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Verfahren zum Herstellen von mit thermoplastischem Kunststoff versehenen
Zuschnitten aus Papier, Pappe od. dgl.
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Zuschnitten
für Faltbehälter, die mindestens einseitig mit einem thermoplastischen Überzug versehen
sind.
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Es ist bekannt, bei der Herstellung von Faltschachteln von einzelnen
Bogen oder langen Bahnen auszugehen, die mit Kunststoff beschichtet sind, und diesen
Werkstoff dann zu rillen oder durch Stanzen die einzelnen Zuschnitte herzustellen.
Anschließend wird üblicherweise dann durch einen Klebe- oder Siegelvorgang aus dem
Zuschnitt ein Schlauch gebildet, der zu einem Schachtelkörper aufstellbar ist und
noch einen Verschluß am Boden bzw. am Kopfende erhält. Ein Nachteil des Verfahrens
besteht darin, daß bei dem Rillvorgang des bereits mit der Kunststoffschicht verbundenen
Kartons die Gefahr einer Beschädigung der Kunststoffschicht besteht, beispielsweise
durch eine Überdehnung der Kunststoffschicht während des Rillvorgangs oder durch
eine Verletzung der Kunststoffschicht durch die Rillwerkzeuge, wenn diese verkanten
oder durch Abnutzung andere Fehler aufweisen. Beschädigungen oder Schwächungen der
Kunststoffschicht gerade an den auch im Gebrauch stark beanspruchten Kanten der
Packung sind recht nachteilig, da sie zu undichten Stellen führen können und damit
den Zweck der Kunststoffbeschichtung, nämlich die völlige Abdichtung des Füllgutes,
illusorisch machen können.
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Weiterhin ist es bekannt, das zur Herstellung von Zuschnitten für
Faltbehälter benötigte Trägermaterial von Rollen abzuziehen, es anschließend zu
rillen und zu stanzen. Dem so vorbereiteten Trägermaterial wird erst dann das von
einer zweiten Rolle abgezogene Kaschiermaterial zugeführt, wobei die Verbindung
des Trägermaterials mit dem Kaschiermaterial mit Hilfe eines zusätzlichen haftvermittelnden
Stoffes erfolgt.
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Die nach diesem Verfahren hergestellten Zuschnitte für Faltbehälter
mit Innenfutter vermeiden weitgehend die bereits geschilderten Schwierigkeiten.
Sie erfordern jedoch einen erheblichen technischen Mehraufwand.
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Der Zweck der Erfindung besteht nun darin, mit Kunststoff beschichtete
Zuschnitte zu schaffen, die nach ihrer Aufstellung zu Faltbehältern eine ausgezeichnete
Dichtheit, insbesondere auch an den Kanten und in den Ecken aufweisen.
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Nach der Erfindung wird dieser Zweck dadurch erreicht, daß das die
Festigkeit des Faltbehälters vermittelnde Trägermaterial aus Papier, Pappe od. dgl.
zuerst in unbeschichtetem Zustand mindestens teilweise vorbearbeitet wird durch
Rillen, und bzw. oder Stanzen od. dgl. Anschließend erfolgt dann die Beschichtung
mit einem thermoplastischen Kunststoff in flüssigem oder plastischem Zustand. Die
Beschichtung erstreckt sich über den ganzen Zuschnitt und vorteil haft auch über
die Ränder des Zuschnittes hinaus.
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Durch die Beschichtung des vorbearbeiteten Trägermaterials, die ein-
oder beidseitig erfolgen kann, mit einem in flüssigem oder plastischem Zustand sich
befindenden Kunststoff, wird eine gute Anschmiegung der Kunststoffschicht an die
Rillen und Ränder des Trägermaterials erzielt, ohne daß der Zusammenhang oder die
Festigkeit der Beschichtung beeinträchtigt wird, während gleichzeitig eine gute
Verankerung der Kuntsstoffschicht mit dem Trägermaterial stattfindet.
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Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 1 in wesentlich vergrößertem
Maßstab ein Querschnitt durch eine Kartonrillung dargestellt. Der Kartonkörper a
ist hier beidseitig durch je eine nachträglich aufgebrachte Schicht b aus thermoplastischem
Kunststoff abgedeckt. Das Bild zeigt, daß an der Rillstelle c sich die Kunststoffschicht
völlig dem Kartonwerkstoff anschmiegt, und läßt erkennen, daß beim Rillen zwar die
Faserstruktur des Kartons a beeinträchtigt werden kann, niemals aber der Zusammenhang
in den Deckschichten b, die ja erst nach dem Rillvorgang aufgebracht sind.
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Ein besonderer Vorteil der nachträglichen Kunststoffbeschichtung
von Karton und ähnlichen Werkstoffen nach der Rillung liegt noch darin, daß damit
auch die Möglichkeit gegeben ist, vor der Beschichtung außer der Rillung auch das
Ausstanzen des Zuschnittes vorzunehmen, also nicht denAusgangswerk-
stoff,
sondern nur den Zuschnitt zu beschichten und dabei dafür zu sorgen, daß auch eine
Beschichtung der Schnittkanten gleichzeitig mit der Beschichtung der Kartonfläche
erfolgt. Bei unbeschichteten Schnittkanten ergibt sich nämlich auch bei der Herstellung
von Faltschachteln und ähnlichen Packungen eine Gefahr insofern, als das Verpackungsgut
hier mit einem schmalen Streifen ungeschützten Kartons in Berührung kommt und dementsprechend
bei feuchtem oder gar flüssigem Füllgut Feuchtigkeit in den Karton einzudringen
vermag, der durch Quellung dann seine Form und Festigkeit ändert, wobei auch die
im Karton verwendeten Füll- oder Leimstoffe in das Füllgut diffundieren können.
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Es ist zur Behebung dieser Nachteile bekannt, eine nachträgliche
Beschichtung an den Schnittkanten vorzunehmen, diese Kanten also beispielsweise
am fertigen Erzeugnis mit einer Lackschicht abzudecken. Bei dem Verfahren nach der
Erfindung kann diese Abdeckung der Schnittkanten ohne weiteres mit dem Beschichtungsgang
verbunden werden. In Fig. 2 ist schematisch eine solche Kantenbeschichtung durch
den Querschnitt an einer Kartonkante dargestellt.
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Auch hier ist der Karton mit a und die einseitig aufgebrachte Kunststoffschicht
mit b bezeichnet. Dabei ist angenommen, daß die Beschichtung durch einen noch wesentlich
über dem Erweichungspunkt erhitzten, aus einer Düse extrudierten Kunststoffilm erfolgt,
der sich auf den Kartonzuschnitt a auflegt. Der auf dem Karton a zur Auflage gebrachte
Film ist dann etwas breiter als der Kartonzuschnitt, ragt also seitwärts noch um
einen kleinen Lappen d über die Kanten des Kartonzuschnitts hinaus und legt sich
dabei durch die Schwerkraft um die Schnittkante des Kartons herum und kommt zur
Auflage auf der Unterlage e, die den Zuschnitt während der Beschichtung trägt. Diese
Unterlage wird zweckmäßig aus einem Werkstoff hergestellt, von dem sich der Lappen
d des Kunststoffilms leicht ablösen läßt; er besitzt eine hochglanzpolierte Metalloberfläche
oder besteht aus einem Werkstoff wie Polytetrafluoräthylen, auf dem bekanntlich
andere Kunststoffe, wie etwa Polyäthylen, nicht anhaften.
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Bei einem nach Fig. 2 einseitig beschichteten Karton kann der Lappen
d nach Ablösen von der Unterlage e um den Rand des Kartons a in einem besonderen
Arbeitsgang herumgeschlagen werden, wie dies in Fig. 3 dargestellt ist. Damit ist
die Herstellung einer dichten Schweißnaht zwischen den einzelnen Teilen des Zuschnittes
möglich, wie dies in Fig. 4 dargestellt ist. Hier handelt es sich etwa um die Längsschweißnaht
zur Bildung eines Schlauches aus dem Kartonzuschnitt, aus dem dann der endgültige
Verpackungskörper geformt wird. Der um die Schnittkante des Kartons herumgefalzte
Lappen d liegt dabei auf der Kunststoffschicht b am anderen Rande des Kartons, womit
die Herstellung einer einfachen und dichten Schweißnaht zwischen den beiden aufeinanderliegenden
Kunststofflächen gegeben ist, und gleichzeitig eine völlige Abdichtung des Füllgutes
sowohl gegen den Karton selbst als auch gegen die Außenluft erreicht ist.
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Zu dem in Fig. 3 gezeigten Kantenschutz durch Umlegen der Schutzschicht
um die Kante der Trägerschicht a ist noch zu bemerken, daß diese Art des Schutzes
schon vorgeschlagen wurde. Das ältere Verfahren sieht eine Verbreiterung der Unterlage
a über die endgültige Kante hinaus bei der Herstellung des
Zuschnitts aus einer vorher
beschichteten Bahn vor.
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Bei der Herstellung des Zuschnitts soll dann das Trägermaterial an
der endgültigen Kante in einem besonderen Arbeitsgang so eingeritzt werden, daß
lediglich die Unterlage durchgetrennt wird, während die Schutzschicht unbeschädigt
bleiben soll. Diese Aufgabe ist allerdings im laufenden Betrieb kaum einwandfrei
zu lösen, da durch die unvermeidliche Änderung des Ritzwerkzeuges im Betrieb und
durch Änderungen in der Dicke der Unterlage die Ritzung zeitweise einmal nicht tief
genug und einmal zu tief ausfällt, so daß die Schutzschicht dabei beschädigt und
undicht wird. Auch muß der verlorene Außenstreifen der Trägerschicht a noch von
der Schutzschicht abgetrennt werden, was auch zu Beschädigungen der Schutzschicht
führen kann und überdies voraussetzt, daß keine innige Haftung der Schutzschicht
auf der Trägerschicht vorhanden sein dar.
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Dies bedeutet, daß auch an den Flächen der fertigen Packung die Schutzschicht
keine starke Haftung aufweisen kann. Bei dem Verfahren nach der Erfindung sind auch
diese Nachteile mit Sicherheit vermeidbar, und es läßt sich ein einwandfreier Kantenschutz
mit verhältnismäßig einfachen Mitteln erreichen.
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Der nach Fig. 2 einseitig beschichtete Karton a kann auch in der
Weise weiterverarbeitet werden, daß er anschließend an die erste Beschichtung noch
eine zweite Beschichtung auf der Rückseite erhält, wie dies in Fig. 5 dargestellt
ist. Hier trägt der Karton a die erste Beschichtung b', die in dem Lappen d endet,
und auf der zweiten Seite die weitere Kunststoffschicht b", die nicht nur den Karton
a, sondern auch den Lappen d überdeckt. Bei einem so beschichteten Kartonzuschnitt
ist jede Berührung zwischen dem Kartonmaterial und dem Füllgut mit Sicherheit, weiterhin
aber auch jede Berührung des Kartonmaterials mit der Außenluft ausgeschlossen, so
daß der Karton auch keine Feuchtigkeit von außen aufnehmen und dadurch erweichen
kann. In Fig. 6 ist schematisch eine Nahtstelle etwa für die Längsnaht eines Kartonschlauches
für die Wandungen einer Faltschachtel unter Benutzung eines nach Fig. 5 bezeichneten
Kartons dargestellt.
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Ein besonderer Vorteil des Verfahrens nach der Erfindung liegt auch
darin, daß es ein kontinuierliches Herstellen von Schachtelzuschnitten mit einer
Vorrichtung ermöglicht, der der Trägerwerkstoff von der Rolle zugeführt wird. In
Fig. 7 bis 10 sind Beispiele für eine solche kontinuierliche Herstellung schematisch
dargestellt. Eine der Arbeitsmöglichkeiten besteht darin, während des Durchlaufs
der Zuschnitte durch die Vorrichtung jeden einzelnen Zuschnitt noch mit dem folgenden
Zuschnitt verbunden zu lassen, so daß also eine zusammenhängende Bahn einzelner
Zuschnitte durch die Verarbeitungseinrichtung läuft und erst am Schluß eine Aufteilung
in Einzelzuschnitte erfolgt. Ein Beispiel für eine solche Bahn zusammenhängender
Zuschnitte ist in Fig. 7 dargestellt. Dabei handelt es sich um die Herstellung der
bekannten rechteckigen Faltschachteln mit vier zusammenhängenden Wänden el, e2,
e3 und e4 und den zugehörigen Bodenklappen g und Deckelklappen f.
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An den Wandteil e4 schließt noch zur Herstellung der Schlauchlängsnaht
ein schmaler Streifen e1, an, der später mit dem Wandteil e1 zu verkleben ist. An
den in Fig. 7 links oben dargestellten Schachtelzuschnitt h schließt dann ein weiterer
gleichartiger Zuschnitt i an, und zwar in der Weise, daß die Bodenklappen g1
und
g3 des Teiles h mit den entsprechenden Deckelklappen f, und f3 des folgenden Zuschnittes
i lediglich durch verhältnismäßig schmale Stege verbunden sind.
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Auch seitlich können an den Zuschnitt h noch ein oder mehrere weitere
Zuschnitte k anschließen, wenn nämlich die Breite des Trägermaterials zur Aufteilung
in mehrere Nutzen ausreicht.
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Die Herstellung und Weiterverarbeitung von Zuschnitten nach dem Beispiel
der Fig. 7 ist dann in Fig. 8 schematisch durch die Seitenansicht einer Verarbeitungsvorrichtung
dargestellt, die die einzelnen aufeinanderfolgenden Arbeitsgänge zeigt. Teil A stellt
eine Abwickeleinrichtung für die Rollen des unbe schichteten Trägermaterials, also
beispielsweise Kartonrollen, dar, wobei zwei Wickelstäbe zum Abwechseln in bekannter
Weise zur Verfügung stehen.
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Die Kartonbahn a wird durch ein angetriebenes Walzenpaar B von der
Rolle abgezogen und weitergefördert. Da bei diesem Beispiel angenommen wird, daß
die Kartonbahn bereits bedruckt ist, folgt auf die Abzugswalzen eine Passerreguliervorrichtung
C, bevor die Bahn in die Rillvorrichtung D einläuft, in der die Bahn mit den erforderlichen
Längsrillungen versehen wird. An den Walzen folgt dann das Ausstanzen nach dem in
Fig. 7 gegebenen Bilde und gleichzeitig die Herstellung der Querrillen. Die weiteren
Paare von Förder- und Führungswalzen F führen die einzelnen, durch die Schneidwalzen
E bereits völlig voneinander getrennten Nutzenbahnen durch eine Vorrichtung G, in
der die Nutzen in seitlicher Richtung so zueinander verschoben werden, daß ein seitlicher
Abstand zwischen den Nutzen entsteht. Diese Seitenbewegung der Nutzen kann beispielsweise
dadurch erzielt werden, daß die Bahnen über zwei Walzenpaare geführt werden, deren
Achsen in einem Winkel zur Bewegungsrichtung der Bahn a übereinanderliegend angeordnet
sind. Auf diese Weise ergibt sich eine Parallelverschiebung der einzelnen Bahn nach
der Seite hin. Die Darstellung in Fig. 8 zeigt schematisch die Walzenanordnung lediglich
für den in der Blickrichtung vorn liegenden Nutzen; der dahinterliegende Nutzen
kann etwa durch eine ähnliche Einrichtung nach hinten verschoben werden. Anschließend
erfolgt der Durchgang des vorderen Nutzens durch die Beschichtungsaniage H. Beim
dargestellten Beispiel wird hierzu ein Extruder benutzt, aus dem der thermoplastische
Kunststoff mit einer über dem Schmelzpunkt liegenden Temperatur so herausgepreßt
wird, daß er die aufeinanderfolgenden Zuschnitte be deckt und auch noch den Kantenschutz
in der in Fig. 2 dargestellten Art durchführt. Ein besonders sicherer Schutz der
Schnittkanten läßt sich durch die Anwendung von Preßluft erreichen, die auf die
Kunststoffschicht geblasen wird. Die aufgebrachte Kunststoffschicht wird dann auf
einer Kühlwalze J gehärtet und durch einen Längsschnitt K zwischen den einzelnen
Nutzen zerschnitten. Ein weiteres Förderwalzenpaar F führt die Bahnen dann über
eine Passerreguliervorrichtung L zu einem Querschneider M, der die aufeinanderfolgenden
Zuschnitte endgültig voneinander trennt und sie auf einem folgenden langsamer laufenden
Förderband U in Schuppenform stapelt und weiteren Vorrichtungen zuführt, in denen
die einzelnen Zuschnitte zu Kartons umgeformt werden.
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Die Zuschnitte können auch in dem Zustand, in welchem sie den QuerschneiderM
verlassen, versandt werden, worauf dann erst an der Verbrauchsstelle das Aufstellen
der Faltschachteln erfolgt.
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Fig. 9 zeigt ein weiteres Beispiel mit einer Verarbeitungsvorrichtung,
bei der eine zweiseitige Beschichtung von Karton oder ähnlichen Werkstoffen mit
thermoplastischen Kunststoffen vorgenommen wird. Die bereits getrennten, nach Bedarf
gerillten und/oder gestanzten Nutzenbahnen a werden durch die Förder- und Führungsrollen
F der bei Fig. 8 schon beschriebenen Beschichtungsanlage H zugeführt. Hier wird
der thermoplastische Kunststoff auf einer Seite der Nutzenbahn aufgebracht und durch
die Kühlwalze J gehärtet. Uber mehrere UmlenkrollenV leitet man die einseitig beschichtete
Bahn einer zweiten Beschichtungsanlage H' zu, die zum Unterschied von der ersten
Beschichtungsanlage keine Blaseinrichtung besitzt, und es wird die andere Seite
der Bahn mit einer Schicht eines thermoplastischen Kunststoffes versehen. Nach der
Härtung durch den KühlzylinderJ' teilt ein LängsschneiderK, nachdem die Bahn über
weitere Umlenkrollen geleitet wurde, die Kunststoffschicht zwischen den einzelnen
Nutzenbahnen. Ein Förder- und Führungsrollenpaar F führt die einzelnen Bahnen, deren
Längsklebelaschen jetzt mit einem überlappten Kunststoffteil nach Fig. 5 versehen
sind, einer Aufwickelvorrichtung W zu, wobei zur Aufnahme des beidseitig beschichteten
Trägermaterials abwechselnd zwei Wickelstäbe zur Verfügung stehen.
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Eine andere Anwendungsmöglichkeit des Verfahrens ist in Fig. 10 dargestellt.
Diese Vorrichtung dient zur Herstellung von Faltschachteln, bei denen Längs-und
Querschnittkante mit Kunststoff einseitig überlappt sein müssen. Bis zur Querschneideeinrichtung
N entspricht die Vorrichtung der in Fig. 8 beschriebenen Verarbeitungsvorrichtung.
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Der Querschneider N, bei Bedarf mit einer Stanze verbunden, trennt
die Zuschnitte quer zur Bahn von den Nutzenbahnen ab. Eine Fördereinrichtung 0 führt
die Zuschnitte in die Beschichtungsanlage H. Das Förderband besitzt eine größere
Geschwindigkeit als die dem Querschneider zugeführte Bahn. Dadurch wird zwischen
den einzelnen Zuschnitten ein Abstand in der Bewegungsrichtung des Förderbandes
erzielt, dessen Größe von der Art und den Abmessungen des Trägermaterials abhängig
ist, und der durch die Änderung der Voreilung des Förderbandes eine Größenänderung
erlaubt. Die einzelnen Zuschnitte sind nach der Beschichtung nun durch die Kunststoffschicht
zu einer endlosen Bahn vereinigt und werden durch die Längsschneideeinrichtung P
getrennt und durch eine Zug- und Führungspartie F in eine Schlauchbildungsvorrichtung
Q gebracht. Dort werden die Seitenlappen hochgebogen und die Bahn zu einem platten
Schlauch geformt. Die thermoplastische Kunststoffschicht erwärmt man mittels einer
Wärmequelle R. Die Versiegelung wird dann in der PresseS vorgenommen.
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Die noch notwendige Trennung der Kunststoffschicht zur Bildung von
Einzelschläuchen, die jeweils in einer bestimmten Stellung zu den Einzelschnitten
erfolgen soll, wird nach dem Durchlauf durch die PassereinrichtungL in dem Querschneider
T durchgeführt. Die prismatischen Körper werden auf einem folgenden, langsam laufenden
Förderband U schuppenförmig gestapelt, um dann der Weiterverarbeitung zugeführt
zu werden. Diese Vorrichtung nach Fig. 10 ist also besonders geeignet für die Herstellung
von Schläuchen ohne Klappe. Nach dem Aufstellen der Schläuche werden bei dem Weiterverarbeiten
Böden eingesetzt und die Schachteln gefüllt. Durch
einen Deckel
werden sie luftdicht verschlossen und versiegelt.