längsrichtung des Dosenmantels 101 verlaufende Überlappungsnaht auf, wobei bei der Überlappungsnaht zwei Lagen der Barrierelage 102 übereinander zu liegen kommen.
Die in den Fig. 13-15 veranschaulichte erste Ausführungsvariante weist als Barrierelage 102 nur eine Barrierefolie oder ein Barrierelaminat 108 aus mehreren Folienschichten auf. Die Barrierelage 102 ist dabei von beiden Seiten und an deren Schnittkanten feuchtigkeitsbeständig und dicht. Eine einfache Überlappung der Barrierelage 102 ist ausreichend um eine dichte Längsnaht herzustellen.
In Fig. 14 und 15 ist die Ausführungsvariante der Fig 13 im Detail dargestellt, wobei hier die Barrierelage 102 als Barrierelaminat 108 dargestellt ist. Vorteilhaft ist, dass bei Herstellung der Längsnaht kein artfremdes Material miteinander zu verkleben ist, da artfremdes Verkleben, beispielsweise von Papiermaterial und Kunststoff, in der Regel speziellere Klebstoffe und/oder mehr Zeit erfordert und zu schwächeren Verbindungen führt als das Verkleben von Papier auf Papier oder Kunststoff auf Kunststoff. In einer Ausführungsvariante wird das Barrierelaminat im Überlappungsbereich mit sich selbst verschweißt. Neben den bereits genannten Varianten der Induktions- oder Ultraschall-Schweißung kann das Verschweißen bei allen Ausführungsvarianten der gegenständlichen Erfindung auch durch direkte Hitzeeinwirkung auf den Kunststoff erfolgen, beispielsweise durch Heißluft.
Bevorzugt beträgt die Länge der Überlappung der Längsnaht in Umfangsrichtung des Dosenmantels 101 zwischen 1 und 6 mm besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 mm insbesondere 3 mm.
Abweichend zu den Fig. 13-15 ist in den Ausführungsvarianten der Fig. 16-31 vorgesehen, dass die Barrierelage 102 als Verbund aus Kraftpapierschicht 107 und einer Barrierefolie oder als Verbund aus Kraftpapierschicht 107 und Barrierelaminat 108 aus mehreren Folienschichten auszuführen. Dadurch ist die Barrierelage 102 besser wickelbar und stabiler.
Bevorzugt beträgt die Länge der Überlappung der Längsnaht in Umfangsrichtung des Dosenmantels 101 zwischen 1 und 6 mm besonders bevorzugt zwischen 2 und 4 mm insbesondere 3 mm.
Wie in Fig. 16 bis 31 ersichtlich ist, kann die innerste Schicht des Dosenmantels 101 durch das Barrierelaminat 108 gebildet sein, wobei dieses bevorzugt auf eine Kraftpapierschicht 107 laminiert ist. Das Verbinden des Barrierelaminats 108 und der Kraftpapierschicht 107 erfolgt bevorzugt bereits vor dem Wickeln des zylindrischen Dosenmantels 101. Bevorzugt wird das Material der Barrierelage 102 in Form des Verbundes der Kraftpapierschicht 107 und des Barrierelaminats 108 hergestellt, nachfolgend zu einer Rolle aufgewickelt und dann als Rolle für den Wickelvorgang des zylindrischen Dosenmantels 101 bereitgestellt.
In den Fig. 16-18 ist eine zweite Ausführungsvariante veranschaulicht.
Im Bereich der Längsnaht weist die Barrierelage 102 im Ausführungsbeispiel der Fig. 16-18 eine Überlappung mit sich selbst auf, wobei zwei Lagen der Barrierelage 102 aufeinander zu liegen kommen. Um die innenliegende Schnittkante der der Barrierelage 102 abzudichten, ist ein Dichtstreifen 110 angebracht, welcher die Schnittkante beidseits überragt und an den beiden innenliegenden Folien des Barrierelaminats 108 angeklebt oder angeschweißt ist.
Im Bereich der Längsnaht ist somit von innen nach außen gesehen ganz innen der Dichtstreifen 110 gefolgt von einer Lage des Barrierelaminats 108, gefolgt von einer Kraftpapierschicht 107, wobei diese bereits vor dem Wickeln fest miteinander verbunden sind. An die Kraftpapierschicht 107 schließt eine weitere Lage des Barrierelaminats 108 an, wobei diese bevorzugt während dem Wickeln miteinander verklebt werden. Auf die weitere Lage des Barrierelaminats 108 folgt eine weitere Kraftpapierschicht 107, wobei diese bereits vor dem Wickeln fest miteinander verbunden sind.
In den Fig. 19-21 ist eine dritte Ausführungsvariante veranschaulicht. Bei dieser ist die Barrierelage 102 ohne Überlappung gewickelt, sodass sich die beiden in Längsrichtung des Dosenmantels 101 verlaufenden Kanten der Barrierelage auf Stoß treffen. Um die als Stoßkante vorliegende Längsnaht abzudichten, ist ein Dichtstreifen 110 angebracht.
Weniger bevorzugt kann die Stoßkante durch das Aufbringen einer flüssigen Versiegelung, beispielsweise eines Hotmelts versiegelt bzw. flüssigkeitsdicht gemacht werden.
In den Fig. 22-24 ist eine vierte Ausführungsvariante veranschaulicht. Bei dieser Variante überragt das Barrierelaminat 108 bzw. eine Barrierefolie die Kraftpapierschicht 107, sodass die Schnittkante der Kraftpapierschicht 107 von dem Barrierelaminat 108 bzw. einer Barrierefolie verdeckt bzw. abgedichtet wird. Bei der in Fig. 24 ersichtlichen Variante überlappen sowohl die Kraftpapierschicht 107 als auch das Barrierelaminat 108 eines ersten Randbereichs die Kraftpapierschicht 107 und das Barrierelaminat 108 des zweiten Randbereichs, wobei das Barrierelaminat 108 des ersten Randbereichs den zweiten Randbereich weiter überlappt als die Kraftpapierschicht 107.
In den Fig. 25-27 ist eine fünfte Ausführungsvariante veranschaulicht. Bei dieser Variante überragt das Barrierelaminat 108 bzw. eine Barrierefolie die Kraftpapierschicht 107, sodass die Schnittkante der Kraftpapierschicht 107 von dem Barrierelaminat 108 bzw. einer Barrierefolie verdeckt bzw. abgedichtet wird. Bei der in Fig. 27 ersichtlichen Variante überlappen nur das Barrierelaminat 108 eines ersten Randbereichs die Kraftpapierschicht 107 und das Barrierelaminat 108 des zweiten Randbereichs. Die Kraftpapierschicht 107 des ersten Bereichs liegt auf Stoß mit der Kraftpapierschicht 107 des zweiten Randbereichs, wobei wie dargestellt auch ein kleiner Spalt zwischen den Kanten der Kraftpapierschichten vorliegen kann.
In Fig. 28 ist eine sechste Ausführungsvariante veranschaulicht. Bei dieser Variante überragt das Barrierelaminat 108 bzw. eine Barrierefolie die Kraftpapierschicht 107 an einem ersten Randbereich und am zweiten Randbereich die Kraftpapierschicht 107 das Barrierelaminat 108. Das Barrierelaminat 108 des ersten Bereichs kommt innen an der freiliegenden Kraftpapierschicht 107 des zweiten Bereichs zu hegen. Wie dargestellt können sich die beiden Kanten des Barrierelaminats 108 auf Stoß treffen, wobei in diesem Fall ein Dichtstreifen 110 die Stoßkante abdeckt. In einer andere Ausführungsvariante überlappt das Barrierelaminat 108 des ersten Randbereichs das Barrierelaminat 108 des zweiten Randbereichs, wobei in diesem Fall kein Dichtstreifen 110 benötigt wird.
In den Fig. 29 bis 31 ist eine siebte Ausführungsvariante veranschaulicht. Bei dieser Variante überragt das Barrierelaminat 108 bzw. eine Barrierefolie die Kraftpapierschicht 107 an einem ersten Randbereich und am zweiten Randbereich die Kraftpapierschicht 107 das Barrierelaminat 108. Die Kraftpapierschicht 107 des ersten Randbereichs kommt innen an der freiliegenden Kraftpapierschicht 107 des zweiten Randbereichs zu hegen. Die Kraftpapierschicht 107 des ersten Randbereichs kann dabei auf Stoß mit dem Barrierelaminat 108 des zweiten Randbereichs hegen, oder einen Spalt zu diesem aufweisen. Das Barrierelaminat 108 des ersten Randbereichs überlappt das Barrierelaminat 108 des zweiten Randbereichs und ist mit diesem verklebt oder verschweißt. Die beiden übereinanderliegenden Kraftpapierschichten 107 des ersten Randbereichs und des zweiten Randbereichs können verklebt, insbesondere verleimt werden.
Die äußere Schicht der Barrierelage 102 ist bei allen Ausführungsvarianten der Fig. 16-31 über den gesamten Umfang durch die Kraftpapierschicht 107 gebildet. Die Kraftpapierschicht 107 ist an der Außenseite bevorzugt unbehandelt, also nicht lackiert oder laminiert, sodass die Außenseite durch Kraftpapiermaterial gebildet ist.
Bei den Ausführungsvarianten der Fig. 16-31 wird um die Außenseite der Barrierelage 102 beim Wickelvorgang die innere mittlere Lage 103 gelegt, wobei diese auf der Innenseite und auf der Außenseite unbehandelt also nicht beschichtet oder laminiert ist. Die Innenseite der inneren mittleren Lage 103 wird vollflächig mit der Außenseite der Barrierelage 102 verleimt, wobei bevorzugt Kraftpapiermaterial direkt mit Kraftpapiermaterial verleimt wird, sodass
Leim in die Fasermatrix beider Lagen eindringen kann, wodurch eine besonders hohe Endfestigkeit der Klebeverbindung erreicht wird.
Weniger bevorzugt können auch andere Klebstoffe wie Hotmelt-Klebstoffe oder Zweikomponentenklebstoffe verwendet werden, wobei die geringere Endfestigkeit der Hotmelts und die schwierige Verarbeitbarkeit der Zweikomponentenklebstoffe als wesentliche Nachteile gegenüber Leim bzw. wasserbasierten Klebstoffen genannt werden können. Als Leime werden hierin wässrige Lösungen von Klebstoffen verstanden. Insbesondere können bekannte Papierleime Verwendung finden.
Weniger bevorzugt kann auch eine Kombination aus zwei oder mehreren unterschiedlichen Klebstoffen verwendet werden, wobei diese gemeinsam zur Verklebung zweier Lagen verwendet werden könnte, oder jeweils zur Verklebung unterschiedlicher Lagen. Beispielsweise können Hotmelt und wasserbasierter Klebstoff nebeneinander auf eine Lage aufgetragen werden zur Verklebung zweier Lagen aneinander.
Lösemittelbasierte Klebstoffe und Leim können insbesondere im flüssigen Zustand oder als Schaum aufgebracht werden.
Schaum hat den Vorteil, dass dieser die zu verklebende bzw. verleimende Fläche im Vergleich zu einem nicht geschäumten Klebstoff oder Leim mit weniger Flüssigkeitsgehalt abdecken kann.
Im Fall der Fig. 13-15 wird die innere mittlere Lage 103 um das Barrierelaminat 108 oder eine Barrierefolie gewickelt. In einer Ausführungsvariante weist die innere mittlere Lage 103 an ihrer Innenseite eine Beschichtung aus Kunststoff oder eine auflaminierte Folie auf. Bei dieser Variante kann die beschichtete oder laminierte Seite der innere mittlere Lage 103 mit dem Barrierelaminat 108 oder der Barrierefolie verklebt oder verschweißt werden.
Um die Außenseite der innere mittlere Lage 103 wird, wie in den Fig. 13-33 dargestellt ist, beim Wickelvorgang bevorzugt zumindest eine weitere mittlere Lage 104 gelegt, wobei diese bevorzugt auf der Innenseite unbehandelt also nicht beschichtet oder laminiert ist.
Das Verwenden von zumindest zwei mittleren Lagen 103, 104 ist zwar aufwändiger und mit höheren Materialkosten verbunden als das Verwenden von nur einer dafür dickeren Lage für den Dosenmantel, jedoch ist daran vorteilhaft, dass die beiden dünneren Lagen, insbesondere Kraftpapierlagen, schneller an der Wickelmaschine verarbeitete werden können und dass die Stabilität des Dosenkörpers gegenüber der Verwendung einer dickeren Lage überraschenderweise sogar erhöht werden konnte.
Bevorzugt werden zwei mittlere Lagen 103, 104 und eine zusätzliche Papier- oder Kraftpapierlagel05 verwendet, wie in den Fig. 13-33 dargestellt, wobei die innere mittlere Lage 103 und jede weitere mittlere Lage 104 bevorzugt beidseitig unbehandelt bzw. unbeschichtet sind und die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 vorzugsweise zumindest an der Innenseite unbehandelt bzw. unbeschichtet ist.
Ein besonders bevorzugter Dosenmantel wird mit einer Höhe im Bereich von 130 mm bis 150 mm und einem Außendurchmesser im Bereich von 50mm bis 60mm und einem Innendurchmesser Bereich von 48,6 mm bis 58,6 mm gefertigt.
Eine besonders bevorzugte verschlossene Dose liegt mit den Dimensionen: Außenhöhe 134 mm, Innenhöhe 133 mm, Außendurchmesser 52,4 mm, Innendurchmesser 51,2 mm, Innenvolumen ca. 270-275 ml, Füllvolumen 250 ml, vor.
Wie beschrieben weist die Dose als innerste Lage eine Barrierelage 102 auf, welche in den Ausführungsvarianten der Fig. 16 bis 34 aus Folienmaterial und Kraftpapier gebildet ist und in der Ausführungsvariante der Fig. 13-15 nur aus Folienmaterial gebildet ist. Das Folienmaterial ist bevorzugt eine Verbundfolie umfassend eine Aluminiumfolie und zumindest eine Kunststofffolie, welche zusammen das Barrierelaminat 108 bilden. Bevorzugt weist das Barrierelaminat 108 eine Aluminiumfolie, besonders bevorzugt mit einer Schichtdicke von 6 - 9 gm, auf, welche zwischen zwei Kunststoffschichten vorliegt.
Das Barrierelaminat 108 weist bevorzugt von innen nach außen den Aufbau Kunststofffolie, bevorzugt aus PE, Aluminiumfolie, Haftvermittler bevorzugt in Form von Surlyn, Kunststofffolie bevorzugt aus PE auf. Die einzelnen Schichten des Barrierelaminats 108 liegen besonders bevorzugt in folgenden Dicken vor: Kunststofffolie 10-25 gm, Haftvermittler 2-5 gm, Aluminiumfolie 6, 5-7, 5 gm, Kunststofffolie 10-25 gm.
Bevorzugt weist das Barrierelaminat 108 eine Dicke von 30 gm bis 55gm auf. Das Barrierelaminat 108 hat eine besonders bevorzugte Dicke von 35-50 gm, insbesondere 40-45gm. Bevorzugt weist das Barrierelaminat 108 eine Grammatur von 45 bis 75 g/m2 auf, insbesondere 50 g/m2 bis 65 g/m2.
In einer Ausführungsvariante umfasst die Barriereschicht 108 zudem zumindest eine Schicht aus siliziumhaltigem Barrierematerial insbesondere aus SiOx, welche auf oder im Barrierelaminat vorliegt, oder eine, mehrere oder alle Schichten des Barrierelaminats ersetzt.
In einer Ausführungsvariante liegt eine aus SiOx gebildete Schicht mit einer Schichtdicke von zumindest 50 nm insbesondere zumindest 500 nm vor.
Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist bevorzugt eine Dicke von 60 gm bis 90 gm auf. Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist besonders bevorzugt eine Dicke von 70 - 85 gm auf. Die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 weist bevorzugt eine Grammatur von 40 g/m2 bis 80 g/m2 auf, insbesondere 50-70 g/m2, insbesondere 60 g/m2.
Die Barrierelage 102 weist eine bevorzugte Schichtdicke von 90 gm bis 145 gm auf. Die Barrierelage 102 weist eine besonders bevorzugte Schichtdicke von 110 - 135 gm auf.
Die Reißfestigkeit MD des Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 beträgt bevorzugt zumindest 4 kN/m, insbesondere zumindest 5.0 kN/m. Die Reißfestigkeit CD des Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 beträgt bevorzugt zumindest 2 kN/m, bevorzugt zumindest 2,5 kN.
Bei einer zweiten Ausführungsvariante der Barrierelage 102 weist diese von innen nach außen den Aufbau Barrierelaminat 108 mit den Schichten: Kunststoffschicht in Form eines Heißsiegellacks, bevorzugt aus PET; Aluminiumschicht in Form einer Aluminiumfolie; Kunststoffschicht in Form von Klebstoff und Kraftpapierschicht 107 aus Kraftpapier auf. Bevorzugt weist dabei das Kraftpapier der Kraftpapierschicht 107 eine Grammatur von 40 g/m2 auf. Bevorzugt weist der Heißsiegellack eine Grammatur von 1,6 g/m2 auf, die Aluminiumfolie eine Schichtdicke von 7,7 gm und eine Grammatur von 20,8 g/m2 und die Kunststoffschicht aus Klebstoff eine Grammatur von 2 g/m2. Gesamt weist diese Barrierelage 102 eine Schichtdicke von ca. 60 gm und eine Grammatur von ca.65 g/m2 auf.
Die Barrierelage 102 wird unter Bildung einer Längsnaht in Längsrichtung um einen Dom gewickelt, sodass diese einen rohrförmigen Körper bildet, wobei die innere Kunststofffolie des Barrierelaminats 108 dem Dom zugewandt und die Kraftpapierschicht 107 dem Dom abgewandt liegt.
Die nächste Lage, also die innere mittlere Lage 103 ist bevorzugt eine Kraftpapierlage und weist besonders bevorzugt eine Grammatur von 125 g/m2, eine Reißfestigkeit MD von > 12 kN/m und eine Dicke von 0,160 pm auf. Das Kraftpapier ist beidseitig unbehandelt. Bevorzugt weist die innere Kraftpapierlage 103 eine Grammatur von 95 g/m2 bis 135 g/m2 und/oder eine Reißfestigkeit von größer 10 kN/m und/oder eine Dicke von 0,140 mm bis 0,175 mm auf.
Die Kraftpapierlage wird direkt und vollflächig mit der Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 verklebt, insbesondere verleimt, indem diese um den rohrförmigen Körper der Barrierelage 102 gewickelt wird.
Zum Verleimen wird Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, bevorzugt in einer Menge von 10 - 25 g/m2, insbesondere 15
- 20 g/m2, vollflächig auf die Außenseite der Barrierelage 102 oder die Innenseite der inneren mittleren Lage 103 aufgetragen.
Die nächste Lage ist die mittlere Lage 104 beispielhaft aus Kraftpapier mit einer Grammatur von 125 g/m2, einer Reißfestigkeit von > 12 kN/m und einer Dicke von 0, 160 nun. Das Kraftpapier ist beidseitig unbehandelt. Bevorzugt weist die mittlere Lage 104 eine Grammatur von 95 g/m2 bis 125 g/m2 und/oder eine Reißfestigkeit MD von größer 10 kN/m und/oder eine Dicke von 0,140 mm bis 0,175 nun auf.
Diese weitere mittlere Lage 104 wird direkt und vollflächig mit der darunterhegenden inneren mittleren Lage 103 verklebt, insbesondere verleimt, indem diese um den rohrförmigen Körper der Barrierelage 102 und inneren mittleren Lage 103 gewickelt wird.
Zum Verleimen wird Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, bevorzugt in einer Menge von 10 - 25 g/m2, insbesondere 15
- 20 g/m2, auf die Außenseite der inneren mittlere Lage 103 oder die Innenseite der weiteren mittleren Lage 104 aufgetragen.
Bevorzugt weist der Dosenkörper eine vierte Lage auf, welche gebildet ist aus der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 weist bevorzugt eine Grammatur von 80-130g/m2 auf, insbesondere 100-120 g/m2. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 weist bevorzugt eine Dicke von 70- 120 pm auf, insbesondere 90-110 pm.
Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 wird in der Wickelanlage über der mittleren Lage 104 aufgebracht und bevorzugt mit Leim, bevorzugt Polyvinylacetat, in einer Menge von bevorzugt 10 - 25 g/m2, insbesondere 15 - 20 g/m2, mit dieser vollflächig verklebt.
Der Dosenmantel 101 umfasst bevorzugt die Barrierelage 102, die innere mittlere Lage 103, die mittlere Lage 104 und die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105. Die Dicke D des Dosenmantels beträgt ca. 550 pm Der Dosenmantel 101, bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren mittleren Lage 103, der mittleren Lage 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105, weist bevorzugt insgesamt eine Dicke von 500 - 650 pm, besonders bevorzugt 550 bis 620 pm auf. Bevorzugt weist der Dosenmantel 101 bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren mittleren Lage 103, der mittleren Lage 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 eine Zugfestigkeit CD von größer 300 N/15mm insbesondere größer 350 N/15mm auf, also von größer 20 kN/m insbesondere größer 23 kN/m. Bevorzugt weist der Dosenmantel 101 bestehend aus der Barrierelage 102, der inneren mittleren Lage 103, der mittleren Lage 104 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 eine Grammatur von zumindest 400 g/m2 insbesondere zumindest 450 g/m2 auf.
Bevorzugt ist diese äußere Kraftpapierlage 105 auf der der Dosenaußenseite zugewandten Seite mit einer äußere Barriereschicht 106 versehen, beispielsweise einer einschichtigen Barrierefolie, mit oder ohne Pinholes, bevorzugt Polyethylen (PE) mit einer Grammatur von 15g/m2 und/oder einer Dicke von 15 gm oder einem Lack überzogen.
Alternativ kann die äußere Lage nur aus einer äußeren Barriereschicht 106 in Form einer Barrierefolie bestehen, mit oder ohne Pinholes, bevorzugt PE mit 25 g/m2. In diesem Fall können die innere mittlere Lage 103 und zweite Lage 104 in ihrer Materialstärke derart angepasst werden, dass die Gesamtmaterialstärke des Dosenmantels erhalten bleibt.
Je nach Höhe und Durchmesser der Dose ist vorgesehen, dass die mittleren Lage 104 in größerer Anzahl als eins vorliegen können, beispielsweise werden bei einer Dose mit Höhe 245 mm und Durchmesser 175 mm eine Anzahl von zwei mittleren Lagen bevorzugt. Mit den bevorzugten Dicken je Lage 103, 104, 105 von 0, 160 gm und Dicke der Barrierelage 102 von 127 gm ergibt sich beispielsweise eine Gesamtdicke D von 767 gm.
Je nach Höhe und Durchmesser der Dose kann vorgesehen sein, dass die innere mittlere Lage 103, die mittlere Lage 104 und die äußere Kraftpapierlage 105 mit größerer Stärke beispielsweise bei einer Dose mit H: 245 mm und D:
175 mm mit einer Stärke von je 265 gm vorliegen. Mit einer Dicke der Barrierelage 102 von 127 gm ergibt sich beispielsweise eine Gesamtdicke D von 922 gm.
Die Erhöhung der Anzahl der Lagen ist gegenüber der Erhöhung der Dicke der Lagen vorteilhaft, da mit dünneren Lagen eine höhere Prozessgeschwindigkeit und eine höhere Stabilität des Dosenkörpers im Verhältnis zur Gesamtgrammatur des eingesetzten Kraftpapieres erreicht werden kann.
Der Zugfestigkeitsindex MD als Quotient aus Zugfestigkeit MD und Grammatur des verwendeten Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 und der Lagen 103, 104, 105 liegt bevorzugt im Bereich von 70-120 Nm/g.
Der Zugfestigkeitsindex CD als Quotient aus Zugfestigkeit CD und Grammatur des verwendeten Kraftpapiers der Kraftpapierschicht 107 und der Lagen 103, 104, 105 liegt bevorzugt im Bereich von 35-70 Nm/g.
Bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex MD der verwendeten Kraftpapiere größer 80 Nm/g. Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex MD größer 100 Nm/g.
Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex CD der verwendeten Kraftpapiere größer 40 Nm/g. Besonders bevorzugt ist der Zugfestigkeitsindex CD größer 50 Nm/g.
Bevorzugt umfasst der Schichtaufbau neben der Kraftpapierschicht 107 zumindest zwei weitere Lagen 103, 104 aus Kraftpapier mit den angegebenen Zugfestigkeitsindizes MD und CD. Die Kraftpapierschicht 107 oder zumindest eine der weiteren Lagen 103, 104 kann auch aus einem anderen Karton- bzw. Papiermaterial gebildet sein, welches die angegebenen Zugfestigkeitsindizes MD und CD aufweist. Kraftpapier zeichnet sich gegenüber herkömmlichen Papieren durch größere Zugfestigkeitsindizes MD und insbesondere CD (cross direction) aus.
Bevorzugt ist das Kraftpapier der Kraftpapierschicht 107 und das Kraftpapier der Lagen 103, 104 ungebleicht. Das Papier oder Kraftpapier der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 kann gebleicht sein, was für eine Bedruckung mit Designs an deren Außenseite vorteilhaft sein kann. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 kann bereits vor dem Wickeln mit einem Produktdesign bedruckt sein, wobei diese Bedruckung vorteilhaft zwischen der Papier- oder Kraftpapierlage 105 und der äußeren Barriereschicht 106 vorliegen kann. Das Schneiden in der Schneidvorrichtung 26 erfolgt dann registriert hinsichtlich der Bedruckung. In Fig. 32 ist ein Querschnitt durch einen besonders bevorzugten Aufbau des erfindungsgemäßen Dosenmantels 101 gezeigt. Bei diesem Aufbau weisen die innere mittlere Lage 103 und die weitere mittlere Lage 104 schräg geformte seitliche Ränder auf, sodass sich die beiden am
jeweiligen Bahnmaterial gegenüberliegenden Ränder der Lagen gegenseitig überlappen, jedoch ohne, oder ohne eine wesentliche, Erhöhung der Schichtdicke der Lage im Überlappungsbereich. Alternativ zur schrägen Form eignen sich auch andere Formen der Ränder, wie beispielsweise gestufte Ränder oder ineinandergreifende Ränder, wie in Fig. 33 veranschaulicht. Allgemein formuliert wird bevorzugt zumindest einer der beiden Ränder zumindest einer der Lagen 103, 104, 105 mit einer Form versehen, welche zu einer Reduktion der Dicke des Überlappungsbereichs der beiden Ränder führt. Besonders bevorzugt, werden beide Ränder zumindest einer der Lagen 103, 104, 105 mit einer Form versehen, sodass die Dicke der aufeinanderliegenden Ränder gleich der Dicke der Lage selbst ist. Besonders bevorzugt wird die innerste mittlere Lage 103 mit einer solchen Struktur versehen. Bevorzugt wird zumindest eine vorhandene mittlere Lage 104 mit einer solchen Struktur versehen, besonders bevorzugt alle vorhandenen mittleren Lagen 104.
Wie in Fig. 32 dargestellt treffen sich die Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 bevorzugt auf Stoß, wobei der Spalt im Stoßbereich abgedichtet wird, indem ein Streifen 109 (auch als Stripe bezeichnet) aus PE-, PET- oder PP Folie aufgetragen wird, oder ein dichtendes Material mittels eines Sprühkopfes nach der Dosenkörperformung aufgebracht wird. Die sich auf Stoß treffenden Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 sind vorteilhaft, da der resultierende Spalt regelmäßiger ist und somit optisch ansprechender und kein in der Schichtdicke reduzierter Randbereich der äußeren Kraftpapierlage 105 vorliegt, welcher gegenüber mechanischen Einwirkungen von außen weniger stabil wäre.
Weniger bevorzugt können sich auch die Ränder der inneren mittleren Lage 103 und/oder die Ränder der weiteren mittleren Lagen 104 sich selbst auf Stoß treffen, wobei vermutet wird, dass sich dies negativ auf die Stabilität des Schichtaufbaus auswirken könnte.
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Dosenmantels 101 wird zuerst die Barrierelage 102 als Bahnmaterial in Längsrichtung eines Doms einer Wickelmaschine zugeführt, und in Längsrichtung des Doms weiterbewegt. Die beiden Ränder werden um den Dom geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Doms treffen und der Dom nun vom Bahnmaterial umschlossen ist.
Zur Herstellung der Längsnaht kommen die beiden Ränder des Bahnmaterials der Barrierelage 102 übereinanderliegend am Dom zu liegen. Bevorzugt ist aber die Barrierelage 102 an deren Außenseite nicht mit Leim versehen.
Besonders bevorzugt, wird daher die Wickelmaschine erfindungsgemäß als Verbessemng des bekannten Stands der Technik mit einer Auftragsvorrichtung, beispielsweise mit einer Düse, versehen, welche gezielt Klebstoff (z.b. Leim oder Hotmelt) auf zumindest einen der beiden aneinanderliegenden Bereiche der Barrierelage 102 im Bereich der Längsnaht aufbringt.
Dadurch wird vorteilhaft ein Lufteinschluss im Bereich der Überlappung verhindert, welcher sich negativ auf die Stabilität des Dosenmantels 101 auswirken könnte. Der Innendruck der Dose würde einen Lufteinschluss im Schichtaufbau unter Druck setzen, was dazu führen würde, dass der Dmck im Lufteinschluss den Schichtaufbau aus seinem Inneren heraus beanspmchen würde, bzw. dass die Luft in Richtung der mit Deckeln verschlossenen Enden zu entweichen trachtet, was dort zu schleichenden Schäden führen kann.
Im nächsten Schritt wird die innere mittlere Lage 103 um die Barrierelage 102 gelegt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Doms der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Doms weiterbewegt wird. Die beiden Ränder der inneren mittleren Lage 103 werden um die am Dom befindliche Barrierelage 102 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Doms treffen und die am Dom
befindliche Barrierelage 102 nun vom Bahnmaterial der inneren mittleren Lage 103 umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder der inneren mittleren Lage 103 bevorzugt gegenseitig, sodass diese aneinander verleimt werden. Die innere mittlere Lage 103 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der inneren mittleren Lage 103 an die Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.
In den nächsten Schritten werden 0 bis bevorzugt max. 3 mittlere Lagen 104 nacheinander um die innere mittlere Lage 103 gelegt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Doms der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Doms weiterbewegt werden. Die beiden Ränder jeder mittleren Lage 104 werden um die bereits am Dom befindliche innere mittlere Lage 103 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Doms treffen und die am Dom befindliche innere mittlere Lage 103 nun vom Bahnmaterial umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder jeder mittleren Lage 104 bevorzugt gegenseitig, sodass diese aneinander verleimt werden. Jede mittlere Lage 104 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der mittlere Lage 104 an die bereits am Dom befindliche innere Lage 103 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.
Im nächsten Schritt wird die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 um die äußere bereits am Dom befindliche Lage 103, 104 geformt, indem auch diese als Bahnmaterial bevorzugt in Längsrichtung des Doms der Wickelmaschine zugeführt und in Längsrichtung des Doms weiterbewegt wird. Die beiden Ränder der äußere Kraftpapierlage 105 werden um die äußere bereits am Dom befindliche Lage 103, 104 geformt, sodass sich diese Ränder auf der anderen Seite des Doms treffen und die bereits am Dom befindliche Lage 103, 104 nun vom Bahnmaterial umschlossen ist. Wie beschrieben überlappen sich die Ränder der äußeren Kraftpapierlage 105 bevorzugt nicht gegenseitig, sodass sich diese auf Stoß treffen. Die äußere Kraftpapierlage 105 ist auf der Innenseite mit Leim versehen, beispielsweise indem dieser beim Zuführen des Bahnmaterials aufgetragen wird, wobei sich der Leim beim Anformen bzw. Anpressen der äußere Kraftpapierlage 105 an die darunter befindliche Lage 103, 104 vollflächig zwischen den Lagen verteilt.
Die äußere Kraftpapierlage 105 kann, wie in Fig. 32 veranschaulicht, bevorzugt bereits eine äußere Barriereschicht 106 aufweisen, also als Laminat oder einseitig beschichtetes Bahnmaterial zugeführt werden, sodass diese eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist. Beispielsweise kann die äußere Kraftpapierlage
105 mit einer wasserfesten bzw. feuchtigkeitsdichten Bedruckung versehen sein.
Falls die äußere Kraftpapierlage 105 beim Zuführen noch keine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist, kann diese in der Wickelmaschine oder nach der Wickelmaschine mit einer solchen versehen werden. Beispielsweise kann eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Folie oder ein Laminat mit der Wickelmaschine um die äußere Kraftpapierlage 105 angebracht werden. Beispielsweise kann der geformte Hohlzylinder nach dem Wickeln mit einer flüssigkeitsfesten bzw. flüssigkeitsabweisenden Substanz insbesondere einem Lack besprüht bzw. bedruckt werden. Sollte eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Folie oder ein Laminat mit der Wickelmaschine um die äußere Kraftpapierlage 105 angebracht werden, kann diese Folie bzw. das Laminat mit Kunststoffseite an Kunststoffseite verschweißt werden, um die äußere Kraftpapierlage 105 dicht zu umschließen. Im Fall einer Folie reicht eine einfache Überlappung. Im Fall eines Laminats beispielsweise aus Folie und dünnem Druck- bzw. Etikettenpapier kann auch bei dieser eine Faltnaht vorgesehen sein. Eine Barriereschicht
106 kann auch in Form einer zumindest an der Außenseite dichten Druck- bzw. Etikettenlage über der äußeren
Kraftpapierlage 105 angebracht werden, welche dann beispielsweise mit einem aufgeklebten Streifen 109 im Stoßbereich ihrer beiden Ränder abgedichtet wird.
Sofern die äußere Kraftpapierlage 105 beim Zuführen bereits eine flüssigkeitsfeste bzw. flüssigkeitsabweisende Außenseite aufweist, wird im nächsten Schritt bevorzugt noch an der Wickelmaschine der Stoßbereich der äußeren Lage abgedichtet, beispielsweise indem flüssigkeitsfestes bzw. flüssigkeitsabweisendes Material als Flüssigkeit aufgetragen wird, oder in Form eines Streifens 109, insbesondere Klebestreifens, angebracht wird.
Die Außennaht der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 oder einer weiteren darüber angeordneten Lage kann somit als Faltnaht, als einfache Überlappung oder Stoß an Stoß (Stoßnaht) ausgebildet sein. Die Stoßnaht kann durch Hotmelt, einen Stripe bzw. ein Tape oder eine versiegelnde Flüssigkeit abgedichtet werden, wobei diese Mittel bevorzugt jeweils bereits an der Wickelmaschine nach Wicklung der äußersten Lage und vor dem Schneiden der einzelnen Hohlzylinder appliziert werden. Das Stripe bzw. das Tape kann selbstklebend ausgeführt sein, oder als Kunststoff- insbesondere PE-Streifen vorliegen, der durch Ultraschallschweißen fixiert wird.
Bevorzugt wird Hotmelt in der Wickelmaschine mit einer Düse auf das am Dom befindliche und an diesem an der Düse vorbeibewegte Papierrohr appliziert. Bevorzugt ist die Düse senkrecht auf den Spalt einer in Längsrichtung des Papierrohrs verlaufenden Stoßnaht der äußersten in der Wickelmaschine aufgebrachten Lage gerichtet. Die Düse kann im Querschnitt zylindrisch oder rechteckig ausgeführt sein und eine gerade bzw. ebene Öffnungsfläche aufweisen.
Bevorzugt ist die Düsenöffnungsfläche jedoch in Umfangsrichtung des Papierrohres gesehen konkav ausgeführt, also an die Zylinderform des Rohres angepasst, wobei die Öffnungsfläche der Düse bevorzugt einen einheitlichen Abstand zum Rohr aufweist.
Das Hotmelt wird bevorzugt nach dem Wickeln der äußersten Lage direkt an der Wickelmaschine aufgebracht, wobei die äußerste Lage dabei bereits eine dichte äußere Barriereschicht 106 ist oder aufweist. Das Hotmelt wird appliziert um die saugfähigen Schnittränder der äußersten Lage abzudichten und/oder um die entlang der Stoßnaht freiliegende darunterhegende Lage 103 oder 104 abzudichten. Bevorzugt ist die äußere Lage dabei aus einem saugfähigen Material, insbesondere Papier oder Kraftpapier gebildet, das an seiner Außenseite mit einem feuchtigkeitsbeständigen Material versehen ist, beispielsweise mit einer feuchtigkeitsbeständigen Folie laminiert oder mit einer feuchtigkeitsbeständigen Substanz beschichtet ist. Der Spalt der Stoßnaht hegt bevorzugt mit einer Breite im Bereich von einschließlich 0,5-4 mm vor. Der Auftrag von Hotmelt erfolgt bevorzugt in Form eines den Spalt der Stoßnaht überragenden Streifens, wobei die Breite des Streifens aus Hotmelt bevorzugt zumindest 1 mm, insbesondere zumindest 2 mm breiter ist als die Breite des Spalts der Stoßnaht. Beispielsweise beträgt die Breite des Spalts der Stoßnaht 3 mm und die Breite des Hotmelt-Streifens 6 mm. Das Hotmelt wird im erhitzen Zustand, beispielsweise mit 160° - 190° C aufgebracht und erhärtet durch Abkühlung, bis die einzelnen Zylinder vom Dom 23 der Wickelmaschine geschnitten werden. Bevorzugt kann dies mit einer Kühlvorrichtung, beispielsweise in Form eines Gebläses, unterstützt werden. Durch die Versiegelung der Stoßnaht mit einem Klebstoff resultiert eine sehr flacher bzw. homogener Außenumfang der Dose. Der durch den Klebstoff bzw. das Hotmelt gebildete Film auf der äußere Barriereschicht 106 beträgt beispielsweise lediglich 0,05 bis 0,1 mm. Anstelle der äußeren Kraftpapierlage 105, welche die Barriereschicht 106 aufweist, kann auch ein anders Papier- oder Kartonmaterial verwendet werden, bevorzugt eines aus oder enthaltend recyceltes Papier- bzw. Fasermaterial.
Bei einer weiteren erfindungsgemäßen Versiegelungsvariante der äußeren Lage ist die äußere Kraftpapierlage 105 mit einer äußeren Barriereschicht 106 in Form einer Folie versehen, wobei die Kraftpapierlage 105 und die Folie als
Laminat vorliegen und somit gemeinsam als Materialbalm der Wickelvorrichtung zugeführt werden. Die Folienschicht ist dabei in Querrichtung der Materialbahn länger ausgeführt, als die Kraftpapierlage 105, sodass der einseitig überstehende Rand der Folienschicht am anderen nicht überstehenden Rand der Folienschicht zu liegen kommt. Dabei kann der überstehende Rand der Folienschicht auf der darunter liegenden das Kraftpapier nicht überlappenden Folienschicht aufgeschmolzen oder verschweißt werden oder es kann auf der Unterseite des überlappenden Bereichs ein Klebstoff aufgebracht sein, insbesondere ein aktivierbarer, insbesondere wärmeaktivierbarer Klebstoff, zur Verklebung der Folienschicht auf sich selbst.
Wie in Fig. 5 veranschaulicht ist, werden, nachdem die Lagen zu einem rohrförmigen Körper gewickelt und verbunden wurden, einzelne Hohlzylinder vom Dom geschnitten, wozu bekannte Schneidmaschinen verwendet werden können.
Die einzelnen Hohlzylinder werden nachfolgend an ihren beiden Enden im Randbereich aufgebogen.
Das Aufbiegen erfolgt bevorzugt in einem Längenbereich von 5 nun, wobei der äußere Rand um 2,5 mm nach außen gebogen wird. Vom äußeren Rand geht der aufgebogene Bereich bevorzugt entlang einer Kreisbahn mit einem Radius von bevorzugt 3-4 nun insbesondere 3, 3 -3, 5 nun in den nicht aufgebogenen Mantelbereich über.
Die abgeschnittenen oder bereits aufgebogenen Ränder werden bevorzugt mit einer Siegelflüssigkeit versehen, damit deren Aufnahmefähigkeit von Feuchtigkeit herabgesetzt wird. Dies erfolgt bevorzugt dadurch, dass während des Aufbiegens diese Siegelflüssigkeit aufgetragen wird. Alternativ kann das Versiegeln der Schnittränder durch Aufbringen eines Tapes oder eines Schrumpfschlauches erfolgen.
Die aufgebogenen und endversiegelten Hohlzylinder werden nachfolgend an eine Dosenschließmaschine übergeben, bei welcher zuerst ein Ende, bevorzugt das untere Ende, der Hohlzylinder mit einem ersten Verschlusselement, beispielsweise zuerst einem Bodenelement 4 verschlossen wird. Das Bodenelement 4 ist bevorzugt ein Aluminiumbodenelement einer herkömmlichen Aluminiumdose, welche zumindest annähernd dasselbe Volumen bzw. denselben Durchmesser wie die gegenständliche Dose aufweist.
Danach wird das Medium, insbesondere ein kohlensäurehaltiges Getränk in den unten verschlossenen Hohlzylinder gefüllt, bevorzugt in einer Menge von 0,25 Liter.
Der gefüllte Hohlzylinder wird nachfolgend oben mit einem zweiten Verschlusselement, beispielsweise mit einem Deckelelement 5 verschlossen. Der Deckel ist bevorzugt ein Aluminiumdeckel einer herkömmlichen Aluminiumdose, welche zumindest annähernd dasselbe Volumen bzw. denselben Durchmesser wie die gegenständliche Dose aufweist.
Das Verschließen und Füllen erfolgt bevorzugt an einer getakteten Anlage mit einem Durchsatz von 80.000 Dosen / Stunde.
Bevorzugt werden an der Wickelanlage 40.000 Dosenkörper / Stunde hergestellt, was eine Geschwindigkeit von zirka 1,5 m/s des gefertigten Rohres in Richtung des Wickeldoms bedeutet. Die gewünschte Prozessleistung von 80.000 Dosen/h kann durch die Spiegelung der Maschine erreicht werden, wobei die geflanschten Dosenkörper aus beiden Maschineneinheiten vor dem Verschließer für den Dosenboden zusammengeführt werden.
Bevorzugt können die gegenständlichen Dosenmäntel 2, welche von der langsameren Wickelanlage stammen gemeinsam mit herkömmlichen Aluminiumdosenmänteln an derselben schnelleren Verschluss- und Befüllungsanlage verschlossen werden und besonders bevorzugt mit denselben Bodenelementen und denselben Deckeln und ohne Umrüstaufwand bzw. Zeitunterbrechung. Dies bedeutet, dass die Geschwindigkeit der
Wickelanlage nicht mehr prozesskritisch ist und die Befüllungsanlage unabhängig von dieser mit voller Prozessleistung betrieben werden kann.
Dabei können die erfindungsgemäßen Verbunddosen und herkömmlichen Aluminiumdosen chargenweise oder abwechselnd an derselben Anlage befällt und verschlossen werden, sodass die geringere Fertigungsgeschwindigkeit einer einzelnen Wickelanlage durch die Produktion von herkömmlichen Aluminiumdosen ausgeglichen wird.
Beispielsweise können an der Anlage dann 40.000 erfindungsgemäße Dosen / Stunde und 40.000 Aluminiumdosen / Stunde hergestellt werden, sodass vorteilhaft zwei Produktlinien, also umweltfreundliche Verbunddosen und erprobte Aluminiumdosen zeitgleich und kontinuierlich auf einer Anlage herstellbar sind.
Es kann exakt der Bedarf an erfindungsgemäßen Verbundmanteldosen abgedeckt werden und die restliche Kapazität für Standarddosen verwendet werden, was insbesondere bei Produkteinführung vorteilhaft ist, da der Absatz von erfindungsgemäßen Verbundmanteldosen zu Beginn zu keiner Vollauslastung einer üblichen Abfüllanlage führen würde. Durch die erfindungsgemäße zeitgleiche oder zeitlich aufeinanderfolgende Verwendung der Abfüllanlage für erfindungsgemäße Dosen und herkömmliche Aludosen wird somit zusätzlich eine weitere Hemmschwelle für die Produktumstellung gesenkt, da weiterhin Aludosen hergestellt werden können und nur nach und nach zu einem größer werdenden Anteil durch Verbundmanteldosen ersetzt werden können.
Beispiel 1
Mit dem bevorzugten Schichtaufbau gemäß einer der Fig. 16- Fig. 33 wurden Getränkedosen mit einer Höhe von 134 mm und einem Außendurchmesser von 52,4 mm und mit einem Füllvolumen von 250 ml eines kohlensäurehaltigen Getränks hergestellt. Als Papier- oder Kraftpapierlage 105 wurde eine Papierlage 105 aus weniger reißfestem, holzfreiem Papier, konkret Lumiflex™ 110 gsm der Stora Enso AG verwendet, welches an der späteren Außenseite der Dose mit einer PE-Beschichtung versehen wurde. Die Getränkedosen wurde oben und unten mit Standard-Böden und -Deckeln von Aluminiumdosen mit Standardverschlussanlagen verschlossen.
Die verwendeten Schichten und der resultierende Schichtaufbau sind in der folgenden Tabelle spezifiziert.
Die Zugfestigkeit MD (Maschine Direction) gibt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Längsrichtung des Dosenmantels 101 an, Zugfestigkeit CD (Cross Direction) gibt die Zugfestigkeit des Kraftpapiers in Umfangsrichtung des Dosenmantels 101 an. Es ist ersichtlich, dass das herkömmliche Papier der verwendeten Papierlage 105 insbesondere in Querrichtung (CD) eine deutlich geringere Zugfestigkeit aufweist.
Die Grammatur des gesamten Schichtaufbaus des Dosenmantels 101 ist gegenüber der Summe der Einzellagen aufgrund des Leimauftrags von 18 g/m2 je Leimschicht erhöht. Der Leimauftrag beträgt durch die drei vollflächigen Leimschichten insgesamt 54 g/m2.
Als Barrierelaminat 108 wurde ein Laminat mit dem Aufbau Kunststofffolie aus PE mit 25 gm Dicke, Aluminiumfolie mit 7 gm Dicke, Haftvermittler in Form von Surlyn mit 3 gm Dicke, Kunststofffolie aus PE mit 15 gm Dicke verwendet.
Die so hergestellten Dosen waren für die Lagerung und den Transport des kohlensäurehaltigen Getränks geeignet.
Der besonders bevorzugte Schichtaufbau der erfindungsgemäßen Dose weist daher eine innere Barrierelage 102 aus einem Barrierelaminat 108 und einer Kraftpapierschicht 107 mit in Längsrichtung der Dose verlaufender einfach überlappender Längsnaht auf, darüber zwei jeweils gewickelte Lagen 103, 104 mit je in Längsrichtung der Dose verlaufender überlappender Naht, wobei die Lagen 103, 104 im Nahtbereich zumindest an einem Rand eine reduzierte Dicke aufweisen, darüber eine gewickelte Lage aus Papier- oder Kartonmaterial, welche an der Außenseite eine äußere Barriereschicht 106 aufweist und eine in Längsrichtung der Dose verlaufende und einen Spalt bildende Stoßnaht, welche mit Hotmelt abgedichtet ist, wobei die Lagen 103, 104 mit ihren Kraftpapieroberflächen direkt aneinander und an den darunter und darüberliegenden Lagen verklebt, insbesondere verleimt sind.
Vorteilhaft an den erfindungsgemäßen Dosen sind die Recycelbarkeit und die gute Ökobilanz. Da die Dose von den verwendeten Materialien einer kunststoffbeschichteten Kartonverpackung ähnlich ist, können analog zu dieser beim Recycling mit bekannten Löseverfahren die Aluminium-Teile, die Papierlagen und die Kunststofffolien voneinander getrennt und sortemein der Wiederverwertung zugeführt werden. Insbesondere der hohe Anteil an emeuerbaren Anteilen, speziell in Form von Papier macht die Dose vorteilhaft gegenüber Dosen aus Aluminium und/oder Kunststoff. Die Ökobilanz der gegenständlichen Dose fällt besser aus als jene von herkömmlichen Aludosen.
In Fig. 34 ist eine Variante eines Dosenmantels 101 im Längsschnitt durch eine Längsnaht der Barrierelage dargestellt, zur Verwendung in einer Dose 1, enthaltend ein festes, flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel 101 der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement 4 und oben mit einem Deckelelement 5 verschlossen ist, wobei die Dose 1 einem Innendruck von mindestens 5 bar standhält, wobei die innerste Lage des Dosenmantels 101 aus einer gerade gewickelten Barrierelage besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose 1 verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Barrierelage ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat 108, einer mittigen Papier- oder bevorzugt Kraftpapierschicht 107 und einer außenliegenden Kunststoffschicht 111 ist, wobei um die Barrierelage des Dosenmantels 101 zumindest eine weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit innenliegender Kunststoffschicht 111 vorliegt, wobei die aneinanderliegenden Kunststoffschichten 111 der Barrierelage 102 und der weiteren gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial
direkt aneinander verschweißt sind. Die Längsnaht kann gemäß einer der Ausführungsvarianten der Fig. 13-31 hergestellt sein.
Die weitere gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit innenliegender Kunststoffschicht 111 kann auch eine äußere Kunststoffschicht 111 aufweisen.
Zudem können ein oder mehrere bis bevorzugt maximal zwei weitere Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit jeweils innenliegender Kunststoffschicht 111 und/oder äußerer Kunststoffschicht 111 vorliegen, wobei die aneinanderhegenden Kunststoffschicht 111 der Lagen miteinander verschweißt sind.
Wie in Fig. 35 veranschaulicht ist, kann zwischen den weiteren Lagen 103, 104, 105 aus Papier- bzw. Kartonmaterial jeweils nur eine Kunststoffschicht 111 vorhanden sein, beispielsweise indem diese auf einer der beiden aneinanderliegenden Lagen vor dem Wickeln bereits vorhanden war. Bei der Variante der Fig 35 ist zwischen der Kraftpapierschicht 107 und der anschließenden Lage 103 keine Kunststoffschicht 111 vorhanden, sodass Papiermaterial auf Papiermaterial zu liegen kommt.
Der Schichtaufbau umfasst somit in einer Ausführungsvariante die Barrierelage, deren Papiermaterial mit dem Papiermaterial der folgenden Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial verklebt insbesondere verleimt ist, wobei zwischen dieser folgenden Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial und der äußersten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial des Dosenmantels zwischen zwei dieser Lagen zumindest eine Kunststoffschicht 111 vorliegt. Die zumindest eine Kunststoffschicht 111 wird vorteilhaft dazu genutzt, um die beiden Lagen zu verbinden, indem diese erhitzt wird. Dadurch, dass zumindest zwei Lagen durch erhitzten oder schmelzenden Kunststoff verbunden werden, wird die Menge an durch Klebstoff oder Leim eingebrachter Flüssigkeit in den Schichtaufbau reduziert.
Die direkte Verklebung oder Verleimung zweier Papiermaterialien zumindest zweier aufeinanderfolgender Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial, schafft eine verbesserte Stabilität der Dose, wobei vorzugsweise die Barrierelage eine dieser Lagen ist, sodass die Barrierelage und die darauffolgende Lage besonders steif verbunden sind.
Bevorzugt ist zumindest eine Kunststoffschicht 111, welche zwischen zwei Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit Perforationen oder Öffnungen versehen, sodass Feuchtigkeit durch die Kunststoffschicht 111 hindurch zwischen den Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial verteilbar ist. Dadurch kann sich die durch Kleben oder Leimen eingebrachte Feuchtigkeit vorteilhaft zwischen den Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial verteilen, sodass die Gesamtfeuchte der Einzellagen reduzieren lässt.
Beim Material der Kunststoffschicht handelt es sich bevorzugt um ein Polyolefin, insbesondere um PE.
Die Ausführungsvarianten der Fig. 34 und 35 sind vorteilhaft, unabhängig davon wie die Barrierelage 102 und die äußere Barriereschicht der Dose ausgeführt sind. Beispielsweise kann die Barriereschicht 108 der Barrierelage als Folie, Laminat, Verbundfolie oder als Beschichtung vorliegen, oder deren Kombination.
Die weiteren gewickelten Lagen aus Papier- bzw. Kartonmaterial mit ihren Kunststoffschichten 111 können wiederum eine Längsnaht aufweisen, bevorzugt mit reduzierter Dicke im Überlappungsbereich mit sich selbst. Die äußerste Lage kann wieder eine Stoßnaht aufweisen, mit geeigneter Abdichtung des Spaltes.
Beim Papier- bzw. Kartonmaterial einer oder mehrerer oder aller Lagen der erfindungsgemäßen Dose bzw. deren Ausführungsvarianten kann es sich bevorzugt um Kraftpapier handeln bzw. Papier- bzw. Kartonmaterial mit vergleichbaren Zugfestigkeitsindices MD (Maschinenrichtung) und CD (Querrichtung).
Die Fig. 36 bis 41 zeigen weitere Ausführungsvarianten, welche sich dadurch auszeichnen, dass die innere Kante der auf die Barrierelage folgenden weiteren Lage 103 mit einer Kante der Barrierelage 102 auf Stoß liegt und die äußere Kante der weiteren Lage 103 überlappend zur inneren Kante der weiteren Lage 103 liegt. Zwischen der inneren Kante der weiteren Lage 103 und der Kante der Barrierelage 102 kann auch fertigungsbedingt ein Spalt vorliegen, jenachdem wie exakt die Platzierung der Kante der weiteren Lage 103 bei Anformung an die am Dom der Wickelmaschine befindlichen Barrierelage 102 erfolgen kann. Die Barrierelage 102 und die weitere Lage 103, weisen jeweils eine Überlappung mit sich selbst auf, wobei diese gerade gewickelt sind und daher gerade in Längsrichtung des am Dom gebildeten Endlosrohres verlaufende Kante aufweisen.
Bevorzugt wird wie in Fig. 37 und 38 veranschaulicht ist, dass die innere Kante einer zweiten weiteren Lage 104, mit der äußeren Kante der ersten weiteren Lage 103, auf Stoß liegt und die äußere Kante der zweiten weiteren Lage 104, überlappend zur inneren Kante der zweiten weiteren Lage 104, liegt. Sofern vorhanden, ist jede weitere mittlere Lage aus Papier- oder Kartonmaterial, insbesondere Kraftpapierlage bevorzugt ebenso ausgeführt.
Bevorzugt wird wie in Fig. 36 veranschaulicht ist, dass die innere Kante der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 mit der äußeren Kante der darunterliegenden Lage 104 auf Stoß liegt und die äußere Kante der äußeren Papieroder Kraftpapierlage 105 überlappend zur inneren Kante der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 liegt. Die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 weist wie bereits zu den anderen Ausführungsvarianten beschrieben eine äußere Barriereschicht 106 auf, oder wird mit einer solchen versehen.
Bevorzugt liegen die weiteren Lagen 103 und 104, mit gleicher Materialstärke vor.
Die weiteren Lagen 103 und 104, können im Überlappungsbereich mit sich selbst an einem oder beiden der beiden überlappenden Randbereiche eine reduzierte Materialstärke aufweisen.
Wie in Fig. 37 veranschaulicht ist, kann die Kante der Barrierelage 102 dadurch gebildet sein, dass diese eine einfache Überlappung mit sich selbst aufweist. Wie dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die weitere Lage 103, gleich stark wie die Barrierelage 102 vorliegt. Die weitere Lage 103, und die Barrierelage 102 können aber auch mit unterschiedlicher Materialstärke vorliegen.
Wie in Fig. 38 veranschaulicht ist, kann die Kante der Barrierelage 102 dadurch gebildet sein, dass diese eine Faltnaht mit sich selbst aufweist. Wie dargestellt, kann vorgesehen sein, dass die weitere Lage 103, gleich stark wie die doppelte Barrierelage 102 vorliegt. Die weitere Lage 103 kann aber auch mit einer anderen Materialstärke vorliegen.
Wie in den Fig. 39 und 40 veranschaulicht ist, kann die erste Kante einer zweiten weiteren Lage 104 mit der äußeren Kante der ersten weiteren Lage 103 auf Stoß liegen, wobei die zweite Kante der zweiten weiteren Lage 104, nicht bis zur ersten Kante der zweiten weiteren Lage 104 ragt. Bevorzugt wird, dass die zweite Kante der zweiten weiteren Lage 104 bis zum Beginn des Bereichs der inneren weiteren Lage 103 ragt, in welchem die erhöhte Dicke des Schichtaufbaus vorliegt, welcher durch die Überlappung der Barrierelage 102 mit sich selbst resultiert. Wie in den Fig. 39 und 40 erkennbar ist, wird durch die zweite weitere Lage 104 die Dickenerhöhung im Bereich der Überlappungen der Barrierelage 102 und der an dieser vorliegenden Lage 103 kaschiert.
Wie in den Fig. 41 und 42 veranschaulicht ist, kann die äußere Kante der inneren weiteren Lage 103, mit reduzierter Dicke, insbesondere mit einer Schrägfläche, ausgeführt sein. Zudem kann die daran anliegende Kante der außen anliegenden weiteren Lage 104 mit einer reduzierten Dicke, insbesondere mit einer Schrägfläche, ausgeführt sein. Dadurch können die Kanten, insbesondere Schrägflächen, der beiden übereinanderliegenden Lagen 103, 104
überlappend vorliegen. Wie in Fig. 41 und 42 veranschaulicht ist, kann zudem oder alternativ die zweite Kante der zweiten weiteren Lage 104 mit einer reduzierten Dicke, insbesondere mit einer Schrägfläche, ausgeführt sein. Wie in Fig. 41 dargestellt ist, kann sich die weitere Lage 104 selbst überlappen, wobei die Schrägfläche der äußeren Kante zur Anbringung einer außen anschließenden Lage, welche ebenfalls eine Schrägfläche aufweist, dienen kann. Wie in Fig. 42 dargestellt ist, kann die weitere Lage 104 zur Kaschierung der Dickenerhöhung dienen, wobei die Schrägfläche in jenem Bereich vorliegt, in dem eine Veränderung der Dicke des Verbunds aus Barrierelage 102 und der inneren Lage 103 erfolgt.
Bei den Varianten der Fig. 37, 39 und 41 kann die Längsnaht wie dargestellt durch einen Dichtstreifen 110 abgedichtet sein. Die Längsnaht kann aber anders als dargestellt auch durch eine Folienschicht der Barrierelage 102 abgedichtet sein, welche die Barrierelage 102 im Bereich der Längsnaht einfach überlappt, wie zu den Fig. 15, 24,
27 und 31 veranschaulicht ist.
Bei den Varianten der Fig. 36, 38, 40 und 42 erfolgt die Abdichtung durch die Faltnaht selbst, da kein Schnittrand der Papier- oder Kraftpapierschicht 107 der Barrierelage 102 nach innen frei liegt. Die Faltnaht zeichnet sich dadurch aus, dass die beiden Randbereiche der Barrierelage 102 jeweils mit deren diffüsionsdichtem Barrierelaminat 108 bzw. deren diffusionsdichten Folie oder Beschichtung aneinander liegen und auf die beiden Randbereiche auf die Barrierelage 102 selbst umgeschlagen sind.
In den Fig. 43 und 44 sind Varianten schematisch veranschaulicht, bei welchen die Dickenerhöhung der Naht der Barrierelage 102 durch den weiteren Schichtaufbau zumindest weitgehend kaschiert wird. In den Fig. 43 und 44 ist die Naht als eine selbstdichtende Faltnaht ausgeführt, diese kann aber auch gemäß einen der zu den anderen Figuren beschriebenen Varianten der Naht der Barrierelage 102 ausgeführt sein.
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 43 ist die Naht der Barrierelage 102 in einem Spalt der an die Barrierelage 102 anschließenden Papier-, Karton- oder insbesondere Kraftpapier-Lage 103 aufgenommen. Die beiden Längskanten der Lage 103 weisen somit einen Abstand zueinander auf und liegen beidseits der Dickenerhöhung der Barrierelage
102 im Bereich der Naht vor. Die der darauffolgende weitere Papier- oder Kartonlage, insbesondere Kraftpapierlage 104 umläuft bei dieser Variante bevorzugt den gesamten Umfang des Dosenmantels. Die beiden Längskanten der Lage 104 können auf Stoß aneinander liegen, oder überlappend zueinander liegen, wobei die sich überlappenden Randbereiche der Lage 104, wie in Fig. 44 veranschaulicht ist, mit reduzierter Dicke vorliegen können. Anders als dargestellt, wird bevorzugt, dass der Stoß- oder Überlappungsbereich der Lage 104 versetzt zur Naht der Barrierelage 102 und somit versetzt zum Spalt der Lage 103 angeordnet ist
Bei der Ausführungsvariante der Fig. 44 sind die Naht der Barrierelage 102 und die an die Barrierelage 102 anschließenden Lage 103 in einem Spalt der darauffolgenden weiteren Papier- oder Kartonlage, insbesondere Kraftpapierlage 104 aufgenommen. Die beiden Längskanten der Lage 104 weisen somit einen Abstand zueinander auf und liegen beidseits der Dickenerhöhung der Barrierelage 102 und der Lage 103 im Bereich der Naht vor. Die Lage 103 umläuft bei dieser Variante den gesamten Umfang des Dosenmantels. Die beiden Längskanten der Lage
103 können auf Stoß aneinander liegen, oder überlappend zueinander liegen, wobei die sich überlappenden Randbereiche der Lage 103, wie in Fig. 44 veranschaulicht ist, mit reduzierter Dicke vorliegen können. Wie dargestellt, wird bevorzugt, dass der Stoß- oder Überlappungsbereich der Lage 103 versetzt zur Naht der Barrierelage 102 und somit versetzt zum Spalt der Lage 104 angeordnet ist
Die Variante der Fig. 44 hat sich als vorteilhaft gegenüber der Variante der Fig. 43 erwiesen, da bei der Variante der Fig. 44 die direkt an die Barrierelage 102 anschließende Lage 103 in sich geschlossene ist, sodass die Stabilität des Dosenkörpers insbesondere im Bereich der Naht der Barrierelage 102 größer ist.
In Fig. 45 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei welcher sich zumindest eine der weiteren Lagen 103, 104 selbst überlappt, wobei die sich überlappenden Randbereiche der jeweiligen Lage 103, 104 nicht mit reduzierter Dicke vorliegen. Bevorzugt sind beide Lagen 103, 104 derart ausgeführt. Die Lage 103 und/oder die Lage 104 weist somit eine Dickenerhöhung in Form einer einfachen Überlappung auf. Die Barrierelage 102 kann gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsvarianten ausgeführt sein, insbesondere eine einfache Überlappung oder eine Faltnaht mit sich selbst im Nahtbereich aufweisen. Die jeweiligen Überlappungen der Lagen 102, 103 und 104 sind bevorzugt versetzt zueinander angeordnet, sodass es zu keiner Summierung der Dickendifferenz kommt. Die Überlappung der Lagen 103 und oder 104 kann minimal sein, beispielsweise im Bereich von 1 bis 10mm, insbesondere 1 bis 5 mm.
Bevorzugt wird, dass die innere oder die äußere Kante zumindest einer der jeweiligen Lage 103, 104 einem Bereich des Schichtaufbaus zugewandt liegt, in welchem eine Änderung der Dicke des Schichtaufbaus erfolgt. Wie anhand der Lage 103 veranschaulicht ist, kann zumindest eine der Lagen 103, 104 mit der inneren Längskante vor der Dickenerhöhung der darunterliegenden Lage liegen und über die Dickenerhöhung platziert werden, wobei die äußere Längskante der Lage vor der ansteigenden Flanke der Dickenerhöhung zu liegen kommt.
Wie bei Lage 104 veranschaulicht ist, kann zumindest eine der Lagen 103, 104 mit der inneren Längskante nach der absteigenden Flanke der Dickenerhöhung der darunterliegenden Lage liegen und mit dem anderen Ende über die Dickenerhöhung geführt werden, sodass die äußere Längskante der Lage die innere Längskante der Lage überlappt.
In Fig. 46 ist eine Ausführungsvariante dargestellt, bei der beide weiteren Lagen 103, 104 sich selbst überlappen.
Die sich überlappenden Randbereiche der jeweiligen Lage 103, 104 können dabei mit nicht-reduzierter Dicke vorliegen. Die Lagen 103 und 104 weisen somit eine Dickenerhöhung in Form einer einfachen Überlappung auf.
Die Barrierelage 102 kann gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsvarianten ausgeführt sein, insbesondere eine einfache Überlappung oder eine Faltnaht mit sich selbst im Nahtbereich aufweisen. Die jeweiligen Überlappungen der Lagen 102, 103 und 104 sind versetzt zueinander angeordnet, sodass es zu keiner Summierung der Dickendifferenz kommt.
Beide Lagen 103, 104 liegen jeweils mit der inneren Längskante nach der absteigenden Flanke der Dickenerhöhung der darunterliegenden Lage und sind mit dem anderen Ende über die Dickenerhöhung geführt, sodass die äußere Längskante der jeweiligen Lage 103, 104 die innere Längskante der jeweiligen Lage 103, 104 überlappt.
Wie in Fig. 46 veranschaulicht ist, können die inneren Längskanten der Lagen 103, 104 dabei jener Flanke der Dickerhöhung zugewandt liegen, welche nicht durch eine Längskante der darunterliegenden Lage gebildet ist. Alternativ können die inneren Längskanten der Lagen 103, 104 dabei jener Flanke der Dickerhöhung zugewandt liegen, welche durch eine Längskante der darunterliegenden Lage gebildet ist.
Zwischen der Innenkante der jeweiligen Lage 103, 104 und der Flanke der Dickenerhöhung ist bevorzugt ein geringer Spalt vorhanden, sodass die Innenkante nicht ganz bis zur Flanke ragt, also nicht auf oder über der Flanke zu liegen kommt.
In Fig. 47 ist eine besonders bevorzugte Ausführungsvariante dargestellt, bei der beide weiteren Lagen 103, 104 sich selbst überlappen. Die sich überlappenden Randbereiche der jeweiligen Lage 103, 104 können dabei mit nicht-
reduzierter Dicke vorliegen. Die Lagen 103 und 104 weisen somit eine Dickenerhöhung in Form einer einfachen Überlappung auf. Die Barrierelage 102 kann gemäß einer der hierin beschriebenen Ausführungsvarianten ausgeführt sein, insbesondere eine einfache Überlappung oder eine Faltnaht mit sich selbst im Nahtbereich aufweisen. Die jeweiligen Überlappungen der Lagen 102, 103 und 104 sind versetzt zueinander angeordnet, sodass es zu keiner Summierung der Dickendifferenz kommt.
Beide Lagen 103, 104 liegen jeweils mit der inneren Längskante nach der absteigenden Flanke der Dickenerhöhung der darunterliegenden Lage und sind mit dem anderen Ende über die Dickenerhöhung geführt, sodass die äußere Längskante der je welligen Lage 103, 104 die innere Längskante der je welligen Lage 103, 104 überlappt.
Wie in Fig. 47 veranschaulicht ist, können die inneren Längskanten der Lagen 103, 104 dabei derselben Flanke der Dickerhöhung zugewandt liegen. Wie im Beispiel dargestellt, können die inneren Längskanten der Lagen 103 und 104 jeweils links der Dickenerhöhung vorliegen. Wie im Beispiel veranschaulicht liegen auch die äußeren Längskanten der Lagen 103 und 104 jeweils an derselben Seite der Dickenerhöhung vor, nämlich an jener Seite an der auch die inneren Längskanten der Lagen 103, 104 vorliegen.
Zwischen der Innenkante der jeweiligen Lage 103, 104 und der Flanke der Dickenerhöhung ist bevorzugt ein geringer Spalt vorhanden, sodass die Innenkante nicht ganz bis zur Flanke ragt, also nicht auf oder über der Flanke zu hegen kommt.
Weitere Lage sind bevorzugt in derselben Weise angeordnet, wie in Fig. 47 für die äußere Papier- oder Kraftpapierlage 105 veranschaulicht ist. Die Lage 105 liegt mit ihrer inneren Längskante der äußeren Längskante der Lage 104 zugewandt, welche die ansteigende Flanke der Dickenerhöhung bildet.
Grundsätzlich ist anzumerken, dass bei der Variante der Fig. 47 und auch bei den anderen Varianten die Anzahl der Lagen 103, 104, welche sich zwischen der Barrierelage 102 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105 befinden größer als 2 sein kann. Bevorzugt befinden sich ein bis fünf mittlere Lagen 103, 104 aus Papier- oder Kraftpapier zwischen der der Barrierelage 102 und der äußeren Papier- oder Kraftpapierlage 105, insbesondere zwei bis drei mittlere Lagen 103, 104.
Bevorzugt befinden sich zwei bis sechs mittlere Lagen 103, 104 aus Papier- oder Kraftpapier zwischen der der Barrierelage 102 und der äußeren Barriereschicht 106, insbesondere drei bis vier mittlere Lagen 103, 104.
Für jede der mittleren Lagen 103, 104 wird bevorzugt, dass die innere oder äußere Längskante dieser Lage des Dosenmantels in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial einer Flanke der durch die Längsnaht der Barrierelage resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegt.
Für zumindest eine, vorzugsweise 2, 3 oder 4 der mittleren Lagen 103, 104 und in optional Lage 105 ist in Ausführungsvarianten vorgesehen, dass die innere Längskante zumindest einer der weiteren Lagen 103, 104 und optional der Lage 105 des Dosenmantels 101 einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt hegt und die äußere Längskante der jeweiligen Lage 103, 104, 105 die innere Längskante derselben Lage 103, 104, 105 überlappt. Für alle derart ausgeführten Lagen ist bevorzugt, dass der Überlappungsbereich der beiden Längsbereiche der jeweiligen lagen in doppelter Materialstärke der Lage vorliegt und die Überlappungsbereiche in Umfangsrichtung versetzt zueinander angeordnet sind. So wie in Fig. 47 veranschaulicht, sind die Überlappungsbereiche bevorzugt aneinander anschließend angeordnet, wobei der erste Überlappungsbereich der innersten dieser Lagen an einer Flanke der Dickenerhöhung der Barrierelage 102 anschließt und die weiteren
Überlappungsbereiche der weiteren Lagen jeweils an der äußeren Längskante der darunterliegenden dieser Lagen anschließen.
Im Überlappungsbereich ist die jeweilige mittlere Lage 103, 104 und optional Lage 105 bevorzugt mit sich selbst verklebt, insbesondere verleimt.
In den Fig. 48 und 49 sind Ausführungsvarianten veranschaulicht, bei welchen ein Dichtmaterial die innere Längskante der Barrierelage 102, bzw. die innere Längskante der Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 umschließt, sodass Dichtmaterial beidseits am inneren Randbereich der inneren Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 vorliegt. Bevorzugt hegt das Bahnmaterial der Barrierelage 102 bereits vor dem Wickeln bzw. beim Zuführen zur Wickelvorrichtung derart vor. Alternativ ist es möglich, das Dichtmaterial während dem Zuführen zum Dom der Wickelvorrichtung um die Kante des Bahnmaterials zu schlagen.
In Fig. 48 ist veranschaulicht, dass das Barrierelaminat 108 oder eine Barrierefolie der Barrierelage 102 die innere Längskante der Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 umschließend ausgeführt sein kann. Der äußere Randbereich der Barrierelage 102 kommt beim Wickeln über dem die Längskante der Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 überragenden, zurückgeschlagenen Randbereich des Barrierelaminats 108 oder der Barrierefolie zu hegen.
In Fig. 49 ist veranschaulicht, dass ein Dichtstreifen 110 vorliegen kann, welcher die innere Längskante der Barrierelage 102 und somit auch die innere Längskante der Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 u-förmig umschließt. Der äußere Randbereich der Barrierelage 102 kommt beim Wickeln über dem die Längskante der Papier- insbesondere Kraftpapierschicht 107 überragenden, zurückgeschlagenen Randbereich des Dichtstreifens 110 zu hegen. Anstelle des Dichtstreifens 110 könnte in gleicher Weise auch eine Beschichtung mit einem dichten Material u-förmig um die inneren Längskante der Barrierelage 102 aufgebracht sein. Die Beschichtung kann vor oder während des Zuführens der Materialbahn der Barrierelage 102 an den Dom der Wickelmaschine in flüssiger oder gasförmiger Form oder als Plasma aufgebracht werden. Der Dichtstreifen 110 oder die Beschichtung überdeckt an der Innenseite des Dosenmantels den Randbereich des Barrierelaminats 108 bzw. der Barrierefolie.
In weiteren Ausführungsvarianten wird in Abwandlung der Ausführungsvarianten der Fig. 41, 39, 37, 34, 28, 21, 18 anstelle oder zusätzlich zum Dichtstreifen 110 eine Beschichtung am gewickelten Endlosrohr oder bevorzugt an den bereits vom Endlosrohr geschnittenen einzelnen Dosenmänteln eine Beschichtung mit dichtem Material aufgebracht um die Naht der Barrierelage zu bilden. Die Beschichtung kann dabei ähnlich zum Dichtstreifen 110 nur den Bereich der inneren Längskante des Barrierelaminats 108 überragend als bandförmiger Auftrag aufgebracht werden. Optional kann die Beschichtung zusätzlich an den Schnitträndem des Dosenmantels und/oder als bandförmiger Auftrag über die Naht der äußersten Lage des Dosenmantels aufgebracht werden.
In einer anderen Ausführungsvariante wird die Beschichtung an der gesamten Innenseite des Dosenmantels aufgebracht. Optional kann die Beschichtung zusätzlich an den Schnitträndem des Dosenmantels und/oder dessen gesamter Außenseite aufgebracht werden. Eine zusätzliche Beschichtung des vom Endlosrohr der Wickelmaschine geschnittenen Dosenmantels kann bei allen hierin beschriebenen Ausführungsvarianten erfolgen.
Claims
1. Dose (1), enthaltend ein festes, flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht und zumindest zwei gewickelte Lagen umfasst und unten mit einem Bodenelement (4) und oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Lage des Dosenmantels (101) aus einer gerade gewickelten Barrierelage (102) besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei a) die Längsnaht nach innen durch eine Folienschicht der Barrierelage (102) abgedichtet ist, welche die Barrierelage (102) im Bereich der Längsnaht überlappt, oder b) die Längsnaht durch einen gerade in Längsrichtung der Dose verlaufenden Dichtstreifen (110) abgedichtet ist, oder c) die Längsnaht als Faltnaht ausgeführt ist und die innere oder äußere Längskante einer weiteren Lage (103, 104) des Dosenmantels (101) in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial einer Flanke der durch die Faltnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegt.
2. Dose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenhegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) und einer außenhegenden Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) ist, wobei die Barrierelage (102) einen ersten Randbereich aufweist, welcher im Bereich der Längsnaht einen zweiten Randbereich der Barrierelage (102) überlappt.
3. Dose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) im ersten Randbereich die innenliegende diffusionsdichte Folie oder ein innenhegendes diffusionsdichtes Barrierelaminat (108) und die außenliegende Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) aufweist, wobei die innenliegende Kante des ersten Randbereichs durch einen Dichtstreifen (110) abgedichtet ist.
4. Dose nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) im ersten Randbereich oder zumindest im äußeren Bereich des ersten Randbereichs nur die innenliegende diffusionsdichte Folie oder das innenliegende diffusionsdichte Barrierelaminat (108) aufweist, wobei die innenhegende diffusionsdichte Folie oder das innenhegende diffusionsdichte Barrierelaminat (108) des ersten Randbereichs an der innenliegenden diffusionsdichten Folie oder am innenhegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) des zweiten Randbereichs anliegt.
5. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Längsnaht der Barrierelage (102) eine Dickenerhöhung aufweist und die innere oder äußere Längskante der auf die Barrierelage (102) folgenden Lage (103) des Dosenmantels, in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial, einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt liegt.
6. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Längsnaht der Barrierelage (102) eine Dickenerhöhung aufweist und um die Barrierelage (102) eine folgende Lage (103) des Dosenmantels in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial angeordnet ist, sodass die durch die Längsnaht verursachte Dickenerhöhung an der Lage (103) vorhegt,
wobei die innere oder äußere Längskante der um die Lage (103) folgenden Lage (104) des Dosenmantels, in Form einer gewickelten Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial, einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt liegt.
7. Dose nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass beide Längskanten einer der beiden nachfolgenden Lagen (103, 104) des Dosenmantels den beiden gegenüberliegenden Flanken der Dickenerhöhung zugewandt hegen.
8. Dose nach einem der Ansprüche 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die äußere der beiden Längskanten zumindest einer der beiden nachfolgenden Lagen (103, 104) des Dosenmantels die innere der beiden Längskanten derselben Lage überlappt.
9. Dose nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass sich beide nachfolgenden Lagen (103, 104) des Dosenmantels jeweils selbst überlappen und im Überlappungsbereich mit sich selbst ohne Dickenreduktion vorliegen, wobei die innere Längskante der jeweiligen Lage (103, 104) einer Flanke der Dickenerhöhung zugewandt hegt.
10. Dose nach Anspruch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) und einer außenliegenden Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) ist, wobei um die Barrierelage (102) des Dosenmantels (101) zumindest eine weitere gewickelte Lage (103) aus Papier- bzw.
Kartonmaterial vorhegt, wobei die aneinanderliegenden Karton- bzw. Papieroberflächen der Barrierelage (102) und der gewickelte Lage aus Papier- bzw. Kartonmaterial direkt aneinander verklebt, insbesondere verleimt, sind.
11. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) ein vorgefertigtes Laminat aus einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) und einer außenliegenden Kraftpapierschicht (107) ist, wobei die Barrierelage (102) eine Schichtdicke von 0,098 nun bis 0,145 nun aufweist, wobei die Kraftpapierschicht (107) der Barrierelage (102) eine Schichtdicke von 0,065 nun bis 0,090 mm aufweist und die diffusionsdichte Barrierefolie oder das diffusionsdichte Barrierelaminat (108) eine Schichtdicke von 0,033 mm bis 0,055 mm aufweist.
12. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass außen über der Barrierelage (102) zumindest eine gewickelte Lage (103) aus Kraftpapier angebracht ist, deren innere Kraftpapieroberfläche mit der an ihr anliegenden Kraftpapieroberfläche der Barrierelage (102) verklebt, insbesondere verleimt, ist und deren äußere Kraftpapieroberfläche mit der Karton-, Papier- oder Kraftpapieroberfläche einer weiteren gewickelten Lage (104) aus Papier- bzw. Kartonmaterial verklebt, insbesondere verleimt, ist.
13. Dose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) selbst aus ein oder mehreren Folienschichten besteht und keine Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) aufweist, wobei sich die Barrierelage (102) selbst im Bereich der Längsnaht einfach überlappt.
14. Dose nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) und einer außenliegenden Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) ist, wobei sich die beiden Kanten der Barrierelage (102) im Bereich der Längsnaht auf Stoß treffen und der Stoßbereich durch einen Dichtstreifen (110) abgedichtet ist.
15. Dose nach Ansprach 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Barrierelage (102) ein Laminat aus einer innenliegenden diffusionsdichten Folie oder einem innenliegenden diffusionsdichten Barrierelaminat (108) und einer außenliegenden Karton- oder Papier- oder Kraftpapierschicht (107) ist, wobei an der innenliegenden Schnittkante der Barrierelage (102) entweder die diffusionsdichte Folie oder zumindest eine Folienlage des Barrierelaminats (108) u-förmig um die Kraftpapierschicht (107) platziert ist oder ein Dichtstreifen (110) u-förmig um die innenliegende Schnittkante der Barrierelage (102) platziert ist.
16. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Medium ein kohlesäurehaltiges Getränk ist.
17. Dose (1), enthaltend ein festes, flüssiges und/oder ein gasförmiges Medium, das Überdruck aufweisen kann oder bei Transport oder Lagerung einen solchen entwickeln kann, wobei der zylindrische Dosenmantel (101) der Dose hauptsächlich aus Papier- bzw. Kartonmaterial besteht, wobei der Dosenmantel (101) innen eine Barrierelage (102) und außen eine Barriereschicht (106) aufweist und dazwischen zumindest zwei gewickelte mittlere Lagen (103, 104) aus Papier- bzw. Kartonmaterial umfasst und unten mit einem Bodenelement (4) und oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen ist, dadurch gekennzeichnet, dass die innerste Lage des Dosenmantels (101) aus einer gerade gewickelten Barrierelage (102) besteht, welche eine in Längsrichtung der Dose (1) verlaufende Längsnaht mit sich selbst aufweist, wobei die Längsnaht eine Dickenerhöhung im Schichtaufbau bildet, wobei die innere oder äußere Längskante zumindest einer der mittleren Lagen (103, 104) einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegt.
18. Dose nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Längskante zumindest einer der weiteren Lagen (103, 104) des Dosenmantels (101) einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt hegt und die äußere Längskante dieser Lage (103, 104) die innere Längskante dieser Lage (103, 104) überlappt.
19. Dose nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dass die innere Längskanten von zumindest zwei der weiteren Lagen (103, 104) des Dosenmantels (101) jeweils einer Flanke der durch die Längsnaht resultierenden Dickenerhöhung zugewandt liegen und die äußere Längskante der jeweiligen Lage (103, 104) die innere Längskante dieser Lage (103, 104) überlappt.
20. Dose nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass eine äußere Abdichtungslage des Dosenmantels (101) in Form einer schlauchförmigen Hülle aus feuchtigkeitsdichtem Material vorhegt, wobei die schlauchförmige Hülle auch die beiden Schnittränder des Dosenmantels (101) überdeckt.
21. Dose nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmige Hülle die gerade gewickelte Barrierelage (102) des Dosenmantels (101) überlappt.
22. Verfahren zur Herstellung einer Dose gemäß einem der Ansprüche 1 bis 21 dadurch gekennzeichnet, dass im ersten Schritt die Dosenmäntel mit einer kontinuierlich arbeitenden Wickelmaschine gefertigt werden, indem die einzelnen Lagen über einen Wickeldom aufgebracht werden und kontinuierlich miteinander verbunden werden, wobei die Barrierelage (102) bei der Wicklung mit einer in Längsrichtung verlaufenden Längsnaht versehen wird und nachfolgen das resultierende Rohr (27) zu einzelnen beidseitig offenen zylindrischen Hohlkörpern geschnitten wird,
dass im zweiten Schritt die beiden offenen Enden des zylindrischen Hohlkörpers nach außen hin aufgebogen werden, sodass die Enden einen kreisförmigen Querschnitt mit größerem Durchmesser gegenüber dem übrigen zylindrischen Hohlkörper aufweisen, dass im dritten Schritt das untere Ende des zylindrischen Hohlkörpers mit einer Bördelungsvorrichtung mit einem Bodenelement (4) verschlossen wird, dass im vierten Schritt der unten verschlossene Hohlkörper mit einer Füllvorrichtung (33) mit dem Medium befüllt wird, dass im fünften Schritt der unten verschlossene, befüllte Hohlkörper mit einer Bördelungsvorrichtung oben mit einem Deckelelement (5) verschlossen wird, wobei der vierte und der fünfte Schritt und bevorzugt auch der dritte Schritt, an einer Befüllungsanlage durchgeführt werden, welche zum Füllen und Verschluss von bekannten Aludosen geeignet ist.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass vor oder nach dem zweiten Schritt eine schlauchförmige Hülle außen über den zylindrischen Hohlkörper platziert wird, wobei die schlauchförmige Hülle den zylindrischen Hohlkörper an dessen beiden Seiten überragt und in das Innere des zylindrischen Hohlkörpers umgeschlagen wird.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die schlauchförmige Hülle mit der Barrierelage (102) verklebt oder verschweißt wird.
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