NO168514B - Fremgangsmaate ved fremstilling av en boelgepapp - Google Patents

Description

Foreliggende oppfinnelse vedrører en bølgepapp-utførelse som gir vesentlig større topp-bunn-kompresjonsstyrke i en bølgepappeske enn tilfellet er for konvensjonell bølgepapp.

Bølgepappesker utgjør et vesentlig element i moderne fysisk distribusjon og topp-bunn-kompresjonsstyrken til esken under varige belastninger er et av de viktigste funksjonskrav.

Konvensjonell bølgepapp består av vekslende lag av bølgede baner og plane baner. Det skal her særlig fremheves tre typiske opp-bygginger : Enkeltsidig bølgepapp - en bølgebane sammenklebet med

enplan-bane.

Enkel bølgepapp - en bølgebane mellom to sidebaner .

Dobbel bølgepapp - to bølgebaner mellom tre plane baner (en plan midtbane og to sidebaner).

De konvensjonelle bølgebaner har følgende betegnelser, med til-hørende egenskaper:

Arbeider av McKee (McKee, R.C., Gander, J.W. og Wachuta, J.R., "Compressive strength formula for corrugated boxes", Paperboard Packaging 48 (8) : 149 (1963)), har under utnyttelse av prinsip-per fra mekanisk teknologi ført til en forenklet kompresjons-formel som har vært toneangivende i de to siste tiårs utvikling av plane baner og bølgebaner i bølgepapp. Denne formel baserer seg på et empirisk forhold mellom de kritiske buklingsbelastning-er og bruddbelastningene.

Man har påvist at den viktigste egenskap som påvirker topp-bunn-kompres j onsstyrken er kantkompresjonsstyrken i retningen paral-lelt med bølgene. Bøyestivheten, i begge retninger, er også av betydning. Disse enkle retningslinjer har vært sterkt fremhevet, slik at man har konsentrert oppmerksomheten mot de viktigste aspekter av pappkvaliteten for oppnåelse av maksimal kompresjonsstyrke, og retningslinjene har vist seg godt egnet i praksis.

Det er imidlertid ålment annerkjent at en eskes virkelige opp-førsel kan skille seg vesentlig fra den man skulle forvente ut fra McKee-formelen, særlig når det dreier seg om endringer i overflatebehandlingen eller andre pappegenskaper, selv om man holder seg til de nevnte enkle retningslinjer.

Foreliggende oppfinnelse bygger på den erkjennelse at motstanden mot lokal bukling av den plane banen på innsiden av esken utgjør et bedre mål for pappens kritiske bruddegenskaper enn kantkompresjonsstyrken. Mer korrekt dreier det seg om den plane banen på den konkave siden av den buklede, men ennå ikke sammenbrutte eskevegg. Fordi innholdet i esken hindrer en innoverrettet bukling, vil det således vanligvis dreie seg om den plane banen på innsiden av esken. Derav følger at tykkere papp med ukonvensjo-nell oppbygging vil kunne ha et høyere kompresjonsstyrke-/papp-vektforhold enn man skulle forvente ut i fra McKee-formelen.

Ifølge oppfinnelsen foreslås det derfor en fremgangsmåte ved fremstilling av en bølgepapp med to indre bølgebaner som er bundet sammen i bølgetoppene, som angitt i kravet, med de der i karakteristikken angitte kjennetegn.

Denne utførelse baserer seg på den erkjennelse at en øking av

. papptykkelsen og en konsentrering av pappens styrke til de ytre, plane baner, gir den beste forbedring av kompresjon-vektforholdet.

Konvensjonell dobbel bølgepapp tilfredsstiller kravet om øket tykkelse, men den midtre plane bane bidrar ingenting med hensyn til bøyestivhet og buklingsstyrke for den innvendige sidebane. Herav følger at en utelatelse av den sentrale plane bane vil

gi ytterligere bedring av kompresjon-/vekt-forholdet.

To mulige utførelsesformer av den nye bølgepapp er vist i hhv. fig.l og 2.

Fig.3,4 og 5 viser prøveresultater hvor det er foretatt en sam-menligning mellom den nye bølgepapp og tidligere

kjente,

fig.6 viser rent skjematisk hvordan den nye bølgepapp kan

fremstilles.

De to i fig.l og 2 viste mulige utførelser er som følge av sin oppbygging her benevnt som X-bølge-utførelser.

Det ble benyttet en regnemaskinmodell for å beregne den forvent-ede kompresjonsstyrken til en struktur som besto av fire plater av bølgepapp brettforbundet langs vertikale hjørner. En slik struktur kalles her for en krave og adskiller seg fra en eske derved at de horisontale kantene på de vertikale plater eller veggfelt forutsetter å være hårde og ufleksible i motsetning til de relativt mykt brettede horisontale kanter på veggfeltene i en eske. Den antatte krave hadde en lengde på 390 mm, en bredde på 390 mm og en høyde på 290 mm. De papputførelser som ble sammenlignet var en konvensjonell enkel bølgepapp med to 215 g/m<2 >sidebaner og en bølget bane på 117 g/m2 , samt en X-bølge-utfør-else med to 130 g/m<2> sidebaner og 217 g/m<2> bølgebaner. Total gramvekt for begge papputførelser har den samme ved 600 g/m<2> .

De beregnede resultater er vist i tabell 1.

Basert på disse beregnede resultater, som viser ca. 50% bedring

i kompresjonsstyrken for X-bølge-utførelsen, ble det fremstilt laboratoriumsprøver av X-bølge-utførelsen, i form av de nevnte kraver, beregnet for kompresjonsprøving og etterprøving av de beregnede resultater. Komponentene i den praktiske X-bølge-ut-førelse var to enkeltsidige bølgepapper med 14 0 g/m<2> plan bane og 117 g/m<2> konvensjonell "C"-bølgebane. Disse to ensidige bølge-papper ble limt sammen1 med bølgetopp mot bølgetopp.

Det ble videre valgt ut to konvensjonelle bølgepapper med grarn^ vekter tett opptil de for X-bølge-utførelsen., Den første: av diss-konvensjonelle utførelser var bygget opp med 2 x 2'4"0, g/m? sidebaner og en 117 g/m<2> konvensjonell "A"-bølgebane.,.. mens den andre-var bygget opp med 2 x 293 g/m<2> sidebaner' og en' 117 g/m<2> konvensjonell "C"-bølgebane. Samtlige bølgepapper: ble formet til kraver med en lengde på,-400mm, en bredde på 400 mm og en høyde-på 2 70 mm.

Prøveresultatene er gjengitt i tabell 2.

<*> Hårdhet er et mål for bølgestrukturens motstand mot knusing perpendikulært på artplanet.

i De krave-kompresjonsprøver som er vist i denne tabell bekrefter den nevnte 50% forbedring i topp-bunn-kompresjonsstyrken for X-bølge-utførelsen. Et slikt resultat var ikke å forvente ut i fra McKee-formelen.

I ytterligere prøveserier ble det benyttet prøver av X-bølge-utførelsen og konvensjonelle enkle og doble bølgepapper i ulike komponentkombinasjoner. Noen kombinasjoner ble laget som kraver, noen som esker og noen som både kraver og esker.

) Utvalgte prøveresultater i denne forbindelse er vist i tabellene 3 og 4 og i fig.3,4 og 5. Bøyestivheten og buklingsbelastningen

ble målt på bjelker med en bredde på 75mm, belastet midt på et spenn på 23 0mm.

5 De tall som står i parentes i tabellene 3 og 4 er den i prosent uttrykte fordel som oppnås med X-bølge-utførelsen pr. enhet bølgepappvekt sammenlignet med de konvensjonelle utførelser.

For disse materialer var X-bølge-utførelsens fordel relativt

den konvensjonelle enkde bølgepapp mellom 40 og 50% hva angår krave-kompresjonsstyrke, pappvekt-forholdet. Fordelen med hensyn til eske-kompresjonsstyrken var mindre, men allikevel over 20%.

Sammenlignet med konvensjonell dobell bølgepapp hadde X-bølge-utførelsen 10-15% høyere krave- og eske-kompres j.onsstyrke/pappvekt-forhold.

En ulempe ved konvensjonell dobbel bølgepapp med lav pappvekt

er at behovet for den midtre plane bane betyr at sidebanene må

ha lav vekt. Dette betyr på sin side at pappen lett utsettes for svikt som følge av at sidebanene bukler seg mellom bølgetoppene. De prøveresultater som er vist i tabell 4 og i fig.5 for buklings-belastning i maskinretningen, viser den store fordel som X-bølge utførelsen har i denne forbindelse. X-bølge-utførelsen har derfor en lavere samlet gramvektgrense før sidebanene nærmer seg sviktgrensen og begynner å bukle seg mellom bølgetoppene.

En ytterligere fordel med X-bølge-utførelsen sammenlignet med

den doble bølgepapp er at den nye utførelsen krever en komponent

mindre og en limlinje mindre.

Oppfinnelsen er ikke begrenset til en kombinasjon av konvensjonelle A-B-C eller E-bølgeformer, men er også ment å dekke kombi-nasjonen av mer ukonvensjonelle bølge-utførelser, eksempelvis bølger med plane eller flate bølgetopper. En slik utførelse er vist i fig.2.

Det vesentlige ved oppfinnelsen er at det gis mulighet for å

øke bølgepapptykkelsen og å konsentrere styrken i sidebanene uten derved å introdusere strukturelle svakheter så som lav bølge-knuse-styrke, lav bølge-skjær-styrke eller for store avstander mellom bølgetoppene..

En fremgangsmåte for oppbygging av en X-bølge-utførelse er vist

i fig.6. De to bølgebanene korrugeres eller bølges ved hjelp av konvensjonelle korrugeringsvalser og kombineres eller settes sammen før sidebanene festes.

Sidenbanen 10, sidebanen 11 og de sentrale bølgebaner 12 og 13 bringes sammen for dannelse av en X-bølge-utførelse 14.

Bølgebanen 12 går som plan bane inn mellom korrugeringsvalsene 15 og 17 og gis den ønskede bølgeform. Valsen 17 har som vist en vakuumkasse 19.

Banen 13 går likeledes mellom to korrugeringsvalser 16 og 18 gis den ønskede bølgeform. Banen holdes mot valsen 18 ved hjelp av den viste vakuumkasse 20. I en limstasjon 21 påføres bølgebanen 13 lim.

Bølgebanene 12 og 13 limes sammen mellom korrigeringsvalsene 17 og 18. Disse to valsene er synkronisert slik at man er sikret at bølgetoppene treffer hverandre. Hver av valsene 15,16,17 eller 18 kan være oppvarmet for derved å understøtte bølgedannelsen og limingen.

De kombinerte bølgebaner 12 og 13 overføres så til den synkroni-serte korrugerte valse 24 under utnyttelse av valsens vakuumkasse 25. I en stasjon 27 tilføres lim til den kombinerte bølge-bane .

Sidebanen 11 går inn over en valse 28 og mot valsen 24 for liming til de kombinerte bølgebaner 12 og 13. En tørking av limet mens banene 11,12 og 13 fremdeles befinner seg på valsen 24 kan under-støttes ved energitilførsel fra en ekstern varmekilde eller mikrobølgekilde.

Sidebanen 10 går over på et belte 35. Dette belte går over to valser 36 og 37. Dette muliggjør en liming av sidebanen 10 til de kombinerte bølgebaner 12 og 13, som på forhånd er belagt med lim i en limstasjon 34. Den på denne, måte tilveiebragte bølge-papp går inn mellom beltene 29 og 35 og trekkes: ut derfra. Beltet 2 9 går over valser 3 0 og 31 og gir mottrykk mot beltet 35. Energi for tørking av det siste limstrøk kan tilføres; beltet.

29 og/eller 35 eller senere.

Én eller flere av komponentene kan forvarmes;, fuktes eller forbe— handles før de går inni i prosessen, for derved å understøtte formingen og limingen eller gi pappen spesieile egenskaper.

Den korrugerte valse 24 kan eventuelt ha bare maskinerte spor istedenfor fullt ut profilerte korrugeringer. Fordi denne valse ikke i og for seg kreves for tilforming av korrugeringene, be-høver den ikke å være fremstilt av herdet eller krumbelagt stål, slik tilfellet er for korrugeringsvalsene 15,16,17 og 18. Et ikke-metall materiale kan eventuelt benyttes.

Ved denne grunnleggende fremstillingsmetodikk for en X-bølge-utførelse kan valsen 24 i fig.6 eventuelt erstattes med et synkronisert belte.

En annen variant vil være hvor man gir avkall på valsen 24 i fig.6 og fører sidebanen 11 sammen med de to bølgebaner 12 og 13 mens disse befinner seg på korrugeringsvalsen 17.

X-bølge-utførelsen vil gi større papptykkelse sammen med større konsentrasjon av styrke i sidebanene enn tilfellet er for konvensjonelle bølgepapper.

Den nye bølgepapp tilfredsstiller de andre strukturkrav som stil-les til slike strukturer, nemlig adekvat motstand mot bølgeknus-ing, adekvat skjærstivhet og akseptable små avstander mellom bølgetoppene.

X-bølge-utførelsen gir 20-50% høyere eske- og krave-kompresjonsstyrke/pappvekt-forhold enn sammenlignbare konvensjonelle enkle bølgepapper.

X-bølge-utførelsen gir over 10% høyere eske- og kravekompresjons-styrke/pappvekt-forhold enn sammenlignbare konvensjonelle doble bølgepapper.

X-bølge-utførelsen har en 10-90% høyere bølgestivhet pr. enhet pappvekt enn konvensjonelle papper, avhengig av prøveretningen og pappoppbyggingen.

X-bølge-utførelsen har opptil 120% bedre motstand mot buklings-belastning pr. enhet pappvekt enn konvensjonelle, doble bølge-papper .

Claims (1)

1. Fremgangsmåte ved fremstilling av en bølgepapp med to indre bølgebaner som er bundet sammen i bølgetoppene, idet to pappbaner separat føres over korrugeringsvalser for tilforming av to bølgebaner, lim påføres bølgetoppene på i det minste en av de to bølgede baner, og bølgebanene bringes til innbyrdes flukt og til kontakt med hverandre for derved å lime dem sammen i bølgetoppene, karakterisert ved at i det minste en av bølgebanene understøttes direkte helt til de er sikkert sammenfestet for derved å bibeholde den innbyrdes bølgetoppflukt, hvoretter to plane baner limes til bølgebanene for derved å danne to ytre baner.