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Behälter aus faltbaren Stoffen und Verfahren zu deren Herstellung.
Die Erfindung bezieht sich auf Behälter oder Packungen aus faltbaren Stoffen, wie Papier,
Folien od. dgl., und auf ein Verfahren zur Herstellung derselben.
Die Erfindung bezweckt die Herstellung eines Behälters, in dem Erzeugnisse, u. zw. besonders hygroskopisch Erzeugnisse, wie z. B. Tabak, infolge des besonderen Verschlusses während einer sehr langen Zeit aufbewahrt werden können, ohne dass durch Temperaturen, Druck und Feuchtigkeitzustände, denen die Packung unterworfen wird, eine merkbare Änderung des eingelagerten Erzeugnisses eintritt. Gemäss der Erfindung kann der Behälter samt Verschluss aus einem einzigen Blatt hergestellt werden, das aus einer Lage oder mehreren Lagen eines biegsamen Stoffes, wie Papier, Folie od. dgl., besteht. Der Behälter kann billig und schnell hergestellt und in grossen Mengen bei niedrigen Kosten durch schnellaufende Maschinen in solcher Weise verschlossen werden, dass im wesentlichen keine Luft oder Feuchtigkeit in den Behälter eindringen noch aus dem Behälter heraustreten kann.
Der Behälter besteht aus einem undurchlässigen Blatt aus Papier und Folienschichten, wobei aneinanderstossende Flächen des gefalteten Blattes so miteinander verbunden sind, dass sie eine undurchlässige Verbindungsstelle ergeben.
Das Falten des Blattes oder des Bogens und das gleichzeitige Verbinden der zusammenstossenden Flächen unter Anwendung von Wärme und Druck zur Bildung einer Umhüllung oder einer Packung, die undurchlässig für Luft und Feuchtigkeit ist, erfolgt dadurch, dass die unstarren Behälter luftdicht geschlossen werden, ohne dass ein Druck auf die Behälter ausgeübt wird, durch den der Behälter oder der Inhalt des Behälters nachteilig beeinflusst werden könnte.
Es sind Verfahren bekannt, welche durch Anwendung des sogenannten Ziehharmonikaver- schlusses"wohl die Herstellung von flüssigkeitsdichten Umhüllungen gestatten, doch bieten dieselben keinen luftdichten Abschluss.
Auch finden bei den bekannten Verpackungen Materialien Verwendung, die an den Biegungsstellen feine Risse erhalten, was bei dem vorliegenden Verfahren ausgeschlossen ist, da die übereinanderliegenden Papier-und Metallfolien durch einen elastischen Klebstoff verbunden sind, wodurch das Entstehen von Haarrissen beim Strecken und Biegen ausgeschlossen ist.
In den Zeichnungen ist Fig. 1 ein zur Herstellung eines Behälters gemäss einer Ausführungsform der Erfindung verwendetes, aus Schichten bestehendes Blatt, bei welchem die eine Ecke der Deckschicht aufgebogen ist, Fig. 2 die schaubildliche Darstellung einer aus dem Blatt durch Falten und Verbinden gebildeten Rumpfform, Fig. 3 im vergrösserten Massstab ein Teilschnitt durch die Rumpfform nach der Linie. 3-'3 der Fig. 2 mit der Abänderung, dass die Verbindungsstelle neben der Kante der Rumpfform liegt, Fig. 4 die Ansicht des Behälters mit gefaltetem und geschlossenem Boden, Fig. 5 eine Endverbindung, teilweise im Schnitt, Fig. 6 die Ansicht eines Behälterteiles, dessen eines Ende gemäss der vorliegenden Erfindung geschlossen ist, Fig.
7 eine Ansicht, aus welcher das Einfalten der während der Herstellung des Endverschlusses gebildeten Klappen ersichtlich ist, Fig. 8 die schaubildliche Ansicht des fertigen Behälters, Fig. 9 teilweise im Schnitt die Ansicht einer Vorrichtung zum Falten und Verschliessen der zur Herstellung einer rohrförmigen Rumpfform gemäss Fig, 2 dienenden Plattform, Fig. 10 die Ansieht einer Vorrichtung zum Halten der Rumpfform und zum Falten und Verschliessen eines Endes derselben, Fig. 11 eine Ansicht der Vorrichtung nach Fig. 10 in Schliess- stellung ; Fig. 12 und 13 zeigen Vorrichtungen zum Falten der Endteile des Behälters nach dem Ver-
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schliessen ;
Fig. 14 zeigt eine Vorrichtung zur Aufnahme des Behälters mit Inhalt während des Ver- schliessens und Faltens des noch unverschlossenen Endes des Behälters und Fig. 15 ist in vergrössertem Massstabe ein Schnitt nach der Linie 15-15 der Fig. 7.
Zur Herstellung eines Behälters gemäss der vorliegenden Erfindung wird ein rechteckiges Blatt oder ein Bogen (Fig. 1) verwendet, welche in der gewählten Form aus einer Lage oder aus mehreren
Lagen 15 aus Faserstoff, wie Papier, bestehen, wobei die Faserstoffsehicht mit einer Lage oder mit mehreren Lagen 16 eines unhygroskopischen, nichtporösen Materials überzogen sind, wie z. B. Zinn- oder Aluminiumfolie.
Die Papierschicht bildet eine Grundsehicht für die Folie und dient wegen ihrer grösseren Haltefähigkeit und Zugfestigkeit zur Verstärkung und zum Schutz der weniger zähen Folie.
Die Faltlinien, längs welchen das Blatt 15, 16 zur Herstellung eines vollständigen Behälters gefaltet wird, sind durch gestrichelte Linien A-F dargestellt. Gegebenenfalls kann das Blatt längs dieser
Linien gerillt oder vorgefalzt werden, um das Falten zu erleichtern.
Die Schichten 15 und 16 werden miteinander mittels eines geeigneten Klebstoffes verbunden, vorzugsweise jedoch durch einen elastischen und biegsamen Klebstoff, wie z. B. die unter der Ein- wirkung von Lösungsmitteln klebförmig werdenden Klebstoffe mit einem Grundstoff aus Guttapercha,
Gummi oder Latex enthaltenden Stoffen, oder die unter der Einwirkung von Wärme ihre klebenden
Eigenschaften entwickelnden Klebstoffe, die z. B.'als Grundstoffe chlorinierte Dyphenylharze ent- halten. Hiedurch wird erreicht, dass diese Schichten in fester Verbindung miteinander gehalten werden, wenn das Blatt zu einer Packung oder einem Behälter umgefaltet ist. Der Klebstoff kann auf eine
Seite oder auf beide miteinander in Berührung tretende Flächen der Schichten 15 und 16 aufgebracht werden.
Die Folie 16 bildet die innere Fläche des Behälters, da diese Folie undurchlässig und unhygro- skopiseh ist und es gemäss der erfindungsgemässen Verschlussbildung möglich ist, die Folien so zu ver- binden, dass zwischen denselben kein hygroskopisches Schichtmaterial15 zu liegen kommt, das dochtartig Feuchtigkeit von innen nach aussen oder auch umgekehrt leiten könnte.
Zur Verbindung der überlappenden Teile des Blattes 15, 16 nach dem Falten des Blattes in die Form eines Behälters und zur dichten Verbindung der Enden des Behälters ist die innen freiliegende Fläche der Folie 16 vorzugsweise längs der Ober-und Unterkanten und längs einer Endkante mit einer dünnen Schicht 17 bzw. 18 eines thermoplastischen Trockenklebstoffes versehen, der seine klebenden Eigenschaften durch die Einwirkung eines Lösungsmittels oder durch Wärme entwickelt, jedoch nur bei solchen Temperaturen, die beträchtlich über denjenigen Temperaturen liegen, denen der Behälter für gewöhnlich ausgesetzt ist. Das Klebemittel soll unhygroskopiseh und so zusammengesetzt sein, dass es leicht an der Folie klebt und ein gutes Bindemittel, u. zw. sowohl für eine Verbindungsstelle Folie-Papier als auch für eine Verbindungsstelle Folie-Folie bildet.
Ein als sehr geeignet befundenes Bindemittel ist der Du Pont Acetat-Lack Nr. X-660-208 oder Reynolds Metals Company-Acetate laquer Nr. TC-3. Diese Speziallacke sind helle Lacke, die bei etwa 160 C oder mehr klebend oder plastisch werden, im Trockenzustand neutral sind, in Alkohol oder Aceton gelöst und leicht auf die Folie in Form eines dünnen trockenen Films durch Aufwalzen aufgebracht werden können.
Mit Rücksicht auf die Dicke der verwendeten Stoffe in bezug auf die Abmessungen des Behälters ist der Sehiehtaufbau der Behälterwände nur in den Fig. 1, 3 und 15 wiedergegeben. Um die Darstellung nicht zu beeinträchtigen, ist in allen andern Figuren eine einfache Wandstärke gezeichnet.
Zur Umbildung des Blattes 15, 16 in einen undurchlässigen Behälter unter gleichzeitigem Einschluss einer Anzahl von Zigaretten oder eines andern darin unterzubringenden Erzeugnisses wird das Blatt zuerst in bekannter Weise um ein hohles Formrohr 19 (Fig. 9) von gewünschter Grösse und Gestalt herumgewickelt, wobei die unhygroskopische Schicht 16 auf das Rohr 19 zu liegen kommt. Das Rohr wird vorzugsweise aus Blech gebildet, dessen Stärke zur Verdeutlichung in der Zeichnung vergrössert wiedergegeben ist. Das Blech sitzt auf einem Stempel 21.
Bei der dargestellten Ausführung ist das Blatt 15, 16 nur einmal um das Rohr 19 herumgewickelt, wobei sieh die Enden des Blattes bei 20 überlappen, so dass der thermoplastische Streifen 18 die freiliegende Fläche der Papierschicht 15 an dem gegenüberliegenden Ende des Blattes berührt. Es können jedoch auch mehrere, dem Blatt 15, 16 ähnliche Blätter zur Herstellung der Rumpfform 22 (Fig. 2) verwendet werden, oder es kann ein einziger, jedoch längerer Bogen mehrmals um das Formrohr gewickelt werden, wenn ein stärkerer, aus Schichten bestehender Rumpf 22 gewünscht wird. Das Blatt 15, 16 wird vorzugsweise längs der Linien F gefaltet, so dass die Kanten der Rumpfform 22 längs dieser Linien liegen und die Überlappung 20 in der Nähe der Mitte der einen Seite des Formteiles auftritt.
Diese Überlappung kann sieh jedoch auch an jedem andern gewünschten Punkt des Umfanges der Rumpfform befinden, so z. B., wie in Fig. 3 dargestellt, nahe der Ecke. In an sich bekannter Weise wird ein Schliesseisen 23 länglicher Form, das durch eine geeignete Vorrichtung, wie z. B. ein elektrisches Heizelement oder einen mit einem Thermostaten verbundenen Heizstab 24 erhitzt und auf gewünschter Temperatur gehalten und dann in Berührung mit der Verbindungsstelle 20 gebracht und gegen die Berührungsstelle gepresst.
Die Wärme aus dem Eisen 23 und der auf die Verbindung ausgeübte Druck erweichen den Laekfilm 18 zwischen den sieh überlappenden Enden des Blattes 15, 16 und pressen den Lack in die Zwischenräume der in Berührung stehenden ein, so dass diese Flächen fest miteinander
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verbunden werden. Der von dem Eisen 23 zur Einwirkung gelangende Druck wird vorzugsweise so gross gehalten, dass der Papierbestandteil des Blattes zusammengepresst wird, wie dies in Fig. 3 durch eine dichtere Strichelung angedeutet ist, so dass eine keilförmig zulaufende Verbindungsstelle entsteht und das Ende der Folienschicht 16 innerhalb der Rumpfform 22 eine Brücke 26 bildet, so dass der Rumpf eine ununterbrochene Innenfläche aus einer undurchlässigen unhygroskopischen Folie aufweist.
Das Zusammenpressen der Papierlage 15 an der Verbindungsstelle 25 vermindert ebenfalls wesentlich die Saugwirkung einer solchen Verbindung und verhindert infolgedessen den Durchtritt von Feuchtigkeit in den Behälter hinein und aus dem Behälter heraus durch diesen Verbindungsteil.
Die Rumpfform 22 wird dann zu einer andern Bearbeitungsstelle gebracht und wird auf dem Rohr 19 nach vorwärts geführt, so dass ein Randteil über das äussere Ende dieses Rohres hervorsteht, der aus der Fläche zwischen der Linie. A und der Kante B (Fig. 4) und aus einem um den ganzen Umfang herumlaufenden Bandstreifen zwischen den Linien A und C besteht. Der Bandstreifen A-C hat eine Breite, die gleich der halben Breite der Packungswand 22a ist. Bei dieser Lage der Rumpfform 22 werden zwei Werkzeuge 27, 27 (Fig. 10) in Berührung mit den Seiten 22a gebracht, wobei die Ebene der Aussenflächen der beiden Werkzeuge mit der Biegungslinie C und der Aussenkante des Formrohres 19 zusammenfällt.
Zwei mit elektrischen Heizelementen oder Heizstäben 29 ausgerüstete Heiz-und Druckstempel 28, 28 bewegen sich rechtwinkelig zur Bewegungsrichtung der Werkzeuge 27, wie dies durch Pfeile in Fig. 10 dargestellt ist, und beaufschlagen die überstehenden Teile C-B der Seiten 22b der Rumpfform 22.
Durch eine Weiterbewegung der Stempel 28 aus der in Fig. 10 dargestellten Stellung werden die Bandstreifenteile .-C der Seitenwände 226 einwärts quer über die Öffnung des Formrohres 19 gefaltet und bilden dadurch eine zweiseitige Endwand bd, 30 (Fig. 6). Während dieses Faltens biegen sich die Wandteile 22a nach auswärts längs der Faltlinie C. Die Randteile 1-B dieser Wandteile biegen sich längs der Linien D, während sich die Bandstreifenteile A-C der Wandteile 22a längs der Linien E falten. Wenn die Stempel 28 also die in Fig. 11 dargestellte Stellung erreichen, sind die Band-
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Winkel nach auswärts von den Seiten abstehen.
Die einander gegenüberliegenden Hälften der Randteile AB dessen Innenfläche mit einem thermoplastischen Lack überzogen ist, werden zusammengepresst, so dass eine geschichtete Klappe. 32 gebildet wird, die sich quer über die Mitte des Rumpfendes hinweg erstreckt'und den Raum zwischen den äussersten Spitzen der nach auswärts ragenden dreieckigen Klappen einnimmt.
Der auf die Klappe 32 ausgeübte Druck und die der Klappe durch die Stempel 28 zugeleitete Wärme erweichen das thermoplastische Bindemitteln, welches zwischen den übereinanderliegenden Folienfläche der Klappe liegt, so dass die Flächen auf einer grossen Länge des Rumpf teiles 22 verbunden werden und auf diese Weise das eine Ende der Rumpfform undurchlässig verschliessen. Da während der Herstellung des Verschlusses durch Vereinigen der Folienflächen der Klappe kein Druck von den Stempeln 28 auf die Mitte der Seitenwände oder auf den Inhalt des Behälters ausgeübt wird, durch welchen der Inhalt zerstört oder zusammengepresst werden könnte, kann ein hoher Druck angewendet werden, um die Herstellung einer undurchlässigen Verbindungsstelle zu erzielen, ohne dass die Packung oder deren Inhalt beschädigt wird.
Wenn ein hoher Druck verwendet wird, ist weniger Wärme erforder-' lieh, um einen guten Verschluss der gekennzeichneten Art herzustellen, so dass die Geschwindigkeit, mit welcher die Packung hergestellt werden kann, sich entsprechend erhöhen lässt. Der so gebildete Verschluss, bei welchem Folie auf Folie liegt und bei welchem zwischen den Folien sich ein thermoplastisches, unhygroskopisches Bindemittel 17 befindet, ergibt eine Endverbindung, die den Durchtritt von Feuchtigkeit in den Behälter oder aus dem Behälter verhindert.
Es wurde festgestellt, dass das gleiche Ergebnis mit einem gewöhnlichen Verschluss, bei welchem Papier auf Papier liegt, nicht erreicht werden kann, da Papier hygroskopisch und porös ist und einen Weg für den Durchtritt von Feuchtigkeit und Luft zwischen dem Inhalt der Packung und der Aussenluft bildet, weil das Papier wie ein Docht wirkt, der die Feuchtigkeit leitet.
Um den undurchlässigen Verschluss zwischen den sich berührenden Flächen der Klappe 32 zu verbessern und jede Möglichkeit auszuschliessen, dass dieser Verschluss durch eine Relativverschiebung oder-bewegung der Flächen beim Formen der Klappe unwirksam gemacht wird, wird die Klappe längs einer Linie oder längs mehrerer seitlichen Linien 33 gerillt oder gerippt (Fig. 5). Dieses Einprägen der Rillen kann gleichzeitig bei der Herstellung der Klappe erfolgen, indem die Arbeitsfläche des einen Stempels 28 mit geeigneten Rippen, die Arbeitsfläche des andern Stempels 28 dagegen mit entsprechenden Nuten versehen wird, die so liegen, dass sie mit den Rippen zusammenarbeiten.
Zur Fertigstellung des Endverschlusses der Packung oder des Behälters werden die Klappen 31 und 32 besonders gefaltet, um die Enden der Packung zu verstärken und der Packung ein einwandfreies und angenehmes Aussehen zu geben. Zu diesem Zweck wird die Rumpfform 22 auf dem Formrohr 19 nach einer andern Bearbeitsstelle hinbewegt und die an den Enden der Klappe 32 liegenden Streifen 34, 34 werden mit einem Klebstoff überzogen, der entweder durch Wärme oder durch ein Lösungsmittel oder Wärme und ein Lösungsmittel klebend gemacht werden kann. Die Streifen 34 können auf das Blatt während des Aufdrucken der Etiketten od. dgl. oder können bei der Umbildung des Blattes in eine
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Packung aufgebracht werden.
Ein Falteisen. 3-3 (Fig. 12), dessen Breite im wesentlichen gleich der
Breite der Wand 22b ist, wird über das Ende der Packung parallel zur Endwand. 30 bewegt, um hiedurch die Klappe 32 längs der Faltlinie. 1 zu falten, so dass der mittlere Teil der Klappe auf der Endwand. 30 liegt (Fig. 15). Danach werden die Klappen 31 und die überstehenden Enden der Klappen 32 um 900 in die Ebenen der Seiten 22 < ? durch zwei Falteisen-36,. 36 (Fig. 12) gefaltet, die sich in Ebenen bewegen, die parallel zu den Seiten 22a liegen (Fig. 7). Nach dem Abheben der Falteisen. 35 und 36 werden die Klappen 31 um weitere 90'nach einwärts durch zwei Faltplatten 37 (Fig. 13) gefaltet, die sich parallel zur Ebene der Endwand 30 bewegen.
Die mit Klebstoff überzogenen Streifen 34 sind so an der Klappe 32 anzubringen, dass die Klappen'l und 32 in gefalteter Stellung gehalten werden. Die mittlere der
Klappen 32 kann, falls gewünscht, ebenfalls durch Ankleben an der Endwand 30 befestigt werden, doch ist dies nicht wesentlich.
Nachdem auf diese Weise ein Ende der Packung hergestellt und geschlossen worden ist, wird die Packung durch das andere offene Ende mit Zigaretten 38 oder mit irgendeinem andern Erzeugnis gefüllt. Vorzugsweise werden die Zigaretten oder die andern Erzeugnisse in das Formrohr 19 eingebracht, das starr ist. Der teilweise, d. h. an einem Ende geschlossene Behälter wird dann in bekannter Weise von dem Formrohr durch einen Druck abgestreift, der unter Zwischenschaltung der Ware von innen her gegen das geschlossene Ende der Packung ausgeübt wird. Die gefüllte Packung wird dann in einen die Packung von aussen umfassenden Halter 39 (Fig. 14) gelagert, der zum besseren Halten aus zwei
Teilen besteht. Die Endteile alb und der Bandstreifen A-C des offenen Endes der Packung stehen über die äussere Kante des Halters heraus.
Der Randteil und der Bandstreifenteil werden dann in der gleichen Weise gefaltet und durch die gleichen Vorrichtungen geschlossen, die zum Verschliessen des andern Endes verwendet worden sind. Es ist natürlich auch möglich, dass die Packung nach dem Abziehen von dem Formrohr 19 und entweder vor oder nach dem Einklemmen der Packung zwischen die Klemmbacken 39 gefüllt werden kann. Gegebenenfalls wird ein mit Klebstoff versehener Streifen oder eine Marke 40 (Fig. 8) quer über das Ende der fertigen Packung g herübergeklebt.
Die Folienschicht kann auch durch einen andern undurchlässigen Überzug ersetzt werden. Der innere und nicht hygroskopische Überzug des beschriebenen Behälters kann z. B. aus einem dünnen
Schichtbogen eines vinylartigen Stoffes oder aus einer dünnen, trockenen Schicht eines geeigneten Lackes bestehen. Beim augenblicklichen Stand der Technik genügen jedoch die Lacke nicht den vom Handel gestellten Anforderungen und können deshalb nicht als vollwertiger Ersatz einer Folie angesehen werden.
Das neue Verfahren zum Umformen eines Blattes oder eines Bogens zu einem Behälter und das Verschliessen des Behälters gestattet die Anwendung eines hohen Druckes, um die erfindungsgemässe Verbindung von Metall auf Metall herzustellen, ohne dass eine Zerstörung des Behälters oder des Inhaltes desselben zu befürchten wäre.
Wenn auch nur eine Ausführungsform dargestellt ist, so ist die Erfindung nicht auf diese Ausführungsform begrenzt. Es kann z. B. eine Lage aus Folie oder aus einem andern undurchlässigen Material auf beiden Seiten der Faserschicht 15 aufgebracht werden, um dadurch einen Verschluss 20 zu schaffen, bei dem Folie auf Folie liegt. Das gleiche Ergebnis kann erzielt werden, indem der Ver- schluss 20 ähnlich dem Verschluss. 32 (Fig. 15) ausgebildet wird und der Verschluss auf die Wand 22b gefaltet wird. Dadurch wird das Vorhandensein einer Kante aus Papier innerhalb des Rumpfes 22 verhindert.
Gewünschtenfalls kann die ganze innere Fläche der Folie 15 mit Lack überzogen werden. Das Verfahren zum Falten des Blattes kann auch zur Herstellung eines Behälters dienen, der nicht undurch- lässig ist, oder das Blatt kann gemäss dem vorliegenden Verfahren gefaltet werden, um eine Umhüllung für eine andere Packung zu bilden. Der Ausdruck "Behälter" oder "Packung" in der Beschreibung oder in den Patentansprüchen umfasst also eine Umschlaghülle, die zum Einwickeln von Erzeugnissen dient, die durch Mittel eingeschlossen sind, die von dieser Umschlaghülle abweichen.
Um das Öffnen der Verpackung zu erleichtern, ohne das Material der Packung zu zerstören oder zu beschädigen, können die gegenüberliegenden Hälften der Klappe 32 unmittelbar neben der Kante B unverschlossen gelassen werden oder es können geeignete unverschlossen Klappen vorgesehen werden, durch die dem Benutzer ein Griff geboten wird, an welchem die verklebten oder verschlossenen Teile der Klappe auseinandergezogen werden können. Die Klappen 31 und die Enden der Klappe 32 können auch aus der in der Fig. 12 dargestellten Stellung auf die Seitenwände 22a gefaltet werden.
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