DE2308870A1

DE2308870A1 - Verfahren zur herstellung eines fluessigkeitsdichten kartons

Info

Publication number: DE2308870A1
Application number: DE19732308870
Authority: DE
Inventors: Thomas Rice Baker
Original assignee: Kliklok LLC
Current assignee: Kliklok LLC
Priority date: 1972-04-14
Filing date: 1973-02-22
Publication date: 1973-10-25
Also published as: JPS5652776B2; IT982134B; NL7301627A; US3908890A; FR2179729A1; BR7302687D0; JPS4916577A; GB1424035A; ES411335A1; DE2308870C2; FR2179729B1; ES438527A1

Description

Dipl.-Ing. Egon Prim ^β00° ·"■■>·· ·* 22. hb. 1S73 Dr. Gertrud Heuser ^E'"^b ^lf * Dipl.-Ing. GoHfried Leiser Potentanwölt· Mti LobyrinHi MOndwn TeMon· 83 15 10 ΟΟΠΟηΤΛ

, Munch.n 11707« 2 3 0 O 8 7 Q

KLIKLOK CORPORATION

10 Greenwich Plaza
Post Office Box 621

Greenwich, Connecticut 06830

y.st.A.

Unser Zeichen: K 969

Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeitsdichten

Kartons

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines flüssigkeitsdichten Kartons sowie einen nach dem Verfahren hergestellten, faltbaren Karton aus einem knapp bemessenen Rohling einer flüssigkeitsdichten Pappe o.dgl., insbesondere eines Kartons zur Aufnahme einer Flüssigkeit oder eines halbflüssigen Produktes, mit sich überdeckenden Flächen, die mittels eines thermoplastischen Klebstoffes aufeinandergeklebt werden, wobei sich der Klebstoff auf wenigstens einer der mit einer Bodenfläche zusammenzuklebenden Oberflächen befindet, sowie mit einem Paar Seitenflächen, die an gegenüberliegenden Seiten der Bodenfläche angeordnet sind, sowie mit auf den anderen beiden Seiten der Bodenfläche angeordneten Schlußlappen und großen Stirnseitenteilen, die an den aufgerichteten beiden Seiten der Seitenflächen angreifen, wobei die Breite der Stirnseitenteile und der Schlußlappen groß und im wesentlichen gleich der Breite der Bodenfläche sind, um sich vollständig

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zu überlappen, sowie mit schmalen, stirnseitig an den übrigen Seiten der Seitenflächen angeordneten Streifen, die die freien Ränder der großen Stirnseitenteile überdecken.

In der Herstellungstechnik von Kartonen oder Schachteln gibt es bereits viele Gestaltungsvorschläge, und es sind auch brauchbare Maschinen zur sehr schnellen und sehr wirtschaftlichen Herstellung eines Kartons aus einem knapp bemessenen Rohling bekannt, wobei der Karton gleichzeitig flüssigkeitsdicht ausgebildet ist, um als Verpackung für flüssige oder halbflüssige Produkte zu dienen, die unmittelbar nach der Verpackung eingefroren werden. Diese Vorschläge sind nur begrenzt erfolgreich gewesen, so daß es bis zur vorliegenden Erfindung keinen zum Vertrieb geeigneten Karton gegeben hat, der zur Aufnahme preiswerter und in einer Flüssigkeit verpackter Nahrungsmittel geeignet ist, wie zum Beispiel zur Aufnahme von gefrorenem Gemüse, Früchten und Fisch. Bei fast allen bekannten Ausführungsbeispielen bestand das Hauptproblem in der Schwierigkeit, den Karton einerseits flüssigkeitsdicht auszubilden und gleichzeitig zur Erzielung einer wirtschaftlichen Herstellung nur einen knapp bemessenen Rohling zu verwenden sowiö eine die Kartons in schneller Folge herstellende Maschine einzusetzen (etwa 80 Schachteln pro Minute).

Bahnen zum Austreten einer Flüssigkeit aus einer gefalteten Schachtel können auf verschiedene Weise auftreten, und diese Bahnen sind, bedingt durch die Produktionsverhältnisse, immer schwieriger abzudichten, da man bestrebt ist, den für den Karton erforderlichen Materialbedarf klein zu halten. Am häufigsten tritt jedoch die dreieckige Leckstelle auf, die dann entsteht, wenn zwei oder mehrere sich überdeckende Lappen oder Flächen übereinander gefaltet werden. Die Leckstelle bildet sich dort aus, wo ein Lappen oder eine Fläche um die Pappstärke eines anderen Lappens nach unten gebogen werden muß. Bei anderen

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Ausführungsbeispielen wird die übereinandergefaltete Verbindung dadurch vermieden, daß benachbarte Ränder der Lappen gegeneinander gesetzt werden und diese Verbindung dann mit einem weiteren Lappen überdeckt wird. Diese Verbindung ist wegen des benötigten Pappmaterials etwas teurer, und es treten außerdem Leckstellen auf, indem die Flüssigkeit entlang der Berührungsstelle der Lappen und durch die Verbindungsstelle oder die Ecke des Kartons nach außen fließt. Ein Karton der vorgenannten Art ist in der US-Patentschrift 3 021 043 dargestellt.

Die Vorschläge zur Herstellung flüssigkeitsdichter Kartons laufen daher immer wieder darauf hinaus, daß teuere Kartons mit einem zweifellos größeren Materialbedarf entwickelt werden, indem bei diesen Vorschlägen Eckstücke und/oder mehrere Pappschichten vorgesehen sind ( wie z.B. bei den bekannten Milchkartons), um ein Leck zu verhindern. Das einzige bisher bekannte alternative Ausführungsbeispiel, das zwar vergleichsweise teuer ist, aber in der Vergangenheit trotzdem oft benützt wurde, weil es nichts besseres gab, ist die aus mehreren Beuteln, die unabhängig voneinander abgedichtet sind, bestehende und als Auskleidung für die Schachtel dienende Ausführung. Aus dem Vorbeschriebenen ist zu entnehmen, daß eine Verbesserung der vorgenannten Packung unbedingt erforderlich ist.

Die Erfindung ist daher in erster Linie darauf gerichtet, eine verbesserte zweckmäßige und flüssigkeitsdichte Schachtelkonstruktion zu schaffen. Ferner ist die vorliegende Erfindung darauf gerichtet, einen dichten, unter dem Einfluß von Wärme verschließbaren Karton zu schaffen, der mit einer geringen Zahl von Lappen oder Stirnflächen auskommt und keine Leckstellen oder Löcher an den Ecken aufweist. Mit der Erfindung soll ferner ein Karton geschaffen werden, bei dem die Ränder der Flächen und Lappen mit dem jeweiligen erhabenen Faltwulst ejne flüssigkeitsdichte Verbindungsnaht bilden.

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Durch die Erfindung soll ferner ein Verfahren zur Herstellung des erfindungsgemäßen neuen Kartons angegeben werden, bei welchem die freien Ränder und die Faltwulste der Stirnflächen mit einem Klebstoff aktiviert werden, so daß die Wirkung der Abdichtung des Kartons während des Herstellungsvorganges verbessert wird.

Gemäß der Erfindung ist ein faltbarer Karton oder eine faltbare Schachtel vorgesehen, die mit einem knapp bemessenen Materialrohling auskommt, von einer Maschine wirtschaftlich hergestellt wird und flüssigkeitsdicht ist. Die Abmessung des Rohlings für einen Karton vorgegebener Größe ist nicht nur auf ein Minimum reduziert, sondern der Rohling ist auch so ausgestaltet, daß er aus einer Materialbahn, die aus vielen Rohlingen besteht, mit einem gleichzeitig minimalen Verschnitt herausgeschnitten werden kann.

Der erfindungsgemäße Karton ist einer Hinsicht dadurch gekennzeichnet, daß bei ihm alle überlappenden Verbindungen oder Nähte und Löcher in den Ecken vermieden werden, die früher bei den als flüssigkeitsdicht in den Handel kommenden Kartonen auftraten. Ein sich an die Bodenfläche des Kartons anschließender Schlußlappen wird zunächst entlang dem Kartonende nach oben geklappt, und es sei darauf hingewiesen, daß an beiden Enden die gleichen Lappen angeordnet sind, so daß nur einer beschrieben zu werden braucht. Der hochgeklappte Lappen wird in dieser Stellung in der Bearbeitungsstation gehalten, wo die Aktivierung des Klebstoffbelages stattfindet. Dies wird durch einen Führungs lappen erreicht, der gegen den oberen Teil eines angrenzenden Heißluftdüsenkastens anliegt, so daß eine Beschädigung der Pappe vermieden und gleichzeitig verhindert wird, daß diese in dem kritischen Abdichtungsbereich mit heißem Metall in Berührung kommt. Die Führungslappen dienen ferner zur Führung der großen Stirnseitenteile, wenn diese während des FaIt-

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Vorganges herumgeschwenkt werden, um mit den Lappen verklebt zu werden. Jedes große, mit dem Lappen verklebte Stirnteil dichtet den Karton in einer Ecke und entlang der Bodenfläche ab.

Ein kleiner, stirnseitig angeordneter Streifen wird entlang dem ganzen Stirnseitenteil über dessen freien Rand gefaltet, um auf diese Weise die Seitennaht zu bilden und die verbleibende Ecke der Kartonbodenfläche abzudichten. Vorzugsweise stößt die Kante des großen Stirnseitenteils gegen den inneren, an dem Stirnseitenteil entlang verlaufenden Wulst, um die Abdichtung an dieser Seitennaht zu verbessern. In gleicher Weise stößt der Schlußlappen gegen den Faltwulst, der von den großen Stirnseitenteil entlang einer bestimmten Strecke gebildet wird, so daß die Bodenfläche des Behälters vollständig abgedichtet ist.

Der Führungslappen ist dreieckig ausgebildet und unmittelbar über dem Klebestreifen angeordnet, der von der heißen Luft aktiviert wird. DieserFührungslappen weist keinen Klebstoff auf (d.h., er ist mit einem nicht aktivierten Belag versehen) und wird von dem großen Stirnseitenteil berührt, wenn dieses umgefaltet wird, damit dadurch verhindert wird, daß der Schlußlappen zurückfedert oder aus seiner anfangs eingenommenen gefalteten Position zurückschwingt. Ein über den an der Innenseite liegenden unteren Teil des Stirnseitenteils verlaufender Klebestreifen wirkt mi-t dem Streifen entlang der unteren Außenseite des Schlußlappens zusammen und bildet die sicher abgedichtete erwünschte Klebeverbindung. Der Streifen wird dann in seine endgültige Lage gebracht, wobei er den freien Rand des großen Stirnseitenteiles übergreift, und der Karton wird dann einem Druck ausgesetzt (wie an sich üblich), damit die Dichtungen aushärten.

Vorzugsweise ist das Kartonmaterial vorher mit einem Belag be-

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schichtet, der zu einer klebrigen Verbindung aktiviert wird und den Klebstoff bildet, wenn er mit heißer Luft angeblasen wird. Es wurde herausgefunden, daß Pappe von einer Stärke von annähernd 15 Punkten (15/1000 inch = annähernd 0,3 mm), die zunächst unbeschichtet ist und dann mit einem Belag von 4 lb/1000 sqft (19,5 kg/1000 m²) auf der Innenseite der Pappe und 3 lb/1000 sqft (14,6 kg/1000m²) an der Außenseite versehen wird, zu befriedigenden Ergebnissen führt. Es können jedoch, falls es erwünscht ist, auch noch zusätzliche Beschichtungen an einzelnen Stellen vorgesehen sein, z.B. entlang den konvexen Flächen der Faltwulste, damit diese Zonen einen größeren Dichtungseffekt aufweisen. Eine genaue Beschreibung eines solchen Kartons kann aus der US-Patentschrift 3 394 635 entnommen werden.

Die Dichtigkeit des erfindungsgemäßen Kartons wird durch besondere Längsschlitze in der Pappbahn noch verbessert, welche die Flächen abgrenzen, d.h. es sind Schlitze vorgesehen, die bis annähernd an den Außenrand der Wulste verlaufen. Hierdurch wird in vorteilhafter Weise erreicht, daß die Pappe zusammengedrückt und zusammengequetscht wird, so daß das thermoplastische Material entlang dem Wulst für eine bessere Abdichtung sorgt. Aus-. serdem wird hierdurch eine Faltenbildung des Faltwulstes im Eckenbereich hervorgerufen, so daß durch die Fältelung des Materials genau in der Ecke der Verpackung zu einer Abdichtung der Löcher führt, die sich normalerweise bei anderen Kartons an dieser Stelle ausbilden..

Entsprechend dem erfindungsgemäßen Verfahren zur Herstellung des neuen Kartons und insbesondere zur Erzielung einer größeren Dichtungswirkung ist vorgesehen, daß 1. der Rohling auf der Bearbeitungsstation abgelegt ist, 2. an bestimmten Kartonstellen einschl. der freien Ränder und der Faltwulste Klebstoff aufgebracht wird und 3. daß die Stirnseitenteile und Lappen zusammengebracht werden, wobei sich die freien Ränder zur Erzielung eiaer größeren Abdichtwirkung berühren. Der

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stirnsei^ig angeordnete Streifen, der zuletzt umgefaltet wird, wird über seine ganze Fläche erhitzt, während zur gleichen Zeit der Paltwulst erhitzt wird, so daß das Belagmaterial eine klebrige Beschaffenheit aufweist. Außerdem wird die gegen den unteren Teil des Schlußlappens gerichtete heiße Luft in vorteilhafter Weise zu den Enden des Kartonrohlings und zu den angrenzenden Faltwulsten geleitet, um die Wirkungsweise der erfindungsgemässen Abdichtung, bei welcher die freie Kante gegen den Faltwulst anliegt, und der Ecknähte zu verbessern.

Weitere Merkmale, Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels anhand der Zeichnung. Darin zeigen:

Fig.1 eine Draufsicht auf einen gemäß der Erfindung zugeschnittenen Kartonrohling, wobei die erkennbaren Oberflächen die Innenseite des fertigen Kartons bilden;

Fig.2 eine perspektivische Ansicht des in ein Formwerkzeug oder einen Faltkopf eingelegten erfindungsgemäßen . Kartonrohling, der entsprechend seiner bestimmten • Ausbildung für eine Faltung nach dem erfindungsgemäßen Verfahren vorbereitet ist";

Fig.2A - 2B Querschnitte entlang der Linien 2A-2A bis 2B-2B der Beheizungsleitungen des Werkzeuges, wobei gezeigt ist, wie heiße Luft gemäß der Erfindung zur Aktivierung des Klebers an den Verbindungsstellen aufgebracht wird;

Fig.3 eine Ansicht eines teilweise gefalteten Kartons, wobei gleichzeitig weitere wesentliche Merkmale des Gegenstandes der Erfindung zu erkennen sind;

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Fig.4 eine perspektivische Ansicht eines fertigen Kartons; Fig.5 einen Querschnitt entlang der Linie 5-5 nach Fig.4;

Fig.5A-5B einen Querschnitt entlang der Linie 5A-5A bzw. 5B-5B, wobei die letzte Faltung und die Abdichtung entlang des außenliegenden Streifens gezeigt ist;

Fig.6 die Draufsicht auf die Rohlinge, wobei zu erkennen ist, wie diese aus einem einzigen Stück Pappe gemäß der Erfindung zugeschnitten werden und

Fig.7A und 7B vergrößerte Ansichten von erhabenen Falträndern und die Wandung begrenzenden Schlitzen sowie die abgedichtete Ausbildung der entsprechenden Ecke.

In der Fig.1 ist ein Kartonrohling 10 dargestellt, wobei die sichtbare Seite die Innenwandung der Karton- oder Schachteloberfläche bildet. Der Kartonrohling weist ein Raster S von Schnittlinien auf, die über die Breite und Länge des Rohlings verlaufen, sowie Schlitze 11, 12 an den Seiten des Rohlings 10, wobei die Schnittlinien und Schlitze insgesamt eine Vielzahl von Wandflächen und Klappen des Kartons abgrenzen.

Insbesondere ist eine Bodenfläche 13 vorgesehen, an welche sich Seitenflächen 14 und 15 entlang parallelen Schnittlinien seitlich anschließen.. An den anderen beiden Seiten der Seitenfläche 15 sind große Stirnseitenteile 16,16' angeordnet. Der Schlitz in dem Rohling 10 grenzt eine Seite eines Schlußlappens 18, 18' ab, der sich seitlich an die Bodenfläche 13 anschließt, während die gegenüberliegende Kante des Schlußlappens 18, 18' von dem Schlitz 11 gebildet wird. Die kleinen stirnseitigen Wandstreifen 19, 19' bilden den restlichen neuen Teil des Kartonrohlings 10.

An einem Ende des Rohlings 10 ist eine große Deckfläche oder

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Verschluß 20 mit zwickelartigen Lappen 21, 21* vorgesehen. Zur Vervollständigung des Kartonrohlings 10 ist an der gegenübarliegenden Seite eine kleinere Deckfläche 22 vorgesehen, die einen geeigneten Reißstreifen zur Erleichterung des üffnens des Kartons aufweisen kann.

Der vorbeschriebene Kartonrohling ist aus Pappe hergestellt, die vorzugsweise eine Stärke von annähernd 15 Punkten oder 15/1000 inch (ungefähr 0,3 mm) aufweist. Der Rohling ist auf beiden Seiten mit einem relativ dünnen Oberzug aus einer thermoplastischen Verbindung versehen, wie z.B. aus Polyäthylen oder anderen synthetischen Kunststoffen. Andererseits kann die Pappe mit Verbindungen überzogen sein, die hochschmelzende Wachse aufweisen. Der Oberzug muß der Pappe einen guten Feuchtigkeitsschutz verleihen und ein befriedigendes Wärmebindemittel bilden, wenn der Überzug mittels heißer Luft erwärmt wird, (so daß er klebrig wird) und dann mit einem angrenzenden Teil des Kartons zusammengepreßt wird. Der Oberzug muß auch dazu geeignet sein, an den gemäß der Erfindung vorgesehenen Verbindungsstellen eine Abdichtung zu bilden. Ein Oberzug von 4 lb/1000 sqft Werkstoff (19,5/1000 m²) auf der Innenseite des Kartons und 3 lb/1000 sqft (14,6 kg/1000 m^Z) auf der Außenseite des Kartons hat sich als ausreichend erwiesen, wobei es jedoch selbstverständlich ist, daß diese Werte je nach dem besonderen Einsatz des Kartons abgeändert werden können, falls dies erwünscht oder notwendig ist.

In der Fig.2 ist eine Bearbeitungsstation dargestellt, in welcher der vorher auf den Kartonrohling aufgetragene thermoplastische Belag in geeigneter Weise aktiviert werden kann, um einen Kleber zu bilden. Auf jeder Seite der Bearbeitungsstation ist ein Leitungssystem 30, 30' angeordnet, das zur Zuführung von erwärmter Luft dient, die vorzugsweise eine sehr hohe Temperatur von etwa 900° F - 1000° F (500 - 550° C) über sehr

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kurze Zeitabschnitte aufweist. Wie in der Fig.2 eingezeichnet ist, erhalten Düsenkästen solche erhitzte Luft von einer Luftquelle und leiten die Luft an bestimmten Stellen gegen den Kartonrohling 10. Diese Düsenkästen sind in der Fig.2 mit den Bezugszeichen 31 - 33 und 31' - 33' bezeichnet. Die Düsenkästen sind mit Schlitzen oder vielen Löchern versehen, aus denen die erhitzte Luft unmittelbar gegen den Kartonrohling geleitet wird, um den thermoplastischen Belag zu erwärmen, bis er klebrig wird und dann einen aktivierten Kleber bildet.

Die Düsenkästen 31, 31' leiten die Luft durch eine geeignete Schlitzöffnung 35 auf den Kantenbereich entlang der großen Stirnseitenteile 16, 16', so daß in diesem Bereich eine Klebezone A₁ gebildet wird, wie dies deutlich in der Fig.2A zu erkennen ist. Die Luft wird gegen die Unterseite des Kartonrohlings geleitet (in der Fig.1 durch Schatten angedeutet), um die Kante vollständig aufzuheizen, die einen wichtigen Teil der seitlichen Randabdichtung bildet, wie später noch gezeigt wird. Das Ausmaß einer übermäßigen Aufheizung des inneren Bereiches des Rohlings wird ebenso vorteilhaft durch die nach aussen gerichtete Düse 35 verringert. Der zweite Düsenkasten 32,32' (Fig.2B) dient zur Leitung der Luft auf den unteren Teil der großen Stirnseitenteile 16, 16',um dort die streifenförmige Dichtungszone A₂ zu bilden. Diese Zone Aj ist in der Fig.1 durch eine dunkle. Schattierung angedeutet, da sie auf der Oberseite des Rohlings angeordnet ist. Der Schlitz 36 ist nach unten gerichtet, um auf diese Weise den Bereich der Stirnseite zu überdecken, der an die Bodenfläche des Kartons anschließt. Die außerdem in den Düsenkästen 32, 32' angeordneten und in der Fig.2B zu erkennenden Löcher 37 haben die Funktion, die heiße Luft gegen die nach oben gefalteten Schlußlappen 18, 18' zu leiten, wie dies in den Fig.2 und 2C dargestellt ist. Ks sei darauf hingewiesen, daß (jeder Lappen durch die Federwirkung der

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Pappe unter einem spitzen Winkel gegen die Stirnfläche der Kästen 32, 32' gedrückt wird, so daß lediglich der untere Teil der Lappen 18, 18* erwärmt wird und dadurch nur ein begrenzter Klebestreifen A, auf diesen beiden Teilen des Rohlings aktiviert wird. Die in der Fig.1 eingezeichnete, zwischen den Schlitzen 11 und 12 liegende volle Breite entspricht dem erforderlichen Klebebereich. Die Lappen 18, 18' leiten auch vorteilhaft einen Teil der heißen Luft um die Seiten herum auf den Schnittlinienraster S, der sich unmittelbar an die Lappen anschließt, so daß eine Aktivierung oder eine Verbesserung der Aktivierung des Belages in den Bereichen A, und A- zu einem noch bes-<hriebenen Zweck erfolgt.

Die in der Fig.2D dargestellten Düsenkasten 33, 33' leiten die Luft mittels eines nach unten gerichteten Schlitzes 38 auf die ganze Breite des Bereiches A, der stirnseitigen Streifen 19, 19' und zusätzlich auf die angrenzenden Schnittlinien S zu einem ebenfalls sehr wichtigen noch beschriebenen Zweck.

Der erfindungsgemäße Rohling 10 läßt sich infolge des Zuschnitts seiner Ebenen in automatisch arbeitenden Stempel- und Formmaschinen insbesondere mit hohen Geschwindigkeiten herstellen. Grundsätzlich kann der Rohling 10 auf dem Werkzeug der in der' Fig.2 dargestellten Bearbeitungsstation abgelegt werden, wo er für die Absenkung eines auf die Grundfläche 13 drückenden Stempels bereit liegt-. Dieser zieht den Rohling durch den Werkzeugtrichter, wobei sich die Seitenflächen 14 und 15 in ihre nach oben weisende Position aufstellen und die Stirnseitenteile 16, 16', 19, 19' und die Schlußlappen 18, 18' in ihre Überlappungsposition gefaltet werden, in welcher sie zusammengeklebt werden. Wie nun grundsätzlich aus der Betrachtung der Fig.1 bis 3 der Zeichnung erkannt werden kann, werden die Zonen Λ2, A, aufeinandergeklebt, um den Boden der Schachtel zu bilden, und die Zonen A. und A, um die Seitennaht zu bilden (siehe ebenso Fig.4).

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Während des Verfahrensschrittes, in welchem der Kleber aktiviert wird, und während der anfänglichen Faltvorgänge im Formwerkzeug werden die Schlußlappen 18, 18' durch die obere Kante der Düsenkästen 32, 32' in der nach oben gewinkelten Lage gehalten. Dies wird durch einen neuen Führungs lappen 40 ermöglicht, der sich an den Dichtungsbereich A₃ anschließt. Indem die Lappen 18, 18' von der heißen Fläche der Düsenkästen 32, 32' auf Abstand gehalten werden und nur die obere Kante linear berühren, kommt der Kleber im Bereich A, mit dem Werkzeug nicht in Berührung, so daß ein Festkleben der Lappen an der Fläche der Düsenkästen ebenso verhindert wird wie ein Ansammeln von Klebstoff. Die dreieckige Ausbildung der Lappen 40, 40' führt zu einer vergrößerten Versteifung des Kartons in der Nähe der Grundfläche und zu einer maximalen Biegesteifigkeit, da sich der Lappen aufstellt, wenn der Rohling 10 mittels der nicht dargestellten Transportvorrichtung in eine entsprechende Lage gebracht wird. Außerdem findet bei der abschließenden Abwärtsbewegung in das Werkstück hinein lediglich eine Punktberührung des Scheitels oder der Spitze der Lappen, 40 40' statt, so daß eine bemerkenswerte Übertragung von Leim auf die Düsenkästen 32, 32' vermieden wird.

Die Lappen 40, 40* erfüllen außerdem eine wichtige Funktion bei dem unmittelbar nach dem Freiwerden der Kästen 32, 32' nach unten erfolgenden Faltvorgang. Zu diesem Zeitpunkt ist es wichtig, daß die Lappen 18, 18' infolge der Federwirkung in der Pappe nicht in ihre ursprüngliche Lage zurückfedern können. Die Führungslappen 40, 40' verhindern dies. Die senkrechten Kanten 41, 41' der Lappen (siehe Fig.3)werdenvon den Stirnseitenteilen 16, 16' in geeigneter Weise festgehalten, wenn diese entlang der Kartonkante in ihre Lage gebogen werden. Da der Kleber lediglich entlang dem Streifen A, aktiviert ist, können die Führungslappen im wesentlichen frei über die entsprechenden Stirnseitenteile 16, 16' gleiten (siehe Fig.3). Die zusammenwirkenden erhitzten Bereiche A£ - A, kommen am Ende der Führungsbewe-

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gung mit den Klebestellen zusammen und bilden eine wasserdichte Verleimung und Abdichtung. Die auf den Stirnseitenflächen 16,16' entlanggleitende Kante 41, 41' streift den überschüssigen Klebstoff in den Bereichen A2, A₄ ab und sammelt diesen in der Ecke, so daß die Abdichtung im Bereich A₄ entlang der Schnittlinie wunschgemäß verbessert wird.

Anhand der Fig.5 kann das Prinzip der erfindungsgemäßen besseren Abdichtungswirkung beschrieben werden. Um es mit kurzen Worten auszudrücken, besteht dieses Prinzip darin, daß die freien Ränder der Kartonteile dicht an die nach oben gefalteten Ränder 50 gepreßt werden, die das Raster S bilden, so daß an diesen Stellen eine "Dichtlinie" geschaffen wird.

Zunächst soll die Beschaffenheit der erhabenen Faltwulste anhand der Fig.2D verständlich gemacht werden, die das gesamte Schnittlinienraster S des Rohlings bilden. In dieser Figur ist die Erhebung oder der Faltwulst 50 eingezeichnet, welcher die Begrenzungslinie zwischen der Seitenfläche 14 und den kleinen stirnseitigen Streifen 19, 19' bildet. Wie in der Figur zu erkennen ist, liegt die konvexe Oberfläche des Wulstes auf der Innenseite des Kartonrohlings und der konkave Teil auf der Aussenseite.■Dies ist insofern wichtig, als die aufgerichtete Fläche ein Auflager für das freie Ende eines mitwirkenden Kartonteiles bildet.

In der Fig.5 ist schließlich zu erkennen, daß das große Stirnseitenteil 16 mit seinem freien Rand auf dem aufgerichteten Faltwulst 50 liegt, so daß auf der Innenseite des Kartons entlang der vollen Packungshöhe eine üichtungsstelle gebildet wird. In der Fig.5A ist in vergrößertem Maßstab dargestellt, wie das große Stirnseitenteil 16 mittels des Stempels und des Werkzeuges der den Karton formenden Maschine auf den Falten-milst 50 aufgebracht wird. Das Werkzeug, das an dieser Stelle nicht be-

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schrieben werden soll, entspricht dem in der US-Patentschrift 3 394 635 beschriebenen Gerät, auf welches an dieser Stelle Bezug genommen wird. Wenn die freie Anlagekante des Stirnseitenteiles 16 in ihre endgültige Dichtungslage gebracht ist, dann wird der stirnseitige Streifen 19 geschlossen, wobei er das Teil 16 überlappt. Während bei dem großen Stirnseitenteil 16 der thermoplastische Oberzug nur im äußeren Bereich A₁ zu einer klebenden Zone aktiviert ist (siehe Fig.2A), sind die Bereiche A₅, A₆ über den ganzen Streifen 19 aktiviert, und was ebenso wichtig ist, auch der aufgerichtete Faltenwulst 50, wie dies bereits ausgeführt wurde. Obwohl es zur besseren Demonstration in der Fig.5B übertrieben dargestellt ist, ist in der Ecke, an dem Anlagepunkt zwischen der freien Anlagekante und dem Faltwulst 50 ein Oberschuß von thermoplastischem Dichtungsmaterial vorgesehen, der eine Dichtnaht 53 bildet. Diese Dichtnaht 53 befindet sich an der Innenseite des Kartons 10, wodurch jede Möglichkeit eines Materialverlustes über die Fläche 16 nach außen vermieden wird.

Es sei darauf hingewiesen, daß die Dichtungsbereiche A*, A,, die aktiviert werden müssen, sowie die Breite der stirnseitigen Streifen 19, 19' wegen der Wirkungsweise der üichtnaht 53 auf einem Minimum gehalten werden können. Die Grundvoraussetzung ist, daß die freie Kante ausreichend aufgeheizt wird, um eine vollständige Aktivierung der Auflagestelle zu erzielen. Ein weiterer wesentlicher Vorteil besteht darin, daß, wenn der Streifen 19 übergeschlagen wird, der konvexe Teil des Faltwulstes 50 zusammengepreßt wird, wobei das sich darauf befindliche thermoplastische Material in dem wichtigen Bereich konzentriert wird, um die Dichtnaht 53 zu bilden. Dadurch, daß die Kante gegen den Wulst 50 stößt, wird außerdem eine Stauchwirkunp erzielt, so daß eine vollständige Verbindung gesichert wird. Da dieser Bereich die kritische Dichtungsnaht bildet, an welcher eine Undichtig-

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keit verhindert werden muß, wird vorgeschlagen, daß der Kartonrohling 10 entlang dem Wulst 50 in vorteilhafter Weise mit einem besonders dicken Belag versehen ist. Die Stärke des zusätzlichen Belages kann von der Art des besonderen Kartons, der Viskosität des zu verpackenden Materials und anderen Faktoren abhängig sein.

Auf der anderen Seite des Kartons oder angrenzend an die Seitenfläche 15 sind ein gleicher Faltenwulst sowie eine dichtende Verbindung der entsprechenden freien Enden vorgesehen. Bei dem dargestellten Ausführungsbeispiel ist die nach oben ragende Kante 41 im Bereich der Dichtungszone Aj mit dem Faltwulst 60 verbunden, der sich an der Verbindungsstelle zwischen dem großen Stirnseitenteil 16 und der Seitenfläche 15 befindet. In diesem Bereich ist eine sich nach oben erstreckende Dichtnaht 55 vorgesehen, um diese fccke der Schachtel abzudichten. Da an dieser Verbindungsstelle keine seitliche Naht ausgebildet werden muß, können die tatsächlichen Dichtungsbereiche A₃ und A₄ nur über einen relativ kurzen Bereich der Seite verlaufen, wie in der Fig.1 deutlich zu erkennen ist. Der über dem Dichtungsbereich A₃₁A₄ gelegene Führungslappen 40 wird nicht aktiviert, damit er seine bereits beschriebene Führungsfunktion ausführen kann. An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, daß die Abdichtung mittels Dichtnähten oder Verbindungen, die durch die gerade beschriebenen Verbindungen der freien Kanten mit den Falzwulsten erzielt werden, die früher verwendeten Lappenverbindungen vermieden werden, die ein Herunterdrücken von Flächen erfordern und zur Bildung von Leckrinnen führen.

In den Fig.7A und 7B sind Konstruktionsbeispiele für eine verbesserte Abdichtung der vier Bodenecken des Kartons dargestellt. Die Abdichtung der Ecken ist wichtig, damit ein Leck durch die Löcher vermieden wird, die früher dann entstanden, wenn die drei Flächen eines Kartons aufeinandertreffen, um einen Eckpunkt zu

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bilden. Dieses Prinzip besteht darin, daß die Schlitze 11, 12 in der Nähe des äußeren Randes des Faltwulstes 70 enden (in einem Abstand von Δχ von der Mittellinie. Tatsächlich werden hierdurch Faltecken gebildet, d.h. sich kreuzende Faltwulste 70, 71, die in der Nähe der Ecke zusammenlaufen, wie dies in der Fig.7A dargestellt ist. Durch das überschüssige Material und den aktivierten Theriroplastikbelag wird die Ecke sicher abgedichtet und es wird sicher verhindert, daß sich ein Loch bilden kann, wie die Fig.7B zeigt. Genauer gesagt, wenn der Schlußlappen 18 und die Seitenfläche 15 nach oben gefaltet werden, nachdem die Eckbereiche A* und A₅ mittels eines heißen Luftstromes aufgewärmt sind, dann treffen das zusammengedrückte Material und der aktivierte Kleber der Faltwulste 70, 71 annähernd unter einem Winkel von 45 zusammen, wobei diese Materialien in die Ecke gedrückt werden und eine vollständige Abdichtung herbeiführen.

Bei einem bevorzugten Ausführungsbeispiel eines gemäß der Erfindung hergestellten Kartonrohlings betrug die Breite der erhabenen Faltwulste 60, 70 annähernd 2 mm und der Abstand Ax annähernd 1 mm. Gewöhnlich sind die Schlitze 11, 12 so ausgeführt, daß sie am Außenrand der Wulste enden, da herausgefunden wurde, daß so eine befriedigende Abdichtung der Schachtelecke erzielt werden kann.

In Fig.6 ist anhand eines Beispieles dargestellt, wie der Verschnitt beim Ausschneiden der Kartonrohlinge aus einer flachen Vorratsbahn niedrig gehalten werden kann. Die aneinander angrenzenden Kartonrohlinge 10 weisen in entgegengesetzte Richtungen, so daß ein großer Stirnseitenstreifen 19 des einen Kartonrohlings sich an ein kleines Stirnseitenteil 16 des angrenzenden Kartonrohlings 10 anschließt. Außerdem sind die Schlußlappen 18 fortlaufend zueinander angeordnet. Auf diese Weise wird der Verschnitt auf sehr kleine Ausschnitte begrenzt, die sich an den

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oberen Enden der Verpackungen befinden, und jedes der übrigen Teile hat eine bestimmte Funktion, wie bereits beschrieben wurde, so daß durch die Ausgestaltung der Kartonrohlinge 10 die wichtige Aufgabe einer vollständigen Ausnützung der Pappe erfüllt wird.

Zusammenfassend kann gesagt werden, daß durch die Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Kartons 10 eine gegenüber den bekannten Ausführungen vorteilhafte Lösung vorgeschlagen wird. Der erfindungsgemäße Karton ist nicht nur durch einen knapp bemessenen Kartonrohling für einen Karton vorgegebener Größe gekennzeichnet sowie durch einen niedrigen Pappenverschnitt, sondern vielmehr auch dadurch, daß eine Schachtel ausgebildet ist, bei welcher Leckrinnen und Löcher vermieden werden und eine wirklich abgedichtete Konstruktion gebildet wird. Die Faltwulste 50 und 60 wirken mit den freien Auflagerenden der Kartonflächen und Lappen 16 bzw. 18 derart zusammen, daß sie flüssigkeitsdichte Abdichtungen bilden, die noch durch eine besondere Abdichtung ergänzt werden. Der Schlußlappen 18 ist mit einem Führungs lappen 40 ausgestattet, wodurch eine geeignete Kleberaktivierung und eine geeignete Anordnung des Lappens gegenüber dem großen Stirnseitenteil 16 ermöglicht werden, wobei der Lappen unter dem Stirnseitenteil zu liegen kommt.

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Claims

K 969 tf Patentansprüche

1.) Faltbarer Karton aus einem knapp bemessenen Rohling einer flüssigkeitsdichten Pappe o.dgl., insbesondere Karton zur Aufnahme einer Flüssigkeit oder eines halb flüssigen Produktes, mit sich überdeckenden Flächen, die mittels eines thermoplastischen Klebstoffes aufeinander geklebt werden, wobei sich der Klebstoff auf wenigstens einer der mit einer Bodenfläche zusammenzuklebenden Oberfläche befindet, sowie mit einem Paar Seitenflächen, die an gegenüberliegenden Seiten der Bodenfläche angeordnet sind, sowie mit auf den anderen beiden Seiten der Bodenfläche angeordneten Schlußlappen und großen Stirnseitenteilen, die an den aufgerichteten beiden Seiten der Seitenflächen angreifen, wobei die Breite der Stirnseitenteile und der Schlußlappen groß und im wesentlichen gleich der Breite der Bodenflache sind, um sich vollständig zu überlappen, sowie mit schmalen, stirnseitig an den übrigen Seiten der Seitenflächen angeordneten Streifen, die die freien Ränder der großen Stirnseitenteile überdekken, dadurch gekennzeichnet , daß die Schlußlappen (18, 18') mit einem über ihre ganze Breite verlaufenden und an die Bodenfläche (13) angrenzenden Klebestreifen (A,) versehen sind, mit dem sie an die großen Stirnseitenteile (16, 16') geklebt werden, und daß sich oberhalb des Klebestreifens (A-j) an jedem Schlußlappen ein Führungslappen (40, 40') anschließt, der sich nur auf der an die Stirnseitenteile angrenzenden Seite erstreckt, um das Stirnseitenteil über einen größeren Bereich zu berühren und während des Faltvorganges zu führen, so daß ein vollständig abgedichteter Boden

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erzielt und gleichzeitig Pappe eingespart werden (conserved).

2. Karton nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß der Karton aus Rohlingen (10) gebildet ist, die aus einem flachen Erzeugnis ausgeschnitten sind, wobei aneinander angrenzende Rohlinge entgegengesetzt ausgerichtet sind und sich das große Stirnseitenteil (16) des einen Rohlings an den schmalen stirnseitigen Streifen (19) des anderen Rohlings anschließt und wobei der Führungslappen (40) des einen Rohlings an den Führungslappen des anderen Rohlings anschließt, so daß die Einsparung von Pappe verbessert wird.

3. Karton nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß die aneinander angrenzenden Führungslappen (40) durch eine diagonal verlaufende Halbierungslinie begrenzt werden, so daß sie eine dreieckige Form aufweisen und während der Faltung eine maximale Biegesteifigkeit besitzen und das Auseinanderschneiden des Rohlings gleichzeitig vereinfacht wird.

4. Karton nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet , daß die Kartonflächen und Schlußlappen durch erhabene Linien (50, 6o) begrenzt sind, deren konvexe Seite auf der Kartoninnenseite liegt, so daß Faltwulste gebildet werden und daß der freie Rand des großen Stirnseitenteiles (16, 16') gegen den Faltwulst für den schmalen, stirnseitig angeordneten Streifen (19, 19') anliegt, um eine seitliche Abdichtung des Kartons zu bilden.

5. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der Faltwulst für den schmalen Streifen (19, 19') ausreichend mit einem Klebstoff versehen ist, so daß er eine Dichtnaht (53) und damit eine

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verbesserte Abdichtung an der freien Auflagekante bildet.

6. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichne t , daß der Faltwulst für das
große Stirnseitenteil (16, 16') ausreichend mit einem Klebstoff versehen ist, so daß er mit dem unteren Teil der aufliegenden freien Kante des Schlußlappens (18, 18') eine
Dichtnaht (55) bildet.

7. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß der stirnseitig angeordnete Streifen (19, 19') und der zugehörige Faltwulst im wesentlichen über ihre ganze Erstreckung (A₅, A_&)> mit einem
Klebstoff versehen sind, um die Abdichtung der Seitennaht
zu verbessern.

8. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne t , daß die Schlitze (11, 12)
die die Stirnseitenteile (16, 16'), die Streifen (19, 19')
und die Schlußlappen (18, 18') begrenzen, sich im wesentlichen nur bis zu dem Außenrand der konvexen Fläche der erhabenen Wulste (50, 60, 70) erstrecken, so daß der konvexe
Teil vollständig zusammengedrückt wird, und der zusammengedrückte überschüssige Pappteil sowie der Klebstoff die licke abdichten, wodurch ein lochförmiges Leck verhindert wird.

9. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet , daß der jeweilige Schlußlappen (18, 18') im Bereich des Klebestreifens (A-,) gegen die
Innenseite des Faltwulstes des großen Stirnseitenteiles
(16, 16') anliegt, so daß zusätzlich noch eine wirksame
Abdichtung geschaffen wird.

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10. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne t , daß die Faltwulste mit aktivierten Klebebereichen (A₄, A₅) zur Erzielung einer guten Abdichtung versehen sind.

11. Karton nach wenigstens einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Führungslappen (40, 40') im wesentlichen frei von Klebstoff ist, um während des Faltvorganges eine ungehinderte Führungsbewegung des Führungslappens entlang dem großen Stirnseitenteil (16, 16') zu ermöglichen.

12. Verfahren zur Herstellung eines dichten Kartons nach Anspruch I₁ der aus einem knapp bemessenen Materialrohling hergestellt ist und sich überdeckende Flächen aufweist, die mittels eines thermoplastischen Klebstoffes zusammengeklebt werden, wobei sich der Klebstoff auf wenigstens einer Fläche des zusammenzuklebenden Flächenpaares befindet, und der mit an den Seitenflächen angeordneten Stirnseitenteilen bzw. stirnseitigen Streifen versehen ist, die durch erhabene Faltwulste mit einer auf der Innenseite des Rohlings liegenden konvexen Fläche begrenzt sind, dadurch gekennzeichnet, daß der Rohling in ausgebreiteter Lage auf einer Bearbeitungsstation abgelegt wird, und daß wenigstens im Bereich der Ränder (A^, A_, A₆), die sich an die Faltwulste anschließen, und im Bereich (A,, A., Ar) der Faltwulste (50, 60, 70) Klebstoff vorgesehen wird, und daß die Stirnseitenteile (16, 16') die stirnseitig angeordneten Streifen (19, 19') und die Schlußlatten (18, 18·) umgefaltet werden, so daß ihre freien Ränder an dem jeweiligen Faltwulst zur Anlage kommen, wodurch die Kartonseiten und der Boden wirksam abgedichtet werden.

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13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß der Klebstoff aus vorher aufgetragenem thermoplastischen Material besteht, der durch Anblasen mit heißer Luft der im wesentlichen die ganze Erstreckung wenigstens eines stirnseitig angeordneten Streifens (19,19') und des zugehörigen Faltwulstes (50) aktiviert wird, um eine verbesserte Abdichtung zu erzielen.

14. Verfahren nach den Ansprüchen 12 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Schlußlappen (18, 18') in der Bearbeitungsstation nach oben gebogen werden und daß ein Teil der Luft von den Schlußlappen zu deren freien Rändern und zu den angrenzenden Falti^ulsten geleitet wird, um die dort angeordneten Klebstoffbereiche (A*, A₅) zu aktivieren.

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