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Verfahren zum Falten und Verbinden zweier mit nach auswärts divergierenden
Rillen bzw. Auskehlungen versehener Seitenwände eines Zuschnitts Die Erfindung betrifft
ein Verfahren zum insbesondere rechtwinkligen Falten und Verbinden zweier mit nach
auswärts divergierenden Rillen versehener Seitenwände eines Zuschnitts beim Herstellen
von Schachteln aus Pappe oder Karton.
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Schachteln aus Pappe oder Karton sind bisher hauptsächlich in der
Weise hergestellt worden, daß der Zuschnitt an den Stellen der die Seiten der Schachteln
bestimmenden Kanten mit Rillinien versehen und die Seiten dann zu ihrer endgültigen
Lage umgefaltet worden sind. Dieses Verfahren ist mit dem Bibelstande verbunden,
daß die Winkel bei der Faltung nicht fixiert werden, sondern bei Druck u. dgl. sich
leicht ändern und damit die Form der Schachteln verändern.
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Ferner werden die Abmessungen des Zuschnitts bei der Faltung gewissermaßen
verändert, weil an den Biegungslinien eine kleine Streckung des Zuschnitts stattfindet.
Außerdem entsteht an den Biegungslinien eine Erhöhung des Kartons, die sich schädlich
auswirkt, wenn die Schachtelhalbzeuge durch Präzisionsfaltmaschinen geschoben oder
gespeist werden sollen.
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Es ist schon ein Verfahren insbesondere zum rechtwinkligen Falten
und Verbinden zweier mit nach auswärts divergierenden Rillen. bzw. Auskehlungen
versehener Seitenwände eines Zuschnitts zum Herstellen von Schachteln aus Pappe,
Karton od.,dgl. unter Verwendung eines auf die Innenseite der Rillen aufzutragenden
Bindemittels bekannt.
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Durch die Erfindung wird dieses Verfahren dadurch verbessert, daß
Bindemittel in einer Flüssigkeit aufgeschlämmt und das Falten nach Erreichen der
gewünschten Verformbarkeit der Pappe in der Faltzone durchgeführt wird so-wie anschließend
die mit angereichertem Bindemittel versehenen Innenseiten der Rille durch Anwendung
von Druck und Wärme miteinander verbunden werden.
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Die Rillen oder Auskehlungen in dem Werkstoff können in beliebiger
Weise mittels Schleifrädchen od. dgl. hergestellt sein.
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In der Zeichnung ist ein Pappen- oder Kartonhalbzeug veranschaulicht,
in welchem solche Rillen oder Auskehlungen gemacht worden sind.
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Fig. 1 zeigt eine Pappscheibe oder ein Schachtelhalbzeug, das mit
Rillen oder Auskehlungen versehen ist; Fig.2 zeigt dieselbe Pappscheibe, nachdem
sie zu einer Schachtel gefaltet worden ist; Fig. 3 zeigt eine Rille oder Auskehlung,
die für eine Faltung um 90° bestimmt ist; Fig. 4 zeigt dieselbe Rille oder Auskehlung,
nachdem die Pappscheibe um 90° gefaltet worden ist.
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In den Figuren sind die Rillen oder Auskehlungen mit dem Bezugszeichen
2, die Zusammenfügungsfläche einer Schachtel mit 3, die Seiten der Rillen mit 4
und eine zusammengelegte Rille oder Auskehlung mit 5 bezeichnet.
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Es hat sich indessen gezeigt, daß die Zusammenklebung der Schachtelhalbzeuge
zu fertigen Schachteln mit Schwierigkeiten verbunden ist, wenn eine schnelle Bindung
beispielsweisse in schnell laufenden Maschinen zur Schachtelherstellung erwünscht
ist. Gewöhnliche Bindemittel in Lösung sowie Klebstoff u. dgl. wirken zu langsam
bindend, und es hat sich gezeigt, daß ein Verfahren wie die sogenannte »Schnellbindmethode«
große Nachteile mit sich bringt. Diese Methode besteht darin, daß z. B. die Zusammenfügungsfläche
des einen Zipfels der Pappscheibe, die verleimt werden soll, mit Leim auf einer
frühen Stufe versehen wird und trocknen darf, ehe die Schachtelhalbzeuge in den
Maschinen gefaltet werden. Da die Zusammenfügungsfläche des anderen Zipfels mit
Leimlösung belegt oder angefeuchtet wird, wird dieser Zipfel an der bereits getrockneten
Leimschicht des anderen Zipfels verhältnismäßig schnell gebunden. Die Nachteile
dieses Verfahrens bestehen erstens in einer zusätzlichen Leimprozedur, ehe die Schachtelhalbzeuge
zu den Schachtelmaschinen kommen. Zweitens wirkt der ..getrocknete Leimfilm des
Zipfels hindernd auf den Vorschub der Schachtelhalbzeuge in schnell arbeitenden
Maschinen, und eine geringe Menge von Feuchtigkeit kann ein Zusammenkleben der aufeinandergestapelten
Schachtelhalbzeuge verursachen usw.
Ferner hat es sich gezeigt,
daß die schnell arbeitenden Elemente der Schachtelmaschinen von Klebstoff u. -dgl.
leicht beschmutzt werden, was die perfekte Arbeit der Maschinen verhindert.
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Gewöhnlicher Klebstoff oder Leimlösungen müssen, um schnell binden
zu können, auch wenn Wärme zugeführt wird, von so hoher Konzentration sein, daß
eine solche Härte -der Klebstoffpaste, der Leimlösung u: dgl. erhalten wird, daß
man auf Grund dieser hohen Konzentration und Härte nicht schnell wirkende Bindemittel
verwenden kann.
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Es hat sich gezeigt, daß man deswegen zu einem anderen Verfahren übergehen
muß. Dieses besteht darin, daß man anstatt von Klebstoff und anderen Bindemitteln
das Bindemittel als solches, z. B. in kaltem Wasser oder in anderen für die Bindemittel
passenden Flüssigkeiten aufgeschlämmt, verwendet. Man erhält dann eine ziemlich
dünnflüssige Aufschlämmung, die das Bindemittel enthält. Diese Aufschlämmung hat
keine Bindefähigkeit, aber sie enthält Bindemittel in solcher Menge, daß sie in
verkleistertem Zustand zu hart oder zu dickflüssig werden würde, um verwendet werden
zu können. Diese Aufschlämmung beschädigt nicht die Elemente oder die beweglichen
Teile der Maschinen und macht sie nicht klebrig. Wenn man durch eine geeignete Anordnung
z. B. einen der Zipfel 3 der Schachtelhalbzeuge, die zusammengeleimt werden sollen,
mit solcher Aufschlämmung versieht, wird,der Zapfel davon naß. Ein Teil der Flüssigkeit
dringt in das Pappmaterial ein und macht dies biegsamer. Das Bindemittel der Aufschlämmung
wird hierdurch auf der Fläche der Pappe angereichert. Wird dann der andere der beiden
Zipfel, die zusammengeleimt werden sollen, mit dem ersten zusammengelegt und die
Fuge erhitzt, indem sie beispielsweise über eine erwärmte Lehre passieren darf,
so wird durch die Temperaturerhöhung eine dünne, mit Klebstoff od. dgl. angereicherte
Schicht zwischen den Zipfeln gebildet, so daß ein fast augenblickliches Zusammenbinden
erfolgt. Man kann mit Vorteil Stärke, z. B. Kartoffelmehl, in Wasser aufgeschlämmt
verwenden. Der dabei gebildete Stärkefilm wirkt sehr stark zusammenbindend und ist
verhältnismäßig feuchtbestän.dig.
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Als ein anderes Beispiel kann Polyvinylacetatpulver, das nicht emulgiert,
sondern in kaltem Wasser aufgeschlämmt ist, erwähnt werden. Man erhält in diesem
Falle zwischen den Zipfeln eine sehr stark bindende Schicht, die feuchtbeständig
ist. Auch andere, z. B. thermoplastische .Stoffe, wie Cellulosebutyrat, Naturharze,
Kunstharze, Kunststoffmaterialien u. dgl., können in gleicher Weise verwendet werden.
Die Fugen oder Zipfel werden zusammengebunden, sobald die Temperatur z. B. beim
Passieren über die heiße Lehre auf die für das Bindemittel richtige Temperatur gestiegen
ist. Für Kartoffelmehl und Polyvinyllacetat ist z. B. 90 bis 120° C eine geeignete
Temperatur in der Schicht zwischen -den Pappzipfeln beim Passieren über die erhitzte
Lehre oder beispielsweise einen Faltkolben. Die Erhitzung kann z. B. durch einen
elektrischen Widerstand od.,dgl. erfolgen und auf übliche Weise mittels Thermostaten
reguliert werden.
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Im allgemeinen kann Wasser als Flüssigkeit für die Aufschlämmung des
pulverisierten Bindemittels verwendet werden, und als Beispiel für andere Flüssigkeiten
als Wasser können für gewisse Bindemittel Butyrate oder gewisse Pulver von Kunststoffen,
Alkohol oder einige Petroleumsorten erwähnt werden.
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Auf diese Weise kann in schnell arbeitenden Maschinen ein der Geschwindigkeit
der Maschine angepaßtes Zusammenkleben oder eine Verleimung erhalten werden, ohne
ein Trocknungsverfahren anwenden zu müssen, und zwar ohne Nachteile für das Arbeitsvermögen
und die Funktion der Maschine. Die Vorteile -dieses Verleimungsverfahrens treffen
für alle Schachtelhalbzeuge zu, sei es daß ihre Kanten geritzt, mit Biegungslinien
versehen oder auf andere Weise markiert sind.
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Wie oben erwähnt, kann ,bei verschiedenen Bindemitteln die Wärme z.
B. durch einen Thermostaten derart reguliert werden, .daß die für das Bindemittel
geeignete Temperatur erhalten wird. Der Gehalt der Bi.ndemittelaufschlämmung kann
variiert werden. Ver-_ wendet man poröse Pappe, so kann man den Bindemittelgehalt
der Aufschlämmung vermindern, indem die Pappe von der Flüssigkeit, in welcher das
Bindemittel aufgeschlämmt worden ist, aufsaugt. Damit wird der Gehalt an Bindemittel
in der Aufschlämmung in der auf der Fläche der Pappe verbleibenden Schicht erhöht.
Variationen für verschiedene Pappsorten sind leicht zustande zu bringen, so daß
man z. B. für gewisse poröse Pappsorten einen 20°/aigen Bindemittelgehalt in der
Aufschlämmung verwenden kann. Im allgemeinen genügt ein 30- bis 40°/diger Bindemittelgehalt
entsprechend dem oben Gesagten.
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Unter gewissen Umständen, z. B. wenn ebene Pappflächen zusammengefügt
werden sollen, kann es geeignet sein, daß,die Flüssigkeit, in der .das Bindemittel
aus.gerührt ist, mehr oder weniger trägflüssig gemacht wird, ,um zu verhindern,
daß das Bindemittel in der Aufschlämmung, wenn z. B. ein Umrühren nicht erfolgen
kann, sich von der Flüssigkeit trennt und sich auf den Boden absetzt. Man kann etwa
dünnen Klebstoff, z. B. aus Stärke, Celluloseäthylat od. dgl., verwenden und in
diesem dünnen Klebstoff das Bindemittelpulver aufschlämmen, das auf Grund der verhältnismäßig
trägflüssigen Aufschlämmflüssigkeit dann die Fähigkeit hat, sich in der Flüssigkeit
verhältnismäßig gleichmäßig verteilt zu halten.
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Wenn man geritzte, nach außen .divergierende Rillen oder Auskehlungen
beider Herstellung von Halbzeugen für Schachteln verwendet, so hat,die Faltung,
wenn diese einwärts geschieht, zur Folge, daß die Flächen 4 der Rillen oder Auskehlungen
einigermaßen zusammenfallen (s. 5 in Fig. 4).
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Da die Rillen oder Auskehlungen nicht die volle Tiefe oder Stärke
der Pappe haben können, entsteht beim Biegen ein gewisser Biegungswiderstand, der
in nicht geringem Grade verhindert, daß schnell arbeitende Maschinen einwandfrei
arbeiten.
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Wenn man die Rillen oder Auskehlungen mit Bindemittel versieht, werden
beim Zusammenfalten die Rillenseiten verleimt. Dies hat zur Folge, daß die Schachtel
eine erhöhte Festigkeit in den Kanten erhält, und die Schwächung, die dadurch entstanden
ist, daß Material beim Ritzen von der Pappe der Rillen oder Auskehlungen entfernt
worden ist, kann auf diese Weise eliminiert werden.
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Verwendet man klebrige oder verkleisterte Bindemittel, so ist es schwierig,
die Innenseiten 4 der Rillen oder Auskehlungen mit solchem Bindemittel zu versehen,
da die trägflüssigeren Bindemittel beim Aufbringen nicht in die Rillen oder Auskehlungen
selbst hinunterfließen, sondern auf den oberen Kanten der Rillen oder Auskehlungen
bleiben, weshalb das Verleimresultat nicht befriedigend wird.
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Schachteln, die in dieser Weise hergestellt werden, werden auch oft
auf der Innenseite beschmutzt, und Bindemittel, das außerhalb der Rillen oder Auskehlungen
und längs ihren oberen Kanten gelangt ist,
kann daher eine schnell
laufende Herstellung verhindern, indem die Schachtel oder das Schachtelhalbzeug
auf Faltkolben od. dgl. sitzen bleiben kann.
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Wenn man eine Bindemittelaufschlämmung gemäß der Erfindung verwendet,
wird .das Verhältnis ein anderes, da die verhältnismäßig dünnflüssige Aufschlämmung
sich leicht in der Rille oder Auskehlung selbst anbringen läßt. Man kann einfache
Vorrichtungen, wie z. B. rotierende Rädchen und dünne Bürsten od. dgl., verwenden,
deren Umfang Klebstoff von einem Behälter zu -den Rillen oder Auskehlungen übertragen.
Die Aufschlämmung des Klebemittels verteilt sich dann in der Rille oder Auskehlung,
und dies führt einen weiteren, sehr großen Vorteil dadurch herbei, daß ein Teil
der Flüssigkeit der Aufschlämmung im Gegensatz zu dem Falle, wo trägflüssiges Bindemittel
verwendet wird, schnell in das Pappmaterial eindringt und die Pappe in den Rillen
oder Auskehlungen aufweicht. Der Faltwiderstand wird aus diesem Grunde so erheblich
reduziert, daß die Schachtelhalbzeuge leicht zu Schachteln gefaltet werden können.
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Ferner erfolgt eine Steigerung der Bindemittelmenge in der Aufschlämmung
dadurch, daß das Pappmaterial einen Teil -der Flüssig-'keit absorbiert. Dies ist
sehr wichtig, da die Rillen oder Auskehlungen hierdurch nach der Zusammenfaltung
und nach Passieren über z. B. eine erhitzte Lehre gemäß .dem oben Gesagten eine
sehr hohe Festigkeit erhalten, die, wie es sich herausstellt, in den zusammengefalteten
Schachtelkanten die Festigkeit des Pappmaterials erheblich übersteigen kann. Auf
diese Weise hergestellte Schachteln werden scharf fixiert und sehr stark und fest
in ;der Form.
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Falls die Schachteln in zwei Richtungen gefaltet werden sollen, z.
B. zur Bildung von Boden oder Deckel, und die Rillen oder Auskehlungen. aus diesem
Grunde in zwei Richtungen, z. B. im Winkel zueinander, ausgeführt sind, kann die
oben angezogene Methode mit Vorteil verwendet werden, und auf diese Weise können
Zipfel und Seiten nach verschiedenen Bedürfnissen zu Schachteln mit großer Festigkeit
zusammengeheftet werden.
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Wenn es sich um Schachteln aus Pappmaterial handelt, können diese
mit Vorteil ,derart ausgeführt werden, daß die Pappe selbst mit dem Druck und der
Verzierung versehen wird, welche die fertigen Schachteln haben sollen.
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Bei der Faltung der Schachtelkanten wirkt die Materialverschiebung,
die hierbei in -der Pappe eintreten muß, auf die Pappfläche der Schachtelkanten
schädlich ein. Dies beruht .darauf, daß die Rillen oder Auskehlungen nicht so tief
im Material gemacht werden können, wie für eine theoretische Biegung, z. B. in geradem
Winkel, erforderlich ist. Es hat sich indessen gezeigt, @daß, wenn man Pappstücke
zu Schachteln, z. B. um 90° längs auswärts divergierenden Rillen oder Auskehlungen,
biegt und diese Rillen oder Auskehlungen reit Bindemittelaufsehlämmung versehen
worden sind, das gesparte Pappmaterial in der Rille oder Auskehlung sich ziemlich
gleichmäßig verschiebt, so daß die gebildeten Schachtelkanten verhältnismäßig rechtwinklig
und eben werden, ohne daß die Pappe oder die Verzierung in den Flächen birst.
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Wenn ein größerer oder kleinerer Biegungswinkel als 90° erforderlich
ist, kann man dasselbe Verfahren verwenden, indem die Breite des breitesten Teiles
der auswärts divergierenden Rille oder Auskehlung breiter oder schmäler gemacht
wird im Verhältnis zur Größe der Biegung.
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Wenn man Rillen oder Auskehlungen der obenstehenden Ausführung mit
Bindemittelaufschlämmung versieht, so hat es sich, wie oben erwähnt, gezeigt, daß
die Materialverschiebung des Pappmaterials erheblich erleichtert wird, dadurch,
daß die Aufschlämmflüssigkeit .das Pappmaterial derart erweicht, daß die Seiten
der Rillen gut zusammenfallen, und da diese durch die Aufnahme von Flüssigkeit mit
reichhaltiger Bindemittelaufschlämmung gemengt worden sind, können die fertiggefalteten
Schachteln, indem sie über eine erhitzte Lehre od.,dgl. passieren .dürfen, eine
sehr große Festigkeit und zugleich eine perfekte Form auch in schnell arbeitenden
Faltmaschinen erhalten.