Mehrschichtiger Faltbeutel sowie Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung desselben
Die Erfindung bezieht sich auf einen mehrschichtigen Faltbeutel in Form eines flachliegenden Schlauchgebildes mit einem inneren, schlauchartigen Futter aus Kunststoffolie.
So gefaltete Beutel, Säcke oder Tüten sollen nachfolgend kurz als Faltbeutel bezeichnet werden.
Faltbeutel haben gegenüber flachen oder röhrenförmigen Beuteln den Vorteil, dass sie, wenn sie mit einem körnigen Gut gefüllt sind, ein im wesentlichen rechteckiges Paket bilden. Dadurch kann der Faltbeutel gleichförmiger und flacher gestapelt werden, was insbesondere von Vorteil ist, wenn Stapel solcher Säcke auf Handkarren oder mit Hilfe mechanischer Fördermittel auf Paletten bewegt werden. Diese Faltbeutel neigen viel weniger dazu, voneinander abzurutschen, als röhrenförmige Beutel, Faltbeutel bieten einen weiteren Vorteil dadurch, dass sie gut sichtbare Seitenteile aufweisen, mit deren Hilfe gefüllte und gestapelte bedruckte Beutel identifiziert werden können. Flache oder röhrenförmige Beutel weisen keine solchen für das Bedrucken geeigneten Seitenstreifen auf.
Der erfindungsgemässe mehrschichtige Faltbeutel besitzt die Form eines flachliegenden Schlauchgebildes mit einem innern, schlauchartigen Kunststoffutter und ist dadurch gekennzeichnet, dass die Aussenschichten und das innere Kunststoffutter beidseits Längsfalten aufweisen, längs denen die Seitenteile der Schichten und des Futters einwärts gefaltet sind und dabei V-förmige Einstülpungen bilden, so dass das Kunststoffutter um die Aussenschichten gefaltet ist und scharfe Faltlinien vermieden werden können.
Bisher wurden Papier-Faltbeutel mit einer lose einliegenden inneren Plastikfütterung nach verschiedenen Verfahren hergestellt. Ein bekanntes Verfahren der Herstellung mehrschichtiger Faltbeutel mit einem schlauchförmigen inneren Plastikfutter verwendet eine glatte Folie von plastischem Kunststoff, wie z.B. Polyäthylen, welche als innere Schicht auf einer herkömmlichen Maschine zur Herstellung mehrschichtiger Schläuche eingezogen wird (siehe z.B. U.S. Patent Nr. 2256 506). Die eingefalteten Seitenkanten des plastischen Kunststoffes müssen dabei entweder durch Bindemittel oder mittels Hitze verbunden werden, so dass eine sich über die Länge der inneren Schicht des Beutels erstreckende Verbindung entsteht.
Ziemlich häufig ist dabei die Verbindung unvollständig, so dass Säcke hergestellt werden, welche keinen hermetischen Verschluss entlang der Naht besitzen. Überdies ist es schwierig, mit einer solchen Maschine hohe Geschwindigkeiten zu erzielen, wenn die innere Plastikschicht mittels Hitze verschweisst werden soll. Bei der Herstellung von mit plastischem Kunststoff ausgeschlagenen Säcken nach diesem Verfahren befindet sich die Polyäthylen-Folie mehr oder weniger gänzlich in Berührung mit der Unterseite des Formkerns, wenn die Papierschichten u. die Polyäthylen-Folie um diesen herum gefaltet werden, um ineinandergefügte Röhren zu bilden.
Bemühungen, die Maschine mit solchen Geschwindigkeiten zu betreiben, wie sie allgemein bei der Herstellung von mehrschichtigen Säcken mit innerer Papierschicht angewendet wurden, ergeben häufig ein Zerreissen oder Zerlöchern der inneren Polyäthylenschicht durch Berührung mit dem Formkern. Die Reibung zwischen der Oberfläche des Kerns und der Polyäthylen-Folie bewirkt eine starke Erwärmung, wodurch die Polyäthylen-Folie mit der Oberfläche des Kerns verschweissen kann und damit Risse in der inneren Polyäthylenschicht entstehen können. Versuche, diese Schwierigkeit durch Verwendung stärkerer Poly äthylen-Folien zu umgehen, blieben im wesentlichen erfolglos.
Selbst wenn die Maschine mit genügend geringer Geschwindigkeit betrieben wird, um eine zu starke Erwärmung zu vermeiden, bewirken die Kanten des Formkerns vielfach ein Versengen entlang den Falten des Sackes, wo die Seitenteile zur Bildung der Faltung eingestülpt werden. Die innere Polyäthylenschicht wird dabei entlang dieser Falten entweder beschädigt oder doch ernstlich geschwächt, und die hergestellten Säcke bieten nicht die angestrebte Dichtigkeit gegen Feuchtigkeit oder Fette. Mehrschichtige Säcke mit einer aus einer flachen Folie hergestellten inneren Polyäthylenschicht haben einen weiteren Nachteil, indem sie häufig kleine Faserteilchen aus den Papierschichten innerhalb der inneren Plastikschicht enthalten. Diese entstehen durch Anhaften der Fasern während des Durchlaufs der flachen Schichten durch die Strangmaschine.
Eine solche Verunreinigung wurde zum Problem, wenn die mit plastischem Kunststoff ausgeschlagenen Säcke für Güter wie z.B.
Polyäthylen, Polyvinylchlorid oder andere plastische Grundstoffe verwendet wurden. Die Fasern verunreinigen das Plastikmaterial und bewirken das Enstehen von Folien oder anderen aus diesem Plastikmaterial hergestellten Artikeln, die die erforderliche Güte nicht aufweisen.
Ein zweites bekanntes Verfahren für die Herstellung von mehrschichtigen Faltbeuteln mit röhrenförmiger innerer Plastikschicht besteht darin, einen flachen, nicht eingefalteten Schlauch aus plastischem Kunststoff als innere Schicht auf einer normalen Rohrformmaschine zu verarbeiten. Dabei wird der flache Schlauch unterhalb des und in Kontakt mit dem Formkern geführt, um den herum die mehrschichtige Papierröhre gefaltet wird. Bei diesem Herstellungsverfahren sind die gefalteten Kanten des Plastikschlauches dem hohen Druck unterworfen, der auf die Papierschichten ausgeübt wird, wodurch der Schlauch entlang den Falten häufig platzt oder geschwächt wird.
Wenn darauf der Strang auf Sacklänge geschnitten wird und das untere Ende der Sackes vernäht wird, liegt die innere Plastikfolie entweder auf der vorderen oder der hinteren Seite der nach innen gerichteten Längsfalte.
Beim Füllen des Sackes mit einem körnigen Gut muss sich dann die innere Schicht verwerfen, um sich der Form des Bodens entlang der Längsfalte anzupassen. Die Plastikschicht wird also nicht überall durch die äusseren Papierschichten abgestützt, wodurch ein hochbeanspruchter Bereich entsteht und die innere Plastikschicht beim Transport des Sackes oder dem Umgang mit diesem geschwächt ist.
Ein drittes bekanntes Verfahren für die Herstellung mehrschichtiger Faltbeutel mit schlauchförmigen inneren Plastiklagen besteht darin, vorgeformte Plastikeinzüge mit verschlossenem Boden in einen vorgeformten mehr schichtigen Papier-Faltsack einzuführen. Dieses Verfahren wurde bisher meist in Handarbeit durchgeführt, woraus sich eine geringe Herstellungsgeschwindigkeit bei hohen Kosten ergab. Es wurden auch mechanische Vorrichtungen zur Einführung der Einzüge entwickelt, um die Einführung vorgefertigter Einzüge zu beschleunigen (siehe U.S. Patent Nr. 2 896 516). Bei dieser Ausführung der Säcke entstehen Schwierigkeiten dadurch, dass entweder das eine oder beide Enden der inneren Plastik schicht nicht an den Papierschichten an den Enden des
Sackes befestigt ist, bzw. sind.
Dadurch kann sich der Einzug innerhalb der Papierschichten bewegten, wodurch ungleichförmige Verpackungen entstehen. Überdies wird beim Entleeren des Sackes der Einzug häufig mit ausge schüttet und verunreinigt damit das Schüttgut. Aus den bisherigen Ausführungen geht hervor, dass in der Ver packungsindustrie ein Bedarf an einem mit nahtloser innerer Plastikschicht versehenen Faltbeutel strang be steht, der mit geringfügigen Änderungen auf herkömmli chen Vorrichtungen mit hohem Ausstoss hergestellt wer den kann.
Stücke eines solchen Stranges können an einem oder an beiden Enden vernäht, verleimt, durch Verwen dung von Hitze oder durch andere Mittel verschlossen werden, um einen Faltbeutel mit einer inneren Plastik schicht herzustellen, die widerstandsfähig gegen Verlet zungen an den Kanten der nach innen gerichteten Längsfalten ist. Weiterhin besteht Bedarf an einem mehrschichtigen Faltbeutel mit einer nahtlosen eingefalteten inneren Plastikschicht mit einem Endverschluss, der eine völlige Anpassung der inneren Plastikschicht an die Form der äusseren Papierschichten ermöglicht.
Es ist daher ein weiterer Zweck der Erfindung, ein Verfahren zur Erzeugung eines mehrschichtigen Faltbeutels mit einer inneren eingefalteten Kunststoffschicht zu schaffen, das wirtschaftlich ist.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens zwei zur Bildung der Beutelaussenschichten bestimmte Bahnen aus blattförmigem Material nebst einem Schlauch aus Kunststoffolie zusammen vorgeschoben werden, ein Teil des Kunststoffschlauches aufgeblasen wird, dieser aufgeblasene Teil flachgedrückt wird, die Materialbahnen einwärts gefaltet werden zwecks Bildung eines flachen Schlauches um das Kunststoffutter, in die Seiten der flachgelegten Materialbahnen Einstülpungen, gleichzeitig mit denjenigen im Kunststoffschlauch, gebildet werden, und die so erhaltene aus Aussenschichten und Futter bestehende Materialbahn flachgelegt wird, und ein Halbfabrikat zur Bildung von Beuteln zu erhalten.
Bei den so erzeugten Faltbeuteln mit nahtlos eingefalteter innerer Kunststoffschicht können im Inneren der inneren Schicht keinerlei Verunreinigungen auftreten.
Die erfindungsgemässe Vorrichtung zur Duchführung des Verfahrens ist gekennzeichnet durch Mittel zum Befördern der Bahnen für die Aussenschichten von einer Vorratsrolle durch die Vorrichtung, weitere Mittel zum Transportieren des flachliegenden Kunststoffschlauches von einer Vorratsrolle durch die Vorrichtung, Mittel zum Einschliessen von Luft, und einen Teil des Schlauches aufgeblasen zu halten, und Mittel zum Formen der Materialbahnen für die Aussenschichten und des Futters zu dem schlauchförmigen Halbfabrikat, wobei ein Teil der genannten Mittel ausgebildet ist zur inneren Aufnahme des aufgeblasenen Kunststoffschlauches, um Einstülpungen in den genannten Schlauch zu falten, und ein weiterer Teil ausgebildet ist zur Aufnahme der Materialbahnen für die Aussenschichten auf der Aussenseite der zu inneren Aufnahme des Kunststoffschlauches dienenden Mittel.
Eigenschaften und Vorteile von Ausführungsbeispielen der Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigegebenen Zeichnungen ersichtlich, wobei in den Zeichnungen gleiche Bezugszeichen die gleichen oder die entsprechenden Teile auf den verschiedenen Ansichten bezeichnen.
In den Zeichnungen ist
Fig. 1 eine seitliche Ansicht eines Teils einer Vorrichtung zur Herstellung von Säcken;
Fig. 2 ist eine Draufsicht auf die Vorrichtung nach Fig. 1;
Fig. 3 ist die perspektivische Ansicht eines Formkerns für die Formung von Säcken;
Fig. 4 ist die Draufsicht auf den Formkern nach Fig. 3;
Fig. 5 ist eine Seitenansicht nach Fig. 4;
Fig. 6 ist die Stirnansicht des Formkerns von rechts nach Fig. 4;
Fig. 7 ist die Stimansicht des Formkerns von links nach Fig. 4;
Fig. 8 ist die perspektivische Ansicht eines mehr schichtigen Faltsackes;
Fig. 9 ist die Draufsicht auf den in Fig. 8 dargestell ten Sack;
Fig. 10 ist eine vergrösserte Schnittansicht einer Ecke des in Fig. 8 dargestellten Sackes;
Fig. 11 ist die perspektivische Ansicht eines Teils des Faltensackes, bei der Teile der äusseren Papierschichten entfernt sind;
Fig. 12 ist die perspektivische Ansicht entsprechend Fig. 11 eines nach bisherigen Verfahren hergestellten Sackes;
Fig. 13 ist eine Schnittansicht eines Faltensackes entlang dem Verschluss der inneren Plastikschicht;
Fig. 14 ist die Schnittansicht eines Faltsackes der bisherigen Art entlang des Verschlusses der inneren Plastikschicht;
Fig. 15 ist die Schnittansicht eines mehrschichtigen eingefalteten Sackstranges;
Fig. 16 ist eine vergrösserte teilweise Schnittansicht der Faltung am inneren Ende der Einstülpung des Stranges nach Fig. 15;
Fig. 17 ist eine vergrösserte Schnittansicht der Falte der inneren Plastikschicht, die nicht gemäss der vorliegenden Erfindung hergestellt ist und
Fig. 18 ist eine vergrösserte Teil-Schnittansicht der inneren Plastikschicht nach Fig. 17 nach dem Auseinanderziehen der Falte.
Bezugnehmend auf Fig. 8, 9, 10, 11 und 13, umfasst der mehrschichtige Faltsack, allgemein mit 20 bezeichnet, eine äussere Schicht 21 aus Packpapier oder anderem geeigneten Material. Konzentrisch in der äusseren Schicht liegen die zweite Papierschicht 22, die dritte Papierschicht 23 und die nahtlose schlauchförmige innere Schicht 24 aus plastischem Kunststoff. Ein mehrschichtiger Sack kann jede beliebige Anzahl von Zwischenschichten zwischen der äusseren Schicht und der inneren schlauchförmigen Schicht enthalten. Das bevorzugte Material für die Herstellung der äusseren Schichten des mehrschichtigen Faltsackes ist Packpapier.
Der Faltbeutel ist jedoch nicht auf die Verwendung solchen Papieres beschränkt, sondern es können auch andere zur Herstellung mehrschichtiger Faltsäcke geeigneten folienartige Arten von Material zur Verwendung kommen, wie z.B. dickere Polyäthylenfolien.
Bezugnehmend auf Fig. 8, besitzt der mehrschichtige Faltsack eine flache Vorderseite 25 und eine flache Rückseite 26, die durch eingefaltete Seitenstege 27 verbunden sind. Die eingefalteten Seitenstege 27 des Sackes werden gebildet, indem die beiden Seitenstege des Sackes entlang in Längsrichtung verlaufender, im Abstand zueinander angeordneter Linien 28, 29 und 30 zu Vförmigen Einstülpungen gefaltet werden. Falls erwünscht, kann eine Vielzahl V-förmiger Einfaltungen an jeder Seite des Sackes hergestellt werden. Der Sack 20 ist an seinem unteren Ende mittels eines gefalteten Papierstreifens 31 verschlossen, welcher durch eine Naht 32 mit dem Sack verbunden ist. Diese Naht kann den einzigen Verschluss des oder der Enden des Sackes bilden, für bestimmte Verwendungszwecke kann der Sack jedoch auch unter Verschweissen der Wandungen der inneren Schicht hermetisch verschlossen werden.
Es können auch andere Verfahren für das Verschliessen des Sackes angewendet werden, z.B. allein durch Verwendung starker Klebstoff oder durch solche Klebstoffe in Verbindung mit dem Papierband 31 und der Naht 32.
Wie in Fig. 8 und 11 dargestellt, kann die innere Plastikschicht 24 zusätzlich zu dem Verschluss durch das Papierband 31 und die Naht 32 durch eine unmittelbar oberhalb der Naht 32 liegende Schweissnaht 33 hermetisch verschlossen werden. Falls erwünscht kann diese Schweissnaht 33 verbreitert und die Naht 32 in der Mitte derselben verlaufend angeordnet werden. Ausserdem kann eine (nicht dargestellte) zweite Schweissnaht unmittelbar unterhalb der Naht 32 vorgesehen werden, um damit die nahtlose schlauchförmige Plastikschicht 24 noch sicherer mit den Papierschichten des Faltsackes zu verhindern. Es ist selbstverständlich, dass das obere Ende des Sackes nach der Füllung mit irgendeinem Gut auf gleiche Weise verschlossen wird, wie hier für den Boden beschrieben.
Der mehrschichtige Faltsack ist jedoch nicht auf Säcke mit offenen Enden beschränkt, sondern umfasst auch durch den Hersteller beidseitig verschlossene mehrschichtige Säcke, wobei der Verschluss wiederum durch Vernähen, Verleimen, Verschweissen, jeweils einzeln oder in Verbindung miteinander, erfolgen kann. Der Faltsack kann mit Klappen in den Seiten für spätere Füllung hergestellt werden.
Wie insbesondere in Fig. 9 dargestellt ist, weist die Rückseite 26 des Sackes die überlappenden Kanten 34 der einzelnen Papierschichten auf. Die überlappenden Kanten 34 der einzelnen Schichten sind untereinander durch einen geeigneten starken Klebstoff verbunden.
(Nicht dargestellt.)
Fig. 10 zeigt die Anordnung der drei Papierschichten 21, 22 und 23, die in dem fertigen Sack schlüssig aufeinanderliegen. Die nahtlose Plastikschicht 24 kann den gleichen Umfang haben, wie die Papierschicht 23 und von dieser ringsum gestützt sein, kann jedoch auch Spiel in dieser Schicht 23 haben. Die schlauchförmige Plastikschicht 24 des in Fig. 9 und 10 dargestellten Sackes hat einen kleineren Umfang als die benachbarte Papierschicht 25. Wenn also diese Ausführung des mehrschichtigen Faltsackes gänzlich geöffnet wird und die schlauchförmige Plastikschicht 24 konzentrisch mit den äusseren Schichten ausgerichtet ist, entsteht ein freier Raum 35 zwischen der gesamten äusseren Fläche der schlauchförmigen Plastikschicht 24 und der Innenfläche der inneren Papierschicht 23.
Wenn diese Ausführung eines mehrschichtigen Faltsackes mit einem schweren körnigen Gut gefüllt wird, kann sich die schlauchförmige Plastikschicht 24 ausdehnen, bis ihre Aussenfläche im wesentlichen in gänzlichem Kontakt mit der Innenfläche der inneren Papierschicht 23 steht. Ob sich die innere Schicht so weit ausdehnt, dass sie mit der Papierschicht in Berührung kommt, hängt jedoch von der Dichte des Füllgutes und der Dicke des die innere Schicht bildenden Plastikmaterials ab. Diese Eigenschaft einer solchen Ausführungsform des mehrschichtigen Faltsackes nach der Erfindung wirkt sich in einer Verstärkung des Sackes aus, durch Nutzbarmachung der Elastizität des plastischen Kunststoffes, aus dem die nahtlose schlauchförmige innere Schicht 24 hergestellt ist.
Wenn jedoch eine zusätzliche Verstärkung nicht erforderlich ist, kann die Schicht 24 von geringerer Dicke sein und den gleichen Umfang haben wie die Schicht 23. Ein für die Herstellung der schlauchförmigen nahtlosen Schicht 24 besonders geeignetes Material ist Polyäthylen, da es eine gute Elastizität aufweist, hohe Festigkeit besitzt, billig ist und einfach hergestellt werden kann. Es können jedoch auch andere plastische Kunststoffe zur Herstellung der nahtlosen schlauchförmigen inneren Schicht des mehrschichtigen Faltsackes verwendet werden, wie z.B. Polypropylän, Polyvinylchlorid, zu Pliofilm , Azetatzellulose und andere geeignete plastische Kunststoffe.
Wie in Fig. 11 und 12 dargestellt, besitzt der mehrschichtige Faltsack 20 eine querverlaufende Schweissnaht 33 etwas oberhalb des unteren Endes der nahtlosen schlauchförmigen Plastikschicht 24. Auf jeder Seite der inneren Plastikschicht befinden sich in Höhe der Schweissnaht die beiden verschweissten Falten 77a und 77b. Wie aus Fig. 13 ersichtlich, erstrecken sich diese Falten 77a-77a der inneren Plastikschicht 24 in die der Vorderseite 25 des Sackes benachbarten Falten, und die Falten 77b-77b erstrecken sich in die der Rückseite 26 benachbarten Falten. Die Ausbildung der gefalteten Teile 77a und 77b an den Seiten der inneren Plastikschicht 24 in Höhe der Schweissnaht erlaubt es, dass diese etwas Y-förmigen Seitenteile sich den eingefalteten Seitenteilen 27 der äusseren Schichten in der Nähe des Bodens des Sackes genau anpassen.
Da die Schweissnaht 33 kontinuierlich über die zwei Teile 77a und 77b und über dem Bereich, wo diese Teile mit der Verbindungsnaht von Vorder- und Rückseite der inneren Schicht zusammentreffen, verläuft, ergeben sich keine Schwierigkeiten wegen Eindringens von Feuchtigkeit oder Auslaufens von Füllgut im Bereich der Schweissnaht.
Der hauptsächliche Vorteil des vorbeschriebenen Aufbaus der inneren Schicht 24 besteht darin, dass durch das Gewicht des Füllgutes keine unzulässige Belastung oder Schwächung der inneren Plastikschicht an den verschweissten Enden des Sackes auftrifft. Die Plastikschicht hat überall die gleiche Form wie die äusseren Papierschichten 21, 22 und 23 und wird daher überall von diesen gestützt.
In Fig. 12 und 14 ist ersichtlich, dass eingefaltete Papiersäcke entsprechend dem Stand der Technik die vorbezeichneten Vorteile nicht aufweisen. Der mehrschichtige Faltsack 78 verwendet eine innere Schicht 79 aus plastischem Kunststoff, mit einem quer über das untere Ende dieser Schicht verlaufenden ebenen Schweissverschluss 80. Die beiden Kanten 81-81 der Innenschicht 79 können nur in jeweils einer der beiden Falten der eingefalteten Seiten der äusseren Papierschichten in Höhe des Bodens aufgenommen werden. Wie aus Fig. 14 ersichtlich, sind diese Kanten 81-81 in den Falten an der Vorderseite 82 des Sackes untergebracht. Wenn der Sack entlang der Linie (Fig. 12) vernäht wird, kann sich die innere Plastikschicht 79 nicht in die der Rückseite 82 des Sackes benachbarten Falten einschmiegen.
Wenn der Sack mit einem körnigen Gut gefüllt wird, faltet sich die innere Schicht unter dem Gewicht des Füllgutes um die V-förmige Einstülpung 84 im Bereich der Naht in den Ecken am Boden des Sackes. Damit ist die Innenschicht 79 in diesen Ecken nicht durch die äusseren Papierschichten gestützt, wodurch die Plastikschicht in diesen Bereichen geschwächt werden oder reissen kann und Feuchtigkeit in den Sack dringen kann, oder der Inhalt des Sackes in Berührung mit dem Papier kommt und diese Schichten möglicherweise angreift.
Der mehrschichtige Faltsack kann in jeder beliebigen Grösse hergestellt werden, welche nur durch die Grösse der verfügbaren Personen für die Herstellung der Stränge begrenzt wird. Herkömmliche Vorrichtungen sind im allgemeinen einstellbar für die Herstellung von Säcken in Längen zwischen 50 u. 140 cm und Breiten (ohne Einfaltung zwischen 33 und 64 cm, mit Einfaltungen zwischen 5 und 15 cm. Der zur Herstellung der inneren Schicht verwendete Schlauch aus nahtlosem plastischem Kunststoff kann aus jedem beliebigen im Handel befindlichen Schlauch von geeigneter Dicke, die durch die Verwendung des Sackes bestimmt wird, bestehen. Herkömmliches Polyäthylen-Schiauchmaterial in Wandstärken zwischen 0,0125mm und 0,0625 mm hat sich als geeignet erwiesen.
Bei einer bestimmten Ausführung eines Sackes nach der Erfindung betrug die Länge 81 cm, die Breite 38 cm und die Einfaltung 7,5 cm. Der Umfang der Papierschichten betrug also 91 cm. Als innere Plastikschicht wurde nahtloses Polyäthylen-Schlauchmaterial in einer Stärke von 0,0375 mm und mit einem Umfang von 89,75 cm verwendet. Damit wies der Sack zwischen der innersten Papierschicht 23 und der inneren Plastikschicht 24 einen Abstand A (siehe Fig. 10) von 4 mm auf.
In den Fig. 1 und 2 ist ein Teil einer Vorrichtung zur Herstellung der Säcke dargestellt. Die Vorrichtung 36 dient dazu, eine Anzahl von Lagen aus Papier oder anderem zur Herstellung von Säcken geeigneten Material aufzunehmen, diese Lagen in Längsrichtung in schlauchartige Form zu bringen, die Kanten der einzelnen Lagen durch Leimung jeweils zusammenzufügen und die so geformten Lagen einer Schneidvorrichtung zuzuführen, die diese auf Sacklängen schneidet. Die einzelnen Lagen werden während des Durchganges durch die Vorrichtung übereinander gefaltet, so dass sie ineinanderstecken. Wie aus Fig. 1 ersichtlich, weist ein allgemein rechteckiger Hauptrahmen 37 an der linken oberen Ecke eine Walzenhalterung 38 auf. Diese Halterung 38 trägt eine Anzahl von Leitwalzen 39, über welche die die Schichten des Sackes bildenden Papierlagen geführt werden.
Die Lage 40 bildet die äusserste Schicht des mehrschichtigen Sackes, Lage 41 die zweite Schicht und Lage 42 bildet die dritte Schicht. Die Stütze 43 trägt ein Paar Druckwalzen 44 oberhalb der Halterung 38. Zwischen den Druckwalzen 44 ist ein flacher Schlauch 45 aus plastischem Kunststoff, z.B. Polyäthylen, geführt. Eine weitere Halterung 46 ist auf beiden Seiten des Rahmens 37 befestigt und ragt nach vorn über den Tisch 52.
Zwischen den Hälften 46-46 dieser Halterung sind zylindrische Träger 47 und 47a angebracht. Die Stütze 48 ist mittels eines Bandes 49 und Schrauben 50 an den Trägern 47 und 47a befestigt. An der Stütze 48 ist der Formkern 51 für die Formung der Säcke befestigt. Der Formkern 51 wird ausschliesslich durch die Stütze 48 gehalten und liegt in geringem Abstand über dem Tisch 52, so dass die Lagen unter dem Formkern hindurch geführt werden können. Zu beiden Seiten des Formkerns 51 ist mittels einer Halterung 54 eine Rolle 53 am Tisch 52 befestigt. Die Rollen 53-53 führen die Papierlagen und falten diese um den Kern 51 herum zur Bildung der ineinandersteckenden Schläuche. Jeweils eine Längskante der Lagen 41, 42 und 43 erhält mittels einer (nicht dargestellten) Auftragsvorrichtung einen längsverlaufenden Streifen eines Bindemittels (nicht dargestellt) aufgetragen.
Wenn die einander gegenüberliegenden Kanten der Lagen, wie in Bild 2 dargestellt, zusammengebracht werden, verhindert das Bindemittel diese überlappenden Kanten, so dass die Lagen nun eine Anzahl ineinandersteckender Schläuche bilden. Zu beiden Seiten des Formkerns 51 ist ein Rädchen 55 drehbar am Tisch 52 gelagert. Jedes dieser Rädchen 55 greift in eine (später im einzelnen beschriebenen) Kerbe im Kern 51 und presst die Papierlagen in diese Einkerbungen, um die Einfaltungen in den Seiten der das Sackmaterial bildenden Papierlagen zu bilden.
An jeder Seite des Kerns 51 ist mittels Stützen 76, welche diese Teile in einer Lage über dem Tisch 52 halten, jeweils ein Gleitstück 75 angebracht. Jedes dieser Gleitstücke ist etwas rechteckig und derart angeordnet, dass es die ineinander steckenden Papierlagen fest in die V-förmige Einkerbung in den Seiten 74 am Zehenende des Kerns presst (siehe Fig. 6). An beiden Seiten des Formkerns 51 ist eine mittels der Halterung 57 an dem Gleitstück 75 befestigte Pressrolle angebracht. Diese Pressrollen sind in einem Winkel zur Bewegungsrichtung der ineinander gesteckten Papierlagen eingestellt, um die eingefalteten Papierschichten fest um die äussere Oberfläche des Formkerns 51 zu pressen. Dies verhindert ein seitliches Verrutschen der Längskanten nach dem Überlappen der mit dem Bindemittel versehenen Kanten, die die Längsnaht des Stranges bilden.
Das rechts liegende Ende des Tisches 52 ist an Stützen 58-58 befestigt, die sich zu beiden Seiten des Stranges befinden. Zwischen diesen Stützen ist ein Paar Druckwalzen 59 drehbar gelagert. Diese Rollen pressen die ineinander steckenden Papierschichten und die Wandungen des Plastikschlauches fest zusammen und schaffen einen nahezu luftdichten Verschluss des Plastikschlauches. Auf einer Konsole 61 ist ein Elektromotor 60 befestigt, und die Konsole ihrerseits an der linken Stütze 58. Über eine Kette 63 treibt der Motor 60 die drehbar gelagerte Welle 62 an. Auf der Welle 62 sind in gewissen Abständen zwei feste Antriebsrollen 64 befestigt. Diese Rollen pressen sich fest auf die abgeflachten Papierlagen, und Pressen diese damit auf die drehbar zwischen den Stützen 58-58 gelagerte Gegenwalze 65.
Die Drehbewegung der Rollen 64 zieht das aus den Papierlagen und dem Plastikschlauch bestehende Material durch die Vorrichtung.
Wie aus Fig. 3 bis 7 ersichtlich, weist der Formkern für das Falten der Säcke ein Fersenteil auf, mit einer etwa rechteckigen oberen Platte 66 und einer im Abstand davon angeordneten unteren Platte 67. Die obere und untere Platte werden durch ein Paar vordere Stützen 68 und ein Paar hintere Stützen 69 auf Abstand in ihrer Lage gehalten. An der oberen Platte 66 ist, durch Schweissung oder auf andere geeignete Weise, das Band 70 befestigt, mit dessen Hilfe der Kern an der Stütze 48 befestigt ist (wie aus Fig. 1 und 2 ersichtlich).
Das Zehenteil des Kerns 51 umfasst einen etwa rechteckigen flachen Oberteil 71 und einen ebenso rechteckigen ebenen Unterteil 72. Sowohl das Oberteil Abständen darauf befestigte längsverlaufende Rippen 73 auf. Die Rippen 73 können durch Schweissung oder durch andere geeignete Mittel an den Ober- und Unterteilen des Formkerns befestigt sein. Beide Seitenteile 74 des Formkerns 51 weisen die Form einer V-förmigen Einkerbung auf, deren Tiefe in Richtung auf das engere Ende des Zehenteils des Kerns zunimmt.
Der Formkern wird vorzugsweise aus einem Blech gefertigt, das genügend stark ist, um ausreichende Steifheit zu gewährleisten, aber auch genügend biegefähig ist, um die V-förmigen Seitenteile daraus zu formen. Das Fersenteil des Kerns kann getrennt hergestellt werden und durch Schweissung oder auf andere geeignete Weise mit dem Zehenteil verbunden werden. Falls erwünscht, können die Fersen- und Zehenteile des Kerns auch aus einem einzigen Stück gefertigt werden.
Entsprechend der Darstellung auf Fig. 1 und 2 geht das Verfahren so von statten, dass die die äussere Schicht bildende Lage 40, die zweite Lage 41, die dritte Lage 42 und der abgeflachte aus plastischem Kunststoff bestehende Schlauch 45 durch die Vorrichtung 36 geführt werden.
Die Papierlagen und der aus plastischem Material bestehende Schlauch werden von in geeigneten Rollenhaltern (nicht dargestellt) aufgehängten (nicht dargestellten) Rollen abgezogen. Wie aus Fig. 2 ersichtlich, werden die einzelnen Lagen in herkömmlicher seitlich versetzter Ausrichtung durch die Maschine geführt, um die gegenseitige Berührung der längsgerichteten Klebstoffstreifen an der Kante jeder Lage zu verhindern. Eine (nicht dargestellte) Auftragsvorrichtung trägt den in Längsrichtung verlaufenden Streifen Bindemittel auf die Oberseite der Lagen 40, 41 und 42, und zwar auf der Seite, wo diese stufenweise übereinanderliegen. Durch eine (nicht dargestellte) Auftragsvorrichtung wird auf jede Lage ein quer verlaufender Streifen des Bindemittels aufgetragen.
Diese Streifen verbinden die einzelnen Lagen untereinander in Abständen, die etwas kürzer sind als die jeweilige Länge eines Sackes. Der Leimstreifen auf der oberen Fläche der dritten Lage 42 wird als Reihe einzelner Punkt 85 aufgetragen und verbindet die nahtlose Plastikschicht 24 nahe dem Ende einer jeden Sacklänge mit der dritten Lage 42, wie in Fig. 8 ersichtlich.
Die Papierschichten 40, 41 und 42 laufen über Führungswalzen 39 und werden an der vorderen Kante der unteren Platte 67 des Fersenteils des Formkerns 51 miteinander in Berührung gebracht. Die Lagen laufen unter der abwärts geneigten unteren Platte 67 des Kerns hindurch und legen sich an die Rippen 73 auf der Unterseite des Zehenteils des Kerns a diesen gegenüberstehen. Wenn der eingestülpte Plastikschlauch 45 aus dem Zehenende des Formkerns austritt, passt er sich genau den eingefalteten Papierschichten an.
Die Druckwalzen 59 dienen ausserdem als Pressrollen, die den Strang in seine endgültige Form pressen. Die Treibrollen 64 befördern den Strang weiter zu einer (nicht dargestellten) Schneidevorrichtung, wo er auf Sacklänge geschnitten wird. Falls ein hermetischer Verschluss der schlauchförmigen Schicht aus plastischem Kunststoff erwünscht ist, werden die einzelnen Längen dann einer Schweissvorrichtung zugeführt. Darauf werden die Stücke durch eine Nähmaschine geführt, die mit Hilfe des Bandes 31 und der Naht 32 das untere Ende des Sackes veschliesst. Falls gewünscht, kann die Reihenfolge des Schweissens und Vernähens auch umgekehrt werden. Für das Verschweissen und Vernähen der Sackstücke geeignete Vorrichtungen sind in US Patent Nr. 3 097 618 beschrieben.
Aus der vorausgegangenen Beschreibung des Verfahrens und der Vorrichtung zur Herstellung des eingefalteten Sackstranges wird es ersichtlich, dass die innere Schicht aus nahtlosem schlauchförmigem plastischem Kunststoff keinen scharfen Faltungen in Verbindung mit Hitze oder Druck im Bereich der die Einstülpungen in dem plastischem Kunststoff bildende Falten ausgesetzt ist. In Fig. 15 ist ein Querschnitt einer Sacklänge 86 dargestellt, nach dem Durchlaufen der Druckrollen 59 und dem Abschneiden in einer (nicht dargestellten) Schneidevorrichtung.
Da die innere, aus nahtlos schlauchförmigem plastischem Kunststoff bestehende Schicht 24 durch den niedrigen Luftdruck in dem aufgeblähten Schlauchstück nur leicht gegen die Innenfläche des hohlen Formkerns 51 gedrückt wurde, werden entlang der Faltlinien 28, 29 und 30 dieser inneren Schicht zu beiden Seiten des Sackstranges keine scharfen Kniffe gebildet. Wie der in Fig. 16 dargestellte Querschnitt der Falte 29 im Bereich des tiefsten Punktes der V-förmigen Einfaltung zeigt, ist die Falte der inneren Schicht 24 aus plastischem Kunststoff bogenförmig, mit einem Radius, der der Dicke der drei äusseren Schichten 21, 22 und 23 zusammen und der Dicke der Plastikschicht 24 entspricht. Bei einer solchen bogenförmigen Falte besteht keine Gefahr, dass entlang der Falte 29 eine Bruchlinie entsteht, die den plastischen Kunststoff dort schwächen könnte.
Damit hat der plastische Kunststoff auf dieser Faltlinie die gleiche Festigkeit, wie in den flachen Vorder- und Rückseiten des Sackes. Obgleich der plastische Kunststoff 24 entlang den Faltlinien 28 und 30 an den Aussenseiten der Einfaltungen ohne Zwischenlage direkt zurückgefaltet ist, haben auch diese Falten die gleiche Festigkeit wie die ebenen Vorder- und Rückseiten des plastischen Kunststoffes, da sie keinen hohen Druck oder keiner Reibungshitze ausgesetzt werden. Wenn die Sacklänge 86 zu einem fertigen Sack verarbeitet und gefüllt wird, wird also die durch Verlagerungen und Transportieren des Sackes hervorgerufene Formveränderung der inneren Schicht aus plastischem Kunststoff kein Einreissen des plastischen Kunststoffes entlang den Falten 28, 29 und 30 hervorrufen.
Wie in Fig. 17 dargestellt, weist das vergrösserte Teilstück der inneren Plastikschicht 79 des auf herkömmliche Weise gefertigten Faltensackes 78 (Fig. 12) einen Riss 87 entlang der Falte am tiefsten Punkt der Vförmigen Einfaltung auf. Der Riss in dieser Schicht ist dadurch entstanden, dass die Plastikschicht zwischen der Unterseite des Formkerns und den äusseren Papierschichten geführt wurde, wo sie einerseits einem hohen Druck ausgesetzt ist, der entlang den Faltlinien einen scharfen Knick erzeugt, und andererseits durch Reibung erzeugter Hitze ausgesetzt ist, die den plastischen Kunststoff entlang den Faltlinien weiterhin schwächt. Beim Füllen des Sackes 78 wird die eingefaltete Seite der Innenschicht 79 auseinandergezogen (wie in Fig. 12 dargestellt).
Verlagerungen und Transportieren des Sackes bewirken Formveränderungen des plastischen Kunststoffes entlang der Faltlinie, wodurch in der Innenschicht 79 ein vollständiger Durchbruch 88 entstehen kann, wie in Fig. 18 dargestellt.
Wie hierin bereits festgestellt, stellt der mehrschichtige Faltsack nach der vorliegenden Erfindung eine klar erkennbare Verbesserung gegenüber den bisher verfügbaren dar. Die bei einer Ausführungsform der Erfindung anwendbare Eigenschaft, dass die schlauchförmige Poly äthylen-Innenschicht einen kleineren Umfang aufweist als die äusseren Papierschichten, ergibt einen Sack von höherer Festigkeit gegen Platzen gegenüber den herkömmlichen Säcken, deren Polyäthylen-Innenschicht den gleichen Umfang aufweist, wie die äusseren Papierschichten.
Weiterhin stellt der mehrschichtige Faltsack nach der Erfindung einen Sack mit einer schlauchförmigen Poly äthylen4nnenschicht ohne Längsnaht dar, gegenüber den mehrschichtigen Säcken, bei denen eine ebene Polyäthylen-Folie um einen Formkern geführt und durch Schweissung oder Leimung einer Längsnaht zu einem geschlossenen Schlauch geformt wird. Die Innenschicht des Sackes nach der Erfindung ist entlang den die Einfaltung bildenden Falten nicht geschwächt, stellt also eine festere und gegen Undichtigkeit widerstandsfähigere Innenschicht dar.
Die Vorrichtung zur Herstellung von Säcken nach der Erfindung ermöglicht die Herstellung von mit einer Innenschicht aus plastischem Kunststoff versehenen Faltsäcken bei hoher Geschwindigkeit und mit entsprechend verringerten Herstellungskosten. Der neuartige Formkern, der in der Vorrichtung Verwendung findet, schafft die Möglichkeit, eine nahtlos schlauchförmige Polyäthylen-Innenschicht gleichzeitig mit den äusseren Papierschichten des Sackstranges einzufalten. Der Aufbau des Formkerns gestattet einen schnellen Durchlauf der schlauchförmigen Polyäthylen-Innenschicht, ohne diese zu zerreissen oder zu schädigen.
Das beschriebene Verfahren erbringt dadurch Vorteile, dass es die Herstellung von mehrschichtigen Faltsäcken unter Verwendung von herkömmlichen Strangmaschinen, herkömmlichen Papierbahnen und leicht verfügbarem, flachgefaltetem, nahtlosem Polyäthylenschlauch ermöglicht. Gegenüber früheren Techniken ermöglicht das Verfahren eine wirtschaftlichere Hestellung von Faltsäkken.
Obgleich hier nur einige als bevorzugt zu betrachtende Ausführungen der Erfindung beschrieben wurden, wird es dem Fachkundigen klar sein, dass daran verschiedene Abänderungen und Veränderungen vorgenommen werden können.