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Die
Erfindung betrifft einen Flüssigkeitsbehälter,
wobei dieser allseitig geschlossen ist. Weiterhin besitzt der Flüssigkeitsbehälter
eine Ummantelung, wobei der Flüssigkeitsbehälter
und die Ummantelung aus verschiedenen Materialien bestehen.
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Weiterhin
betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Herstellen eines allseitig
geschlossenen Flüssigkeitsbehälters.
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Flüssigkeitsbehälter
dienen zum Aufbewahren und/oder zum Transport von Getränken,
wobei die Flüssigkeitsbehälter in Form von Flaschen
oder Dosen ausgestaltet sein können. Ein Flüssigkeitsbehälter,
welcher mit einer Ummantelung versehen wird und als Flasche ausgebildet
ist, ist in der
DE 16
07 932 A offenbart. Aus der Druckschrift ist ein Verfahren
bekannt, mit welchem die Druckfestigkeit von Behältern
aus thermoplastischem Material erhöht werden kann. Eine
Verbesserung der Festigkeit gegen Zerstörung durch Druck
wird durch das Aufschrumpfen von gereckten PVC Folien erreicht.
Das Foliensystem verwendet wenig umweltfreundliches PVC. Zudem erfordert
das Verschrumpfen einen hohen energetischen Aufwand.
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Die
EP 1 645 514 A2 offenbart
ein Gefäß mit einem Rundumetikett, welches zumindest
temporär an das Gefäß angeheftet wird
und wobei die Endkanten Stoß an Stoß liegen. Dieses
Rundumetikett besteht aus einem biegesteifen Kartonmaterial. Zusätzlich
zu dem aus Kartonmaterial bestehenden Etikett wird auf das Gefäß ein
Kunststoffetikett aufgebracht, welches das Kartonetikett vollumfänglich
umhüllt. Dieses rohrartige Kunststoffetikett liegt eng
an dem Kartonetikett an und übt einen radial nach innen
zum Gefäß gerichteten Anpressdruck aus. Dieser
Druck besteht insbesondere dann, wenn es sich bei dem äußeren
Etikett um ein Schrumpfetikett handelt. Für das Aufbringen
des Kunststoffetiketts gibt es mehrere Möglichkeiten. Zum
einen können vorgespannte oder vorgedehnte Etiketten verwendet
werden, welche sich nach Aufheben der Vorspannkraft selbsttätig zurückstellen.
Weiterhin sind thermisch oder chemisch schrumpfbare Etiketten möglich.
Zusätzlich zu der fixierenden Wirkung des Äußeren
auf das innere Etikett besteht aufgrund der Auswahl des Materials ein
Schutz gegen Feuchtigkeit. Ein erhöhter Aufwand bei diesem
Etikettiersystem entsteht dadurch, dass zwei unabhängige
Etiketten auf das Gefäß aufgebracht werden. Weiterhin
ist der Einsatz von thermischer Energie für das Verschrumpfen
des zweiten Etikettes erforderlich.
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Die
DE 93 11 053 U1 offenbart
einen Verpackungsbehälter, welcher aus einem dünnwandigen tiefgezogenen
Kunststoff besteht und als oben offener Becher ausgestaltet ist.
Weiterhin wird an dem Becher eine, sich an den Endrändern überlappende Banderolenmanschette
aus leicht biegbarem Karton angebracht. Das Anbringen der Banderole
erfolgt direkt in der Fertigungs-, Füll-, und Schließ-Maschine. Die
Verbindung von Becher und Banderole erfolgt durch das Auftragen
eines bei Temperaturerhöhung aufschmelzenden Klebers. Dieser
Kleber entfaltet beim Tiefziehen des Bechers, durch die damit verbundene
Temperaturerhöhung des Materials, seine klebenden Eigenschaften.
Für die Banderole kann nur dünnes, biegsames Kartonmaterial
verwendet werden, da dieses bei der Herstellung der Becher mit in
die einzelnen Formen für den Tiefziehprozess eingebracht
werden muss. Weiterhin muss bei einer Veränderung in der
Behältergeometrie, zusätzlich zu der zu verändernden
Banderolierung, ein anderes Tiefziehwerkzeug verwendet werden.
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Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Flüssigkeitsbehälter
zu schaffen, der kostengünstig herzustellen und einfach
zu recyceln ist.
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Diese
Aufgabe wird durch einen Flüssigkeitsbehälter
gelöst, der die Merkmale des Anspruchs 1 umfasst.
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Eine
weitere Aufgabe der Erfindung ist, ein Verfahren bereitzustellen,
mit dem der oben genannte Flüssigkeitsbehälter
hergestellt werden kann.
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Diese
Aufgabe wird durch ein Verfahren gelöst, das die Merkmale
des Anspruchs 14 umfasst.
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Bei
der genannten Erfindung handelt es sich um einen Flüssigkeitsbehälter,
der allseitig geschlossen ist und eine Ummantelung besitzt. Der
Behälter und die Ummantelung bestehen aus verschiedenen Materialien,
wobei erfindungswesentlich ist, dass die Ummantelung im Wesentlichen
aus einem umweltfreundlichen, biegesteifen und thermisch formstabilen
Material besteht. Der Sinn der Ummantelung liegt bei dieser Erfindung
nicht nur darin, den Behälter von außen zu verzieren
und durch eine entsprechende Beschriftung und/oder Farbgebung ein
Alleinstellungsmerkmal gegenüber dem Mitbewerber zu schaffen,
sondern den Flüssigkeitsbehälter, welcher aus
einem sehr dünnwandigen Material besteht, zu stabilisieren.
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Unter
umweltfreundlichem Material ist ein Material zu verstehen, welches
entweder sehr gut zu recyceln ist und/oder aus einem nachwachsenden Rohstoff
besteht. In einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen
Flüssigkeitsbehälters und des erfindungsgemäßen
Verfahrens handelt es sich um Kartonmaterial. Dieses Material ist
einerseits gut zu recyceln, da es entweder der Papierverwertung
oder einem thermischen Prozess zugeführt werden kann. Weiterhin
handelt es sich um einen nachwachsenden Rohstoff. Denkbar wäre
auch ein Einsatz von anderen umweltfreundlichen Materialien wie
etwa stärkehaltige Werkstoffe, die aus Mais oder anderen
Pflanzen gewonnen werden können. Bei diesen Werkstoffen
kommen zusätzlich zu der stabilisierenden Wirkung der Ummantelung
die guten thermischen Isolationseigenschaften hinzu.
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Bei
einer Ausgestaltung des Flüssigkeitsbehälters
werden der Behälterkopf und der Behälterboden
aus Stabilitätsgründen, mit einer größeren Wandstärke
versehen als der Behälterkörper. Der Behälterkörper
wird aus einem sehr dünnwandigen Material hergestellt,
um erstens den Behälter leichter zu gestalten und zweitens
eine Materialeinsparung zur Kostenreduzierung zu erzielen. Für
die Hersteller von Getränken wird es immer wichtiger, die
Herstellkosten für die Getränkeumverpackungen
so gering wie möglich zu halten. Gleichzeitig wird durch
die Einsparung der Kunststoffmenge ein aktiver Beitrag zum Umweltschutz
geleistet.
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Durch
das Anbringen der Banderole wird der Behälter entsprechend
für die Weiterverwendung und für das Befüllen
stabilisiert.
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Die
Flüssigkeitsbehälter können aus verschiedenen
Materialien hergestellt werden. Die Materialwahl hängt
von der Art des Behälters ab. Eine Flasche wird in der
Regel durchgängig aus einem Kunststoffmaterial hergestellt
werden, wogegen der verwendete Werkstoff für eine Getränkedose
in der Regel Weißblech oder Leichtmetall sein wird. Durch den
Einsatz von Kunststoff für die Flaschen sind auch verschiedenen
Formen und Größen möglich, an die die
Ummantelung individuell angepasst wird.
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Die
Ummantelung des Flüssigkeitsbehälters wird aus
Gründen des Umweltschutzes und der Recyclebarkeit aus einem
Zellulosewerkstoff hergestellt. Hierbei wird vor allem, wie in dieser
Erfindung, Karton als Material für die Baderollierung eingesetzt. Es
ist denkbar, ein Kartonmaterial mit einem Gewicht von 100–500
g/m2 einzusetzen. Vorzugsweise wird aus
Gründen der konstanten und leichteren Verarbeitbarkeit
ein Karton mit einem Gewicht von 200–300 g/m2 verwendet.
Die Wahl der Materialstärke wird dadurch beeinflusst, dass
dieses Material (200–300 g/m2)
auf den Standardmaschinen der Abfüller weitgehend problemlos
verarbeitet werden kann. Weiterhin erleichtert eine enger gefasste
Materialspezifikation den Wechsel von verschiedenen Produkten auf
einer Abfüllmaschine.
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Die
Zuführung der Flüssigkeitsbehälter kann wie
bei bereits bekannten Etikettierverfahren erfolgen. Aus einem Vorratsbereich,
einem Behälter oder direkt aus der Fertigung werden die
Behälter über eine Fördereinrichtung
einer Vereinzelungseinheit zugeführt. Aus dieser Einheit
gelangen die Behälter in den Teil der Maschine, welche
die Ummantelungen aufbringt. Diese Bereitstellungsverfahren sind
in der Technik sowohl für Flaschen als auch für
Dosen hinreichend bekannt.
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Die
Bereitstellung des Kartonmaterials für die Herstellung
der Ummantelung kann auf verschiedenen Arten erfolgen. Eine Möglichkeit
ist, dass die Kartonage auf die gewünschte Länge
vereinzelten bereitgestellt wird. Die Ummantelung ist bereits mit den
nötigen Knickstellen und der Perforation versehen und wird
aus einem Magazin bereitgestellt. Im zweiten Verfahren würde
das Banderolenmaterial ohne jede Vorbehandlung als Kartonbahn auf
einer Rolle bereitgestellt. Bei dieser Art der Bereitstellung muss
das Material dann in der Maschine vereinzelt und mit den nötigen
Knickstellen und der Perforation versehen werden. Die dritte Art
das Material für die Ummantelung bereit zu stellen ist,
dass es ebenfalls von einer Rolle abgespult wird. Bei diesem Verfahren sind
die Banderolenstücke jedoch schon mit allen nötigen
Ausstattungsmerkmalen, wie Knickstellen und Perforationen versehen
und müssen vor dem Aufbringen auf die Flüssigkeitsbehälter
nur noch vereinzelt werden.
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Das
Vereinzeln der Banderolen von der Rolle erfolgt durch gezieltes
Zuschneiden des Endlosmaterials auf die benötigte Länge.
Bei dem Material, welches aus dem Magazin schon vereinzelt zugeführt wird,
würde dieser Schritt entfallen.
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Für
das automatische Ausführen des Prozesses ist es von Vorteil,
wenn die Ummantelung mit mindestens einer Knickstelle entlang einer
Länge des Flüssigkeitsbehälters versehen
wird. Die zu erzeugenden Rillen stellen eine Brechung der Kartonstarre
dar, die es ermöglicht die Banderole durch die Etikettiermaschine
zu bewegen und auf die Flasche aufzubringen. Die Knickstellen können
durch die Verwendung von entsprechenden Rollen hergestellt werden,
die an den benötigten Stellen die entsprechenden Einkerbungen
erzeugen, durch die die Materialstärke verringert wird.
Hierbei muss die Verringerung der Wandstärke an beiden
Seiten der Banderole an der gleichen Stelle erfolgen. Nur so kann gewährleistet
werden, dass die Ummantelung in einem der nächsten Arbeitsschritte
ohne Probleme auf den Flüssigkeitsbehälter aufgebracht
werden kann. Je nach Geometrie des Flüssigkeitsbehälters
ist das Anbringen von einer variablen Anzahl von Knickstellen notwendig.
Die Anzahl und Lage dieser Stellen wird individuell durch justieren
der Maschine eingestellt.
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Anstatt
die Knickstelle durch eine Schwächung der Materialstärke
durch Eindrücken des Materials über die Rollen
auszubilden, können die Knickstellen auch durch eine oder
mehrerer Perforationen des Kartonmaterials hergestellt werden.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass die Ummantelung in unbedruckter
oder in bedruckter Form der Maschine zugeführt werden kann.
Somit ist eine Variabilität in der Verwendung bei den verschiedenen
Flüssigkeitsbehältertypen gegeben und die Ummantelung
kann je nach Bedarf angepasst werden.
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Ein
weiteres Merkmal der Erfindung ist, dass der Flüssigkeitsbehälter
und die Ummantelung lösbar miteinander verbunden sein können.
Um die Ummantelung besser von dem Flüssigkeitsbehälter
lösen zu können, wird eine Perforation verwendet.
An dieser Perforation entlang kann der Kartonmantel, wie an einer
Sollbruchstelle, aufgerissen und von dem Flüssigkeitsbehälter
entfernt werden. Um die Banderole an dem Flüssigkeitsbehälter
zu fixieren, wird zwischen dem Flüssigkeitsbehälter
und der Banderole ein Haftmittel aufgebracht. Als Haftmittel wird vorzugsweise
Heißleim eingesetzt. Für das Aufbringen des Heißleimes
sind verschiedenen Verfahren anwendbar. Einmal wird er an dem Flüssigkeitsbehälter
der Länge nach aufgebracht, so dass der Flüssigkeitsbehälter
beim Vorbeidrehen an der Etikettenstation eine Banderole entnimmt
und diese dann durch die Drehbewegung um den Flüssigkeitsbehälter
gewickelt wird. Eine zweite Variante ist das Aufspritzen von Heißleimspots
auf den Flüssigkeitsbehälter. Der Heißleim
wird also nur punktuell auf den Flüssigkeitsbehälter
aufgebracht, was zu einer Reduzierung der benötigten Leimmenge
führt. In beiden Fällen wird die Ummantelung anschließend
an den beiden Enden überlappend miteinander verbunden. Dies
geschieht durch ein Aufbringen von Leim entweder an der Oberseite
des schon fixierten Endes oder an der Unterseite des noch beweglichen
Endes der Ummantelung. In beiden Fällen muss die Banderole durch
das Aufbringen eines Anpressdruckes fixiert werden.
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Eine
besonders vorteilhafte Ausgestaltung sieht einen Flüssigkeitsbehälter
mit einer wenigstens seinen zylindrischen Mantelbereich umgebenden formsteifen
Ummantelung vor, die nur mit einem glattwandigen Abschnitt des Mantelbereiches
klebend verbunden ist, während ein weiterer axialer, mit umfänglichen
Rillen oder dgl. versehener Abschnitt des Mantelbereiches ohne eine
starre Verbindung mit der Ummantelung von dieser nur überdeckt
wird. Dadurch kann die axiale Belastbarkeit beim Palettieren mehrerer übereinander
angeordneter Behälterschichten erhöht werden,
da der unverbundene, mit Querrillen versehene Mantelbereich bei
einer Axialbelastung eine den Innendruck erhöhende elastische Verformung
des Flüssigkeitsbehälters, der vorzugsweise eine äußerst
dünnwandig ausgebildete Kunststoffflasche ist, zulässt,
wodurch eine die maximale Traglast erhöhende Stabilisierung
des Flüssigkeitsbehälters erreichbar ist.
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Weitere
Merkmale, Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung gehen aus
der nun folgenden detaillierten Beschreibung einer bevorzugten Ausführungsform
der Erfindung hervor, die als nicht einschränkendes Beispiel
dient und auf die beigefügten Zeichnungen Bezug nimmt.
Gleiche Bauteile weisen dabei grundsätzlich gleiche Bezugszeichen
auf und werden teilweise nicht mehrfach erläutert.
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1a zeigt
eine schematische Darstellung des Flüssigkeitsbehälters
mit der durch eine Haftmittelbahn angebrachten Ummantelung und der Überlappung
der Banderolenenden als Seitenansicht.
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1b zeigt
eine schematische Darstellung des Flüssigkeitsbehälters
mit der durch Haftmittelpunkte angebrachten Ummantelung und der Überlappung
der Banderolenenden als Seitenansicht.
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2 zeigt
eine schematische Darstellung des Flüssigkeitsbehälters
mit der angebrachten Ummantelung und der Überlappung der
Banderolenenden in einer Draufsicht.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Ummantelung.
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4 zeigt
eine Schnittansicht der Ummantelung entlang der Linie A-A aus 3.
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1a zeigt
eine schematische Ansicht eines Ausführungbeispiels für
einen als Flasche ausgebildeten Flüssigkeitsbehälter 10,
welcher von einer Ummantelung 20 allumfänglich
umschlossen ist, die sich in axialer Richtung über den
gesamten Zylinderbereich der Flasche erstreckt. Der Flüssigkeitsbehälter 10 umfasst
einen Behälterboden 12 und einen Behälterkopf 13.
Der Behälterkopf 13 ist mit einem lösbaren
Deckel 18 oder Verschluss verschließbar. Die Behälterwandung 14 der
Flasche ist dünner ausgestaltet, als die Bodenwandung 16 und
die Kopfwandung 15. Zur Stabilisierung der Behälterwandung 14 wird
die formsteife Ummantelung 20 angebracht. Zur Fixierung
der Ummantelung 20 an der Flasche wird in diesem Ausführungsbeispiel
das Haftmittel 8 als Bahn 27 wenigstens über
einen Teil der Höhe 30 der Ummantelung 20 aufgebracht.
Ferner ist an der Ummantelung 20 der Flasche eine Perforation 22 zu
erkennen. An dieser Perforation 22 ist es möglich,
die Ummantelung 20 wie an einer Sollbruchstelle zu öffnen,
um die Ummantelung 20 und die Flasche voneinander zu trennen.
Als Haftmittel kann man sich zum Beispiel einen Heißleim,
einen UV-vernetzbaren Heißleim, einen UV-vernetzbaren Klebstoff
oder tixotrope Kleber vorstellen.
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1b zeigt
die schematische Ansicht eines weiteren Ausführungsbeispiels
der Erfindung, welches sich nur in der Art des Haftmittelauftrags
von der 1a unterscheidet. In diesem
Ausführungsbeispiel wird das Haftmittel 8 in Form
von mehreren fleckartigen Punkten 28 auf die Flasche oder
auf die Ummantelung 20 aufgebracht.
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2 zeigt
die Draufsicht auf ein weiteres Ausführungsbeispiel, in
welchen der Flüssigkeitsbehälter 10 als
im Wesentlichen viereckige Flasche ausgestaltet ist. Die Flasche
ist mit einem Deckel 18 versehen. An der Flasche ist die
Ummantelung 20 angebracht, welche die Flasche voll umschließt.
Weiterhin ist zu erkennen, dass die Ummantelung 20 an mehrerern
Stellen durch das Haftmittel 8 mit der Flasche verbunden
ist. Im Bereich einer Überlappung 11 der Ummantelung 20 ist
ebenfalls ein Haftmittel 9 vorgesehen, welches den Anfangsrand 24 und
den Endrand 25 der Ummantelung 20 miteinander
verbindet. Die Stellen, an denen das Haftmittel 8, 9 und
die Überlappung 11 vorgesehen sind, stellen lediglich
ein Ausführungsbeispiel dar, welches nicht als Beschränkung
der Erfindung aufgefasst werden kann. Es ist für einen
Fachmann selbstverständlich, wie die Anordnung des Haftmittels 8, 9 zu
gestalten ist.
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3 zeigt
eine schematische Darstellung einer Draufsicht auf die Ummantelung 20.
In der Beschreibung zu 3 wird erwähnt, dass
die Ummantelung 20 aus einem Zellulosematerial, wie zum
Beispiel Karton, besteht. Dies soll jedoch nicht als Beschränkung
der Erfindung aufgefasst werden. Die hier dargestellte Ummantelung 20 ist
für im Wesentlichen viereckige Flaschen geeignet. Über
die Höhe 30 der Ummantelung 20 sind mehrere
Knickstellen 21 ausgebildet. Die Abwicklung der Ummantelung 20 besitz
eine Länge 31, die länger ist als der
Umfang der Flasche. Somit ist die Abwicklung der Ummantelung 20 durch
die Knickstellen 21 in vier gleichgroße Segmente 41, 42, 43 und 44 unterteilt.
Da die Abwicklung der Ummantelung 20 der Flasche länger
ist als der Umfang der zu umschließenden Flasche, wird durch
eine der Knickstellen 21 am Endrand 25 ein Segment 40 ausgebildet,
das die Überlappung 11 darstellt. Auf allen Segmenten 40, 41, 42, 43 und 44 ist
das Haftmittel 8 aufgebracht, mit welchen die Ummantelung 20 an
der Flasche fixiert werden kann. Im Segment 41, welches
dem Segment 40 nachgeordnet ist, welches dem Endrand 25 gegenüber
liegt, ist die Perforation 22 über die Höhe 30 der
Ummantelung 20 eingeprägt. Die Perforation 22 dient,
wie bereits erwähnt, als Sollbruchstelle, damit eine leichte Trennung
der Ummantelung 20 von der Flasche möglich ist.
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4 zeigt
eine Schnittansicht der Ummantelung 20 entlang der Linie
A-A aus 3. An den Knickstellen 21 ist
deutlich zu erkennen, wie das Kartonmaterial bezüglich
seiner Stärke 26 reduziert wurde. Die Knickstellen 21 können
auch durch eine Art Perforation, ähnlich der Perforation 22 für
die Sollbruchstelle hergestellt werden. Die Perforation 22 an welcher
entlang die Ummantelung 20 zur Entsorgung entfernt werden
kann, ist an der rechten Seite kurz vor der Knickstelle 21 zur
Erzeugung des Segments 40, welches die Überlappung 11 bildet,
eingebracht. Mit der Überlappung 11 werden in
der Produktion der Anfangsrand 24 und der Endrand 25 miteinander
verbunden. Die Lage und die Anzahl der Knickstellen 21 und
der Perforation 22 richten sich nach der Form und der Größe
des jeweiligen Flüssigkeitsbehälters 10 und
sind bei der Ausführung der Erfindung variabel.
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Die
Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsbeispiele
beschränkt. Vielmehr ist eine Vielzahl von Varianten und
Abwandlungen denkbar, die von dem erfindungsgemäßen
Gedanken Gebrauch machen und deshalb ebenfalls in den Schutzbereich
fallen.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- - DE 1607932
A [0003]
- - EP 1645514 A2 [0004]
- - DE 9311053 U1 [0005]