DE2228214A1 - Hohle, ebene pappen aus kunstharz und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Hohle, ebene pappen aus kunstharz und verfahren zu deren herstellung

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DE2228214A1
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Description

DR. ING. E. HOFFMANN · DIPL. ING. W. EITLE · DR. RER. NAT. K. HOFFMANN
PATEITTANWlLTE D-8000 MÜNCHEN 81 ■ ARABELLASTRASSE 4 · TELEFON (0811) 9Π087
1.) The Nisseki Plastic Chemical Co., Ltd., Kawasaki/Japan
2.) Kabushiki Kaisha Tomoku,
0taru-shi/Japan
Hohle, ebene Pappen aus Kunstharz und Verfahren zu deren
Herstellung
Die vorliegende Erfindung betrifft hohle, ebene Pappen aus Kunstharzmaterial und ein Verfahren zu deren . Herateilung.
Eine hohle, ebene Pappe, die aus drei Schichten von thermoplastischen Kunstharzfolien, die miteinander verbunden sind, besteht, ist als neu es und nützliches Material schon vorgeschlagen worden, welches die Wellpappe aus Papiermaterial ersetzt, die bislang zur Herstellung von Kartons oder Behält-
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nissen am häufigsten verwendet wurde. Ein besonders wichtiger Vorteil derartigen thermoplastischen Kunstharzes besteht in der Tatsache, daß die synthetischen Kunstharzfolien leicht miteinander durch Schmelzen verbunden werden können, ohne daß irgendein Klebstoff erforderlich ist, da das Kunstharz thermoplastisch ist und durch Anwendung von Hitze leicht verschmolzen werden kann. Das thermoplastische Kunstharz ist weiterhin dadurch bevorzugt, daß der Kern des Dreischichtengerüsts leicht gewellt oder hohl geprägt werden kann, wobei von der thermoplastischen Eigenschaft Gebrauch gemacht wird, die dem thermoplastischen Kunstharz eigen ist. Weiterhin ist das Kunstharz der vorstehend beschriebenen Art dadurch bevorzugt, daß durch eine derartige, hohle, ebene Pappe leicht eine Kiste oder Behältnis hergestellt werden kann, wobei man von der Hitzeschmelzbarkeit des Kunstharzes Gebrauch macht.
Jedoch infolge der Schwierigkeit, die mit dem Unterschied zwischen der Eigenschaft des Materials, das die hohle, ebene Pappe der vorliegenden Art bildet und der Eigenschaft des Materials oder Papiers, aus der die herkömmliche Wellpappe hergestellt ist, und infolge des Mißerfolgs, die nützliche Eigenschaft thermoplastischen Kunstharzes vorteilhaft nutzbar zu machen, sind verschiedene praktische Problerne aufgetreten und wegen derartiger Probleme hat die hohle, ebene Pappe der vorliegenden Art die herkömmliche Wellpappe noch nicnt vollkommen ersetzt.
Das erste Problem entsteht, wenn der Kern und die Auflagecchichten während der Herstellung der hohlen, ebenen Pappe au3 Kanstharzmaterial miteinander verbunden werden. Genauer ausgedrückt, erfolge die Verfestigung des Kerns und der Auflageschichten vom geschmolzenen Zustaru mit /erschiedenen Geschwindigkeiten und bei verschiedenen Temperaturbedin^un^en, während die Auflageschichten mit, dem Kern verbunden werden, was zu unterschiedlichen Schrumpfgeschwindigkeiten des Kerns
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und der Auflageschichten führt. Demnach neigt das Produkt dazu, verdrillt zu werden, wodurch unerwünschtes Verdrehen bzw. Verziehen des Produktes in Fluß- oder Zufuhrrichtung oder senkrecht zu den vorstehend genannten Richtungen hervorgerufen wird. Um diesen Nachteil zu vermeiden, ist es wünschenswert, daß diese Schichten so weit als möglich gleichzeitig verbunden und verfestigt werden. Während jedoch der Kern und einer der Auflageschichten in einem Schritt miteinander verbunden und verfestigt werden können, ist es technisch schwierig, aus den folgenden Gründen die andere Auflageschicht mit dem gebundenen Gerüst zu gleicher Zeit zu befestigen:
Der Kern kann den Drucken, die zur Verbindung der Schicht mit ihm angewandt werden, nicht widerstehen, wenn nicht der Kern abgekühlt wird, um sich bis zu einem beträchtlichen Ausmaß zu verfestigen. Andererseits, sogar wenn die Auflageschicht im geschmolzenen Zustand mit dem Kern verbunden wird, der ausreichend hitzebehandelt ist, ist die der Auflageschicht innewohnende Wärmeenergie nicht ausreichend, um zwischen dem Kern und der Auflageschicht eine feste Verbindung hervorzurufen. Deshalb ist es allgemein üblich, die erste Auflageschicht mit dem Kern zu verbinden, und nach dessen Verfestigung die zweite Auflageschicht mit dem Kern zu verbinden. Dies Verfahren ist jedoch dadurch nicht wirksam, daß unerwünschtes Verziehen bzw. Verdrehen auf dem Produkt aus den vorstehenden Gründen erfolgt, was zum Verlust des Handelswertes des Produkts führt.
Das zweite Problem entsteht während der Bildung des Kernes. Gewöhnlich wird der Kern durch Extrudieren einer Kunstharzfolie aus einem Extruder und anschließendes Prägen der Folie, während sie sich nich in einem weichen oder geschmolzenen Zustand befindet, hergestellt. Während dieses Verfahrensschrittes tritt das Problem auf. Für den Fall, daß eine Prägebehandlung der Kunstharzfolie vorgenommen wird,
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wird vorzugsweise eine Prägungseinrichtung mit vielen Vakuumsaugöffnungen verwendet, um auf die Folie ein Saugvakuum einwirken zu lassen. In diesem Fall können Teile der erweichten Kunstharzfolie in die winzigen Vakuumsauglöcher hineingezogen werden, wodurch derartige kleine Löcher zur Verstopfung neigen. Die Neigung wird stärker ausgeprägt, wenn die Kunstharzfolie kleine verklumpte Teile enthält.
Dieses Problem wird weiter unter Bezugnahme auf die Bildung eines Kerns in einer geprägten Form besprochen. Eine der herkömmlichen Vorrichtungen zur Herstellung eines geprägten Kernes enthält ein Prägeband, das mit einer Vielzahl von Vakuumsaugöffnungen zur Bildung unabhängiger, geschlossener Elemente auf der Oberfläche der Kunstharzfolie versehen ist, Einrichtungen zur Führung der in einem weichen oder geschmolzenen Zustand befindlichen Kunstharzfolie entlang der oberen Oberfläche des Bandes, ein feines, vermaschtes Glied, das mit der unteren Oberfläche des Bandes verbunden ist und den unteren Teil der öffnungen bildet und Einrichtungen zur Anwendung des Saugvakuums unterhalb des Bandes. Jedoch ist dieser Aufbau unwirksam, dadurch, daß die Maschen des fein vermaschten Gliedes dazu neigen, mit kleinen verklumpten Teilen verstopft zu werden, die in der Kunstharzfolie, die auf das Band im weichen oder geschmolzenen Zustand aufgebracht wird, enthalten sein können, da derartige kleine verklumpte Teile langsam gekühlt werden und in die Maschen hineingezogen werden. Wenn die Maschen verstopfen, muß das Prägeband gestoppt und gereinigt werden. Weil das Prägeband und das feine, vermaschte Glied in den herkömmlichen Vorrichtungen miteinander einheitlich verbunden sind, wird dadurch eine Unbequemlichkeit bedingt, weil dieses Band von der Vorrichtung zu jedem Zeitpunkt, zu dem eine Säuberung erforderlich ist, abgenommen werden muß.
Ziel der vorliegenden Erfindung ist, um die Nachteile, die die herkömmlichen Vorrichtungen und Verfahren zur Herstellung einer hohlen, ebenen Pappe aus Kunstharzmaterial
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wie vorstehend beschrieben zu überwinden, ein neues Verfahren zur Herstellung verziehungsfreier, hohler, ebener Pappen mit Dreischichtenaufbau aus Kunstharzmaterial, die aus einem Kern und einem Paar einer ersten und einer zweiten Auflageschicht bestehen, dadurch zur Verfügung zu stellen, daß die verschiedenen Bedingungen der Verfahrensschritte, die dem Schritt der Verbindung der sekundären Auflageschicht mit dem Kern folgen, in geeigneter Weise kontrolliert werden.
Durch die vorliegende Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer hohlen, ebenen Pappe aus Kunstharzmaterial zur Verfügung gestellt, daß durch die Verfahrensschritte gekennzeichnet ist, daß eine erste Oberflächenschicht mit einer der Oberflächen eines Kerns verbunden wird, eine zweite Oberflächenschicht mit der anderen Oberfläche des Kerns, die sich noch in einem geschmolzenen Zustand befindet und dennoch ihre ebene Form erhalten kann, verbunden wird, das Dreischichtengerüst zur Kühlung der zweiten Oberflächenschicht in eine Temperaturregelvorrichtung eingebracht wird, und gleichzeitig die erste Oberflächenschicht erhitzt wird, während ein Glättungs- bzw. Streckungsdruck auf das Dreischichtengerüst derart angewandt wird, daß die Temperatur der ersten Oberflächenschicht an der Stelle, an der das Dreischichtengerüst die Temperaturregelvorrichtung verläßt, höher ist als jene der gleichen Stelle der zweiten Oberflächenschicht, und daß anschließend in eine Kühlvorrichtung das Dreischichtengerüst zur Kühlung des Dreischichtengerüstes auf Raumtemperatur eingebracht wird, während hierauf ein Glättungs- bzw. Streckungsdruck ausgeübt wird.
Durch die vorliegende Erfindung wird weiterhin ein Verfahren, das die vorstehend beschriebenen Merkmale besitzt, zur Verfügung gestellt, das dadurch gekennzeichnet ist, daß in einem weiteren Verfahrensschritt allein der
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ersten Oberflächenschicht zusätzliche Wärme durch eine zusätzliche Heizvorrichtung, die direkt hinter der Temperaturregelvorrichtung angebracht ist, zugeführt wird.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, dn neues Verfahren zur Herstellung einer hohlen, ebenen Pappe der vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung zu stellen, die einen Kern mit vielen Prägungen enthält, in denen die Entfernung von Verklumpungen leicht ausgeführt werden kann, sofern auf der SaugVakuumseite der Prägevorrichtung derartige Verstopfung bzw. Verklumpung eintritt.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird weiter ein Verfahren zur Herstellung einer hohlen, ebenen Pappe der vorstehend beschriebenen Art zur Verfügung gestellt, indem der Kern durch Extrudieren einer Kunstharzfolie im geschmolzenen Zustand aus einem Extruder hergestellt wird, wobei die Kunstharzfolie noch im geschmolzenen Zustand auf einer Bandvorrichtung geführt wird, welche aus einem Prägeband mit einer Vielzahl von Perforationen und einem luftdurchlässigen Band besteht, welches unter dem Prägeband angebracht ist, so daß es mit der gleichen Geschwindigkeit wie der des Prägebandes läuft, und auf die Kunstharzfolie von unterhalb des überlappten Teils der Bänder ein Saugvakuum angewendet Vf ir ei.
Durch die Tatsache, daß das luftdurchlässige Band von dem Prägeband getrennt angebracht ist, wodurchder untere Teil der geschlossenen Element-bildenden-Bandvorrichtungen gebildet ist, kann nur das luftdurchlässige Band im Falle des Auftretens von Verklumpungen bzw. Verstopfungen ohne nennenswerte Beeinträchtigungen des kontinuierlichen Arbeitens ersetzt werden.
Die geschlossenen Elemente innerhalb der hohlen, ebenen Pappe, die gemäß der vorliegenden Erfindung herge-
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stellt ist, sind vorzugsweise derart angeordnet, daß ihre Längsreihe genauso wie die laterale Reihe einen Winkel, der von 9o° verschieden ist, bezü lieh der Pappenränder, bildet. Diese geschlossene Elementanordnung ist dadurch vorteilhaft, weil, wenn die Pappe zur Bildung eines Kastens geschnitten wird, die Schnittlinie in beliebiger Richtung notwendigerweise durch die substantiell gleiche Anzahl von geschlossenen Elementen schneidet. Darüber hinaus kann eine Vielzahl derart geschlossener Elemente miteinander in Verbindung stehen, wodurch eine geschlossene Elementeinheit gebildet wird, und diese geschlossenen Elementeinheiten können gegenüber jeder anderen im gestaffelten Verhältnis angeordnet werden. Diese letztere Anordnung ist dadurch vorteilhaft, daß, sofern gewünscht, der Pappe gerichtete Eigenschaft mechanischer Festigkeit verliehen werden kann, wie es bei herkömmlicher Wellpappe der Pail ist.
Das Vorhergehende und andere weitere Ziele und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus einer Betrachtung der detaillierten Beschreibung, die folgt, zusammen mit den begleitenden Zeichnungen, in denen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben sind, klarer verdeutlicht werden.
Fig. 1 stellt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung dar, die zur Herstellung einer hohlen, ebenen Pappe aus Kunstharzmaterial, gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewandt ist,
Fig. 2 ist eine Fig. 1 ähnliche Ansieht, die im Detail einen bevorzugten Aufbau eines Temperaturregelgeräts und eines Kühlgeräts in der Vorrichtung, die in Fig. 1 gezeigt ist, darstellt,
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Fig. J5 stellt eine schematische Ansicht dar, die Verziehen bzw. Verdrehen, welches auf der hohlen, ebenen Pappe erfolgt, zeigt,
Fig. 4 stellt eine schematische Schnittansicht einer Vorrichtung dar, die zur Bildung eines Kernes mit unabhängigen geschlossenen Elementen gemäß der vorliegenden Erfindung, angewandt ist,
Fig. 5 stellt einen vergrößerten Seitenriß dar, der im vertikalen Ausschnitt den Aufbau einer Vakuumkammer der Vorrichtung zeigt, die in Fig. 4 dargestellt ist,
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte Anordnung der geschlossenen Elemente auf dem Kern,
Fig. 7 stellt eine perspektivische Ansicht eines Kastens oder Behältnisses dar, der aus einer hohlen, ebenen Pappe hergestellt ist, die den Kern mit einer derartigen geschlossenen Elementanordnung enthält,
Fig. 8 zeigt eine andere bevorzugte geschlossene Elementanordnung, in der eine Vielzahl von derart geschlossenen Elementen miteinander in Verbindung stehen,
Fig. 9 zeigt eine weitere bevorzugte geschlossene Elementanordnung, die jener in Fig. 8 ähnlich ist,
Fig.Io stellt eine vergrößerte Detailansicht von Teilen der Anordnung, die in Fig. 9 gezeigt ist, dar.
In Fig. 1 wird ein Gerüst 1 gezeigt, welches einen Aufbau eines Kerns aus Kunstharzmaterial, das in der gewünschten Form vorgebildet wurde, und eine erste Auflageschicht aus Kunstharzmaterial darstellt, das mit dem Kern
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in dem vorhergehenden Sehritt verbunden wurde. Dieses Gerüst 1 wird in den Walzenspalt zwischen einem Paar von Verbindungswalzen J5 und 4 eingegeben, und eine sekundäre Auflageschicht 2 aus Kunstharzmaterial in Form einer geschmolzenen Folie wird aus einem Extruder extrudiert und in den Walzenspalt zwischen den Walzen j5 und 4 eingegeben, um mit dem Gerüst 1 verbunden zu werden, wodurch eine hohle, ebene Pappe 8 gebildet wird. Diese hohle, ebene Pappe 8 wird in ein Temperaturregelgerät 5 eingeführt, welches zur Kontrolle der Oberflächentemperatur t, der sekundären Auflageschicht unabhängig von der Oberflächentemperatur tp der ersten Auflageschicht angewendet ist. Während des Durchtritts durch das Temperaturregelgerät 5 wird die hohle, ebene Pappe 8 auf der Seite der zweiten Auflageschicht einer Kühlung unterworfen und auf der Seite der ersten Auflageschicht erhitzt, während hierauf ein Glättungs- bzw. Streckungsdruck aufgepreßt wird, derart, daß die Oberflächentemperatur th der ersten Auflageschicht der hohlen ebenen Pappe 8 am Ausgang des Temperaturregelgeräts 5 oberhalb 4o°C und um mindestens 2o C höher ist als die Oberflächentemperatur t-, der zweiten Auflageschicht an gleicher Stelle. Obwohl die Oberflächentemperatur th der ersten Auflageschicht an der Stelle, an der die hohle, ebene Pappe 8 das Temperaturregelgerät 5 verläßt, variabel ist, was von Faktoren wie der Art des verwandten Kunstharzes, der Geschwindigkeit, mit der die hohle, ebene Pappe 8 durch die Walzen J5 und 4 geführt wird, und der Zeitdauer, die erforderlich ist, um die hohle ebene Pappe 8 durch das Temperaturregelgerät 5 hindurchzufUhren,abhängt,können im allgemeinen gute Ergebnisse dann erhalten werden, wenn diese Temperatur th auf der höchst möglichen Temperatur unterhalb des Schmelzpunkts aufrechterhalten wird, um in zufriedenstellender Weise unerwünschtes Verziehen bzw. Verdrehen zu vermeiden. Die hohle, ebene Pappe 8, die das Temperaturregelgerät 5 verläßt, wird anschließend in ein Kühlgerät 7 eingeführt, in der die hohle, ebene Pappe
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an ihren beiden Oberflächen auf Raumtemperatur gekühlt wird, während sie durch einen Glättungs- bzw. Streckungsdruck, der hierauf angewendet wird, gepreßt wird. Um völlige Verziehungsfreiheit sicherzustellen, kann ein zusätzliches Heizgerät zwischen dem Temperaturregelgerät 5 und dem Kühlgerät 7 verwendet werden, um der ersten Auflageschicht der hohlen, ebenen Pappe 8 zusätzliche Wärme innerhalb eines Temperaturbereichs unterhalb des Schmelzpunktes zuzuführen. Mittel zur Anwendung des Glättungsdrucks auf die hohle ebene Pappe 8 in dem Temperaturregelgerät 5 und Kühlgerät 7 kann ein Band aus Gummi, Metall oder anderem geeigneten Material oder eine Metallplatte oder irgend ein anderes geeignetes Material sein, das bevorzugt ein Oberflächenüberzug aus einem Material wie Teflon besitzt, welches Oberflächenreibung vermindert. In der vorliegenden Erfindung wurde ein Paar von Gummibändern angewendet.
Wenn erforderlich, kann ein Vorheizgerät 9 Verwendung finden, um das Gerüst 1 vorzuheizen, das aus dem Kern und der ersten Auflageschicht besteht, um eine zuverlässige Verbindung der zweiten Auflageschicht 2 mit dem Gerüst 1 sicherzustellen. Im Temperaturregelgerät 5 wird der hohlen, ebenen Pappe 8 Wärme auf der Seite der ersten Auflageschicht zugeführt .
Der Ausdruck "Wärmezufuhr", der in der vorliegenden Erfindung V^.^eii^ung findet, beinhaltet Erhöhung der Oberflächentemperatur der ersten Auflageschicht, jedoch ebenfalls Aufrechterhaltung der Oberflächentemperatur der ersten Auflageschicht auf der gleichen Höhe beim Einlaß und Auslaß des Temperaturregelgerätes 5* d.h. Erhaltung von solchen Temperaturen derart, daß das Verhältnis tu = t2 erhalten bleibt.
Ein bevorzugter Aufbau des Temperaturregelgerätes 5 und des Kühlgerätes 7 wird in Fig. 2 im Detail gezeigt, in
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welchem gleiche Bezugsnummern zur Bezeichnung gleicher Teile, die in Fig. 1 erscheinen, verwendet werden. Das Temperaturregelgerät 5 enthält ein Paar von Gummibändern 12, die zur Förderung des Aufbaues angebracht sind, der aus dem Gerüst 1 und der zweiten Auflageschicht 2 in geschmolzener Folienform besteht, während ein Glättungsdruck hierauf angewendet wird. Der obere Teil des oberen Gummibandes 12 wird durch kaltes Wasser, das in einem Kühlwasserbehälter 11 enthalten ist, gekühlt, und der gekühlte untere Teil des oberen Gummibandes 12 steht mit der zweiten Auflageschicht 2 in geschmolzener Folienform in Verbindung, wodurch die zweite Auflageschicht 2 durch die niedrige Temperatur wirksam gekühlt wird. Darüber hinaus wird der untere Teil des unteren Gummibandes 12 durch heißes Wasser, welches in einem Heizwasserbehältnis Io enthalten ist, erhitzt und der erhitzte untere Teil des unteren Bandes 12 steht mit dem Gerüst 1 in Verbindung, wodurch der ersten Auflageschicht des Gerüstes 1 wirksam Wärme zugeführt wird. Das Kühlgerät 7 hat einen Aufbau, der jenem des Temperaturregelgerätes 5 ähnlich ist. Das Kühlgerät 7 enthält ein Paar von unteren und oberen Bändern 12, die beide einer Kühlung ausgesetzt sind.
Einige Proben der hohlen, ebenen Pappe, die durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurden, werden nun mit ähnlichen Proben, die durch herkömmliche Verfahren hergestellt wurden, verglichen werden:
Proben Nr. 1 -3 und. Vergleichsprobe Nr. 1 Zur Bildung des Kerns und der Auflageschichten dieser Proben wurde Hochdruckpolyäthylen verwendet, und der Kern und die Auflageschichten hatte entsprechende Dicken von o.4 mm und o.2 mm. Die Temperaturen t, bis to wurden an verschiedenen Teilen der hohlen, ebenen Pappe 8 in Fig. 1 kontrolliert, wie in Tabelle 1 gezeigt ist, und die auf der Pappe auftretende Verziehung bzw. Verkrümmung wurde gemessen.
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(Zum Messen der Verkrümmung bzw. Verziehung wurde die letztlich erhaltene Pappe 8 auf eine Länge von einem Meter, wie in Fig. 5 gezeigt, geschnitten, und die Dimension h in mm wurde gemessen.) Die Ergebnisse werden in Tabelle 1 gezeigt.
Tabelle 1
(°c) 12o (0C) (°c) H S
(0C)		 (0C) (0C) ( c) Verziehung
bzw. Ver
krümmung
(mm/m)
Probe
Nr. 1		 12o 12o 8o 5o 8o . 5o 8o 2o 2o 2o
Probe
Nr. 2		 12o 8o 5o 8o 6o loo 2o 2o O
Vergleichs-
Nr. 1 8o 4o 4o 4o 4o 2o 2o 2oo
Probe
Nr. 3		 8o 7o 8o 8o loo 2o 2o
Im Falle der Probe Nr. 1 und der Vergleichsprobe Nr. wurde das Zusatzheizgerät 6 nicht verwendet, während im Fall der Proben Nr. 2 und 3 das Zusatzheizgerät 6 verwendet wurde, um der Pappe 8 Wärme zuzuführen. Im Fall des Verg-lelchsbeispiels Nr. 1 wurde die Pappe 8 in derartiger Weise gekühlt,, daß die Temperaturen t-, und t^ der zweiten und der ersten Auflageschichten am Ausgang des Temperaturregelgerätes 5 einander gleich waren.
Probe Nr. 4 und Vergleichsprobe Nr. 2 Zur Herstellung dieser Proben wurde Polypropylen verwendet und der Kern und die Auflageschichten hatten entsprechende Dicken von o.4 mm und o.2 mm. Die Temperaturen
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t, bis tg wurden an verschiedenen Teilen der hohlen, ebenen Pappe 8 gemäß Fig. 1 kontrolliert, wie in Tabelle 2 gezeigt ist, und die auf der Pappe auftretende Verziehung bzw. Verkrümmung wurde gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 aufgeführt.
Tabelle 2
'4 υ5 6 υ7 JC) (0C) (0C) (0C)
Verziehung bzw. Verkrümmung ( mm/m )
Vergleichsprobe Nr.2 l6o 80 4o 4o 4o 4o 2o 2o
Probe Nr.4 I60 80 50 80 60 loo 2o 2o
150 ο
Im Fall der Proben Nr. 2, 2 und 4 waren die Temperaturen t,- und
höher als die Temperaturen t-, und tu der
Pappe 8 am Ausgang des Temperaturregelgeräts 5* was auf die Tatsache zurückzuführen ist, daß die Pappe 8 durch das zusätzliche Heizgerät 6 von der Seite der Außenauflageschicht erhitzt wurde.
Das erfindungsgemäße Verfahren ist nicht nur auf Poly äthylen oder Polypropylen, wie es vorstehend beschrieben wurde, anwendbar, sondern auch auf jegliches andere geeignete thermoplastische Kunstharz unter Einschluß von Polystyrol und Polyvinylchlorid.
Die Bildung des Kerns, welches eine der Aufgaben der vorliegenden Erfindung darstellt, wird durch eine Vorrichtung ausgeführt, die in einer der Vorrichtung der Fig. 1 vorhergehenden Stufe angebracht ist.
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Die Fig. 4 und 5 zeigen eine Vorrichtung, die zur Bildung eines Kerns vorzugsweise benutzt wird, welcher mit vielen Auskragungen (Projektions) zur Herstellung geschlossener Elemente versehen ist, ohne daß das vorstehend besprochene Verstopfungs- bzw. Verklumpungsproblem auftritt. In den Fig. 4 und 5 ist ein endloses Prägeband 51 aus hitzeresistentem Material wie synthetischem Gummi, Nylon oder Teflon, das eine erhebliche Dicke besitzt, mit einer Vielzahl von Perforationen 52 versehen. Dieses Prägeband 51 wird durch eine Antriebsrolle 53 betrieben. Ein weicher oder geschmolzener Film bzw. Folie 54 aus Kunstharzmaterial wird auf die obere Oberfläche des oberen Teils des Prägebands 51 aufgebracht, um in eine Lage oberhalb der Vakuumkammer 55 geführt zu werden. An dieser Stelle werden Teile des Films oder der Folie 54 durch das Saugvakuum nach unten gezogen, das von der Vakuumkammer 55 ausgeht, so daß auf der Folie 54 eine Vielzahl von Auskragungen gebildet werden, die in die Perforationen 52 des Prägebandes 51 vorstehen.
Ein endloses luftdurchlässiges Band 56 ist in synchronem Lauf mit dem Prägeband 5I in Berührung mit der unteren Oberfläche des Prägebandes 5I angebracht, um die unter - en Teile der Perforationen 52 des Bandes 51 zu bilden. Dieses luftdurchlässige Band 56 ist aus einem Material, z.B. einem Metallsieb, einer Folie oder einem Gewebe aus Kunstharz oder Glasfaser!'., hergestellt, das eine Vielzahl von kontinuierlichen Poren besitz·-, ux. curch das Band 5I das Saugvakuum auf die Folie 54 anzuwenden.. Die Oberfläche des luftdurchlässigen Bandes 56 kann mit einem Material wie Polytetrafluoräthylen bedeckt werden, um die Entfernung des Produktes von derartigen Oberflächen zu erleichtern. Dieses luftdurchlässige Band 56 wird durch eine Antriebsrolle 57 mit der gleichen Geschwindigkeit wie jene des Prägebandes 5I betrieben. Ein Schutzband 561 kann zusätzlich verwendet werden, um die Heibung zu vermindern, die durch den direkten Reibungs-
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kontakt zwischen dem luftdurchlässigen Band 56 und der Deckplatte 55* der Vakuumkammer 55 entsteht, sofern das Band 56 aus relativ verschleißendem Material hergestellt ist. Dieses Schutzband 56' liegt in Form eines Drahtgewebes, einer perforierten Stahlfolie oder eines beliebig geeigneten perforierten Elementes vor und wird durch eine Antriebsrolle 57' mit der gleichen Geschwindigkeit wie jene des luftdurchlässigen Bandes 56 betrieben.
Aus der vorstehenden Beschreibung und unter Bezugnahme auf die Pig. 4 und 5 wird verständlich, daß das luftdurchlässige Band 56 poröser Struktur angebracht ist, um unabhängig von dem Prägeband 51 zu laufen, derart, daß es nicht erforderlich ist, dieses Band 56 zur Säuberung aus der Vorrichtung zu entfernen, selbst wenn Verklumpung bzw. Verstopfung auf dem luftdurchlässigen Band 56 erfolgt. Eine geeignete Säuberungsvorrichtung kann an einer dem Rücklauf des Bandes 56, das von der Berührung mit dem Prägeband 51 zurückkehrt, benachbarten Position angebracht werden, um das die Poren des luftdurchlässigen Bandes 5^ verstopfende Material leicht zu entfernen. Weiterhin ist der unabhängige Betrieb des luftdurchlässigen Bandes 56 und des Prägebandes 51 bequem, nicht nur dadurch, daß die Verstopfungen bzw. Verklumpungen leicht entfernt werden können, sondern auch dadurch, daß das der Prägebehandlung unterworfene Produkt leicht von dem Prägeband 51 entfernt werden kann. Im Fall der herkömmlichen Vorrichtungen dieser Art wird das Produkt lediglich von dem Prägeband in nach oben gerichteter Richtung abgezogen und es ist hierbei sehr schwierig, das Produkt abzulösen, wenn die Auskragungen des Produktes an den inneren Wänden der Perforation des Prägebandes anhaften.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dies jedoch leicht durch eine geeignete Vorrichtung 58 - wie gezeigt ist erreicht, welche mit vielen Auskragungen versehen ist, die
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in die Perforations^ des Prägebandes 5I einrückbar sind, um das Produkt vom Prägeband 5I gewaltsam abzulösen. Demnach ist die Vorrichtung, die in den Fig. 5 und 4 gezeigt ist, dadurch vorteilhaft, daß das luftdurchlässige Band 56 verstopfende Material leicht entfernt werden kann und das Prägeband 51 und das luftdurchlässige Band 56 zur Inspektion unabhängig voneinander entfernt werden können.
Fig. 6 zeigt eine bevorzugte geometrische Anordnung der auf dem Kern der hohlen, ebenen Pappe gebildeten geschlossenen Elemente, die nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt sind. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, sind eine Vielzahl geschlossener Elemente 65 bis 68 auf entsprechenden geraden Linien x, bis x^ angeordnet, die untereinander parallel sind und einen geeigneten Winkel Θ" mit entweder der Längsrichtung oder der transversalen Richtung der hohlen, ebenen Pappe bilden. In dem dargestellten Beispiel bilden
mit
die Linienx, bis Xj, einen Winkel ©-/der transversalen Richtung der hohlen,ebenen Pappe. Darüberhinaus sind diese geschlossenen Elemente 65 bis 68 in einem solchen Verhältnis angeordnet, daß irgendeines der geschlossenen Elemerte auf einer der Linien X1 bis X1, im wesentlichen zwischen den zwei angrenzenden geschlossenen Elementen der benachbarten Linien liegt, derart, daß gewöhnlich mehrere geschlossene Elemente auf all den Linien gelegen sind, die sich längs und quer über die hohle, ebene Pappe erstrecken. Wie aus Fig. 6 hervorgeht, liegen mehrere geschlossene Elemente auf einer Querlinie B-B1 und auf einer Längslinie C-C1.
Deshalb liegen notwendigerweise auf irgendeinem der geschnittenen Endränder oder Schweißlinien eine Vielzahl von geschlossenen Elementen, wenn .diese Pappe in geeigneter Weise geschnitten wird, um einen Kasten, wie er in Fig. 7 gezeigt ist, zu bilden, derart, daß die geschnittenen Endränder
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leicht miteinander verschweißt werden können und infolge der Tatsache, daß die verschweißten Teile eine genügende mechanische Festigkeit aufweisen, werden die verschweißten Teile voneinander nicht getrennt werden, selbst dann, wenn der Kasten einer mechanischen Beanspruchung bzw. Last ausgesetzt wird. In anderen Worten, eine starre Verschweißung ist leicht infolge der Tatsache erhältlich, weil die zum Schweißen angewandte Wärme die geschlossenen Elementteile verschmilzt und diese verschmolzenen geschlossenen Elementteile dazu beitragen, das Verschweißen der geschnittenen Endränder miteinander zu festigen.
Darüberhinaus ist der Kasten (gezeigt in Fig. 7)* der in der vorstehend beschriebenen Weise hergestellt wurde, frei von jeglicher Deformation oder Bruch, selbst dann, wenn seine Seitenwände einer mechanischen Beanspruchung oder Last ausgesetzt sind, infolge der Tatsache, daß die geschlossenen Elemente auf allen der Längs- oder Querlinien liegen, die sich über die hohle, ebene Pappe, die den Kasten bildet, erstrecken und alle Seitenwände weisen eine gleiche mechanische Festigkeit großer Stärke auf. Ebenfalls wird - selbst wenn ein relativ schweres Material in einem derartigen Kasten enthalten ist - kein oder nur geringes Ausbeulen der Seitenwände erfolgen.
Die Fig. 8 bis Io zeigen weitere zwei verschiedene Arten bevorzugter geschlossener Elementanordnung, in der einige wenige geschlossene Elemente auf jeder der geraden Linien unter Bildung einer geschlossenen Elementeinheit miteinander verbunden sind. In Fig. 8 wird eine Vielzahl von geschlossenen Elementeinheiten gezeigt, von denen jede aus drei gleich unterteilten geschlossenen Elementen besteht, die miteinander durch einen Verbindungsteil verbunden sind. Diese geschlossenen Elementeinheiten sind der-
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art auf gleich unterteilten parallelen Längslinien in einem solchen Verhältnis angeordnet, daß das zentrale geschlossene Element in einer geschlossenen Elementeinheit auf irgendeiner der Längslinien gegenüber einem geschlossenen Element des zentralen geschlossenen Elements in der entsprechenden geschlossenen Elementeinheit auf der benachbarten Längslinie versetzt ist, und daß alle geschlossenen Elemente auf den Schnittpunkten zwischen den Längslinien und den gleicherweise unterteilten Querlinien gelegen sind.
Fig. 9 zeigt eine andere geschlossene Elementeinheitanordnung, die gegenüber der Anordnung, die in Fig. 8 gezeigt ist, bevorzugt ist. Diese Anordnung ist jener, die in Fig. 6 gezeigt ist, ähnlich, dadurch, daß einige geschlossene Elementeinheiten notwendigerweise auf jeder transversalen Linie existieren, um zu verhindern, daß die Pappe in der transversalen Richtung ausgebeult oder zerteilt wird. Zusätzlich existieren in der Anordnung, die in Fig. 9 gezeigt ist, einige geschlossene Elemente notwendigerweise auf allen Längslinien, um zu verhindern, daß die Pappe in Längsrichtung ausgebeult oder zerteilt wird.
Bevorzugter, wie im Detail in Fig. Io gezeigt ist, sind zwei geschlossene Elementeinheiten zueinander benachbart in einem Verhältnis angeordnet, wie gezeigt ist, und eine Längslinie E-E1, die von zwei Längslinien D-D1 und F-F1, die sich längs durch die Mitte der entsprechenden geschlossenen Elementeinheiten erstrecken, gleich entfernt ist, schneidet durch alle geschlossenen Elemente in diesen geschlossenen EIementeinheiten. Diese Anordnung kann durch geeignete Bestimmung des Verhältnisses zwischen der Entfernung zwischen diesen zwei benachbarten geschlossenen Elementeinheiten und der Größe der geschlossenen Elemente in diesen Einheiten erhalten werden.
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Die hohle, ebene Pappe, die eine derartige geschlossene Elementeinheitanordnung besitzt, hat eine mechanische Festigkeit, die mit jener herkömmlichen Kartons dieser Art vergleichbar ist, dadurch, daß es einer Beanspruchung, die auf sie in Längs- und Querrichtungen ausgeübt wird, ausreichend, wiederstehen kann und dennoch eine ausreichende Druckfestigkeit gegen eine Beanspruchung, die gegen ihre Oberfläche gerichtet ist, besitzt. Darüberhinaus ist ihre Druckfestigkeit gegenüber einer Beanspruchung, die in der vertikalen Richtung ausgeübt wird, infolge der oben beschriebenen Eigenschaften sehr viel größer als jene konventionellen Kartons und sie zeigt eine zufriedenstellende stoßauffangende Eigenschaft. Deshalb kann eine Vielzahl von Kästen-, die aus der Pappe, die gemäß der vorliegenden Erfindung hergestellt wurde, bestehen, aufeinander aufgestapelt werden, ohne daß Ausbeulung oder Bruch der unteren Kästen infolge des Gewichts der darüoergestellten Kästen befürchtet werden muß.
Während durch das Beispiel eine geschlossene Elementeinheit, bestehend aus drei geschlossenen Elementen, veranschaulicht worden ist, ist es für den Fachmann offenbar, daß die Zahl dieser geschlossenen Elemente in Abhängigkeit von dem Zweck in geeigneter Weise gewählt werden kann.
Es ist allgemein verständlich, daß verschiedenartige Änderungen in den Details, die hier beschrieben und veranschaulicht wurden,um die Art der Erfindung zu erläutern, durch Fachleute innerhalb der Prinzipien und des Bereiches der Erfindung, wie sie in den angehängten Ansprüchen ausgedrückt ist, vorgenommen werden können. So kann z.B. das geschlossene Element eine andere Form, wie z.B. dreieckig, rechteckig oder andere polygonale Formen oder eine ovale Form annehmen.

Claims (1)

  1. 22282U
    Patentansprüche
    Iy Verfahren zur Herstellung eines hohlen, ebenen Produkts aus Kunstharzmaterial, gekennzeichnet durch die Verfahrensschritte, daß eine erste Oberflächenschicht mit einer der Oberflächen eines Kernes verbunden wird, eine zweite Oberflächenschicht, die sich noch in einem geschmolzenen Zustand befindet und dennoch ihre ebene Form erhalten kann, mit der anderen Oberfläche des Kerns verbunden wird, daß das Dreischichtengerüst zur Kühlung der zweiten Oberflächenschicht in ein Temperaturregelgerät eingebracht wird und gleichzeitig die erste Oberflächenschicht erhitzt wird, während ein Glättungs- bzw. Streckungsdruck auf das Dreischichtengerüst derart angewandt wird, daß die Temperatur der ersten Oberflächenschicht an der Stelle, an der das Dreischichtengerüst das Temperaturregelgerä!. verläßt, höher ist als jene der gleichen Stelle der zweiten Oberflächenschicht, und daß anschließend in eine Kühlvorrichtung das Dreischichtengerüst zur Kühlung des Dreischichtengerüstes auf Raumtemperatur eingebracht wird, während hierauf ein Glättungs- bzw. Streckungsdruck ausgeübt wird,
    2. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, ebenen Produktes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in einem weiteren Verfahrensschritt allein der ersten Oberflächenschicht zusätzliche Wärme durch ein zusätzliches Heizgerät, das direkt hinter dem Temperaturregelgerät angebracht ist, zugeführt wird.
    J5. Verfahren zur Herstellung eines hohlen, ebenen Produktes nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Kern durch Extrudieren einer Kunstharzfolie im ge-
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    schmolzenen Zustand aus einem Extruder hergestellt wird, wobei die Kunstharzfolie noch im geschmolzenen Zustand auf einer Bandvorrichtung geführt wird, welche aus einem Prägeband mit einer Vielzahl von Perforationen und einem luftdurchlässigen Band besteht, welches unter dem Prägeband angebracht ist, und mit der gleichen Geschwindigkeit wie der des Prägebands betrieben wird, und auf die Kunstharzfolie von unterhalb des überlappten Teils der Bänder ein Saugvakuum angewendet wird.
    4. Ein hohles,ebenes Produkt mit einem Paar Auflageschichten aus Kunstharzmaterial, die mit den gegenüberliegenden Oberflächen eines Kunstharzkerns verbunden sind, der durch dn Verfahren nach Anspruch J> hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern eine Vielzahl von geschlossenen EleriHiten enthält, die in regelmäßigen Abständen auf einer Vielzahl gerader Linien angebracht sind, die zueinander parallel sind und mit entweder der Längs- oder der Querrichtung des Kerns einen geeigneten spitzen oder stumpfen Winkel bilden und die geschlossenen Elemente innerhalb einer der geschlossenen Elementgruppen regelmäßig gegenüber den geschlossenen Elementen der benachbarten geschlossenen Elementgruppen versetzt bzw. gestaffelt sind.
    5. Ein hohles,ebenes Produkt mit einem Paar Auflageschichten aus Kunstharzmaterial, die mit den gegenüberliegenden Oberflächen eines Kunstharzkerns verbunden sind, der durch ein Verfahren nach Anspruch 5 hergestellt ist, dadurch gekennzeichnet , daß der Kern eine Vielzahl geschlossener Elementeinheiten enthält, die untereinander verbunden sind und jede der geschlossenen Elementeinheiten gegenüber zumindest einer benachbarten geschlossenen Elementeinheit versetzt bzw. gestaffelt ist.
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    Leerseite
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109263075A (zh) * 2018-10-18 2019-01-25 深圳市亚美三兄吸塑有限公司 双层吸塑成型一体机及双层板件的一次成型方法

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CN109263075A (zh) * 2018-10-18 2019-01-25 深圳市亚美三兄吸塑有限公司 双层吸塑成型一体机及双层板件的一次成型方法

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Date Code Title Description
C3 Grant after two publication steps (3rd publication)
E77 Valid patent as to the heymanns-index 1977