DE3120075A1

DE3120075A1 - Verfahren zur herstellung eines kunststoffbehaelters durch tiefziehen

Info

Publication number: DE3120075A1
Application number: DE19813120075
Authority: DE
Inventors: Walter 9444 Diepoldsau Schellenberg
Original assignee: MAX SANDHERR AG
Current assignee: MAX SANDHERR AG
Priority date: 1980-06-02
Filing date: 1981-05-20
Publication date: 1982-03-11
Also published as: ZA812798B; DK239281A; CH647453A5; JPS5724227A; FR2483307A1

Description

Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters durch Tiefziehen

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters zu finden, durch das eine erhebliche Einsparung an Kunststoff möglich ist und durch das ein Behälter herstellbar ist, der auf neuartige Weise dekoriert werden kann. Dabei soll durch das Verfahren keine Beeinträchtigung hinsichtlich der Verwendbarkeit des hergestellten Behälters auftreten.

Es sind Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters durch Einspritzen von Kunststoffmaterial in eine Form bekannt, bei denen in der Form eine Vereinigung mit einem blattförmigen Verzierungs- oder Beschriftungsträger erfolgt. Als Träger wurde eine Folie aus reinen Zellulosefasern verwendet, die durch Kunstharz imprägniert ist, das sich mit dem Kunstharzmaterial für die Herstellung des Behälters vermischt, so dass eine feste Verbindung entsteht und der Einschluss der Folie in das Kunststoffmaterial nicht nachteilig sichtbar ist. Abgesehen davon, dass somit eine besonders vorbehandelte Verzierfolie erforderlich ist, bereitet auch die Anordnung und Halterung der Verzierfolie in der Spritzgiessform Schwierigkeiten, da verhindert werden muss, dass das eingespritze flüssige Kunststoff material die Folie zerstört oder verdrängt- Es wurde deshalb auch vorgeschlagen, die Folie durch Vakuum oder elektrostatische Aufladung an der Innenwand der Spritzgiessform zu halten.

Die Lösung der eingangs genannten Aufgaben erfolgt durch ein Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters durch Tiefziehen, das dadurch gekennzeichnet ist, dass vor dem Tiefziehen ein Papierbehälter in die Tiefziehform eingelegt wird,

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dessen Form mindestens angenähert der Aussenform des Behälters entspricht und der aus einem Mantel und einem Boden besteht, wobei der aus Kunststoff bestehende und durch Tiefziehen zu formende Teil des Behälters sich beim Tiefziehen an die innere Oberfläche des Papierbehälters anschmiegt und sich dabei mit diesem verbindet.

Die Festigkeit der Verbindung zwischen dem Papiermaterial und dem Kunststoffmaterial ist von den Oberflächeneigenschaften beider Materialschichten abhängig. Im Mantelbereich des Behälters bestehen geringe Anforderungen an die Haftkräfte zwischen beiden Materialschichten. Eine höhere Verbundfestigkeit kann dadurch erreicht werden₇ dass zumindest für den Bodenteil oder den Umfangsbereich des Bodenteiles ein Papiermaterial verwendet wird, das durch einen Heissklebeleim beschichtet ist. Durch die beim Tiefziehen entstehende Wärmeeinwirkung ergibt sich dann eine Heissklebeverbindung zwischen der Papierschicht und der Kunststoffschicht.

Vorteilhafte Ausführungsformen des erfindungsgemässen Verfahrens sowie von nach dem Verfahren hergestellten Behältern sind Gegenstand der Unteransprüche.

Im folgenden wird die Erfindung anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine vergrösserte und hälftig axial geschnittene Seitenansicht eines Joghurtbechers, und

Fig. 2 eine Darstellung entsprechend Fig. 1 des unteren Teiles einer anderen Ausführungsform eines Bechers.

Der Becher 2 nach Fig. 1 hat einen leicht konischen Mantelteil 4, einen angenähert ebenen Boden 6, einen flanschartig abstehenden Oeffnungsrand 8 und eine umlaufende Stapelschulter 10, wie

es für Vollkunststoffbecher an sich bekannt ist.Auf die nach oben gerichtete ebene Fläche 12 wird in üblicher Weise eine nicht dargestellte Verschlussmembran angesiegelt. Statt einer aufgesiegelten Verschlussmembran kann jedoch auch ein in die Behälteröffnung eingedrückter Kartondeckel vorgesehen sein, der auf dem durch die Schulter 10 gebildeten inneren Absatz 14 auf-'liegt.

Dem allgemeinen Bestreben, die Wanddicke des Bechers möglichst dünn auszubilden, um die erforderliche Menge an Kunststoffmaterial zu verringern, ist aufgrund der -erforderlichen Formstabilität des Bechers eine Grenze gesetzt. Gemäss der vorliegenden Erfindung trägt jedoch der Kunststoffbecher eine äussere Hülle 16 aus Papier- bzw. Kartonmaterial, durch die die Formsteifigkeit gewährleistet ist, so dass der aus Kunststoff bestehende Teil 18 des Behältermantels 4 sowie des Behälterbodens 6 so dünn ausgebildet sein kann, dass das Kun: tstoffmaterial im wesentlichen nur dazu dient, die Dichtigkeit des Bechers zu gewährleisten. Gegenüber einem durch Tiefziehen aus einer Kunststoffolie hergestellten Vollkunststoffbecher ist eine Einsparung an Kunststoffmaterial von 80 % möglich. Zum Tiefziehen des Kunststoffteiles 18 des -Bechers kann gemäss der Erfindung eine Kunststoffolie mit einer Dicke von 0,4 - 0,6 mm verwendet werden, während für die bisher üblichen vfollkunststoffbecher eine Foliendicke von 1,5 - 1,8 mm erforderlich war. Durch die äussere Schicht 16 des Bechers aus Papier kann der Becher auch auf einfache und kostsparende Weise durch Bedrucken mit Verzierungen 17, 19 versehen werden. Da das Papiermaterial nicht mit dem Inhalt des Bechers in Berührung kommt, bestehen in dieser Hinsicht auch keine besonderen Anforderungen an die Qualität des Papiermaterials.

Der aus Kunststoff bestehende innere Teil 18 des Bechers erstreckt sich nach oben über die Papierhülle 16 hinweg und geht in den flänschartigen Oeffnungsrand 8 über, der somit aus Kunststoff besteht. Auf diese Weise kann, wie bei Vollkunststoff-

bechern, eine nicht dargestellte Verschlussmembran auf den Oeffnungsrand aufgesiegelt werden, ohne dass besondere Massnahmen vorzusehen sind. Dabei nimmt die Dicke der Kunststoffschicht des Behältermantels vorzugsweise vom Behälterboden zum Behälterrand hin zu. Eine ausreichend radiale Steifigkeit des Behälters kann dadurch erreicht werden, dass die Paierschicht des Behälterbodens dicker gewählt wird als diejenige des Behältermantels.

Bei der Herstellung des Bechers wird zuvor ein Becher aus Papiermaterial hergestellt, der mindestens angenähert die Form der äusseren Papierhülle 16 des Bechers aufweist. Im Unterschied zu üblichen Verfahren bei der Herstellung von Papier- bzw. Kartonbechern ist der Boden 20 so in den manschettenförmigen Mantelteil 22 der Papierhülle eingesetzt, dass er sich unmittelbar an die Unterkante 24 des Mantelteils 22 anschliesst. Dies wird dadurch erreicht, dass der Bodenrand 26, der zur Herstellung der Verbindung zwischen dem Boden 20 und dem Mantelteil 22 erforderlich ist, nach oben gebogen ist, während er bei üblichen Kartonbechern nach unten gebogen ist, um von dem einwärts gebogenen unteren Rand des Mantelteils umschlossen zu werden. Um Falten beim Aufbiegen des Bodenrandes 26 zu vermeiden, ist dieser mit Einschnitten 28 versehen, 'wie in der Zeichnung durch Strichlinien angedeutet ist. Der auf diese Weise vorbereitete Papierbecher wird durch eine nicht erfindungswesentliche, automatisch arbeitende Zuführeinrichtung entsprechend dem Arbeitstakt einer Tiefziehpresse in die Tiefziehform eingelegt, bevor der Kunststoff teil 18 des Bechers in Kontakt mit dem Papierbecher in dieser Form tiefgezogen wird. Beim Tiefziehen wird somit das Kunststoffmaterial fest in den Kartonbecher eingepresst und schmiegt sich genau an dessen innere Oberfläche an. Je nach Materialwahl kann auch örtlich Klebstoff aufgetragen werden, um eine einwandfreie Verbindung zu schaffen.

Als Kunststoffmaterial für die Herstellung des Behälters eignen sich Folien aus Polystyrol, PVC, Polypropylen u.a. An die Quali-

tat des Papiermaterials sind keine besonderen Anforderungen zu stellen, und die Auswahl ergibt sich im wesentlichen durch die gewünschte Dekorationswirkung oder die gewünschte Festigkeit. Die Dicke des Papiermaterials im Behälterboden entspricht bei-

2 spielsweise einem Papiergewicht von. 200 bis 300 g/m .

Aufgrund der aussteifenden Wirkung .des Behälterbodens kann die Kunststoffschicht des Behälters im Bodenbereich dünner ausgebildet sein, so dass ihre Dicke im Behältermantel 4 von unten nach oben zunimmt, bis sie die für die Randsteifigkeit erforderliche Dicke aufweist. Dies kann durch einen entsprechend gewählten Temperaturgradienten der Tiefziehform erreicht werden, d.h. indem die Temperatur der Tiefziehform in dem den Behälterboden 6 formenden Teil am höchsten ist.

Das Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 unterscheidet sich vom Ausführungsbeispiel nach Fig. 1 im wesentlichen dadurch, dass der Mantelteil 222 der Papierhülle zur Bildung eines nach unten überstehenden Stehrandes 212 einen über den Bodenteil 202 nach unten überstehenden Teil 232 aufweist, der nach innen umgebördelt ist. Auf diese Weise wird verhindert, dass über eine freie untere Schnittkante, ähnlich wie sie als Schnittkante 24 im Beispiel nach Fig. 1 vorhanden ist. Feuchtigkeit in das Papiermaterial eindringen kann, wenn der Becher z.B. Füllen in einer Molkerei auf eine feuchte Unterlage gestellt wird. Ein Eindringen von Feuchtigkeit kann noch weiter erschwert werden, indem die äusserste Schicht des Karton- oder Papiermaterials wasserabstossend imprägniert ist oder mit einem Kunststoffilm, z.B. aus Polyäthylen, zumindest am überstehenden Teil 232 versehen ist.

Entsprechend der Höhe der ümbördelung hat der Behälterboden einen Abstand von seiner Unterkante, da der äussere Rand des Bodenteiles 202 auf der nach oben umgebördelten Schnittkante 242 aufliegt.

Für eine epntte Wearbindung d!es Bodenteiles 202 mit dem Mantelteil 222 dear E^puearnuuile ist der Bodenteil 202 des Ausführungsbeispieüls ebdeEh Füg?« 2; ebenfalls mit einem nach oben aufgebogenen Rand Έα<Σ vearseften.. Eine weitere Verbesserung der Befestigung des gaga:eren:en. Kodenteiles 202 am Becher kann dadurch erreicht werden,- gOsss; dear Bodenteil· 202 auf .seiner in Kontakt mit dem • Kunststxiffmaitearial 182 gelangenden Oberfläche oder zumindest in seinem EfeEnDdfcereich einen in der Zeichnung nicht sichtbaren Ueberzug? aoxs einem Heissklebeleim bzw. Heissklebelack aufweist, der durch dile beim Tiefziehen angewandte Wärme eine besonders feste Verbindung mit der Kunststoffschicht bewirkt. Das Aufbringen des Ueberzuges aus Heissklebeleim, d.h. einer sogenannten Hotmeltschicht, kann ausgehend von einem Rollenmaterial erfolgen, das vor dem Tiefziehen des Bodenteiles 202 mit dem Papiermaterial verbunden wird.

- 40-Leerseite

Claims

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Patentansprüche

[1.} Verfahren zur Herstellung eines Kunststoffbehälters durch KL./

Tiefziehen, dadurch gekennzeichnet, dass vor dem Tiefziehen ein Papierbehälter (16) in die Tiefziehform eingelegt wird, dessen Form mindestens angenähert der Aussenform des Behälters (2) entspricht und der aus einem Mantel (22) und einem Boden (20) besteht, wobei der aus Kunststoff bestehende und durch Tiefziehen zu formende Teil (18) des Behälters sich beim Tiefziehen fest an die innere Oberfläche des Papierbehälters anschmiegt und sich dabei mit diesem verbindet.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Tiefziehen eine Folie mit einer Dicke im Bereich von 0,2 0,6 mm verwendet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Form ein Papierbehälter eingelegt wird, dessen Mantelhöhe kleiner ist als die Mantelhöhe des Kunststoffteiles des Behälters, so dass der Behälterrand aus Vollkunststoff besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Tiefziehform in axialer Richtung zu dem den Behälterboden formenden Teil hin zunehmend stärker beheizt ist, so dass beim Tiefziehen die Kunststoffschicht des Behältermantels zum Behälterboden hin zunehmend dünner ausgeformt wird.
5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Form ein Papierbehälter eingelegt wird, der mindestens im ümfangsbereich seines Bodenteiles mit einem Heissklebeleim überzogen ist, so dass sich beim Tiefziehen zwischen diesem Bereich des Papierbehälters und dem Kunststoffteil des Behälters eine Hexssklebeverbindung ergibt.

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6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Form ein Papierbehälter eingelegt wird, dessen Mantelteil an seiner unteren Kante nach innen gebördelt ist und mindestens im Bereich seiner unteren Kante mit einer wasserabstossenden Imprägnierung oder einer wasserdichten Beschichtung versehen ist.
7. Tiefgezogener konischer Behälter aus Kunststoff mit einem flanschartig abstehenden Oeffnungsrand, hergestellt nach dem Verfahren gemäss Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Boden

(6) und einen Mantel (4), die auf ihrer Aussenseite eine Schicht aus Papier (16) aufweisen.
8. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (4) überziehende Papierschicht (22) mit der den Boden (6) überziehenden Papierschicht (20) durch einen von dieser Bodenschicht (20) in Richtang zum Behälterinnenraum nach oben gebogenen Rand (26) verbunden ist, so dass sich die Bodenschicht (20) unmittelbar an die ünterkante (24) der Mantelschicht (22) anschliesst.
9. Behälter nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch.eine im oberen Bereich des Behälters vorgesehene umlaufende Stapelschulter (10).
10. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Gewichtsanteil des Papiermaterials das Zwei- bis Fünffache des Kunststoffmaterials beträgt.
11. Behälter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Papierschicht (20) des Behälterbodens (6) dicker ist als diejenige (22) des Behältermantels (4).
12. Behälter nach Anspruch 7 oder 11, dadurch gekennzeichnet, " dass die Dicke der Kunststoffschicht des Behältermantels (4)

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vom Boden (6) zum Behälterrand (8) zunimmt.
13. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die den Mantel (42) überziehende Papierschicht (222) nach unten über die papierene Bodenschicht (202) übersteht, wobei der überstehende Teil (232) nach innen gebördelt ist.
14. Behälter nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass der äusserste Teil der Papierschicht (222) des Mantelteiles zumindest im Bereich des Behälterbodens wasserabstossend imprägniert ist oder eine wasserdichte Beschichtung aufweist.
15. Behälter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen dem aus Papier bestehenden Teil und dem aus Kunststoff bestehenden Teil des Behälters zumindest im Bereich des Bodenumfanges eine Heissklebeverbindung vorhanden ist.