DE102007030864A1

DE102007030864A1 - Becher aus einem Papiermaterial

Info

Publication number: DE102007030864A1
Application number: DE102007030864A
Authority: DE
Inventors: Robert Dr. Frost; Werner Stahlecker
Original assignee: PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Current assignee: PTM Packaging Tools Machinery Pte Ltd
Priority date: 2006-07-17
Filing date: 2007-06-25
Publication date: 2008-01-24
Also published as: US7451910B2; US20080023536A1

Abstract

Ein Becher aus einem Papiermaterial enthält einen befüllbaren Innenraum, der durch einen konischen Mantel und einen Boden gebildet wird. Der Boden ist am unteren Ende des Innenraums mit einer Zarge im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt. Der Mantel weist am oberen Ende eine nach außen geformte Mundrolle auf. Die Höhe der Mundrolle ist größer als die Höhe des Bodens über der Standfläche des Bechers am unteren Rand der Zarge.

Description

Die Erfindung betrifft einen Becher aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum, der durch einen konischen Mantel und einen Boden gebildet wird, wobei der Boden am unteren Ende des Innenraums mit einer Zarge im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel befestigt ist, und wobei der Mantel am oberen Ende eine nach außen geformte Mundrolle aufweist.
Becher dieser Art werden in der Praxis in großer Zahl erfolgreich eingesetzt und beispielsweise für den Konsum von Getränken verwendet. Einwandige Becher der eingangs genannten Art stützen sich beim Stapeln mit ihrer Standfläche am unteren Rand der Zarge auf dem Boden eines anderen Bechers gleicher Art ab. Die Zarge und der Boden werden durch die beim Stapeln auftretenden Kräfte belastet.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, den bekannten Becher zu verbessern.
Die Aufgabe wird dadurch gelöst, dass die Höhe der Mundrolle größer als die Höhe des Bodens über der Standfläche des Bechers am unteren Rand der Zarge ist.
Die vergrößerte Höhe der Mundrolle verursacht ein vorteilhaft verändertes Erscheinungsbild des Bechers. Außerdem wird die Zarge und der Boden beim Stapeln mehrerer Becher in vorteilhafter Weise von Belastungen freigehalten. Bevorzugt kann vorgesehen sein, dass die Mundrolle ein erstes und ein zweites Mittel zum Halten enthält, die den Becher bei einem Stapeln gegen einen anderen Becher gleicher Art abstützen. Das erste Mittel zum Halten wird bevorzugt durch einen oberen Rand der Mundrolle gebildet. Das zweite Mittel zum Halten wird bevorzugt durch einen unteren Rand der Mundrolle gebildet.
Aus der DE 10 2005 017 741 A1 ist ein doppelwandiger Papierbecher bekannt, bei dem der obere Rand der Mundrolle ein erstes Mittel zum Halten bildet. Das zweite Mittel zum Halten wird durch einen schulterförmigen Stapelanschlag am Außenmantel gebildet, der der Mundrolle zugeordnet ist. Eine derartige Ausführung ist für einen einwandigen Becher ungeeignet. Der Außenmantel ist zur Erreichung der vorteilhaften Stapeleigenschaften zwingend erforderlich. Der Boden und die Zarge dieses Bechers werden beim Stapeln nicht belastet, allerdings wird hier der Außenmantel von den beim Stapeln auftretenden Kräften beansprucht.
Bei dem Becher gemäß der vorliegenden Erfindung ist die gute Stapelbarkeit unabhängig von dem Vorhandensein eines Außenmantels. In Ausgestaltung der Erfindung kann vorgesehen sein, dass der Becher einen Außenmantel aufweist. Falls vorgesehen ist, dem Becher einen wärmeisolierenden Außenmantel zuzuordnen, so lässt sich dieser weitgehend frei und ohne Beeinflussung der Stapeleigenschaften gestalten. Die beim Stapeln auftretenden Kräfte werden lediglich innerhalb der Mundrolle weitergeleitet. Der Außenmantel ist somit nicht unbedingt erforderlich. Wenn ein Außenmantel vorhanden sein soll, so wird dieser durch die beim Stapeln auftretenden Kräfte nicht beansprucht.
Die Gestaltung eines optionalen wärmeisolierenden Außenmantels ist an sich beliebig. Der Außenmantel kann beispielsweise aus einem Kunststoff-, Papier- oder Verbundmaterial hergestellt sein. Zur Verbesserung der Isolationswirkung kann der Außenmantel auch gewellt, geriffelt, geprägt oder mit einer aufgeschäumten Schicht versehen sein. Der Außenmantel kann auch mehrschichtig ausgebildet sein, beispielsweise kann eine gewellte Zwischenschicht vorgesehen sein, die von einer glatt darüber gelegten Außenschicht abgedeckt ist. Dadurch dass der erfindungsgemäße Becher unabhängig vom Außenmantel gestapelt werden kann. Lässt sich ein und derselbe Innenbecher in einfacher und nahezu beliebiger Weise mit den unterschiedlichsten Außenmänteln kombinieren. Ohne die Form und Abmaße des Innenbechers bzw. der Mundrolle zu verändern, lassen sich verschiedene Becher mit unterschiedlichem optischem und haptischem Erscheinungsbild schaffen, da das Erscheinungsbild, das der Benutzer des Bechers wahrnimmt, wesentlich durch die Gestaltung des Außenmantels bestimmt wird.
Der erfindungsgemäße Becher kann auch als Halbzeug während des Herstellungsverfahrens schon sicher und stabil gestapelt werden, wenn der fertiggestellte Innenbecher vor dem Anbringen eines Außenmantels in einem nachgeordneten Verfahrensschrift abgestapelt werden muss.
Bei Bechern aus Papiermaterial ist die Zarge ein sehr wichtiges Element des Bechers. Die Zarge ist notwendig für die Verbindung zwischen dem Mantel und dem Boden. An der Zarge liegen wenigstens zwei Materialschichten in Dickenrichtung aufeinander, nämlich das Material des Bodens und das Material des den Innenraum begrenzenden Mantels. Bevorzugt ist der Boden topfförmig gestaltet, dessen offene Seite der Füllöffnung des Bechers abgewandt ist. Die wenigstens zwei Materialschichten sind also bevorzugt entlang der Wandung des topfförmigen Bodens angeordnet. Es kann zusätzlich vorgesehen sein, dass beispielsweise der Mantel um das Material des Bodens herum eingeschlagen ist, und dass die Zarge aus drei oder mehr Materialschichten besteht. Das Material des Bodens ist mit Material des Mantels im Bereich der Zarge verklebt oder versiegelt, um wenigstens für einen gewissen Zeitraum flüssigkeitsdicht zu sein.
Unter dem Begriff „Papiermaterial" aus dem der Boden und der Mantel bestehen, können dabei unterschiedliche Materialien verstanden werden, die wenigstens eine Schicht aus Papier, Pappe oder Karton aufweisen. Zusätzlich kann das Material eine oder mehrere Schichten aus Kunststoff und/oder Aluminium aufweisen. Es kann auch vorgesehen seine, dass das Papiermaterial gewachst oder lackiert ist um eine Beständigkeit gegenüber der in den Innenraum einzufüllenden Flüssigkeit aufzuweisen. Bevorzugt ist das Papiermaterial auf der den Innenraum begrenzenden Seite mit einer dünnen Kunststoffschicht, vorzugsweise aus Polyethylen, beschichtet. Im Gegensatz zu reinem Kunststoffmaterial ist die Formbarkeit und insbesondere die Dehnbarkeit von derartigem Papiermaterial eingeschränkt. Bei zu starker Verformung kann das Papiermaterial selbst oder auch eine vorgesehene Beschichtung reißen, so dass die Dichtigkeit beeinträchtigt ist. Bei Bechern aus Papiermaterial ist deshalb die Zarge ein wesentliches Konstruktionsmerkmal, auf das nicht verzichtet werden kann und bei dem darauf zu achten ist, dass die Dichtigkeit nicht beeinträchtigt ist. Die Mundrolle ist dagegen wesentlich unkritischer in bezug auf die Dichtigkeit. Die Mundrolle wird am oberen Rand des den Innenraum bildenden Mantels geformt, indem der Mantel nach außen umgeformt und eingerollt wird. Die verformten Bereiche des Materials des Mantels liegen nach Formung der Mundrolle im Wesentlichen auf der Außenseite des Bechers, die praktisch nicht mit der einzufüllenden Flüssigkeit in Kontakt kommt. Sollte beim Formen der Mundrolle ein Riss in der Beschichtung des Mantels entstanden sein, beeinträchtigt dieser die Dichtigkeit des Bechers an sich praktisch nicht.
Es kann vorteilhaft sein, dass das Material des Mantels im Bereich des oberen Randes vor und/oder bei dem Formen der Mundrolle angewärmt wird. Das Anwärmen kann beispielsweise durch Anblasen des Mantels mit heißer Luft oder durch ein angewärmtes Formwerkzeug erfolgen.
Bevorzugt wird die Temperatur so gewählt, dass eine auf dem Papiermaterial vorhandene Kunststoffschicht ihren Schmelzpunkt noch nicht erreicht, sondern lediglich etwas weicher wird.
Durch die erfindungsgemäße Mundrolle lassen sich sehr stabile Stapel mit einer Vielzahl von Bechern bilden, die sich auch dann nicht ineinander verkeilen, wenn die Stapel Stößen ausgesetzt oder beispielsweise ruckartig auf dem Untergrund abgesetzt werden.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus den Ansprüchen und der nachfolgenden Beschreibung einiger Ausführungsbeispiele im Zusammenhang mit den Figuren. Einzelmerkmale der unterschiedlichen dargestellten und beschriebenen Ausführungsformen lassen sich dabei in beliebiger Weise kombinieren, ohne den Rahmen der Erfindung zu überschreiten.
Es zeigen:
1 zwei gestapelte Becher gemäß der Erfindung im Längsschnitt, wobei in der Ansicht der auf der anderen Seite der Mittellinie liegende Bereich weggelassen ist,
2 bis 5 Ansichten ähnlich 1 auf Becher unterschiedlicher Ausgestaltung.
Der in 1 dargestellte Becher 1 besteht im Wesentlichen aus einem konischen Mantel 2 und einem topfförmigen Boden 3. Die offene Seite des topfförmigen Bodens 3 ist so angeordnet, dass sie von der Füllöffnung des Bechers 1 abgewandt ist. Der Boden 3 ist im Bereich des geringeren Umfangs des Mantels 2 flüssigkeitsdicht mit diesem durch eine Zarge 4 verbunden. Im Bereich der Zarge 4 ist das Material des Mantels 2 um die Wandung des Bodens 3 herumgelegt und nach innen eingeschlagen. Der Mantel 2 und der Boden 3 bilden einen befüllbaren Innenraum 5 des Bechers 1. Der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 weist an seinem oberen Rand, also in dem Bereich des größeren Umfangs, eine nach außen gebördelte Mundrolle 6 auf, die die Füllöffnung umgibt. Die Eigenschaft „konisch" des Mantels 2 ist dabei so zu verstehen, dass sich der Mantel 2 in dem in 1 dargestellten Längsschnitt von der Mundrolle 6 zu dem Boden 3 verjüngt. Der Mantel 2 weist dabei im Bereich des befüllbaren Innenraums 5 einen Neigungswinkel zu der Symmetrielinie bzw. Mittelachse 7 des Bechers 1 auf. Es ist dabei unerheblich, welche Form der Mantel 2 im Querschnitt aufweist. Der Mantel 2 kann im Querschnitt beispielsweise kreisrund, oval oder auch rechteckig mit abgerundeten Ecken sein. Der Becher 1 hat im Falle eine runden Querschnitts des konischen Mantels 2 eine kegelstumpfähnliche Form, während er im Falle eines rechteckigen Querschnitts des konischen Mantels 2 eine eher pyramidenstumpfartige Form aufweist.
Am unteren Rand 8 der Zarge 4 befindet sich die Standfläche für den Becher 1. Der Becher 1 steht bei Gebrauch auf seiner Standfläche am unteren Rand 8. Der Boden 3 weist eine Höhe A über der Standfläche des Bechers 1 am unteren Rand 8 der Zarge 4 auf. Die Höhe A wird vorzugsweise so gewählt, dass der Boden 3 gut und flüssigkeitsdicht mit dem Mantel 2 verbunden werden kann und die geforderte Stabilität der Standfläche gewährleistet. Die Mundrolle 6 weist – parallel zur Mittelachse 7 gemessen – eine Höhe B auf, die größer als die Höhe A ist. Zur Veränderung des Erscheinungsbildes des Bechers 1 kann der äußere Bereich 9 der Mundrolle unterschiedlich gestaltet sein. Bevorzugt ist der Bereich 9 wie in 1 dargestellt zylindrisch gestaltet, so dass die Außenfläche im Längsschnitt gesehen praktisch parallel zur Mittelachse 7 verläuft. In nicht dargestellter Ausgestaltung kann auch vorgesehen sein, dass der äußere Bereich 9 der Mundrolle 6 beispielsweise parallel zum Mantel 2 verläuft oder auch dass der äußere Bereich 9 – im Längsschnitt gesehen – konvex gestaltet ist.
Da die Höhe B größer als die Höhe A gewählt ist, wird der Boden 3 und die Zarge 4 beim Stapeln des Bechers 1 mit einem anderen Becher 1' gleicher Art nicht durch Kräfte belastet.
Die Mundrolle 6 enthält ein erstes Mittel 10 und ein zweites Mittel 11 zum Halten eines gleichartigen Bechers 1'. In den dargestellten Beispielen wird das erste Mittel 10 durch den oberen Rand 12 der Mundrolle 6 gebildet. Der untere Rand 13 der Mundrolle 6 bildet ein zweites Mittel 11 zum Halten eines anderen Bechers 1' gleicher Art. Durch die entsprechende Ausformung der Mundrolle 6 des Bechers 1 kann sich der untere Rand 13 beim Stapeln gegen einen oberen Rand 12' der Mundrolle 6' eines gleichartigen Bechers 1' abstützen. Die Kräfte, die beim Stapeln entlang der Mittelachse 7 auftreten, beispielsweise die Gewichtskräfte des Bechers 1 und der eventuell noch darüber gestapelten Becher, werden lediglich durch den Mantel 2 im Bereich der Mundrolle 6 übertragen. Auch wenn sehr hohe Kräfte in Richtung der Mittelachse 13 auftreten, ist eine leichte Entnehmbarkeit des Bechers 1 bzw. 1' beim Entstapeln gewährleistet.
Wenn die Oberkante 12 der Mundrolle 6 als ein erstes Mittel 10 zum Halten und die Unterkante 13 als ein zweites Mittel 11 zum Halten ausgestaltet ist, dann ist ein Stapeln mehrerer Becher 1, 1' nur möglich, wenn die Höhe A kleiner als die Höhe B gewählt ist, da ansonsten der untere Rand 8 der Zarge 4 den Boden 3' berühren würde.
In 1 ist dem Becher 1 ein Außenmantel 14 zugeordnet, der jedoch nicht zwingend erforderlich ist. Der Außenmantel 14 wird zum Stapeln der Becher 1 und 1' nicht benötigt. Im dargestellten Fall ist der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 entlang seiner Konizität durchgehend glatt ausgestaltet. Der Außenmantel 14 weist an seinem oberen und an seinem unteren Ende jeweils eine Einrollung 15 auf, mit der er sich an dem den Innenraum begrenzenden Mantel 2 abstützt. Der wärmeisolierende Außenmantel 14 umgibt den den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2 wenigstens teilweise unter Bildung eines Hohlraumes 16. Ein derartiger Becher 1 wird auch als doppelwandiger Isolierbecher bezeichnet, bei dem der sich innerhalb des Außenmantels 14 befindliche Mantel 2 in Verbindung mit dem Boden 3 auch als „Innenbecher" bezeichnet werden kann. Das Fixieren des Außenmantels 14 an dem Innenbecher kann dabei beispielsweise durch Siegeln oder Leimen geschehen. Es bewirkt eine sichere Verbindung zwischen dem Außenmantel 14 und dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel 2, so dass ein Verrutschen des Außenmantels 14 sicher verhindert wird. Die Höhe des Außenmantels 14 kann entsprechend der Anforderungen gewählt werden und kann sich durchaus von der dargestellten Höhe unterscheiden. Der Außenmantel kann kürzer oder länger als im dargestellten Fall gewählt werden. Da die Stapeleigenschaften nicht durch den Außenmantel 14 bestimmt werden, kann der Außenmantel 14 praktisch frei gestaltet werden.
In 2 weist der den Innenraum begrenzende Mantel 2 im Bereich unterhalb der Mundrolle 6 eine Sicke oder Rippe 17 auf. Der Außenmantel 14 liegt im Bereich des größten Durchmessers auf der Rippe 17 auf und erhält dadurch einen Abstand vom Mantel 2. Der obere Randbereich 18 des Außenmantels 14 ist leicht eingestaucht. Der Randbereich 18 setzt den konischen Außenmantel 14 also nicht gleichmäßig fort, sondern weist einen etwas geringer werdenden Durchmesser auf. Der obere Rand des Außenmantels 14 kann dadurch sehr leicht bis unter die Mundrolle eingeschoben sein. Die Rippe 17 braucht nicht komplett umlaufend geprägt zu sein, sondern kann sehr vorteilhaft auch aus nur punktuellen Einprägungen im Mantel 2 bestehen. An seinem unteren Rand stützt sich der Außenmantel 14 wiederum mit einer Einrollung 15 am Mantel 2 ab. Bei der Mundrolle 6 der 2 ist im Bereich 19 etwas mehr Material des Mantels 2 eingerollt, so dass die Stabilität der Mundrolle erhöht ist. Ansonsten bezeichnen die Bezugszeichen die gleichen Teile des Bechers 1 wie in 1, so dass auf eine wiederholte Beschreibung verzichtet werden kann.
3 zeigt eine Variante des Bechers 1, bei der der den Innenraum 5 begrenzende Mantel 2 im Bereich unterhalb der Mundrolle 6 eine sprunghafte Größenveränderung in Form einer Schulter 20 aufweist, die sich vom Boden 3 zur Mundrolle 6 gesehen als sprunghafte Querschnittserweiterung darstellt. Der Außenmantel 14 ist im Bereich zwischen der Mundrolle 6 und der Schulter 20 mit dem den Innenraum 5 begrenzenden Mantel, beispielsweise durch Siegeln oder Leimen, verbunden. An seinem unteren Ende kann der Außenmantel 14 wiederum eine nach innen gerichtete Einrollung 15 aufweisen.
Die in den 1 bis 3 dargestellten Außenmäntel 14 haben den Vorteil, dass sie praktisch über die gesamte Höhe des Bechers 1 einen sehr breiten Hohlraum 16 zwischen Mantel 2 und Außenmantel 14 entstehen lassen, der eine sehr hohe Isolationswirkung aufweist.
4 zeigt eine Variante des Bechers 1, bei der der Außenmantel 14 im Bereich unterhalb der Mundrolle 6 direkt an dem glatten Mantel 2 anliegt. Der Hohlraum 16 zwischen Mantel 2 und Außenmantel 14 vergrößert sich zur Zarge 4 hin. Am unteren Ende liegt der Außenmantel 14 wiederum mit einer nach innen gerichteten Einrollung 15 am Mantel 2 an. Alternativ kann auch vorgesehen sein, den Außenmantel 14 an seinem unteren Rand flach an den glatten Mantel 2 anzusiegeln und am oberen Rand eine Einrollung anzubringen, so dass sich der Hohlraum 16 von oben nach unten verjüngt.
In 5 ist eine Variante des Bechers 1 dargestellt, bei der der Außenmantel 14 im Wesentlichen ohne Hohlraum an dem Mantel 2 anliegt. Diese Ausgestaltung hat den Vorteil, dass die Stabiltät des Mantels 2 durch den Außenmantel 14 vergrößert wird. Zur Erhöhung der Isolationswirkung kann insbesondere hier noch eine aufgeschäumte Beschichtung an der Außenseite des Außenmantels 14 angebracht werden.
Wenn die Höhe der Isolationswirkung verändert werden soll, kann in nicht dargestellter Ausgestaltung vorgesehen sein, den Außenmantel 14 beispielsweise geriffelt, geprägt, gewellt oder mit einer aufgeschäumten Beschichtung zu gestalten. Es kann auch vorteilhaft sein, aufgeschäumte Schichten oder Wellpappe-Schichten innerhalb des Hohlraumes 16 anzubringen.

Claims

Becher (1) aus einem Papiermaterial mit einem befüllbaren Innenraum (5), der durch einen konischen Mantel (2) und einen Boden (3) gebildet wird, wobei der Boden (3) am unteren Ende des Innenraums (5) mit einer Zarge (4) im Wesentlichen flüssigkeitsdicht am Mantel (2) befestigt ist, und wobei der Mantel (2) am oberen Ende eine nach außen geformte Mundrolle (6) aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die Höhe (B) der Mundrolle (6) größer als die Höhe (A) des Bodens (3) über der Standfläche des Bechers (1) am unteren Rand (8) der Zarge (4) ist.
Becher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Mundrolle (6) ein erstes und ein zweites Mittel (10, 11) zum Halten enthält, die den Becher (1) bei einem Stapeln gegen einen anderen Becher (1') gleicher Art abstützen.
Becher nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Becher (1) einen Außenmantel (14) aufweist.