DE102008027357A1 - Package i.e. book cover, has carrier layer made of paper, board or cardboard, and wedge-shaped material recess provided in carrier layer and expanded in direction of reference bend line, where recess exhibits wedge angle equal to bend angle - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Verpackung, bestehend aus einer Trägerschicht aus Papier, Pappe oder Karton, die einseitig mit einer Dekorschicht beschichtet ist und die eine Sollknicklinie aufweist sowie ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Verpackung. Beschichten soll im Sinne der Erfindung auch Bedrucken einschließen.The The invention relates to a package consisting of a carrier layer made of paper, cardboard or cardboard, one-sided with a decorative layer is coated and has a predetermined bending line and a method for producing such a packaging. Coating should be in the sense of the invention also include printing.
In
der
Die
durch die kurzzeitige Einwirkung des Laserstrahles bewirkten Veränderungen
im Kunststoff erklärt die Anmelderin der
Neben dem Aufbrechen der polymeren Molekularstruktur des Kunststoffes ändert sich die Orientierung der Moleküle und es findet ein Materialabtrag durch Verdampfen und Abfließen des Materials aus dem vom Laserstrahl überstrichenen Bereich nach dessen Rändern hin statt. Die dadurch bewirkte Schwächung des Kunststoffquerschnittes im Bereich der vorgesehenen Falzkante wird noch dadurch verstärkt, dass sich im Kunststoff in dem vom Laserstrahl bestrichenen Bereich Gasblasen einlagern.Next the breaking of the polymeric molecular structure of the plastic changes The orientation of the molecules and there is a material removal by evaporation and drainage of the material from the Laser beam swept area after its edges out instead. The resulting weakening of the plastic cross section in the area of the intended folded edge is further reinforced, that in the plastic in the area swept by the laser beam Store gas bubbles.
Das hier beschriebene Verfahren führt nicht zum Erfolg, wenn man in eine Verpackung aus beschichtetem Papier, Karton oder Pappe eine Sollknicklinie einbringen möchte, wobei die Beschichtung nicht beeinträchtigt werden und langzeitstabil auch über eine Vielzahl von Knickungen unbeschadet bleiben soll.The method described here does not succeed if one in a package of coated paper, cardboard or cardboard want to introduce a predetermined bending line, wherein the coating not be affected and long-term stable also over a variety of buckling should remain undamaged.
Derartige Verpackungen werden insbesondere als Produktverpackungen verwendet, die nicht nur als Transportverpackungen dienen, sondern insbesondere Verpackungen darstellen in denen der Endkunde das Produkt über dessen Lebensdauer aufbewahrt.such Packaging is used in particular as product packaging, which not only serve as transport packaging, but in particular Packaging in which the end customer transfers the product stored its life.
Solche Verpackungen werden über ihre Lebensdauer zum Teil vielfach geöffnet und geschlossen, wobei im geöffneten und/oder geschlossenen Zustand die an eine Sollknicklinie angrenzenden Verpackungsbereiche einen vorgegebenen Knickwinkel miteinander einschließen.Such Packaging often becomes multiple over its lifetime opened and closed, being in the open and / or closed state adjacent to a predetermined bending line Packaging areas include a predetermined bending angle with each other.
Die Verpackung, die z. B. ein Bucheinband, eine Buchhülle oder ein Schmuckkarton ist, soll dem innen liegenden Produkt nicht nur Schutz bieten und eventuell als Informationsträger dienen sondern auch ein dauerhaft attraktives Aussehen verleihen, weshalb zum Beschichten mittels Druckverfahren neben konventionellen Druckfarben spezielle UV-Druckfarben verwendet werden, um die Verpackung am Ende des Druckprozesses mit einem UV-Lack zu lackieren, der der Verpackung einen extremen Glanz verleiht.The Packaging, the z. B. a book cover, a book cover or A jewelry box is intended not only to the interior product Provide protection and possibly serve as an information carrier but also give a permanently attractive appearance, which is why for coating by means of printing processes in addition to conventional printing inks special UV inks are used to seal the packaging Finish the printing process with a UV varnish, which is the Packaging gives an extreme shine.
Lacke und Farben werden vereinfacht als UV-Farben bzw. UV-Lacke bezeichnet, wenn sie mit Hilfe von UV-Strahlung ausgehärtet werden und sollen nachfolgend zusammenfassend als UV-Materialien bezeichnet werden.paints and colors are referred to simply as UV inks or UV inks, when cured with the help of UV radiation and are referred to collectively below as UV materials become.
Schichten gebildet aus UV-Materialien reagieren im Vergleich zu Schichten aus konventionellen Druckfarben empfindlicher auf Zugspannungen. Bereits ein einziger Knick kann dazu führen, dass die Oberfläche aufplatzt. Außerdem sind Oberflächenrisse in Schichten aus UV-Materialien visuell deutlicher wahrnehmbar.layers formed from UV materials react in comparison to layers from conventional inks more sensitive to tensile stresses. Even a single kink can cause the surface bursts. In addition, surface cracks are in layers Visibly more visually recognizable from UV materials.
Es wurden praktische Versuche durchgeführt, bei denen in Verpackungen, aus mit einem UV-Material einseitig beschichteten Pappen unterschiedlicher Dicken, eine Sollknicklinie eingebracht wurde, indem ein Laserstrahl von der unbeschichteten Seite her, senkrecht auf die Verpackungsoberfläche gerichtet, entlang der gewünschten Sollknicklinie geführt wurde. Die Prozessparameter wurden dabei so gewählt, dass in der Trägerschicht aus Pappe ein Materialabtrag bewirkt wurde, der annähernd an die Beschichtung grenzte, jedoch ein Materialrest zur Beschichtung stets erhalten blieb.It Practical experiments were carried out in which packaging, made of cardboard coated with a UV material on one side Thickness, a predetermined bending line was introduced by a laser beam from the uncoated side, perpendicular to the packaging surface directed, guided along the desired Sollknicklinie has been. The process parameters were chosen so that in the backing layer of cardboard causes a material removal however, which was close to the coating a material residue was always preserved for coating.
Im Ergebnis wurde entlang der Sollknicklinie, durch den bewirkten Materialabtrag, eine keilförmige Nut erzeugt, deren Keilwinkel unabhängig von der Tiefe der Nut zwischen 5° und 15° lag.in the Result was along the predetermined bending line, by the effected material removal, generates a wedge-shaped groove whose wedge angle independently from the depth of the groove between 5 ° and 15 °.
Der Herstellung nachfolgende Knickversuche führten zu dem Ergebnis, dass je stärker die beiden an die Sollknicklinie angrenzenden Verpackungsbereiche zueinander geknickt wurden, d. h. je kleiner der Knickwinkel gewählt wurde, desto mehr und breitere Risse bildeten sich entlang der Sollknicklinie in der Dekorschicht aus.Of the Production of subsequent buckling tests led to the result that the stronger the two adjacent to the predetermined bending line Packaging areas were kinked to each other, d. H. the smaller the kink angle was chosen, the more and wider Cracks formed along the predetermined bending line in the decorative layer out.
Die beim Knicken entlang einer solchen Sollknicklinie entstehenden Spannungsverhältnisse unterscheiden sich nur unwesentlich von denen, wie sie entstehen, wenn die Verpackung völlig ungeschwächt geknickt wird.The when buckling along such a predetermined bending line resulting stress conditions differ only insignificantly from those as they arise if the packaging kinked completely unchecked becomes.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde eine Verpackung mit einer Sollknicklinie eines vorgegebenen Knickwinkels zu schaffen, bei der eine auf der äußeren Oberfläche einer Trägerschicht aufgebrachte Dekorschicht auch bei vielfachem Knicken nicht beschädigt wird.The invention is based on the object to provide a package with a predetermined bending line of a predetermined bending angle, in which a deposited on the outer surface of a carrier layer decorative layer even with multiple buckling not damaged.
Es ist auch eine Aufgabe der Erfindung ein hierfür geeignetes Herstellungsverfahren zu finden.It is also an object of the invention suitable for this purpose To find manufacturing process.
Diese Aufgaben werden für eine Verpackung mit den Merkmalen des Anspruches 1 und für ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 7 gelöst.These Tasks are for a packaging with the characteristics of Claim 1 and a method with the features of Claim 7 solved.
Vorteilhafte Weiterbildungen sind in den Unteransprüchen beschrieben.advantageous Further developments are described in the subclaims.
Für eine Verpackung ist es erfindungswesentlich, dass sie entlang der Sollknicklinie eine keilförmige Materialausnehmung aufweist, die die Trägerschicht nicht vollständig durchdringt und einen Keilwinkel aufweist, der dem vorgegebenen Knickwinkel für die Verpackung entspricht.For a packaging is essential to the invention, that they along the Sollknicklinie has a wedge-shaped material recess, which does not completely penetrate the carrier layer and a wedge angle, the predetermined bending angle for the packaging.
Für ein Verfahren ist es erfindungswesentlich, dass die Sollknicklinie mit zwei Laserschnitten erzeugt wird, die so in die gegenüberliegende Seite der mit der Dekorschicht beschichteten Seite der Trägerschicht eingebracht werden, dass sie sich in einer Ebene senkrecht zur Richtung der Sollknicklinie unter einem Keilwinkel gleich dem vorgegebenen Knickwinkel innerhalb der Trägerschicht schneiden.For a method is essential to the invention that the predetermined bending line is generated with two laser cuts, so in the opposite Side of the coated with the decorative layer side of the carrier layer be introduced, that they are in a plane perpendicular to the direction the predetermined bending line at a wedge angle equal to the predetermined bending angle cut within the carrier layer.
Die Laserschnitte können zeitgleich mit zwei Laserstrahlen oder zeitlich nacheinander mit nur einem Laserstrahl erzeugt werden. Die Trägerschicht kann selbst mehrschichtig sein oder auch auf der mit der Dekorschicht gegenüberliegenden Schicht beschichtet sein.The Laser cuts can be made simultaneously with two laser beams or be generated sequentially with only one laser beam. The carrier layer may itself be multilayered or else on the opposite side of the decorative layer be coated.
Je tiefer die Materialausnehmung ist, bzw. je tiefer die beiden Laserschnitte innerhalb der Trägerschicht aufeinander treffen, desto geringer sind die in der Dekorschicht entstehenden Zugspannungen beim Knicken.ever deeper the material recess, or the deeper the two laser cuts within the carrier layer, the more lower are the tensile stresses in the decorative layer Buckling.
Anhand der Zeichnung werden die Verpackung und das Verfahren im Folgenden beispielhaft näher erläutert.Based The drawing shows the packaging and the procedure below exemplified in more detail.
Es zeigen:It demonstrate:
In einem ersten Ausführungsbeispiel soll eine Verpackung hergestellt werden, die als Bucheinband dient.In A first embodiment is intended to produce a packaging which serves as a book cover.
Das Buch hat eine Dicke von beispielsweise 1 cm, sodass in den Zuschnitt der Verpackung zwei Sollknicklinien im Abstand von 1 cm eingebracht werden müssen, jeweils mit einem Knickwinkel β von 90°, damit ein passender Bucheinband entsteht.The Book has a thickness of for example 1 cm, so in the blank The packaging two Sollknicklinien introduced at a distance of 1 cm each with a bending angle β of 90 °, so that a matching book cover is created.
Eine
hierfür geeignete Verpackung besteht beispielsweise aus
einer 0,5 mm starken Trägerschicht
Zur
Erzeugung der Sollknicklinie werden zeitgleich zwei Laserstrahlen
Bei
der in
Um
eine Sollknicklinie zu erzeugen, werden die Laserstrahlen
Die
entstehende Materialausnehmung wird durch den Laserabtrag und einen
sich dazwischen ausbildenden Materialspan
Die Materialausnehmung ist idealisiert eine Nut mit dem Querschnitt eines gleichschenkligen Dreieckes mit einem von den Schenkeln eingeschlossenen Keilwinkel α, der gleich dem Knickwinkel β gewählt ist, welcher durch die Verwendung der Verpackung vorgegeben ist. Der Knickwinkel β stellt üblicherweise den Winkel dar, den die beiden an die Sollknicklinie angrenzenden Verpackungsbereiche im geschlossenen Zustand der Verpackung miteinander einschließen.The Material recess is idealized a groove with the cross section an isosceles triangle with one enclosed by the thighs Wedge angle α, which is equal to the bending angle β selected which is predetermined by the use of the packaging. The bending angle β usually represents the angle in which the two adjacent to the predetermined bending line packing areas in enclosed condition of the packaging with each other.
In
ihrer späteren Funktion sollen die an die Sollknicklinie
angrenzenden Verpackungsbereiche z. T. vielfach zwischen einer ungeknickten
Relativlage zueinander (
Mit einer erfindungsgemäßen Sollknicklinie erfolgt der Prozess des Knickens nahezu kraftfrei. Da das Trägermaterial über die Tiefe der Materialausnehmung über den gesamten Knickbereich entfernt wurde, treffen die an die Materialausnehmung angrenzenden Flächen erst zusammen, wenn der vorgegebene Knickwinkel β eingestellt ist. Das heißt, über die Tiefe der Materialausnehmung entstehen keine Spannungen im Trägermaterial, die eine der Knickbewegung entgegenwirkende Kraft erzeugen würden.With a predetermined bending line according to the invention, the process of bending takes place almost without force. Since the substrate is removed over the depth of the material recess over the entire kink area was, the surfaces adjacent to the material recess meet only when the predetermined bending angle β is set. That is, over the depth of the material recess no stresses arise in the carrier material, which would produce a kink movement counteracting force.
In
In
dem verbleibenden Restmaterial entlang der Sollknicklinie entstehen
zur Mitte der Restmaterialdicke hin abnehmende Druckspannungen,
die zur Dekorseite hin in zunehmend große Zuspannungen übergehen.
Je dicker das Restmaterial ist, desto größer werden
die in der Dekorschicht
Vorteilhaft
wird die Materialausnehmung um die Dicke der Dekorschicht
Für
eine Verpackung mit einer Trägerschicht
Die
Materialausnehmung kann anstatt zeitgleich mit zwei Laserstrahlen
Ein Vorteil der Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackung mit einem erfindungsgemäßen Verfahren gegenüber der Herstellung mit konventionellen mechanischen Verfahren besteht in der berührungsfreien Bearbeitung, wodurch kein Werkzeugverschleiß entsteht.One Advantage of the production of an inventive Packaging with a method according to the invention compared to the production with conventional mechanical Method consists in non-contact machining, whereby no tool wear arises.
Darüber
hinaus kann der gewünschte Keilwinkel α stufenlos
eingestellt werden allein durch eine bloße Änderung
der Relativlage der Laserstrahlen
Die
Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackung
mit mechanischen Werkzeugen hat außerdem den Nachteil,
dass während des Bearbeitungsprozesses Druck auf die Verpackung
und damit die Dekorschicht
Die beschriebenen Nachteile von mechanischen Verfahren zur Herstellung einer erfindungsgemäßen Verpackung sind jedoch kein Hindernis die Verpackung so herzustellen.The described disadvantages of mechanical processes for the production However, a packaging according to the invention are no obstacle to make the packaging so.
Die
Verpackung und das hierzu beanspruchte Herstellungsverfahren sind
nicht darauf beschränkt, dass die Trägerschicht
Diese zusätzliche Schicht wird allerdings entlang der Sollknicklinie zertrennt.These However, additional layer is along the predetermined bending line cut.
Auch
kann die Trägerschicht
- 11
- Trägerschichtbacking
- 22
- Dekorschichtdecorative layer
- 3.13.1
- erster Laserstrahlfirst laser beam
- 3.23.2
- zweiter Laserstrahlsecond laser beam
- 44
- MaterialspanMedia tension
- αα
- Keilwinkelwedge angle
- ββ
- Knickwinkelbending angle
- aa
- Dicke der Trägerschichtthickness the carrier layer
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- - DE 3742917 [0002, 0003] - DE 3742917 [0002, 0003]
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