DE1903783A1

DE1903783A1 - Mit einer thermoplastischen Schicht ueberzogene Faltschachtel und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Info

Publication number: DE1903783A1
Application number: DE19691903783
Authority: DE
Inventors: Lock James Albert; Paquin Leon Jon; Violette Glenn Mark
Original assignee: International Paper Co
Current assignee: International Paper Co
Priority date: 1968-01-26
Filing date: 1969-01-25
Publication date: 1969-11-27
Also published as: CA1008617B; NL6901236A; NO137267B; BE727409A; FR2000798B1; DE1903783B2; DK134470C; FR2000798A1; NO137267C; DE1903783C3; CA1012851A; GB1231144A; SE357696B; JPS4933596B1; DK134470B

Description

INTERNATIOIiAL PAPER COMPANY, New York, New York, U.,S.A.

Kit einer thermoplastischen Schicht überzogene Faltschachtel und Verfahren und Vorrichtung zu ihrer Herstellung

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Beschichten eines Substrats und insbesondere zura Beschichten oder Überziehen eines Substrats mit einem thermoplastischen Film, der eine Anzahl von vorgewähten Zonen mit unterschiedlicher Dicke aufweist.

In der VerpackungsIndustrie besteht seit langer Zeit das Problem, mit Polyäthylen beschichtete Schachtel- oder Kartonzuschnitte herzustellen, die einerseits, wenn sie zum Verpacken von Flüssigkeiten wie Milch, Saft und dgl. verwendet werden, sowohl einen festen, dauerhaften Überzug aufweisen und gut verschweißbar sind, also leckdicht gemacht werden können, und zu deren Herstellung andererseits eine möglichst geringe Menge an Polyäthylen benötigt wird. Bisher is"C es üblich, zur Lösung dieses Problems auf alle inneren Oberflächen des Schachtel- oder Kartonzuschnitts, d.h. auf den Bo-' den, die Seitenwändc und die obere Endwand, eine gleichförmig dicke Polyäthylenschicht aufzubringen. Da sich jedoch herausgestellt hat, daß es nicht notwendig ist, alle inneren Oberflächen des fertigen Behälters zur Herstellung der erwünsch-

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ten Eigenschaften mix einem gleichförmig dicken Polyäthylenfiln zu überziehen, werden, durch eine solche gleichförmige Beschichtung unnötige Kosten verursacht.

!Der Erfindung liegt daher die Aufgabe sugrur.de, ein Substrat :;u schaffen, das in eine:.'; vorgewählten, variablen Gewichtsprofil mit einem thermoplastischen Film überzogen ist. Der Erfindung liegt insbesondere die Aufgabe zugrunde ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Herstellung eines derartigen Substrats zu schaffen. Der sich aus eines in dieser Weise hergestellten Zuschnitt ergebende Behälter soll sonit auf seinen Innenflächen κit einer thermoplastischen Schicht vorgewählter, aber unterschiedlicher Dicke überzogen 3ein.

I;as erfindungsgemäße Verfahren zum Beschichten eines bewegten Substrats mit einem thermoplastischen Film, der vorgewählte Zonen verschiedener Pilndieke aufweist, besteht erfindungsgemäß darin, daß die Dicke aes durch einen Extruaer-Düsenkopf strömenden thermoplastischen Materials vor dessen Austritt aus der Extruderdüse selektiv derart gesteuert wird, daß das !•Material zu einem Film nit vorgewähltem Dickenprofil geformt wird, und daß das thermoplastische Material in Form· dieses, das im Düsenkopf hergestellte-Profil behaltenden Films_: extrudiert und auf das bewegte Substrat aufgebracht wird.

Sine Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens ist erfindungsgemäß gekennzeichnet durch einen Düsenkörper aus zwei Hälften, deren untere Abschnitte Backen aufweisen, deren innere, parallelen Wandteile einander mit Abstand gegenübergestellt sind und dadurch eine Düse bilden, durch welche der PiIm aus dem Düsenkörper austritt, v/elcher weiterhin einen in seiner Mitte angeordneten, in Längsrichtung verlaufenden Stutzen und zv/ei Wandteile aufv/eist, die einen nach unten verlaufenden Spalt begrenzen, der in den Stutzen mündet, und durch eine Strönungssteuer- oder Dosiervorrichtung für das thermoplastische Material, die im Spalt angeordnet ist und eine Vielzahl

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von auf iliren: Umfang angeordneten Kerben oder Rillen aufweist, cvurch die dem thermoplastischen PiIm vor seinem Austritt au3 eiern Düsenkcrpor ein Profil mit unterschiedlicher Dicke gegeben wird.

Di₁S erfindungsgüT.äße, mit einem thermoplastischen PiIm überzogene Substrat kennzeichnet sich dadurch, daß der Thermoplastfilm eine Vielzahl von Zonen unterschiedlicher Dicke aufweißt, die in einem vorgewählten Muster genau auf vorgev/ählte Berei- . ehe der Substrat oberfläche aufgebracht sind.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der beiliegenden Abbiluungen ausführlich beschrieben, wobei alle aus der Beschreibung und den Abbildungen hervorgehenden Einzelheiten oder Merkmale zur Lösung der Aufgabe im Sinne der Erfindung beitragen kennen und mit dem Willen zur Patentierung in die Anmeldung aufgenommen wurden.

Die Pig. 1 zeigt die perspektivische Ansicht eines erfindungsgemäßen Extruders.

Die Pig. 2 ist die Vorderansicht des Extruders und zeigt im Schnitt den Düsenkörper und seine Halterung.

Die Pig. 3 ist ein vergrößerter Ausschnitt der Pig. 2.

Die Pig. 4 ist ein Schnitt längs der Linie 4-4 der Pig. 3 und zeigt die Düse sowie eine erfindungsgemäße Steuervorrichtung für das aus der Düse strömende Gut.

Die Pig. 5 ist eine Draufsicht auf ein Stück Papier, aus dem acht Zuschnitte ausgeschnitten werden können.

Die Pig. 6 ist eine Draufsicht auf einen Schachtelzuschnitt gemäß der Erfindung.

Die Pig. 7 ist ein vergrößerter Schnitt längs der Linie 7-7 der Pig.6 und zeigt das Substrat, das in unterschiedlicher Dicke mit einem thermoplastischen Film beschichtet ist.

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Gemäß den Pig. 1 und 2 wird das in Tablettenform vorliegende Thermoplastische Material 10, z.B. Polyäthylen, in einen Einfülltrichter 11 gegeben. Vom Einfülltrichter 11 fällt da3 Harz in eine Schnecken-Spritzgußmaschine 12. Längs der Schnecken-Sprit zgußmaschine 12 aind Heizelemente 13 angeordnet. Durch die innerhalb einer Zylinderbüchse 14 rotierende Schnecke wird das Harz innerhalb der Schnecken-Spritzgußmaschine nach vorn getrieben. Bei der Vorwärt3bewegung wird es erhitzt, geschmolzen, gemischt und zusammengepreßt. Nach dem Austritt aus der Zylinderbüchse gelangt das geschmolzene Gut in eine Kammer 15 innerhalb eines DUsenkörperhalters 16. Die Kammer 15 steht an ihrem einen Ende mit der Spritzgußmaschine 12 und an ihrem anderen Ende mit einem Stutzen oder Verteilerrohr 17 eines Düsenkörpers 18 in Verbindung und dient zur Überführung der llarzschmelze aus der Spritzgußmaschine in den Düsenkörper bei minimaler Haftung. Auf beiden Seiten des DUsenkörperhalters sind Heizelemente 19 angeordnet, mittels denen die Temperatur der Schmelze beim Herabstörmen in die Kammer 15 konstant gehalten wird. Im Düsenkörperhalt er ist außerdem ein (Thermoelement 20 vorgesehen, welches in die Schmelze eintaucht und zur Temperaturmessung der Schmelze dicht vor dem Düsenkörper dient.

Der Düsenkörper 18 enthält zwei angepaßte Formteile oder Hälften 21 und 22. An beiden Seiten der Formteile 21 und 22 sind Heizelemente 23 und 24 vorgesehen. Der untere Teil des Düsenkörpers hat einen im wesentlichen V-förmigen Querschnitt, der durch zwei gegenüberstellbare Backen 25 und 26 gebildet ist, die durch übliche (nicht gezeigte) Schrauben- oder Mutterverbindungen richtig eingestellt werden können. Die Backen 25 und 26 haben jeweils flache, einander parallele Innenflächen, welche die Seitenwände 27 und 28 der Düse bilden. Die Seitenwände 27 und 28 stehen einander mit Abstand gegenüber und begrenzen einen engen Kanal, d.h. eine Düse 29, aus welcher das thermoplastische Material in Form eines geschmolzenen, thermo-? plastischen Films 30 austritt.

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Die Düse 29, aus welcher der PiIm 30 austritt, besitzt eine. Breite von gewöhnlich etwa 0,13 bis etwa 1,5 mro (0,005 bis 0,·06 Zoll). Vorzugsweise beträgt die Breite der Düse etwa ■ 0,25 bis etwa 0,75 rom (0,01 bis 0,03 Zoll), wobei eine Breite von 0,5 mm (0,02 Zoll) am besten geeignet ist.

Dör Stutzen 17 ist ein Hohlkörper, der sich über die gesamte Länge des Düsenkörpers 18 erstreckt und in dessen Mitte angeordnet ist. Im Düsenkörper 18 ist außerdem ein von Wandteilen 32 und 33 begrenzter Spalt 31 ausgebildet, der an seinem einen Ende mit dem Stutzen 17 und an seinem anderen Ende mit der Düse 29 in Verbindung eteht. Die Querschnittsfläche des Extruderspaltes 31 ist größer als die Querschnittsfläche der Düse 29, die aus der durch die parallelen, ebenen Wände 27 und 28 gebildeten Einschnürung besteht. Der Spalt 31 hat über seine gesamte Länge einen gleichförmigen Querschnitt, kann jedoch wahlweise von oben nach unten etwas abgeschrägt sein. In beiden Wandteilen 32 und 33 ist am Ende des Spaltes 31 in der Nähe der Düse 29 je eine in Längsrichtung verlaufende, halbkreisförmige Rille oder Ausnehmung 34 bzw. 35 vorgesehen. Wenn diese beiden Rillen einander gegenübergestellt sind, jedoch nicht aneinandergrenzen, dann bilden sie einen Kanal 36.

Der Kanal 36 kann eine innenliegende, den Durchstroa des thermoplastischen Materials beeinflussende Steuer- oder Dosiervorrichtung aufnehmen,- welche mit Kuten oder Pührungsrillen ausgestattet ist. Bei dem dargestellten bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung besteht die Steuer- oder Dosiervorrichtung aus einem zylindrischen Dosierstab 37, der eine Anzahl von mit Rillen oder Gewindegängen versehenen Segmenten aufweist, die um seinen Umfang und in seiner Längsrichtung verlaufen. Die Gewindesegmente sind vorzugsweise* durchgehend schraubenlinienförmig ausgebildet» Der Dosierstafc ist in eine Vielzahl derartiger Gewindesegmente eingeteilt, wobei jedes Segment mit einem Gewinde unterschiedlicher Gangtiefe versehen ist. Wenn

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da3 thermoplastische Material, das sich nunmehr in geschmolzenem Zustand befindet, im Spalt 31 nach unten und dann zwischen bzw. über die verschiedenen Segmente des Dosierstabes 37 strömt, die durch die eingearbeiteten Gev/indogänge odor Rillen festgelegt sind, dann wird dem Film 30 durch die unterschiedlichen Gewindesegmente ein Profil mit unterschiedlicher Dicke gegeben. Wie insbesondere au3 Fig. 4 hervorgeht, in der nur ein Seil des Doaierstabs gezeigt ist, besitzt jedes Segment eine andere Gangtiefe. Diejenige Filmzone, die zwischen baw. über die Gewindeabschnitte im Segment "b" geführt wird, weist die kleinste Dicke und damit auch das geringste ' Gewicht auf, da die Gewindegänge in diesem Segment die kleinste Gangtiefe, nämlich "y" besitzen. Die durch und über das Segment "a" de3 Dosierstabes gebildete Furazone v/eist eine größere Dicke als die im Segment "b" gebildete Filmzone auf, da die Gangtiefe "x" diese3 Gev/indeabsehnittes größer als die Gangtiefe "y" ist. Die Furazone schließlich, die zwischen bzw. über das Segment "c" geführt wird, dessen Gewindegänge die größte Gangtiefe, nämlich "z" aufweisen, weist das dickste Profil und damit auch das größte Filmge v/icht auf. Au3 diesem Grunde besteht der thermoplastische Film aus einer Vielzahl von Zonen unterschiedlicher Dicke, wobei die Filmdicke der Gangtiefe der Gev/indegänge in den einzelnen Segmenten des Doaiorstabes entspricht, über die bzw. zwiachen denen er geführt wird. Wenn der mit Profil versehene FiIa 30 durch den Dosierstab und dann nach unten durch die Düse 29 strömt und aus ihr austritt, dann behält er dieses Profil mit den durch den Dosierstab 37 verursachten unterschiedlichen Dicken bei. Nach dem Durchgang durch einen Abzug3bereich oder Luftspalt koramt der Film 30, der sich in» geschmolzenen Zustand befindet, mit vorgewählten Bereichen einer bewegten Substratbahn 39 in Berührung, die auf einer in Uhrzeigerrichtung rotierenden Druckrolle 40 geführt wird, und zwar kurz vor dem Erreichen dea Walzenspaltes 41 zwischen der Druckrolle 40 und einer Kühlrolle 42, die in Gegenuhrzeigerrichtung gedreht wird, so daß man

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uir. mit Thermoplast beschichtetes Substrat 43 erhält. Das beschichtete Substrat 4 3 wird hinter der angetriebenen, Kit Wasser gekühlten Kühlrolle 42 über eine Führungsrolle 44 zu einer Vorratsrolle (nicht gezeigt) geführt. Das Substrat 39, bei dem es sich vorzugsweise um Karton oder Pappe handelt, wird von einer (nicht gezeigten) Vorratsrolle zur Druckrolle 40 geleitet. Bei federn speziellen Beschichtungsprozeß entsprechen sich die Pilozonen und die darunterliegenden Substratzonen in Anzahl und Größe. · . .

Pur die Erfindung lassen sich als theraoplastische Materialien Polymerisate und Mischpolymerisate der niederen Alkylolefine, der halogeniert en- Alkylolefine, der Arylolefine und der Alkylarcide verwenden. Beispiele für derartige Polymerisate und Kis ^polymerisate sind Polyäthylen, Polypropylen, Polystyrol, Polybutadien, Polyvinylchlorid, Polyurethan, Polyraethylmethacrylat, KyIoη usw. Pur das erfindungsgernäße Verfahren wird vorzugsweise iin Hoch-, Mittel- oder Niederdruckverfahren gewonnenes Polyäthylen als thermoplastisches Material verwendet.

Als Substrate sind eine Vielzahl verschiedener Materialien geeignet. Als Beispiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist, seien Papier, Pappe, Glassin, Cellophan, Polyester folie, polymere Filme, Metallfolien sowie Tuch- oder Glasfasern genannt.

Obgleich der in Pig. 4 dargestellte Abschnitt des mit Gewindegängen versehenen Dosierstabes 37 aus drei einzelnen Segmenten besteht, in denen die Gewindegänge oder Rillen eine unterschiedliche Gangtiefe aufweisen, handelt es sich hier nur um einen beispielhaft dargestellten Dosierstab. Die Erfindung ist insbesondere nicht auf die Anzahl der verschiedenen Segmente, die Gangtiefe in irgendeinem der Segmente oder eine spezielle Reihenfolge der einzelnen Segmente beschränkt. Die Gesamtzahl der Segmente des Dosierstabes ist lediglich durch die Länge des Dosierstabes und die Anzahl von Gängen beschränkt, die

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in (Ιοί! Stab eingearbeitet v/erden können. In Abhängigkeit von dorn speziellen Beschichtungsprozeß, der Breite dar bewegten Pappbahn und der Anzahl und der Größe der Behälterzuschnitte, die schließlich, aus der Bahn ausgeschnitten werden sollen, ist der Dosierstab in so viele Segmente unterteilt, wie zürn Herstellen der erforderlichen Anzahl von Pilmzonen auf ausgewählten Bereichen der bewegten Bahn notwendig sind. Die Anzahl der Pilmsonen ist notwendigerweise gleich der Anzahl der mit Gewindegängen versehenen Segmente des Dosierstabes.

Obgleich es bei jedem speziellen Prozeß bevorzugt wird, daß die verschiedenen Segmente sich längs dc3 Stabes nacheinander wiederholen, kann durch einen speziellen Beschichtungsprozeß vorgeschrieben sein, daß "n" Segmente verwendet werden, wobei "n" irgendeine Zahl gleich oder größer als zwei, sein kann, was von der Länge des Dosierstabes abhängt, und daß jedes Segment eine unterschiedliche Gangtiefe aufweist.. Bei einem anderen Beschichtungsverfahren könnte auch vorgeschrieben sein, daß mindestens eins, jedoch nicht alle Stabsegmente eine Gangtiefe von Null aufweisen. Auch für diesen Fall eignet sich die Erfindung. Der mit Gängen versehene Dosierstab ist derart ausgebildet, daß er etwa sechs bis zv/anzig Gänge pro linearem Zentimeter (25 bis 50 Gänge pro linearem Zoll), vorzugsweise etwa zehn bis sechzehn Gänge pro linearem Zentimeter (25 bis 40 Gänge pro linearem Zoll) und insbesondere etwa dreizehn Gänge pro linearem Zentimeter (32 Gänge pro linearem Zoll) aufweist. Die Gangtiefe deu einzelnen Gänge ist innerhalb jedes Stabsegmentes vorzugsweise konstant. In Abhängigkeit von der besonderen Beschichtungsweise können jedoch auch gewisse Stabsegmente derart ausgebildet werden, daß sich die Gangtiefe innerhalb des Segmentes ändert, so daß ein Stabsegment mit abgeschrägtem Aussehen entsteht. Von einem Segment zum anderen ändert sich natürlich die Gangtiefe. Die Gangtiefe innerhalb jedes einzelnen Segmentes kann zwischen 0,13 und 1,3 mm (0,005 bis 0,05 Zoll) schwanken. Vorzugsweise liegt die Gangtiefe innerhalb eines jeden Segmentes zwischen 0,25 und etwa 0,6 mm (0,01 bis 0,025 Zoll). Obv/ohl vorzugsweise ein amerika-

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nisch&a Standarü-V-Gewinde verv/enciet wird, lasten sich beigleichem Vorteil auch andere Gewindeart on wie rechteckige, s-teile V-Gewinde und dgl.· verwenden.

Der mit Gewindegängen oder-Rillen versehene Dosierstab 37, der in dem durch die halbkreisförmigen Rillen 34 und 35 in den Wandt eilen 32 und 33 des Spaltes 31 gebildeten Kanal 36 angeordnet ist, muß notwendigerweise in der Kähe der Düse liegen. Wenn der Stab entfernt von der Düse angeordnet wäre, dann würde es möglich sein, daß das Profil unterschiedlicher Dicke, das dem Film durch den Dosierstab gegeben wird, während des Durchströmt des PiIns zwischen den Düsenwänden verloren geht. Der Film würde somit gewissermaßen seine "Speicherfähigkeit" verlieren, wenn hier unter "Speicherfähigkeit" die Fähigkeit dea Films, dem ein Profil mit unterschiedlicher Dicke gegeben worden ist, verstanden wird, dieses Profil während des gesaraten Spritzguß- und Beschichtungsprozesses beizubehalten.

Obwohl vorzugsweise ein zylindrischer Dosierstab, d.h. eine Strömungssteuervorrichtung verwendet wird, die vor der Einarbeitung der Gewindegänge in Längsrichtung einen geometrisch gleichförmigen Querschnitt aufweist, können auch Dosierstäbe mit elliptischen, dreieckigen, runden, rautenförmigen, sphärischen, hexagonalen, trapezförmigen, oktagonalen Querschnitten und dgl» verwendet werden, wobei sich die gleichen Erleichterungen und Vorteile ergeben. Daraus folgt, daß durch die gewünschte Geometrie der Strömungssteuervorrichtung 37, die in dem Kanal 36 angeordnet wird, zwangsweise auch die Geometrie der Kerben oder Rillen, die in den Wandteilen 32 und 33 ausgebildet werden müssen, und somit auch die Geometrie des Kanals 36 festgelegt wird'. Die halbkreisförmigen Rillen 34 und 35 bilden, wenn sie, ohne aneinanderzugrenzen, gegenübergestellt werden, einen durchbrochen- kreisförmigen Kanal 36, der den Dosierstab 37 aufnehmen kann. Der Kanal ist in der V/eise unterbrochen, daß das thermoplastische Material

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in seinen; oberen i'eil aus des Spalt 31 .zuströmen und an seinem Boaen nach, des Durch- ccer Über strömen des nix Gewindegängen versehenen Dosierstabe3 in die Düse abströmen kann. V/enn. es erwünscht ist, einen nicht zylindrischen Dosierstab au verwenden, dann wurden natürlich in den V/andteilen 52 und 33 Kerben ausgebildet;, die der oben erwähnten Geometrie des Dcaieratabes entsprechen bzw. ihr angepaßt sein würden, Dar losierstab ist mit Preßsitz in den Kerben bzw. Rillen angeordnet, damit eine Bewegung oder Drehung des Dosierstabes nicht möglich ist.

Obwohl die Stromungssteuer- oder Dosiervorrichtung vorzugsweise als Gewinde und insbesondere als schrauceniinienformiges Gewinde ausgebildet ist, um dera PiIa ein Profil unterschiedlicher Dicke zu geben, können mit Vorteil auch andere mit Kerben oder Rillen versehene Vorrichtungen verwendet werden. Die Strcmungsst euervorrichtung könnte zu dieses Zweck auch geriffelt, genutet, mit Riefen versehen, geritzt oder diskontinuierlich gekerbt sein, mit Ringnuten versehen sein und dgl.

Erfindungsgemäß wird bevorzugt ein einziger, innen angeordneter, mit Gewindegängen versehener,' zylindrischer Dosierstab verwendet. 2s könnten jedoch auch von beiden Seiten des Düsenkörpers her ^e ein Dcsierstab eingeführt werden, die sich in der Mitte oder an irgendeiner anderen Stelle des Düsenkörpers treffen würden. Außerdem karja der axt Gewindegängen versehene Dosierstab sowohl πit Hinblick auf die Anzahl als auch ait Hinblick auf die Gangtiefe der zu beiden Seiten des Stabraittelpunktes angeordneten Segmente synasetriseh. oder asymmetrisch sein.

Die Erfindung findet weiterhin vorzugsweise Anwendung auf da3 Aufbringen thermoplastischer Pilae auf die Innenflächen von Schachtel- oder Kartonzuschnitten, die sich zum Herstellen von aufrecht stehenden und gefüllten Behältern eignen, die an denjenigen Steilen versteift sind, die beiia lOrxaen, Handhaben und Transportieren den größten Belastungen ausgesetzt sind. 2ypi-

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echo Schachteln caer Kartons, α ie durch innere Versteifung ^egon Le debil dung an. ceisten verbessert v/erden kennen, sind solche, die zur Aufbewahrung von Flüssigkeiten v/ie Milch oder Saft verwenden v/erden.

I~ folgenden wird an !land der Pig. 5 t ο und 7 ein "bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung beschrieben, welches zwar kommerziell angewendet werden kann, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist. Die Pig. 5 seigt ein kurzes Stück · einer vorzugsweise aus Pappe bestehenden Bahn 45 nach der erfindungsgeisäSen Beschichtung und nach einera vorbereitenden SehneidVorgang, durch den die Bahn 45 auf eine derartige Breite gebracht ist, "da.3 mn acht einzelne Zuschnitte 45a bis 45h erhält. Nach weiteren Schneid- und Schlitzoperationen, die zu fertigen Zuschnitten gemäß Fig. 6 führen, erhält aan durch Umfalten der Zuschnitte 45a bis 45h acht Behälter πit giebelf or inigen Oberteilen.

Die Pig. ό zeigt einen Zuschnitt 46 nach verschiedenen Beschichtungs-, Schneid-, Ritz- und Zuschnittsvorgangen, jedoch vor seiner Umwandlung in einen einzigen Behälter mit giebelförmigem Oberteil. Der Zuschnitt 46 enthält ein Bodenteil 47, der längs einer ersten Querfaltlinie 49 faltbar an einen Seitenteil 48 befestigt ist. Der Seitenteil 48 ist längs einer zweiten Querfaltlinie 51 faltbar an einem Oberteil 50 befestigt. Der Oberteil 50 ist längs einer dritten Querfaltlinie 53 an einem Versteifungsabschnitt 52 befestigt, der erstens zwei innere Rippen 54 und 55 enthält, die längs einer kurzen, senkrechten Schnittlinie 56 untereinander und längs der dritten Querfaltlinie 53 mit dem Oberteil 50 verbunden sind, zweitens eine Außenrippe 57, die längs der dritten Querfaltlinie 53 mit dem Oberteil 50 verbunden ist, drittens zwei weitere innere Rippen 58 und 59, die längs einer kurzen senkrechten Schnittlinie 60 untereinander und längs der dritten Querfaltlinie 53 mit dem Oberteil 50 verbunden sind, und schließlich viertens eine zweite Außenrippe 61 enthält, die längs der dritten Quer-

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j'altjinie 53 faltbar \?.1\, tion OborUeil LO verbunden iüt. Λη die AuJcnrippen 57 uriu 61 schlicken sich ochweißklappon C2 und 63 ar., die faltbar an den Außenrippen befestigt sind.

V/ährend der Aufschichtung des zusammenhängenden, prof liierten, thermoplastischen Films auf die matte Seite der bewegten Pappbahn sind die Dosierstabsegmente unterschiedlicher Gangtiefe und daher auch zwangsläufig die Furazoneη nit unterschiedlicher Dicke genau aufeinander und auf vorgewählte Bereiche auf der bewegten Pappbahn ausgerichtet.

Za es erwünscht ist, die dickste und daher schwerste FiImzone auf einen Bereich 64 aufzubringen, dor den Bodenteii una einen unmittelbar an α ie erste Querfaltlinie 49 angrenzenden. Randabschnitt C5 dea Seitenteilu 4β umfaßt, und zwar deswegen, weil der fertige Behälter in diesem Bereich ara leichtesten bee οhäαigt oaer undicht wird, wird das Segment "c" des Dosier-tabes 37 mit der größten Gangtiefe "z" während des BeschichtungsVorganges und vor dem Schneiden, Ritzen und Zuschneicen auf den Bereich 64 ausgerichtet. Der Bereich 64 wird vorzugsweise mit etwa 7,2 bis 9»5 kg Polyäthylen pro Ries Pappe (16 bis 21 lbs. pro ream) beschichtet, um einen haltbaren Behälterboden sicherzustellen. Ein Ries entspricht hier 278,7 ra (3000 QuadratfuS) Pappe.

Ss ist weiterhin, erwünscht, die Piirczone mit der mittleren Dicke, d.h. einen Film von mittlerem Gewicht, auf einen Bereich 66 aufzubringen, der den Versteifungsteil 52, die Schweißklappen 62 und 63 sowie einen unmittelbar an die dritte Querfaltlinie 53 angrenzenden Randabschnitt 67 des Oberteils"³ enthält, da der fertige Behälter in diesem Bereich etwas weniger leicht beschädigt und undicht werden kann. Au3 diesem Grund wird das Segment "a" des Dosierstabes 37» welches eine mittlere Gangtiefe "x" aufweist, während der Beschichtung genau auf den Bereich 66 ausgerichtet. Das Aufbringen einer Filmzone von mittlerem Gewicht und von mittle-

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rer Dicke auf den Bereich 66 stellt sicher, daß die Oberseite

gut verschweigt werden kann. Der Bereich 66 wird vorzugsweise

mit 6,3 bis 8,2 kg Polyäthylen pro Ries Pappe (14 bis 18 lbs.

pro roara) beschicktet.

Dir. Bereich 63, der die Reste des Seitenteils 46 und des -Oberteils 50 umfaßt, die zwischen dem Randabschnitt 65 des· Seitenteiis und dem Randabschnitt 67 des Oberteils liegen, wird am seltensten beschädigt oder undicht. Aus diesen) Grunde wird er auf das Segment "b" deü Dosierstabes 37 ausgerichtet, der die kleinste Gangtiefe "y" aufweist. Daher v/ird der Bereich 68 mit der dünnsten und daher leichtesten Furazone 69 beschichtet. Vorzugsweise \vird der Bereich 68 mit 4,1 bis 5,4 kg Polyäthylen pro Ries Pappe (9 bis 12 lbs. pro ream) beschichtet.ν - ■-

Die glänzende Seite der Pappbahn, die bei dem fertigen Behälter die Außenwand bildet, v/ird wie üblich mit einem Polyäthylenfilm gleichförmiger Dicke und gleichförmigen Gewichts beschichtet.

Wie am besten aus Pig. 7 hervorgeht, ist die dünnste Filmzone 69 des thermoplastischen Films auf den Bereich 68 des Pappsubstrats 70 aufgebracht. Die dünnste Filmzone 69 hat vorzugsweise eine Dicke von 0,01 bis 0,03 mm (0,0005 bis 0,001 Zoll). Die dickste' Zone 71 des thermoplastischen Fües ist auf den Bereich 64 des Pappsubstrats 70 aufgebracht. Sie hat vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,02 bis etwa 0,05 ca (0,001 bis 0,002 Zoll). Die mitteldicke Filmzone 72 schließlich ist auf den Bereich 66 des Pappsubstrats 70 aufgebracht und weist vorzugsweise eine Dicke von etwa 0,018 bis 0,028 mm (0,0007 bis etwa 0,0011 Zoll) auf.

Aus dem Vorstehenden ergibt sich, daß bei Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung ein mit einem thermoplastischen Material beschichtetes Substrat erhalten wird, dessen thermoplastische Schicht ein

vorgewähltes Profil aufweist.

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Obwohl ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung auf die Beschichtung der Innenwände von Behältern wie beispielsweise Milch--· Saft- oder Flüssigkeitsbehältern und dgl. gerichtet ist, ist die Erfindung nicht auf eine derartige Anwendung beschränkt . Die Erfindung läßt sich in vielfacher Weise anwenden und zwar immer dann, wenn ein vorgewählter Profil eines thermoplastischen Films mit einer Vielzahl von Zonen unterschiedlicher Dicke auf vorgev/ählte Bereiche eines Substrats aufgebracht werden soll.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand eines Ausführungsbeispiels beschrieben, auf das die Erfindung jedoch nicht beschränkt ist.

Teile zweier Pappvorräte, die im folgenden mit Probe A und B bezeichnet sind und normalerweise zur Herstellung von Milchbehältern verwendet werden, werden auf ihren matten Oberflächen mit einem profilierten Film aus Bakelit-Polyäthylen (Warenzeichen) beschichtet, der erfindungsgemäß eine Vielzahl von Zonen unterschiedlicher Dicke aufweist. Es wird dazu ein 3,05tD-31ack-Clawson-Düsenkopf (V/arenzeichen) verwendet, dessen Düse auf eine Breite von 0,5 mm (0,02 Zoll) eingestellt wird und dessen Düsenwände eine Länge von 25,4 mm (1 Zoll) aufweisen. Der verwendete Dosierstab besitzt einen Außendurchmesser von 6,3 mm (i/4 Zoll). Die Geschwindigkeit der Spritzgußmaschine beträgt etwa 215 Meter pro Minute (700 Fuß pro Minute). Andere Teile der gleichen, oben erwähnten Vorratsmengen der Pappe werden in üblicher Weise mit einem gleichförmigen Film aus Bakelit-Polyäthylen beschichtet und als Vergleichsprobe verwendet. Aus den erfindungsgemäß beschichteten und den zum Vergleich verwendeten und auf übliche Weise beschichteten Pappen werden jeweils Milchbehälter (mit "Probe" und "Vergleichsprobe" bezeichnet) hergestellt, die mittels allgemein üblicher Standardverfahren miteinander verglichen werden. Die Ergebnisse hiervon sind in den Tabellen 1 und 2 dargestellt. Aus dem Vergleich ergibt sich, daß erstens bei

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Ci^r. errii.^ur.j^jc:;:^.; oeschientöler: Behältern bcorachtliehe ^i.;j;.arur.jon, incOojonJero an verbrauchtes Polyäthylen, ^u Vi.r::eiühiiur. ^ind und daß av/citena die Qualität der erfindungs-,:o:nu..;· hergestellter, behälter nindestens ebensogut oder besser als die der auf übliche Yfeise beschichteten Behälter ist.

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	- 16 -	A	1903783	-	8,7
	Tabelle 1		5,2 7,5
		A	5,9
	Art der Pappe	Kontrolle Probe
Versuchs ergebnis
?ilmgewicht	Boden	—
(kg/m ) matte Seite	Hit t e Oben
	Mittel	7,2
Bo d e n- üa It ba r k e i t,			2/2
homogenisierte Milch
(9 Behälter pro Probe)			8/6
Lecks pro Behälter,			10/8
"Leaking Regular Test"
1SO-Minuten Vibration:		6/3
"High Koistüre Test"
100-Minuten Vibration:		7/6
Gesamt		13/9

Schweißqualität am Oberteil (5 Behälter pro Probe) Kana1-Le cks/Se it ennaht-Lee ks SP machine

Gesarot

587 607 648 698

Tabelle 2

O ⁰P J ü \J

,9 ⁰O

Versuchsergebnis PiIragewicht

(kg/rn ) matte Seite

Art der Pappe

Boden
Mit t e
Oben
Mittel

Boden-HaItbarkeit, homogenisierte Milch (9 Behälter pro Probe), Lecks pro Behälter, "Leaking Regular Test" 180-Minuten Vibration: "High Moisture Test" 10O-Minuteη Vibration: Gesamt

Schweißqualität am Oberteil (5 Behälter pro Probe) Kanal-Le cks/Se it ennaht"Lecks SP machine

Gesamt

1/0	1/0
0/0	0/0
0/0	o/o
1/3	0/2
2/3	1/2
B	B
Kontrolle	Probe
	8,9
__	5,3
-—	7,4
6,9	5,9

6/6

10/7
16/13

2/2

7/5 9/7

587	,8	o^C	1/0	1/0
607	,2	o^C	0/0	1/0
648	,9	o^C	0/0	o/o
698	,9	⁰O	0/5	0/0
			1/5	2/0

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©AD ORiGiNAL

Claims

Patentansprüche

Ty Verfahren zum Beschichten eines bewegten Substrats mit einem thermoplastischen Film, der vorgewählte Zonen unterschiedlicher Dicke aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die Dicke des durch einen Extruder-DÜ3enkopf (18) strömenden thermoplastischen Materials vor . dessen Austritt aus der Extruderdüse (29) selektiv derart gesteuert wird, daß das Material zu einem Film mit vorgewähltem Dickenprofil geformt wird, und daß das thermoplastische Material in Form dieses das im Düsenkopf hergestellte Profil behaltenden Films extrudiert und auf das bewegte Substrat aufgebracht wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das dem thermoplastisphen Material gegebene und im extrudierten Film erhalten bleibende Profil selektiv mit Hilfe eines im Inneren des Düsenkopfes angeordneten Dosierstabes (37) erhalten wird, der eine Vielzahl von Segmenten aufweist, die mit schraubenlinienförmigen Rillen oder Gewindegängen unterschiedlicher Gangtiefe versehen sind.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß als thermoplastisches Material eine Masse verwendet wird, die mindestens ein Polymerisat oder Mischpolymerisat der niederen Alkylolefine, halogenierten Alkylolefine, Arylolefine oder Alkylamide enthält ..
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß als thermoplastisches Material Polyäthylen verwendet wird.

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5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4» dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat Papier, Pappe, Glassin, Cellophan, Polyesterfolie, polymere Filme, Ketallfolien, Tuch- und/oder Glasfasern verwendet werden.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat Pappe verwendet wird.
7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,

gekennzeichnet durch einen Düsenkörper (18) aus zwei Hälften (21,22), deren untere Abschnitte Backen (25,26) aufweisen, deren innere, parallele Wandteile (27,26) einander mit Abstand gegenübergestellt sind und dadurch eine Düse (29) bilden, durch welche der PiIa aus dem Düsenkörper austritt, welcher weiterhin einen in seiner Kitte angeordneten, in !Längsrichtung verlaufenden Stutzen (17) und zwei Wandteile (32,33) aufweist, die einen nach unten verlaufenden Spalt (31) begrenzen, der in den .stutzen (17) mündet, und durch eine Strömungssteuer- oder Dosiervorrichtung (37) für das thermoplastische Material, die im Spalt (31) angeordnet ist und eine Vielzahl von auf ihrem Umfang angeordneten Kerben oder Rillen aufweist, durch die dem thermoplastischen Film vor seinem Austritt aus dem Düsenkörper (18) ein Profil mit unterschiedlicher Dicke gegeben wird.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet , daß in jedem der den Spalt (31) begrenzenden Wandteile (32,33) Ausnehmungen (34,35) ausgebildet sind, die sich ohne Berührung miteinander gegenüberstehen, sich über die Länge des Spaltes (31) erstrecken und einen Kanal (36) bilden, in dem die Strömungssteuer- oder Dosiervorrichtung (37) angeordnet ist.

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9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet , daß der durch die Ausnehmungen (34,35) gebildete Kanal^r36) nahe der Extruderdüse (29) angeordnet ist.
10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9» dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungssteuer- oder Dosiervorrichtung einen Dosierstab (37) mit einem schraubenlinienförmigen Gewinde enthält oder aus einem solchen besteht.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet , daß der mit einem Schraubenlinien form ig en Gewinde versehene Dosierstab (37) aus einer Vielzahl von Segmenten (a,b,c) mit unterschiedlicher Gangtiefe (x,y,z) besteht, so daß der austretende thermoplastische Film Zonen aufweist, deren Dicken den verschiedenen Gangtiefen entsprechen.
12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet , daß die Gewindesegmente eine Gangtiefe von etwa 0,13 bis 1,3 mm (0,005 bis 0,05 Zoll) aufweisen.
13. Mit einem Thermoplastfilm beschichtetes Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß der Thermoplastfilm eine Vielzahl von Zonen unterschiedlicher Dicke aufweist, die in einem vorgewählten Muster genau auf vorgewählte Bereiche der Substratoberfläche aufgebracht sind.

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14. Substrat nach Anspruch 13, verwendet als Zuschnitt für einen Behälter, der einen Bodenteil, einen längs einer ersten Querfait linie mit diesem faltbar verbundenen Seitenteil, einen mit diesem längs einer zweiten Querfaltlinie faltbar verbundenen Oberteil, einen mit diesem längs einer dritten Querfaltlinie faltbar verbundenen Versteifungsabschnitt und zwei am Versteifungsabschnitt faltbar angebrachte Schweißklappen aufweist und mit einem thermoplastischen PiIm beschichtet ist, der drei Zonen unterschiedlicher Dicke bzw. unterschiedlichen Gewichts aufweist, dadurch gekennzeichnet , daß die dickste und in kg pro Ries (lbs/ream) gemessen schwerste Filmzone (71) auf den Bodenteil (47) und einen längs der ersten Querfait linie (49) unmittelbar an diesen angrenzenden Randabschnitt des Seitenteils (48) aufgebracht ist, daß ferner die mitteldicke Filmzone (72) auf den Versteifungsabschnitt (52), die Schweißklappen (62,63) sowie den unmittelbar an die dritte Querfaltlinie (53) angrenzenden Abschnitt des Oberteils (50) aufgebracht ist und daß die dünnste oder gemessen in kg pro Ries (lbs/ream) leichteste Filmzone (69) auf die restlichen Teile des Seitenteils'(48) und des Oberteils (50) aufgebracht ist.
15. Substrat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die dickste bzw. schwerste Furazone (71) 0,025 bis 0,05 mm (0,001 bis 0,002 Zoll) dick ist oder ein Filmgewicht von 7,2 bis 9,5 kg Thermoplast pro Ries Zuschnittsmaterial (16 bis 21 lbs./ream) aufweist.
16. Substrat nach Anspruch 13 oder 14, dadurch gekennzeichnet , daß die mittlere Filmzone

(72) eine Dicke von 0,02 bis 0,028 mm (0,0007 bis 0,0011 Zoll) oder ein Filmgewicht von etwa 6,3 bis 8,2 kg Thermoplast pro Ries Zuschnittsmaterial (14 bis 18 lbs./ream) aufweist.

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17. Substrat nach einem der Ansprüche 13 "bis 16,

daß die dünnste Filmzone (69) eine Dicke von etwa 0,01 bis 0,03 min (0,0005 bis 0,001 Zoll) oder ein Filmgewicht von 4,1 bis 5,4 kg Thermoplast pro Ries Zuschnittmaterial (9 bis 12 lbs/reara) aufweist.
18. Substrat nach einem der Ansprüche 13 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß das Zuschnittmaterial Pappe ist.
19· Substrat nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet , daß als thermoplastisches Material eine Masse verwendet ist, die mindestens ein Polymerisat oder Mischpolymerisat der niederen Alkylolefine, halogenierten Alkylolefine, Arylolefine oder Alkylamide enthält.
20. Substrat nach Anspruch 13» dadurch gekennzeichnet , daß als Thermoplast Polyäthylen verwendet ist.

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