DE1027589B

DE1027589B - Faltbehaelterzuschnitt aus einer beidseitig mit Papier oder Folie kaschierten feinzelligen Schaumkunststoffplatte

Info

Publication number: DE1027589B
Application number: DER16923A
Authority: DE
Inventors: Gardiner Lane
Original assignee: ST Regis Paper Co
Current assignee: ST Regis Paper Co
Priority date: 1954-06-28
Filing date: 1955-06-27
Publication date: 1958-04-03
Also published as: GB774247A; FR1133976A; NL198414A; US2770406A

Description

Faltbehälterzuschnitt aus einer beidseitig mit Papier oder Folie kaschierten feinzelligen Schaumkunststoffplatte Die Erfindung bezieht sich auf einen faltbaren Zuschnitt für Behälterkonstruktionen, bei denen die Wände aus einem meh!rschichtigen Material best.>hen, das eine Mittelschicht aus feinzelligem Schaumkunststoff aufweist, die beidseitig mit Papier, Pappe oder einem anderen Folienmaterial überzogen ist.
Verschiedene Arten von Falilehältern sind bekannt.
Außer einfacher, kräftiger Pappe wird hierfür häufig Wellpappe verwendet. Bei einer bekannten Ausführungsform eines solchen Wellpappenbebälters sind die gepreßten NIittellagen an den Kanten flachgepreßt, wodurch die vcrsteifende Wirkung der Wellung aufgehoben und das Material an diesen Stellen faltbar gemacht worden ist. Die Wellpappe ist jedoch nicht sehr widerstandsfähig, denn die einzelnen Lagen können sich gegenseitig nicht verstärken, da sie durch die gewellten Ni4ittellagen in einem Abstand voneinander gehalten werden. Bei einem Stoß gegen einen spitzen Gegenstand wird z. B. daher jede Lage einzeln durchbohrt. Auch ist die Wellpappe relativ feuchtigkeitsempfindlich, weshalb derartige Kartons für viele Zwecke. z. B. für tropenfeste Verpackung. schlecht geeignet sind.
Man kennt auch bereits Behälter aus Schichtstoffmaterial, bei denen eine starre, dicke WIittelschicht aus z. B. gepreßtem Faser- oder Pappkartonmaterial. das an seinen Außenseiten noch mit Papierfolien kaschiert ist. N verwendet wird. Durch Ausschneiden bzw. Auskehlen an der Innenseite des steifen Schichtstoffmaterials entlang der späteren Faltkanten kann es dort flexibel gemacht werden, so daß auch hieraus Faltbehälterzuschnitte hergestellt werden können. Ein Nachteil dieser Art von Behältern ist jedoch die Tatsache, daß gerade die am stärksten lzeanspruchten Teile des Behälters, nämlich die Kanten und Ecken, durch das Auskehlen sehr geschwächt werden.
Es wurde nun festgestellt, daß man aus einer starren, feinzelligen Schaumkunststoffplatte, die beidseitig mit kräftigem Papier oder einer anderen Folie beschichtet ist, einen Faltbehälterzuschnitt, der leichte und dennoch sehr stabile Behälter ergibt, herstellen kann, wenn man an den gewünschten Faltstellen bleibend eingepreßte Rillen vorsieht, an welchen die an sich starre, beschichtete Schaumstoffschicht in ihrer Dicke verringert und biegsam gemacht worden ist.
Die Verwendung von Schaumstoffmaterial zur Herstellung von Verpackungen ist an sich bekannt. So kennt man z. B. Behälter, die aus zwei ineinandergesteckten, vorgeformten dünnen Papiertaschen bestehen, zwischen denen eine Kunststoffmasse aufgeschäumt ist. Auch biegsame, mit zwei Papier- oder Gewebebahnell kaschierte Schaumstoffolien auf Polsurethanbasis sind für Verpackungen, z. B. zum Umwickeln von stoß empfindlichen Gegenständen, ver- wendet worden. Es ist auch bekannt, daß man bei elastischen Schaumstoffen aus thermoplastischem Material dadurch, daß man sie nach dem Aufschäumen bei Temperaturen unterhalb des Erweidhungspunkbes in der Hitze nachpreßt, z. B. unter Verwendung besonders geprägter Preßplatten, eine besondere Biegsamkeit und Duktilität erreichen kann. Uberraschend ist es jedoch, daß es gelingt, eine feinzellige Schaumkunststoffplatte, die an sich starr und brüchig ist, dadurch, daß man sie beidseitig mit Folien belegt und dann durch Eindrücken von schmalen Rillen in ihrer Dicke an den bestimmten Stellen bleibend verringert, dort so biegsam zu machen, daß dieses Material in einfacher Weise für den Aufbau von Faltbehältern verwendet werden kann. Vorzugsweise wird die Schaumstoffschicht längs der Faltrillen auf mindestens die Hälfte ihrer anfänglichen Dicke zusammengepreßt.
Ein besonderer Vorteil der erfindungsgemäßen Faltbehälterzuschnitte besteht darin, daß durch das Eindrücken von Rillen Faltstellen, die später die Kanten des fertigen Behälters bilden, erhalten werden, die nicht geschwächt sind. Ganz im Gegenteil wird dadadurch, daß die Dicke der Schaumstoffschicht verringert wurde, eine besondere Verfestigung und Elastizität der Schaumstoffschicht an den Kanten und Ecken des Faltbehälters erreicht. Da die Seitenwände des aus dem Zuschnitt herstellbaren Behälters aus dem starren Plattenmaterial bestehen, ist eine große Stahilität erreicht, so daß die Behälter stark belastet werden können. Auch bei schwerem Inhalt können daher mehrere Behälter übereinandergestellt und aufgeschichtet werden. Der neue Faltbehälterzuschnitt ergibt widerstandsfähige Behälter, die sich für viele Zwecke verwenden lassen,- für die man bisher die relativ instabilen Wel lpappbehälter bzw. die zwar stabileren, jedoch verhältnismäßig teuren und schweren Holzkisten oder Verschläge benutzt hat. Das kaschierte Schaumstoffinaterial kann Belastungen vertragen, denen die Wellpappbehälter nicht standhalten würden. Da die Mittelschicht aus Kunststoff besteht und die Poren des feinzelligen Schaumstoffs geschlossen sind, ist der Behälterinhalt auch gegen eindringende Feuchtigkeit gut geschützt.
Als besonders geeignet für den erfindungsgemäßen Faltkartonzuschnitt hat sich eine an beiden Außenseiten mit Kraftpapier beschichtete Polystyrol-Schaumplatte erwiesen. Das feinzellige Polystyrol ist zwar ein Schaummaterial, das sehr brüchig ist und sich leicht in kleine, fast flockenartige Stücke zerbrechen oder zerkrümeln läßt, dann jedoch durch die Beschichtung mit den Folien eine Platte ergibt, die überraschenderweise ziemlich widerstandsfähig und brettartig steif ist und daher auch einem rauhen Hantieren, wie es beim Versand bzw. Transport von Behältern üblich ist, standhalten kann, ohne hierbei wesentliche Beschädigungen zu erleiden. Durch das bleibende Eindrücken von Rillen, das bei normaler Temperatur erfolgt, wird dieser brettartige Schichtstoff entlang der Rillen flexibel bzw. biegsam, so daß der Zuschnitt in einfacher Weise zu dem Behälter aufgebogen bzw. gefaltet werden kann.
Das Eindrücken der Rillen in das erwähnte geschichtete Material längs der gewünschten Linie kann mit Hilfe einer einfachen Vorrichtung, z. B. einer stumpfen Klinge, bei Zimmertemperatur vorgenommen werden. Es besteht auch bei Verwendung eines kräftigen Papiers, z. B. einer Kraftpapierfolie, keine Gefahr, daß bei dem Eindrücken der Rillen eine Beschädigung des Schichtstoffes eintritt. Dadurch, daß man die Dicke der Schaumstoff-Mittelschicht durch den Preßvorgang auf ungefähr die Hälfte verringert, erhält man eine Faltkante, die sich im wesentlichen um 3600 beliebig häufig biegen läßt, ohne daß die Kunststoffschaumschicht oder das Papier bzw. die Pappe brüchig wird oder reißt. In einer für den Fachmann überraschenden und nicht zu erwartenden Weise hat es sich gezeigt, daß man ein solches geschichtetes Material mit Hilfe der gleichen Maschinen, die man allgemein zum Formen von Wellpappebehältern verwendet, schlitzen und falten kann, um Behälter herzustellen. Die Tatsache, daß die Schaumkunststoffschicht an den vorgeformten Falzlinien nicht reißt oder zerkrümelt, beruht offenbar darauf, daß diese Schicht in einer solchen Weise an der Kraftpapierauflage festhaftet, daß sich in dem Kunststoff keine Risse ausbilden können und daß der Kunststoff lediglich zusammengedrückt wird, statt zu reißen. Die Tatsache, daß die Kraftpapierauflage an den gefal teten Kanten nicht aufreißt, wie es bei einem solchen plattenähnlichen Material zu erwarten wäre, beruht auf der Neigung der Schaummaterialschicht, sich an den Faltstellen auf eine geringere Dicke zusammendrücken zu fassen und es der äußeren Kraftpapierauflage zu ermöglichen, an den Kanten eine gleichmäßig abgerundete Form anzunehmen, während sich die innere Kraftpapierauflage zu einer stumpfen Kante zusammenfaltet, die sich in den zusammendrückbaren Kunststoff hineindrückt.
Die Erfindung wird im folgenden an Hand von Zeichnungen an einem Ausffihrungsbeispiel näher erläutert.
Fig. 1 ist eine perspektivische Darstellung eines typischen Behälters gemäß der Erfindung; Fig. 2 zeigt perspektivisch eine Ecke des zur Herstellung des Behälters nach Fig. 1 verwendeten geschichteten Materials, wobei hier das Kraftpapier-Auflagematerial von der Schaumkunststoffscbicht abgerissen bzw. getrennt worden ist, um erkennen zu lassen, wie sich die Kunststoffschicht allein leicht zerbrechen läßt; Fig. 3 zeigt an einem in größerem Maßstab gezeichneten Schnitt, auf welche Weise die Teile des geschichteten Materials an der Oberkante des Behälters geformt und gebogen sind; dieser Schnitt folgt im wesentlichen der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig. 4 zeigt einen der Fig. 3 ähnelnden Schnitt, der jedoch längs der Linie 4-4 in Fig. 1 gelegt ist und in größerem Maßstabe eine Oberkante des Behälters vor dem Falten zeigt; Fig. 5 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Schnitt, der im wesentlichen der Linie 5-5 in Fig. 1 folgt und die Form und die Krümmungen erkennen läßt, die sich an einer der senkrechten Kanten des Behälters und innerhalb dieser Kante ergeben; Fig. 6 ähnelt Fig. 5, zeigt jedoch die Form und die Krümmungen, die man vor dem Falten erhält; Fig. 7 ist eine perspektivische Darstellung des fertigen Behälters im zusammengelegten Zustand; Fig. 8 ist ein in größerem Maßstabe gezeichneter Schnitt, der im wesentlichen der Linie 8-8 in Fig. 7 folgt und die Form und die Krümmungen erkennen läßt, die sich an einer Kante des Behälters und innerhalb dieser Kante ergeben, wenn die Seitenwände des Behälters auf die Bodenfläche heruntergeklappt sind; Fig. 9 zeigt in perspektivischer Darstellung eine abgeänderte Ausführungsform für die Kanten der verschiedenen Klappen.
Aus den Zeichnungen geht hervor, daß man den Behälter aus einem zusammenhängenden Stück des erwähnten geschichteten Materials herstellen kann, das man in der gewünschten Form und Größe zuschneidet, um Seitenwände 10, 11 sowie obere und untere Klappen 12, 13 bekannter Form auszubilden, wobei diese Klappen durch geeignete Einschnitte oder Schlitze, wie sie in Fig. 7 bei 14 und 15 angedeutet sind, voneinander getrennt sind.
Nach dem Zusammenfalten des Zuschnitts kann man die stumpf aneinanderstoßenden oder sich überlappenden Kanten der senkrechten Trennfuge auf beliebige bekannte Weise miteinander verbinden, beispielsweise durch Aufkleben eines Gewebestreifens, wie es bei 16 angedeutet ist.
Fig. 4 zeigt in größerem Maßstabe einen Querschnitt durch eines der Kantengebiete vor dem Falten, wie es sich an der Verbindungsstelle zwischen einer der Verschlußklappen und einer der senkrechten Wände des Behälters ergibt. Wenn man den Zuschnitt durch eine in der üblichen Weise ausgeführte Maschine zum Formen von Welipappebehältern hindurchschickt, müssen die Falzmittel so ausgebildet sein, daß die innere Kraftpapierauflage 17 in Richtung auf die Außenseite des fertigen Behälters längs des bei 18 angedeuteten schmalen Streifens usammengedrückt wird. Gleichzeitig wird die äußere Kraftpapierauflage 19 entlang den Linien 20 und 21 zu beiden Seiten des zusammengedrückten Streifens 18 unterstützt oder nach innen gedrückt. Hierbei wird die Schaumkunststoffschicht 22 zusammengedrückt, wobei sich die Dicke dieser Schicht beispielsweise bei 23 und 24 in Richtung auf näher an der Kantenfalte liegende Punkte allmählich derart verringert, daß die Dicke dieser Schicht an Punkten, die innerhalb der fertigen abgerundeten Kante, d. h. in dem Gebiet 25, liegen, etwa 1/3 oder 1/2 der Dicke der Schicht an Punkten innerhalb der flachen Seitenwandteile des Behälters beträgt.
Wenn das in Fig. 4 dargestellte Stück entsprechend Fig. 3 rechtwinklig umgebogen wird, um eine Oberkante des Behälters auszubilden, drückt sich die innere Kraftpapierauflage 17 längs der Kante unter einem Winkel von etwa 450 gegenüber den übrigen Teilen dieser Auflage nach außen und bildet eine abgerundete stumpfe Kante 18 a, um die herum sich der zusammengedrückte Kunststoffteil 25 mit halbkreisförmigem Querschnitt über einen großen Winkel erstreckt, wol>ei der Kunststoff an dieser Stelle von einem Teil 19 a der äußeren Kraftpapierauflage bedeckt ist, der hier eine allgemein halbkreisförmige Querschnittsform annimmt. Die in Richtung auf die Kante allmählich dünner werdenden Teile 23 und 24 des Kunststoffs nehmen hierbei gemäß Fig. 3 eine solche Gestalt an, daß für die nach außen gedrückten Teile 18a der inneren Papierauflage 17 reichlich Platz ist. Demnach ragen keine Teile an der Innenseite der Kante in das Innere des Behälters über die ebenen Flächen der inneren Kraftpapierauflage hinaus, und ferner ragen keine der äußeren Teile der Kante über die ebenen Flächen der äußeren Kraftpapierauflage hinaus.
Fig. 6 zeigt einen in größerem Maßstabe gezeichnetzen Querschnitt eines Stückes, das eine der senkrechten Kanten des Behälters bilden kann. Beim Hindurchschicken des Zuschnitts durch die Behälterformmaschine wird die innere Kraftpapierauflage 17 längs eines Streifens 26 in Richtung auf die Außenseite des Behälters zusammengedrückt, wobei ein Teil 27 der Kunststoffschicht 22 auf eine Dicke zusammengedrückt wird, die z. B. etwa 1/2 oder 1/3 der normalen Dicke der Kunststoffschicht beträgt. Auch hier haben die dem Abschnitt 27 benachbarten Abschnitte 28 und 29 jeweils eine allmählich abnehmende Dicke. Wenn diese Kante in der Behälterformmaschine rechtwinklig umgebogen bzw. gefaltet wird, erhalten die einzelnen Abschnitte die in Fig. 5 veranschaulichte Form und Krümmung. Hierbei erhält die innere Auflage 17 längs des Streifens 26 eine Querschnittsform, die der Gestalt einer Öse ähnelt, nach außen etwas abgerundet ist und von den zusammengedrückten Teilen 27 der Kunststoffschicht überdeckt ist, die jetzt eine gleichmäßige Krümmung aufweist und ihrerseits von einem gleichmäßig gekrümmten Teil 30 der äußeren Kraftpapierauflage 19 bedeckt ist.
Während Fig. 5 einen Querschnitt durch die senkrechte Kante des Behälters zeigt, wobei der Behälter in die gebrauchsfertige Form nach Fig. 1 gebracht worden ist, liegt es auf der Hand, daß sich der Behälter beim Verlassen der üblichen Formmaschine in dem zusammengelegten Zustand gemäß Fig. 7 befindet.
In diesem Zustand ist die dem Verbindungsstreifen 16 gegenüberliegende Kante flach gelegt, so daß ihr Querschnitt der Fig. 6 entspricht, während die beiden anderen Kanten 31 und 32 gemäß Fig. 7 den in Fig. 8 gezeigten Querschnitt aufweisen. Man erkennt, daß die innere Kraftpapierauflage 17 an der Ecke bzw.
Kante einen im wesentlichen T-förmigen Querschnitt aufweist, wie es bei 26 b angedeutet ist, und daß dieser Querschnitt von einem Teil 27 des zusammengedrückten Kunststoffs umgeben ist, der nunmehr eine im wesentlichen halbkreisförmige Gestalt hat und von dem äußeren Deckblatt 30 bedeckt ist, das nunmehr ebenfalls eine im wesentlichen halbkreisförmige Querschnittsform angenommen hat. Wenn man den Behälter zum Zweck des Gebrauches öffnet, nehmen die in Fig. 8 dargestellten Teile naturgemäß wieder die aus Fig. 5 ersichtliche Form und Lage an.
Wenn man das geschichtete Material, aus welchem der Behälter hergestellt wird, beispielsweise mit Hilfe scherenähnlicher Klingen abschert, um es zuzuschneiden, so bildet sich eine Kante der in Fig. 9 bei 33 angedeuteten Form. Mit anderen Worten, die inneren und äußeren Blätter 17 und 19 werden allmählich gebogen, so daß sie an der freien Kante 34 nahezu miteinander in Berührung kommen, und die Kunststoffschicht 22 wird in der Nähe solcher freien Kanten in der bei 35 angedeuteten Weise allmählich zusammengedrückt. Diese Ausbildung der Kante kann in manchen Fällen für einige oder alle Kanten der Klappen erwünscht sein, und zwar insbesondere für die äußersten Klappen, die nach dem Füllen und Schließen des Behälters frei liegende Kanten aufweisen müssen. Bei einer so ausgebildeten Kante läßt sich die Kante der Kunststoffschicht im wesentlichen verbergen, so daß die Farbe und das Aussehen der Kanten im wesentlichen demjenigen anderer frei liegender Flächen entspricht. Derartige Kanten sind glatt und zeigen im wesentlichen keine Unregelmäßigkeiten.
Die Herstellung der mit Papier oder Folie kaschierten feinzelligen Schaumkunststoffplatte, in die erfindungsgemäß die Rillen eingepreßt sind, kann in an sich bekannter Weise erfolgen. Für die starre feinzellige Schaumstoffschicht eignet sich besonders Polystyrol. Hierbei ist jedoch zu beachten, daß bei zu geringer Aufschäumung des Kunststoffs zwischen den Papier- oder Pappefolien das Schaumerzeugnis eine zu große Dichte haben kann und sich dann für den erfindungsgemäßen Verwendungszweck als zu hart erweist. Wenn man dagegen die Expansion zu weit treibt, werden die in dem Polystyrolmaterial gebildeten Gasblasen leicht bei weitem zu groß, und es besteht die Gefahr, daß das erhaltene Schaummaterial nach der Abkühlung zu spröde ist und beim Aufbringen von Druck einbricht. Um zu gewährleisten, daß der Schaumkunststoff zur Verwendung für den erfindungsgemäßen Zweck geeignet ist, darf man die Schaumbildung nur bis zu einem Stadium fortsetzen, bei dem das Erzeugnis vorzugsweise eine Dichte bzw. ein spezifisches Gewicht von etwa 0,048 besitzt. Das spezifische Gewicht kann jedoch variieren und in Abhängigkeit von der gewünschten Dicke der Kunststoffschicht innerhalb des geschichteten Materials sowie von dem Gewicht und der Festigkeit der verwendeten Kraftpapierauflagen zwischen etwa 0,032 und etwa 0,160 liegen. Bei einem spezifischen Gewicht von mehr als etwa 0,160 ergeben sich jedoch im allgemeinen unnötig hohe Kosten für das Kunststoffmaterial.
Die Zahl der kleinen Zellen in dem Kunststoff steht naturgemäß in Beziehung zu dem Ausmaß der Expansion des Materials bzw. dessen Dichte. Bei einem tvpischen bevorzugten Materia] waren beispielsweise in dem expandierten Material etwa 150 000 feine geschlossene Zellen je Kubikzentimeter vorhanden. wobei die Dichte dieses Materials etwa 0,048 betrug.
Bei einem Material, das auf geringere Dichtewerte expandiert ist, kann die Zahl der Zellen nach unten bis zu etwa 50 000 je Kubikzentimeter als Mindestwert variieren, während bei größeren Dichtewerten. z. B. bei etwa 0,160, die Zahl der Zellen bis zu 100 000 je Kubikzentimeter betragen kann.
Es sei bemerkt, daß auch die Festigkeit der Kraftpapierblätter im Vergleich zu der Zusammendrückbarkeit und dem Grade der Festigkeit des Kunststoffes und zu seiner Dicke so abgestimmt sein muß, daß die Kraftpapierblätter bei dem Einpressen der Rollen an den Faltkanten leicht in den Kunststoff hineingedrückt werden können und dabei nicht reißen.
Zwar wird die Verwendung von Polystyrol für die Herstellung der Schaumkunststoffschicht gegenwärtig wegen der geringen Kosten des Materials und wegen der Leichtigkeit, mit der es sich im Wege der Schaumbildung zu dem gewünschten zusammendrückbaren Erzeugnis mit einer großen Zahl feiner Zellen verarbeiten läßt, vorgezogen, doch liegt es auf der Hand, daß sich hierfür auch verschiedene andere Kunststoffe, z. B. Polyvinylchlorid, verwenden lassen.
Die gemäß der Erfindung hergestellten Kartons sind sehr widerstandsfähig gegen Wasserabsorption sowie gegen das Eindringen von Wasserdampf, da die Zellen nicht miteinander verbunden sind. Ferner besitzt der Schaumkunststoff eine hohe Widerstandsfähigkeit gegen Schimmelpilze und Insekten, und das Material besitzt gute thermische und elektrische Isoliereigenschaften.
Wenn es erwünscht ist, daß alle Teile des Behälters einschließlich der verwendeten Papierbögen eine besonders hohe Feuchtigkeitsbeständigkeit aufweisen. kann man für diese Papierauflagen sogenanntes naßfestes Auskleidungs-Kraftpapier oder anderes Papier od. dgl. verwenden, das mit Melaminharzmaterial oder anderen feuchtigkeitsbeständigen Substanzen behandelt ist.
PATENTANSPRSCHE 1. Faltbehälterzuschnitt mit vorbereiteten Faltkanten aus einer beidseitig mit Papier oder Folie kaschierten feinzelligen Schaumkunststoffplatte, gekennzeichnet durch an den Faltstellen bleibend eingepreßte Rillen (26), an welchen die an sich starre, kaschierte Schaumstoffschicht (22) in ihrer Dicke verringert und biegsam gemacht ist.

Claims

2. Zuschnitt nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Schaumstoffschicht längs der Rillen auf mindestens die Hälfte ihrer anfänglichen Dicke zusammengepreßt ist.

3. Zuschnitt nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch unter Zusammendrücken abgeschrägte Außenkanten (33, 34), bei welchen die Kaschierungsblätter (17, 19) einander über der längs der Kanten zusammengepreßten Zwischenschicht (35) nahezu berühren.

4. Zuschnitt nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zwischenschicht aus auf bekannte Weise zu einem starren, feinzelligen Schaum ausgeformten Polystyrol besteht.

In Betracht gezogene Druckschriften: Deutsche Patentschrift Nr. 842 267; USA.-Patentschriften Nr. 1 097 390, 2 634 046.