Verfahren zur Ausbildung einer Trennlinie in Bogenmaterial Diese Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbil dung einer Trennlinie in Bogenmaterial, beispielsweise in Pappdeckel, indem es mit zusammenwirkenden Schneidelementen von entgegengesetzten Seiten entlang einer vorgesehenen Trennlinie erfasst wird, wobei jedes Element einen ersten, parallel zur Bogenmaterialebene liegenden Bereich und einen zweiten,
mindestens annä hernd senkrecht zur Bogenmaterialebene stehenden Bereich aufweist, um an der Schnittlhnie dieser beiden Bereiche eine Schneidkante zu bilden.
Die Erfindung wird hauptsächlich in Verbindung mit der Behandlung von Pappe und mit Polyäthylen überzogener Pappe beschrieben, ist jedoch auch für viele andere Bogenmaterialien und solche Bögen an wendbar, die mit einem aus einer Vielzahl verschiede ner Schutz- und Dekorationsüberzüge versehen sind, einschliesslich Lacken, Firnissen, verschiedenen poly merisierten Vinylverbindungen und anderen polymeren Massen, wie anderen Polyolefinen zusätzlich zu dem schon erwähnten Polyäthylen.
Das erfindungsgemässe Verfahren ist dadurch ge kennzeichnet, dass dieses Erfassen derart vor sich geht, dass die genannten Elemente gegeneinander und in Berührung mit dem Bogenmaterial bewegt werden, wobei deren Schneidkanten in der Materialebene auf entgegengesetzten Seiten der vorgesehenen Trennlinie gegeneinander versetzt sind, dass sich die ersten oder zweiten Bereiche innerhalb bestimmter sich auf die Dicke des abzutrennenden Bogenmaterials beziehenden Grenzen überlappen, wodurch das Material zwischen den überlappenden Bereichen der Elemente einge klemmt wird, dass dieses Bogenmaterial mit den ge nannten Elementen gebrochen wird,
indem es zwischen den überlappenden Bereichen in einem Ausmass, das die Elastizitätsgrenze des Materials wenigstens annä hernd entlang der sich zwischen den Schneidkanten der Elemente erstreckenden Linie überschreitet, bearbeitet wird und dass die Bewegung dieser Elemente gegenein ander kurz vor deren Berührung unterbrochen wird. Die Schweiz. Patentschrift 452 334 offenbart neue und verbesserte Schneid- und/oder Kerbwerkzeuge und Verfahren zu deren Herstellung, die .sich als ganz be sonders geeignet zum Schneiden und Kerben von sowohl nichtüberzogener als auch überzogener Pappe erwiesen haben und die besonders gut zur Ausführung der Verfahren dieser Erfindung geeignet sind.
Die Erfindung wird aus der folgenden Beschrei bung bestimmter Ausführungsformen, welche die Er findung nur darstellen sollen, in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen verständlich werden.
Fig.1a und Fig.1b sind vergrösserte perspektivi sche Ansichten zusammengehöriger Flächen positiver und negativer Werkzeugplatten, die die mit den Platten aus einem Stück bestehenden, erhöhten Schneid- und Kerbelemente in einem sehr flachen Relief über dem Plattenhintergrund zeigen.
Fig.2 ist eine perspektivische Ansicht, die die Übertragung der einen Werkzeugplatte von der in Über einstimmung mit der komplementären Werkzeugplatte liegenden Stellung in die Arbeitsstellung an dem Trag zylinder der Presse als Teil des Einrichtens der Presse zeigt, Fig. 3 ist eine auseinandergenommene perspektivi sche Ansicht, die ein Paar Werkzeugplatten der Figu ren la und 1b zeigt (wobei Teile weggeschnitten sind), welche für die Arbeiten einem Pappbogen, der dazwi schen angeordnet ist, eingerichtet sind, und das sich ergebende Schneiden und Kerben der Platte zeigt.
Fig. 4 ist eine teilweise Schnittansicht einer bevor zugten Form der Erfindung, in der jede der Werkzeug platten an der Aussenfläche eines zylindrischen oder Drehpressenteiles festgeklemmt ist, Fig. 5 ist eine stark vergrösserte Querschnittansicht eines Abschnittes von in Übereinstimmung liegenden positiven und negativen Werkzeugplatten, die sowohl ein positives als auch ein negatives Kernelement und ein zusammengehörendes Paar Schneideteile zeigt, Fig.5a ist eine abgeänderte Ansicht eines Ab schnittes der Fig.5, die ein Paar Schneideteile zeigt,
Fig. 6 ist eine vergrösserte Querschnittansicht eines positiven und negativen Kerbwerkzeugs der vorliegen- den Erfindung, das in Verbindung mit herkömmlichen Schneidewerkzeugen benutzt wird, Fig. 7 ist eine vergrösserte Querschnittansicht einer weiteren Abänderung dieser Erfindung,
und Fig.8 ist eine vergrösserte Querschnittsansicht eines kombinierten Schneid, Kerb- und Prägewerkzeu- ges, welches gemäss der vorliegenden Erfindung herge stellt ist.
Die Werkzeugplatten, die zur Ausführung der vor liegenden Erfindung brauchbar sind, können aus einer Vielzahl verschiedener ätzbarer Metalle, wie Magne sium, Kupfer, Stahl und Bronze, hergestellt werden. Sie können auch aus einer fotopolymerisierbaren Kunststoffmasse, wie lichtempfindlichem Nylon, oder einer fotopolymerisierbaren Masse eines Divinylesters von Polyäthylenglykol, z. B. hergestellt werden.
Diese Werkzeuge können nach den in der obenge- nannten Patentschrift offenbarten Verfahren angefer tigt werden.
Wie in den Fig 1a und 1b dargestellt wird, die zu sammengehörige Abschnitte fertiger positiver bzw. negativer Platten zeigen, besitzt die allgemein nut der Nr.101m bezeichnete positive Werkzeugplatte aus einem Stück bestehende erhöhte Abschnitte, welche positive Kerbelemente 161, 162 und 142 und Schneid teile 151, 193, 194, 152, 171, 176, 185 und 186 in einem flachen Relief über dem geätzten Hintergrund 102m bilden.
Die Platte 101m trägt auch Zentrieröff- nungen 103m. Auf die gleiche Weise trägt die negative Werkzeugplatte 101f zu Paaren geordnete negative Kerbelemente 161a und 161b, 162a und 162b sowie 142a und 142b und ausserdem Schneidteile 151a, 193a, 194a, 152a, 171a, 176a, 185a und 186a und Zentrieröffnungen 103b.
Bei der Inversion der negati ven Platte 101f in Überlagerung auf der positiven Platte 101m, wobei die entsprechenden paarweise an geordneten Punkte 103m und 103f (und ähnliche Paare von Zentrieröffnungen in anderen Abschnitten der Platte) in Übereinstimmung liegen, werden die positiven und negativen Kerbelemente und die entspre chenden Paare der Schneidteile für Schneid- und Kerb- arbeitsgänge in Übereinstimmung miteinander angeord net sein.
Bei der Zusammenstellung des Werkzeuges in einer Presse beim Einrichten zur Verwendung beim Schnei den und Kerben von unüberzogenen oder überzogenen Bögen wird die eine aus dem Paar der komplementä ren Werkzeugplatten in. der genauen Stellung auf der Bettplatte oder dem Basiszylinder der Presse angeord net und durch einen geeigneten Klebstoff oder durch Klemmen oder andere herkömmliche Mittel befestigt, und die komplementäre Werkzeugplatte auf der ersten Platte in Übereinstimmung gebracht.
Ein geeigneter Klebstoff wird dann entweder auf die freiliegende Rückfläche der darüberliegenden Werkzeugplatte oder auf das tragende oder gegenüberliegende Pressenteil oder auf beide aufgebracht, und die Presse wird dann aufgelegt, wodurch die zweite Werkzeugplatte klebend an dem tragenden oder gegenüberliegenden Teil befe stigt wird, bei dem es sich entweder um eine flache Platte oder einen Drehzylinder handeln kann. Die Werkzeugplattenübertragung, die unter dynamischen Arbeitsbedingungen der Presse vorgenommen wurde,
hat ein sehr schnelles Einrichten der Presse zur Folge, bei dem die beiden Werkzeugplatten in perfekter über- einstimmung liegen. Fig.2 zeigt das Einrichten der Presse im Verfahren der Übertragung der Werkzeug platte auf den Tragzylinder und Fig. 3 zeigt die Tätig keit der Schneid- und Kerbelemente an einem Stück dazwischengelegter Pappe 180.
In der Praxis hat sich herausgestellt, dass ein dop pelseitiges druckempfindliches Cellophanband, das auf die Rückseite der darüberliegenden Werkzeugplatte aufgebracht wird, als sehr zufriedenstellendes Medium wirkt, um die Übertragung und das Anhaften dieser Platte auf bzw. an das tragende oder gegenüberliegende Pressenteil zu bewirken.
Dieses übertragungsverfahren des in Übereinstimmung liegenden Werkzeugs ist gleichfalls bei Pressen anwendbar, die eine ebene Trag platte oder einen sich drehenden Tragzylinder aufwei sen, da die metallische Werkzeugplatte dünn genug hergestellt werden kann, um ausreichend biegsam. zu sein, damit sie sich selbst entweder einer ebenen oder gekrümmten Oberfläche anpasst, um fest an beide Arten von Pressenteilen angeklebt zu werden, und wird unter allen normalen Pressenarbeitsbedingungen daran haften bleiben.
Die geringe Dicke und das sich daraus ergebende leichte Gewicht der Werkzeugplatte machen es möglich, ihre anhaftende Stellung in absolut genauer Übereinstimmung auf dem Tragzylinder einer Presse selbst dann beizubehalten, wenn mit hohen Drehge schwindigkeiten gearbeitet wird. Wenn die Platte an ein ebenes Pressenteil angeklebt werden muss, braucht sie selbstverständlich nicht so dünn zu sein, dass sie leicht gebogen werden kann.
Die für diese Erfindung brauchbaren kombinierten Schneid- und Kerbwerkzeugplatten können von ver schiedener Dicke sein in Abhängigkeit von der be stimmten Pressenart, mit der sie verwendet werden sol len, und von dem Kaliber und der Art des Pappmate- rials, welches zu schneiden und zu kerben ist.
Die praktische Mindestdicke der Werkzeugplatten ist um etwa 0,13 mm grösser als die Höhe der kerben- den und schneidenden Elemente über dem geätzten Hintergrund. So wird für die Verwendung beim Schneiden und Falten von Pappe mit 0,25 mm Dicke die Gesamtwerkzeugplattendicke nur etwa 0,33 mm betragen.
Zum Schneiden und Kerben von 0,432 mm starker Pappe wird die Gesamtwerkzeugplattendicke im Bereich oberhalb von etwa 0,5 mm liegen, und eine Plattendicke von etwa 0,66 mm ist zufriedenstellend für die Herstellung von Werkzeugen zum Schneiden und Kerben von 0,66 mm starker Pappe, wobei ange nommen wird, dass in jedem Fall die geätzte Tiefe gleich der etwa 0,8-fachen Dicke der behandelten Pappe ist. Ähnliche Verhältnisse bestehen für Pappe mit anderen Dicken.
Im allgemeinen ist es vom Standpunkt der Wirt- schaftlichkeit und Brauchbarkeit zweckmässig, Werk zeugplatten zu verwenden, deren Dicke nahe dem Min- destmass liegt. Sehr dünne Platten der Erfindung sind von ausreichend leichtem Gewicht, um entweder an ebene oder zylindrische Pressemeile angeklebt zu wer den, ohne dass Schrauben oder Klemmen notwendig wären. Jede der positiven und negativen Werkzeugplat ten wird vorzugsweise auf der Oberfläche eines zylin drischen Pressenteiles festgeklemmt, wie es in Fig.4 gezeigt wird.
In Fig. 4 haben die zusammenarbeitenden zylindri schen Pressenteile 11 und 12 zusammenarbeitende Werkzeuge 13 und 14 dieser Erfindung, die an ihren Oberflächen festgeklemmt sind. Diese Werkzeuge arbeiten an einem Stück Pappe 15, welches dazwi schenliegt, und die führende Kante der Pappe wird von einem Greifer 16 in dem die die Pappe tragenden Zylinder 11 gehalten.
Werkzeugplatten, die auf ebenen Flächen ruhen sollen, können von grösserer Dicke sein, da die Bieg samkeit in diesem Fall keine Rolle spielt, und es kann gegebenenfalls zweckmässig sein, Platten mit einer Dicke von 12,7 bis 25,4 mm und mehr zu verwenden oder die Dicke einer dünneren Werkzeugplatte durch Ankleben einer Unterlage aus Metall, Kunststoff, Holz o. dgl. zu vergrössern. Bei Pressen, die ein Plattenteil für ein ebenes Bett mit einem zylindrischen Teil kom binieren, ist es oft bequem, die eine Werkzeugplatte mit Mindestdicke oder nahezu Mindestdicke auf dem Zylinder und eine etwas dickere zusammenpassende Werkzeugplatte auf dem ebenen Bett zu verwenden, wobei die Biegsamkeit keine Rolle spielt.
Die Abmessungen und örtlichen Beziehungen der verschiedenen Schneid- und Kerbwerkzeuge dieser Werkzeugplatten können genau zugeschnitten werden, um den günstigsten Nutzeffekt bei Schneid- und Kerb- arbeitsgängen für die bestimmte Art und das Kaliber von unüberzogenem oder überzogenem, zu bearbeiten dem Bogenmaterial zu erzielen.
Die Höhe des positiven Kerbelements, die Breite des positiven Kerbelements, die Breite der Nut in dem negativen Kerbelement und die Tiefe der negativen Nut sind Faktoren, die alle die Qualität einer Kerbung beeinflussen, die in einem Pappbogen durchgeführt wird. Diese Faktoren beziehen sich auch auf die be stimmte Art und das Kaliber der Pappe, die behandelt wird.
Um zufriedenstellende Kerblinien in Pappe zu er halten, sollte die Höhe h in Fig. 5 des positiven Kerb- elements 161 im Bereich von etwa 0,13 mm bis 0,88 mm über dem Werkzeugplattenhintergrund liegen, in Abhängigkeit von dem Kaliber des zu behandelnden Pappbogens, und die Höhe des positiven Kerbelements 1.61 sollte vorzugsweise zwischen der 0,5 und 1,1- fachen Dicke des Pappmaterials liegen.
Die günstigste Höhe des positiven Kerbelements liegt bei der 0,8- fachen Dicke des Pappmaterials. Die günstigste Höhe des positiven Kerbelements zum Kerben von Pappe mit einer Dicke von 0,25 mm beträgt z. B. 0,203 mm, bei 0,432 mm starker Pappe etwa 0,39 mm und bei 0,66 mm starker Pappe etwa 0,558 mm.
Die Breite w in Fig. 5 des positiven Kerbelements 161 kann in dem Bereich liegen, der gleich etwa dem 0,5 bis 2,0-fachen der Dicke der Pappe ist, wobei die günstigste Breite zwischen dem etwa 0,8 bis 1,2-fachen der Pappendicke liegt. Zufriedenstellende Ergebnisse wurden erzielt, wenn die Breite k der Nut zwischen den paarweise angeordneten erhöhten Abschnitten 161a und 161b des negativen Kerbelements im Bereich der etwa 2,0- bis 4,0-fachen Dicke der behandelten Pappe liegt, wobei die 2,5- bis 3,5-fache Dicke das Optimum darstellt.
Diese Nutbreite entspricht der Breite w des positiven Kerbelements 161 plus der 1,5 bis 2,5-fachen Dicke des Pappmaterials. Die Tiefe d der Nut zwischen den erhöhten Abschnitten 161a und 161b kann günstigenfalls im Bereich der etwa 0,5- bis 1,5-fachen Dicke des Pappmaterials liegen oder sogar etwas tiefer sein, obwohl eine grössere Tiefe keinen zusätzlichen Vorteil bietet. Die Tiefe der negativen Nut sollte vorzugsweise mindestens gleich der Höhe h des positiven Kerbelements 161 sein. Der vertikale Spalt v zwischen den Platten (d. h.
der geringste vertikale Abstand zwischen den erhöhten Abschnitten der positiven Werkzeugplatte und den er höhten Abschnitten der negativen Werkzeugplatte, wenn die Presse zusammendrückt) übt beträchtlichen Einfluss auf die Arbeitsweise der Schneidelemente aus. Ein weiterer eng damit zusammenhängender Faktor ist der horizontale Spalt g oder der seitliche Abstand zwi schen den zusammenarbeitenden Schneidkanten 181 und 182 des Paares von Schneidteilen 171 und 171a, von denen das eine mit der positiven Werkzeugplatte und das andere mit der negativen Werkzeugplatte aus einem Stück besteht.
Um zufriedenstellend saubere und genaue Schnitt linien in dem Pappmaterial bei Verwendung dieser Schneidwerkzeuge zu erhalten, ist es notwendig, dass der horizontale Spalt g zwischen den Schneidkanten 181 und 182 der Schneidteile nicht grösser als etwa 20 % der Dicke des Pappmaterials, wie in Fig. 5 ge- zeigt ist;
und ziemlich zufriedenstellende Schnittlinien können erzielt werden, wenn die Schneideteile sich um einen geringen Grad überlappen, wie es in Fig. 5a ge zeigt ist, wobei dieser überlappungsgrad normalerweise etwa 50 % der Pappmaterialdicke nicht überschreiten sollte.
D. h. wenn die Pappe 0,25 mm dick ist und ge schnitten und gekerbt werden soll, sollte der horizon tale Spalt zwischen den Schneidteilen in der Arbeits stellung der Presse in dem Bereich zwischen -0,13 mm (was eine kombinierte überlappung der Schneidteile um 0,13 mm bedeutet) und +0,05 mm liegen. Zum Schneiden von Pappe mit 0,4 mm Dicke sollte der horizontale Spalt zwischen -0,203 und +0,76 mm lie gen. Der zweckmässige Spaltbereich zum Schneiden von 0,63 mm starker Pappe liegt zwischen -0,3 und +0,13 mm; und eine entsprechende Angabe wird für Pappe mit anderen Dicken zu berechnen sein.
Der vertikale Spalt v zwischen den positiven und negativen Werkzeugplatten, wenn sich die Presse in der zusammendrückenden Stellung befindet, kann von einer geringen überlappung, die einen guten glatten Schnitt ergibt, bis zu einem positiven Spalt von bis zu etwa 50 % der Dicke des zu schneidenden Pappmate- rials reichen.
Es ist selbstverständlich unmöglich, unter der besonderen Bedingung zu arbeiten, dass sich die Schneidelemente sowohl horizontal als auch vertikal überlappen und sowohl g als auch v negative Werte haben.
Die bevorzugte Koihbination der horizontalen und vertikalen Beziehungen zwischen Schneidteilen zur Herstellung eines sauberen Schnittes in Pappe von ver schiedenen Dicken kombiniert einen vertikalen Spalt von 0,076 mm bis 0,13 mm mit einer horizontalen überlappung von 0,05 mm bis 0,1 mm.
D. h., wenn sich die Presse in der zusammendrückenden Stellung befindet, liegt der vertikale Abstand zwischen den Schneidteilen des Werkzeuges zwischen 0,76 und 0,13 mm, und die Schneidteile überlappen horizontal um 0,05 mm bis 0,1 mm, wobei jede Schneidkante die tatsächlich gewünschte Schnittlinie um 0,025 mm bis 0,05 mm überlappt.
Die genaue Kontrolle der Abmessungen der ver schiedenen Elemente solcher Werkzeugplatten und der horizontalen und vertikalen Abstände zwischen diesen Elementen, die durch die Praxis der Erfindung ermög licht wird, hat es möglich gemacht, eine einzigartige und sehr brauchbare Schneidtechnik zu erreichen, wel che nicht nur bei unüberzogenen Bögen, sondern auch bei einer Vielzahl überzogener Pappe, anwendbar ist.
Unter sorgfältig geregelten Bedingungen innerhalb der oben angegebenen Bereiche ist es möglich, durch An wendung dieser Erfindung die Pappbasisschicht eines mit einem Polymer überzogenen Pappbogens zu zer trennen, ohne die Kontinuität der überzugsschichten zu stören. Dieses Phänomen wurde bis jetzt für unmöb ]ich gehalten.
Als Beispiel für die einzigartige Schnittwirkung, die mit Hilfe dieser Erfindung erzielt werden kann, wurde ein Bogen von 0,39 mm starker Pappe, die auf jeder Seite 0,05 mm dick mit Polyäthylen überzogen war, der Schnittwirkung eines Satzes von Schneidwerkzeug- platten, die gemäss dem oben beschriebenen Verfahren hergestellt waren, unterworfen.
Der vertikale Spalt v zwischen den Schneidelementen wurde auf 0,13 mm oder 26 % der Gesamtdicke der überzogenen Pappe eingestellt.
Der horizontale Spalt g betrug 0,05 mm, womit eine überlappung um 500stel eines Millimeters angedeutet wird, oder 10,5 % der Gesamtdicke der überzogenen Pappe.
Durch die Arbeit der Schneidele- mente wurde eine Schnittlinie in dem Pappbogen her gestellt, aber der Polyäthylenüberzug auf jeder Seite des Bogens blieb von der Schneidwirkung des Werk- zeuges unangegriffen und die Kontinuität des Polyäthy- lenfilms war ununterbrochen.
Das Ergebnis war ein Pappbogen, welcher eine Schnittlinie aufwies, in der die Pappe vollständig zertrennt war, während der Poly- äthylenüberzug auf jeder Seite des Bogens kontinuier- lich und ungebrochen war,
sogar in dem die Schnitt- linie in dem Pappbogen bedeckenden Bereich zwischen den Polyäthylenschichten. Der Abquetschschnitt wurde ohne Zerstörung der ursprünglichen Oberflächenum- risse der überzogenen Pappe erreicht;
d. h. die Haupt ebene der überzogenen Pappe von dem Abquetschschnitt blieb praktisch unverändert. Dieses Verfahren stellt ei nen wesentlichen Beitrag zum Verpackungswesen dar, da es das Anbringen von Schnittlinien oder geschwäch ten Linien in einer Verpackungswand - zum Erleichtern des öffnens - erlaubt, ohne die Wasser-, Dampf-, Gas- und Fettdichtigkeit der Verpackung, die durch den Überzug erzielt wird, zu beeinträchtigen.
Der Vorteil, solche geschwächten Linien in der Verpackungswand nach dem Überziehen anbringen zu können, wird dem Fachmann. offensichtlich sein..
Das Phänomen, die innere Basis- oder Grund schicht einer überzogenen Pappe zu schneiden, ohne die äusseren überzugsschichten zu zertrennen, und dabei die ursprünglichen Oberflächenumrisse des über zogenen Bogens im wesentlichen unverändert beizube- halten, ist nicht nur von der genauen Einstellung der örtlichen Beziehungen zwischen den Schneidelementen,
wie sie von der vorliegenden Erfindung erzielt wird, sondern auch von den Festigkeits- und Federkraft eigenschaften und der Dicke des Überzugs und von der Schlagbruchwiderstandsfähigkeit und Dicke der Grund- pappschicht abhängig. Um die innere Schicht zu zer trennen, ohne eine Beschädigung der Aussenüberzugs schicht herbeizuführen, muss das Schneiden in erster Linie ein Abquetschschneiden und nicht ein Abscheren oder ein Messerschnitt sein.
Der Überzug muss ausrei chende Zähigkeit und Federkraft aufweisen, um die abquetschende Schlagkraft zu absorbieren, die auf den zusammengesetzten Bogen aufgebracht wird, und die Schlagkraft auf die innere Pappeschicht übertragen. Diese Schicht, die eine geringere Schlagbruchwider- standsfähigkeit hat und deshalb zerbrechlicher als der Überzug ist, wird dann von der durch die Werkzeuge aufgebrachten Abquetschschnittkraft zertrennt, wäh rend die äusseren Überzugsschichten unbeschädigt blei ben.
Der Ausdruck Abquetschschnittkraft , der hierin verwendet wird, kennzeichnet die Art einer Kraft, die auf einen mit einem Polymer überzogenenen Bogen aufgebracht wird.
Unter den Überzugsmaterialien, die die gewünsch ten Eigenschaften der Festigkeit, Federkraft und Zähigkeit aufweisen, sind die Polyolefine, wie Poly äthylen und Polypropylen, die Polyester, Polyvinyl- chlorid, Polyvinylidenchlorid und Acrylnitril zu nen nen. Überzüge aus Polyäthylen sind besonders zufrie denstellend.
Überzüge von weniger als etwa 0,025 mm Dicke sind im allgemeinen für diesen Zweck nicht ge eignet, da sie leicht unter dem Abquetschdruck der Werkzeugelemente auf Grund der unzureichenden Pol ster- bzw. Dämpfungsfähigkeit, um die aufgebrachte Kraft zu absorbieren, zerreissen und die Kontinuität des Überzuges dabei verloren geht.
Überzüge, deren Dicke im Bereich von etwa 0,025 mm bis oberhalb 0,1 mm liegt, haben sich als zufriedenstellend erwiesen, obwohl überzugsdicken über etwa 0,1 mm verhältnis- mässig teuer sind und deshalb weniger verwendet wer den als solche im Bereich von 0,025 mm bis 0,1 mm, die deshalb bevorzugt werden.
Im allgemeinen ergeben die dickeren Überzüge auf Grund ihrer grösseren Dämpfungsfähigkeit eine grös- sere Breite oder einen breiteren Bereich der örtlichen Beziehungen zwischen den Schneidwerkzeugelementen, in dem das besondere Abquetschschnittphänomen, das oben beschrieben wurde, erreicht werden kann. Der Abquetschschnitt, bei dem die innere Pappschicht zer teilt wird, der äussere Überzug jedoch unzerrissen ver bleibt, kann z.
B. bei Pappe mit einer Dicke von etwa 0,33 bis<B>0,38</B> mm erreicht werden, die auf beiden Sei ten mit 0,05 bis 0,1 mm starken Polyäthylen überzogen ist, und zwar mit verschiedenen Kombinationen von oben beschriebenen Werkzeugschneidelementen er reicht werden, wobei der horizontale Spalt zwischen +0,05 mm und -0,2 mm und der vertikale Spalt zwi schen 0,076 und 0,178 mm liegt.
Ähnliche Pappe, die auf jeder Seite mit 0,0245 mm starkem Polyäthylen über zogen ist, kann einem Abquetschschnitt unterworfen werden, wobei der Überzug unzerrissen bleibt und zwar nur in einem engen Bereich der Werkzeugbedin gungen, wobei der vertikale Spalt im Bereich von 0,076 bis 0,13 mm und der horizontale Spalt im Be reich von +0,05 bis -0,15 mm liegt.
Wenn der horizon tale und der vertikale Spalt über die unteren Grenzen hinaus verringert werden, werden sowohl die innere Pappschicht als auch die äusseren Überzugsschichten zerteilt und die überzogene Pappe wird wie bei einem normalen Schnitt vollständig durchgeschnitten.
Im allgemeinen kann ein Abquetschschnitt erzielt werden, wenn der vertikale Spalt v (wie er in den Fig. 5 und 5a zu sehen ist)
zwischen den Schneidele- menten des Werkzeugs im Bereich von etwa 14 % bis etwa 35 % der Gesamtdicke des überzogenen Bogens liegt und der entsprechende horizontale Spalt g zwischen
einem Spalt von etwa 12 % und einer Überlappung von etwa 35 1/o der Gesamtdicke des überzogenen Blattes variiert.
Die günstigsten Bedingungen innerhalb dieser Grenzen für ein bestimmtes Verhältnis von Pappen dicke im Bereich von etwa 0,3 mm bis 0,8 mm zu Überzugsdicke vorzugsweise im Bereich von 0,025 mm bis 0,01 mm kann durch einen Versuch bestimmt wer- den, wobei berücksichtigt werden muss, dass die Gren zen für einen Abquetschschnitt von Blättern mit ver- hältnismässig dünnen Überzügen etwas kritischer sind als bei verhältnismässig stark überzogenen Blättern.
Das Abquetschschneiden ist nicht auf die Anwen dung bei überzogener Pappe begrenzt. Bei Verwendung der vorliegenden Erfindung kann die Technik des Ab- quetschschneidens erweitert werden, um das Schneiden der inneren Schicht einer grossen Anzahl geschichteter Gebilde zu umfassen, ohne die Aussenschichten zu zer trennen oder die ursprünglichen Oberflächenkonturen des überzogenen Blattes zu verändern, wenn die Aus senschichten aus einem federnden und etwas elasti schen Material mit hoher Schlagbruchwiderstandsfähig- keit bestehen, während die Innenschicht aus einem Material besteht,
das eine verhältnismässig geringe Ela stizität, Federkraft und Schlagbruchwiderstandsfähigkeit aufweist. Leder, Gewebe und verhältnismässig spröde Metalle, die mit zähen, federnden und elastischen Überzügen aus Kautschuk, Polyäthylen, Polyvinylchlo- rid o. dgl. versehen sind, können nach dem Verfahren der Erfindung einem Abquetschschnitt unterworfen werden, ohne die Kontinuität der überzugsschichten zu zerstören.
Das Abquetschschneiden kann auch dazu verwendet werden, um die Pappbogenschicht zu zerstö ren. Darüber hinaus kann die gleiche Technik dazu verwendet werden, die äusseren Pappschichten eines geschichteten Bogenaufbaues zu zertrennen, bei dem ein federndes Polymer, wie Polyäthylen, zwischen zwei Pappschichten liegt. Durch richtiges Anwenden des Prinzips des Abquetschschneidens können die äusseren Schichten des zerbrechlichen Bogens zerteilt werden, ohne die Kontinuität der inneren federnden Polymer schicht zu zerstören.
Es können Werkzeuge verwendet werden, die ent weder Schneid- oder Kerbelemente allein und keine Kombination aufweisen, wie sie bis jetzt beschrieben wurde. Kerbwerkzeuge, die aus zusammengehörigen positiven und negativen Werkzeugplatten bestehen, können z. B. verwendet werden. Die eine eines Paares von Platten, z. B. die positive Platte, kann von geeig neter Dicke sein, so dass bei der Zusammenstellung mit herkömmlicher Furnitur und Schneideschablonen die erhöhten Abschnitte der flachgeätzten Platte sich in der richtigen Arbeitshöhe mit den herkömmlichen Ein heiten befinden.
Nach einer anderen Möglichkeit, die im Querschnitt in Fig. 6 dargestellt ist, kann die posi tive Kerbwerkzeugplatte eine dünne flachgeätzte Platte 201 sein, die auf geeignete Weise in der Dicke vergrös- sert wird, indem sie auf eine Unterlage geeigneter Dicke aus Holz, Metall, Kunststoff oder einem anderen Material geklebt wird, das durch die Nummer 202 ge kennzeichnet ist,
und die danach mit herkömmlichen Schneidmessern 203 und Fumiturblöcken 204 in einem Standardrahmen zusammengesetzt werden, um ein zusammengesetztes positives Schneid- und Kerb- werkzeug zu ergeben, bei dem die Schneidelemente herkömmliche einzelne Schneidschablonen 203 sind, die reibend zwischen herkömmlichen Furniturblöcken 204 gehalten werden und die positiven Kerbelemente 205 die erhöhten, mit der geätzten Metallplatte 201 aus einem Stück bestehenden Abschnitte sind, die,
wie oben beschrieben, hergestellt wurden. Bei dem Einrich ten der Presse wird das zusammengesetzte positive Schneid- und Kerbwerkzeug auf der Bettplatte 210 befestigt, die negative Kerbwerkzeugplatte 211 genau auf die positive Kerbplatte 201 aufgebracht, doppelsei- tiges Klebband auf die freie Rückfläche des negativen Werkzeugs gelegt und die Presse in die zusammenpres sende Stellung gebracht, wodurch die in übereinstim- mung liegende Übertragung des negativen Kerbwerk- zeuges auf das Pressentragteil 212 bewirkt wird, bei dem es sich um eine Platte oder einen Zylinder han deln kann.
Das Kerben von Pappmaterial wird dann zwischen den positiven Kerbelementen 205 und den negativen Kerbelementen 213 bewirkt, während das Schneiden von den herkömmlichen Schneidmessern 203 durchgeführt wird, die gegen den geätzten Ab schnitt des negativen Kerbwerkzeuges 211 oder gegen den Zylindermantel selbst arbeiten.
In einer anderen Abänderung der Erfindung, die im Querschnitt in Fig.7 dargestellt ist, kann die ge ätzte positive Kerbwerkzeugplatte 220 zusätzlich zu den erhöhten Kerbelementen 221 maschinell erzeugte Nuten 222 von einer Breite und Tiefe und in richtiger Stellung tragen, um einzelne Schneideschablonen 223 aufzunehmen, die in die gezogenen Nuten eingefügt und in der gewünschten Schneidestellung befestigt wer den, indem die die Schneideschablone 223 umgebende Nut mit einem selbsthärtenden Kunststoff 224 oder einem geschmolzenen Metall gefüllt wird,
das sich beim Abkühlen verfestigt. Nach einer anderen Mög lichkeit können die Schneideschablonen 223 eine sol che Breite haben, dass sie fest in die maschinell gezo genen Nuten 225 passen und durch Reibung an den Seiten der Nut gehalten werden oder indem das Metall der Platte in dichte reibende Berührung mit der Schneideschablone geschlagen wird.
Die zusammenar beitende negative Werkzeugplatte 230 in dieser Aus- führungsform würde nur die negativen Kerbelemente 231 enthalten, wobei die Schnittlinien von den her- kömmlichen einzelnen Schneideschablonen 223 erzeugt werden, welche gegen geätzte Flächen der negativen Werkzeugplatte oder gegen den Mantel des Pressenzy- linders selbst arbeiten.
Die Erfindung kann auch mit Werkzeugen durchge führt werden, welche Mittel für einen Kerbschnitt und für Perforation sowie für herkömmliches Schneiden und Kerben, wie oben beschrieben, aufweisen. In einer weiteren Abänderung kann das Prägen auf ähnliche Weise gleichzeitig mit dem Schneiden und Kerben be wirkt werden.
In einem zum Prägen sowie zum Schneiden und Kerben geeigneten Werkzeug wird die positive Werk zeugplatte die für diese Arbeitsgänge notwendigen positiven Elemente enthalten, von denen alle in einem sehr flachen Relief auf der Platte liegen. Wie im Quer schnitt in Fig. 8 gezeigt, enthält das positive Werkzeug 240 positive Kerbelemente 241, das Schneidelement 242 und das Prägeelement 243.
Die negative Platte 250 trägt negative Kerbele- mente 251 und das Schneidteil 252 in einem flachen Relief über dem Plattenhintergrund. An dem Hinter grund der negativen Platte wird in den Flächen, die den Prägeelementen 243 an der positiven Werkzeug platte 240 entsprechen, ein dünner Bogen aus Kork 253 oder einem ähnlichen federnden Material befestigt, und zwar vorzugsweise mit einem doppelseitigen Kle beband. Nach einer anderen Möglichkeit kann der negative Plattenhintergrund in dieser Fläche wegge schnitten und das federnde Material direkt auf dem Tragzylinder der Presse selbst befestigt sein.
Die Dicke des Korks sollte ausreichen, um seine freie Oberfläche praktisch in die gleiche Höhe mit der oberen Fläche der Schneid- und Kerbelemente zu bringen.
Beim Betrieb auf einer Presse arbeiten die Schneid- und Kerbelemente auf die oben beschriebene Weise und das positive Prägelement 243, das zusammen mit dem federnden Einsatz 253 in der negativen Werk zeugplatte 250 arbeitet, drückt das gewünschte Präge muster in das Pappmaterial.
Method for forming a parting line in sheet material This invention relates to a method for forming a parting line in sheet material, for example in cardboard, by gripping it with cooperating cutting elements from opposite sides along a provided parting line, each element having a first area parallel to the plane of the sheet material and a second,
has at least approximately perpendicular to the sheet material plane area in order to form a cutting edge at the intersection of these two areas.
The invention is mainly described in connection with the treatment of paperboard and cardboard coated with polyethylene, but is also applicable to many other sheet materials and such sheets which are provided with one of a variety of different protective and decorative coatings, including varnishes, varnishes , various poly merized vinyl compounds and other polymeric compounds, such as other polyolefins in addition to the polyethylene already mentioned.
The method according to the invention is characterized in that this detection takes place in such a way that the named elements are moved towards one another and into contact with the sheet material, their cutting edges being offset from one another in the material plane on opposite sides of the intended dividing line so that the first or overlap second areas within certain limits relating to the thickness of the sheet material to be separated, as a result of which the material is clamped between the overlapping areas of the elements, so that this sheet material is broken with the said elements,
by being processed between the overlapping areas to an extent that at least approximately exceeds the elastic limit of the material along the line extending between the cutting edges of the elements and that the movement of these elements against one another is interrupted shortly before they touch. Switzerland. U.S. Patent 452,334 discloses new and improved cutting and / or scoring tools and methods of making them which have been found to be particularly useful for cutting and scoring both uncoated and coated paperboard and which are particularly useful in practicing the methods of this invention are suitable.
The invention will be understood from the following descrip tion of certain embodiments, which are only intended to illustrate the invention, in conjunction with the accompanying drawings.
Fig.1a and Fig.1b are enlarged perspective cal views of associated surfaces of positive and negative tool plates, which show the existing with the plates in one piece, raised cutting and notch elements in a very flat relief over the plate background.
Fig.2 is a perspective view showing the transfer of a tool plate from the position lying in agreement with the complementary tool plate in the working position on the support cylinder of the press as part of setting up the press, Fig. 3 is a disassembled perspective cal View showing a pair of tool plates of Figures la and 1b (with parts cut away) set up for working a cardboard sheet disposed therebetween and showing the resulting cutting and scoring of the plate.
Fig. 4 is a partial cross-sectional view of a preferred form of the invention in which each of the die plates is clamped to the outer surface of a cylindrical or rotary press part, Fig. 5 is a greatly enlarged cross-sectional view of a portion of mating positive and negative die plates which shows both a positive and a negative core element and an associated pair of cutting parts, Figure 5a is a modified view of a section from Figure 5, showing a pair of cutting parts,
6 is an enlarged cross-sectional view of positive and negative notching tools of the present invention used in conjunction with conventional cutting tools. FIG. 7 is an enlarged cross-sectional view of another modification of this invention.
and FIG. 8 is an enlarged cross-sectional view of a combined cutting, scoring and embossing tool which is manufactured in accordance with the present invention.
The tooling plates that are useful for carrying out the present invention can be made from a variety of different etchable metals, such as magnesium, copper, steel and bronze. You can also consist of a photopolymerizable plastic composition, such as photosensitive nylon, or a photopolymerizable composition of a divinyl ester of polyethylene glycol, e.g. B. are produced.
These tools can be manufactured according to the methods disclosed in the above-mentioned patent specification.
As shown in FIGS. 1a and 1b, which show related sections of finished positive and negative plates, respectively, the positive die plate generally designated by the number 101m has one-piece raised sections, which positive notch elements 161, 162 and 142 and cutting Form parts 151, 193, 194, 152, 171, 176, 185 and 186 in a flat relief over the etched background 102m.
The plate 101m also has centering openings 103m. In the same way, the negative tool plate 101f carries negative notch elements 161a and 161b, 162a and 162b and 142a and 142b arranged in pairs, and also cutting parts 151a, 193a, 194a, 152a, 171a, 176a, 185a and 186a and centering openings 103b.
In the inversion of the negative plate 101f superimposed on the positive plate 101m, with the corresponding paired at ordered points 103m and 103f (and similar pairs of centering holes in other sections of the plate) in correspondence, the positive and negative notch elements and the Corresponding pairs of cutting parts for cutting and notching work steps be arranged in accordance with one another.
When assembling the tool in a press when setting up for use in cutting and notching of uncoated or coated arcs, one of the pair of complementary tool plates is in. The exact position on the bed plate or the base cylinder of the press angeord net and by a attached by suitable adhesive or by clamping or other conventional means and the complementary tool plate registered on the first plate.
A suitable adhesive is then applied either to the exposed back surface of the overlying die plate or to the supporting or opposite press part or both, and the press is then applied, whereby the second die plate is adhesively attached to the supporting or opposite part where it is can be either a flat plate or a rotating cylinder. The die plate transfer, which was carried out under dynamic working conditions of the press,
The result is a very quick set-up of the press, in which the two tool plates are in perfect alignment. 2 shows the setting up of the press in the process of transferring the tool plate to the support cylinder and FIG. 3 shows the activity of the cutting and notching elements on a piece of cardboard 180 placed in between.
In practice it has been found that a double-sided pressure sensitive cellophane tape applied to the back of the overlying die plate acts as a very satisfactory medium for effecting the transfer and adhesion of this plate to the supporting or opposite press part.
This method of transferring the in-line tool is also applicable to presses that have a flat support plate or a rotating support cylinder, since the metal tool plate can be made thin enough to be sufficiently flexible. to be conformed to either a flat or curved surface to be firmly adhered to both types of press parts and will adhere to it under all normal press working conditions.
The small thickness and the resulting light weight of the tool plate make it possible to maintain their adherent position in an absolutely exact match on the support cylinder of a press even when working with high speeds Drehge. Of course, if the plate has to be glued to a flat press part, it need not be so thin that it can be easily bent.
The combined cutting and scoring tool plates useful in this invention can vary in thickness depending upon the particular type of press with which they are to be used and the size and type of paperboard material to be cut and scored is.
The practical minimum thickness of the tool plates is around 0.13 mm greater than the height of the notching and cutting elements above the etched background. Thus, for use in cutting and folding cardboard 0.25 mm thick, the total tool plate thickness will only be about 0.33 mm.
For cutting and notching 0.432 mm thick cardboard, the total tool plate thickness will be in the range above about 0.5 mm, and a plate thickness of about 0.66 mm is satisfactory for making tools for cutting and notching 0.66 mm thick cardboard , assuming that in each case the etched depth is about 0.8 times the thickness of the paperboard being treated. Similar relationships exist for cardboard with other thicknesses.
In general, from the standpoint of economy and usability, it is appropriate to use tool inserts whose thickness is close to the minimum. Very thin plates of the invention are sufficiently light in weight to be adhered to either flat or cylindrical press parts without the need for screws or clamps. Each of the positive and negative Werkzeugplat th is preferably clamped on the surface of a cylin drical press part, as shown in Fig.4.
In Fig. 4, the cooperating cylindri's press parts 11 and 12 have cooperating dies 13 and 14 of this invention clamped on their surfaces. These tools work on a piece of cardboard 15 which lies between them, and the leading edge of the cardboard is held by a gripper 16 in which the cylinder 11 carrying the cardboard.
Tool plates that are to rest on flat surfaces can be of greater thickness, since the flexibility does not matter in this case, and it may be appropriate to use plates with a thickness of 12.7 to 25.4 mm and more or to increase the thickness of a thinner tool plate by gluing on a base made of metal, plastic, wood or the like. In the case of presses that combine a plate part for a flat bed with a cylindrical part, it is often convenient to use a die plate with a minimum or almost minimum thickness on the cylinder and a slightly thicker matching die plate on the flat bed, whereby the flexibility does not exist Role play.
The dimensions and spatial relationships of the various cutting and scoring tools on these tool plates can be precisely tailored to provide the most beneficial cutting and scoring operation efficiency for the particular type and caliber of uncoated or coated sheet material to be machined.
The height of the positive notch element, the width of the positive notch element, the width of the groove in the negative notch element, and the depth of the negative groove are factors that all affect the quality of a notch made in a cardboard sheet. These factors also relate to the particular type and caliber of cardboard that is being handled.
In order to obtain satisfactory score lines in cardboard, the height h in FIG. 5 of the positive score element 161 should be in the range from about 0.13 mm to 0.88 mm above the tool plate background, depending on the caliber of the cardboard sheet to be treated , and the height of the positive notch element 1.61 should preferably be between 0.5 and 1.1 times the thickness of the cardboard material.
The most favorable height of the positive notch element is 0.8 times the thickness of the cardboard material. The most favorable height of the positive notching element for notching cardboard with a thickness of 0.25 mm is e.g. B. 0.203 mm, with 0.432 mm thick cardboard about 0.39 mm and with 0.66 mm thick cardboard about 0.558 mm.
The width w in FIG. 5 of the positive notch element 161 may be in the range equal to about 0.5 to 2.0 times the thickness of the paperboard, the most favorable width being between about 0.8 to 1.2 times the cardboard thickness. Satisfactory results have been obtained when the width k of the groove between the paired raised portions 161a and 161b of the negative notch element is in the range of about 2.0 to 4.0 times the thickness of the treated paperboard, the 2.5 to 3.5 times the thickness is the optimum.
This groove width corresponds to the width w of the positive notch element 161 plus 1.5 to 2.5 times the thickness of the cardboard material. The depth d of the groove between the raised sections 161a and 161b can advantageously be in the range of approximately 0.5 to 1.5 times the thickness of the cardboard material or even be somewhat deeper, although a greater depth offers no additional advantage. The depth of the negative groove should preferably be at least equal to the height h of the positive notch member 161. The vertical gap v between the plates (i.e.
the smallest vertical distance between the raised portions of the positive die plate and the raised portions of the negative die plate when the press is compressing) has a significant impact on the operation of the cutting elements. Another closely related factor is the horizontal gap g or the lateral distance between the cooperating cutting edges 181 and 182 of the pair of cutting members 171 and 171a, one integral with the positive die and the other integral with the negative die .
In order to obtain satisfactorily clean and precise cutting lines in the cardboard material when using these cutting tools, it is necessary that the horizontal gap g between the cutting edges 181 and 182 of the cutting parts is not greater than about 20% of the thickness of the cardboard material, as in FIG is shown;
and fairly satisfactory cutting lines can be obtained if the cutting parts overlap to a small degree, as shown in Fig. 5a, this degree of overlap normally not exceeding about 50% of the paperboard thickness.
I.e. If the cardboard is 0.25 mm thick and is to be cut and notched, the horizontal gap between the cutting parts in the working position of the press should be between -0.13 mm (which results in a combined overlap of the cutting parts by 0, 13 mm means) and +0.05 mm. To cut cardboard with a thickness of 0.4 mm, the horizontal gap should be between -0.203 and +0.76 mm. The appropriate gap area for cutting cardboard with a thickness of 0.63 mm is between -0.3 and +0.13 mm ; and a corresponding figure will have to be calculated for cardboard with other thicknesses.
The vertical gap v between the positive and negative die plates when the press is in the compressing position can range from a slight overlap which gives a good smooth cut to a positive gap of up to about 50% the thickness of the one to be cut Cardboard materials are sufficient.
It is of course impossible to work under the particular condition that the cutting elements overlap each other both horizontally and vertically and have both g and v negative values.
The preferred combination of the horizontal and vertical relationships between cutting parts to produce a clean cut in cardboard of various thicknesses combines a vertical gap of 0.076 mm to 0.13 mm with a horizontal overlap of 0.05 mm to 0.1 mm.
That is, when the press is in the compressing position, the vertical distance between the cutting parts of the tool is between 0.76 and 0.13 mm, and the cutting parts horizontally overlap by 0.05 mm to 0.1 mm, each cutting edge overlapping the actual desired cutting line by 0.025mm to 0.05mm.
The precise control of the dimensions of the various elements of such tool plates and the horizontal and vertical distances between these elements, which is made possible by the practice of the invention, has made it possible to achieve a unique and very useful cutting technique, not only at wel che uncoated sheets, but also with a variety of coated cardboard.
Under carefully controlled conditions within the above ranges, it is possible, by the practice of this invention, to separate the paperboard base layer of a polymer-coated paperboard sheet without disturbing the continuity of the coating layers. This phenomenon has hitherto been considered impossible.
As an example of the unique cutting effect that can be achieved with the aid of this invention, a sheet of 0.39 mm thick cardboard coated with 0.05 mm thick polyethylene on each side was the cutting effect of a set of cutting tool plates, which were prepared according to the method described above, subjected.
The vertical gap v between the cutting elements was set to 0.13 mm or 26% of the total thickness of the coated paperboard.
The horizontal gap g was 0.05 mm, which indicates an overlap of 500ths of a millimeter, or 10.5% of the total thickness of the coated cardboard.
A cut line was made in the cardboard sheet by the work of the cutting elements, but the polyethylene coating on each side of the sheet was unaffected by the cutting action of the tool and the continuity of the polyethylene film was unbroken.
The result was a cardboard sheet which had a cut line in which the cardboard was completely severed, while the polyethylene coating on each side of the sheet was continuous and unbroken,
even in the area between the polyethylene layers covering the cutting line in the cardboard sheet. The pinch cut was achieved without destroying the original surface contours of the coated cardboard;
d. H. the major plane of the coated paperboard from the pinch cut remained virtually unchanged. This process makes a significant contribution to packaging, as it allows cutting lines or weakened lines to be made in a packaging wall - to make it easier to open - without the packaging being impermeable to water, steam, gas and grease Coating is achieved to affect.
The person skilled in the art will have the advantage of being able to apply such weakened lines in the packaging wall after covering. be obvious ..
The phenomenon of cutting the inner base or base layer of a coated paperboard without severing the outer coating layers, while keeping the original surface outline of the coated sheet essentially unchanged, is not only dependent on the precise setting of the local relationships between the cutting elements,
as is achieved by the present invention, but also on the strength and spring force properties and the thickness of the coating and on the impact resistance and thickness of the base cardboard layer. In order to separate the inner layer without causing damage to the outer coating layer, the cutting must primarily be a squeeze cutting and not a shearing or a knife cut.
The cover must have sufficient toughness and resilience to absorb the squeezing force applied to the assembled sheet and transfer the force to the inner paperboard layer. This layer, which has a lower impact fracture resistance and is therefore more fragile than the coating, is then severed by the pinch-off force applied by the tools, while the outer coating layers remain undamaged.
The term pinch cut force as used herein indicates the type of force applied to a polymer coated sheet.
Among the coating materials that have the desired properties of strength, resilience and toughness, the polyolefins, such as polyethylene and polypropylene, the polyester, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride and acrylonitrile are to be nen. Polyethylene coatings are particularly satisfactory.
Coatings less than about 0.025 mm thick are generally unsuitable for this purpose, as they can easily tear under the squeezing pressure of the tool elements due to insufficient cushioning capacity to absorb the force applied and the continuity of the coating is lost in the process.
Coatings whose thickness is in the range from about 0.025 mm to above 0.1 mm have proven to be satisfactory, although coating thicknesses above about 0.1 mm are relatively expensive and therefore less used than those in the range of 0.025 mm up to 0.1 mm, which are therefore preferred.
In general, because of their greater damping capacity, the thicker coatings provide a greater width or range of spatial relationships between the cutting tool elements in which the particular pinch-off phenomenon described above can be achieved. The pinch section, in which the inner cardboard layer is divided zer, but the outer coating remains unzorn ver, z.
B. can be achieved with cardboard with a thickness of about 0.33 to <B> 0.38 </B> mm, which is coated on both Be th with 0.05 to 0.1 mm thick polyethylene, namely with different Combinations of the tool cutting elements described above are enough, the horizontal gap between +0.05 mm and -0.2 mm and the vertical gap between 0.076 and 0.178 mm.
Similar cardboard, which is coated on each side with 0.0245 mm thick polyethylene, can be subjected to a squeeze cut, the coating remaining unbroken and only in a narrow range of tool conditions, with the vertical gap in the range from 0.076 to 0 , 13 mm and the horizontal gap in the range from +0.05 to -0.15 mm.
If the horizontal and vertical gaps are reduced beyond the lower limits, both the inner cardboard layer and the outer cover layers are divided and the covered cardboard is completely cut through as in a normal cut.
In general, a pinch cut can be achieved if the vertical gap v (as seen in Figures 5 and 5a)
between the cutting elements of the tool in the range of approximately 14% to approximately 35% of the total thickness of the coated sheet and the corresponding horizontal gap g between
a gap of about 12% and an overlap of about 35 1 / o of the total thickness of the coated sheet.
The most favorable conditions within these limits for a specific ratio of cardboard thickness in the range from about 0.3 mm to 0.8 mm to coating thickness, preferably in the range from 0.025 mm to 0.01 mm, can be determined by an experiment, taking into account It must be said that the limits for a squeeze-off of sheets with relatively thin coatings are somewhat more critical than for sheets that are relatively heavily coated.
Squeeze cutting is not limited to the application of coated cardboard. Using the present invention, the technique of pinch cutting can be expanded to include cutting the inner layer of a large number of layered structures without severing the outer layers or changing the original surface contours of the coated sheet when the outer layers are off consist of a resilient and somewhat elastic material with high impact fracture resistance, while the inner layer consists of a material
which has a relatively low elasticity, spring force and impact fracture resistance. Leather, fabric and relatively brittle metals which are provided with tough, resilient and elastic coatings of rubber, polyethylene, polyvinyl chloride or the like can be subjected to a squeeze cut according to the method of the invention without destroying the continuity of the coating layers.
Pinch cutting can also be used to destroy the cardboard sheet. Additionally, the same technique can be used to sever the outer cardboard layers of a layered sheet construction in which a resilient polymer such as polyethylene is sandwiched between two sheets of cardboard. By properly applying the squeeze-cut principle, the outer layers of the fragile sheet can be divided without destroying the continuity of the inner resilient polymer layer.
Tools can be used that have either cutting or notching elements alone and no combination, as described so far. Notching tools, which consist of associated positive and negative tool plates, can e.g. B. can be used. One of a pair of plates, e.g. B. the positive plate can be of suitable thickness, so that when putting together with conventional fittings and cutting templates, the raised sections of the flat-etched plate are at the correct working height with the conventional units.
According to another possibility, which is shown in cross section in FIG. 6, the positive notching tool plate can be a thin flat-etched plate 201, which is increased in thickness in a suitable manner by placing it on a base of suitable thickness made of wood, metal , Plastic or any other material which is identified by the number 202,
and which are then assembled with conventional cutting knives 203 and fitting blocks 204 in a standard frame to give a composite positive cutting and scoring tool in which the cutting elements are conventional individual cutting templates 203 which are frictionally held between conventional fitting blocks 204 and the positive ones Notch members 205 which are raised sections made in one piece with the etched metal plate 201 which,
as described above. When setting up the press, the assembled positive cutting and notching tool is attached to the bed plate 210, the negative notching tool plate 211 is placed exactly on the positive notching plate 201, double-sided adhesive tape is placed on the free rear surface of the negative tool and the press is inserted into the press brought to the transmitting position, whereby the coincident transmission of the negative notching tool is brought about to the press support part 212, which can be a plate or a cylinder.
The notching of paperboard material is then effected between the positive notching elements 205 and the negative notching elements 213, while the cutting is carried out by the conventional cutting knives 203 which work against the etched portion of the negative notching tool 211 or against the cylinder jacket itself.
In another variation of the invention, shown in cross-section in Figure 7, the etched positive scoring tool plate 220, in addition to the raised scoring elements 221, can carry machine-made grooves 222 of a width and depth and in proper position to receive individual cutting templates 223 , which are inserted into the drawn grooves and fixed in the desired cutting position by filling the groove surrounding the cutting template 223 with a self-hardening plastic 224 or a molten metal,
which solidifies on cooling. In another option, the cutting templates 223 can be of a width such that they fit snugly into the machine-drawn grooves 225 and are held by friction against the sides of the groove or by rubbing the metal of the plate into tight rubbing contact with the cutting template becomes.
The cooperating negative die plate 230 in this embodiment would contain only the negative notch elements 231, the cutting lines being generated by the conventional individual cutting templates 223 which work against the etched surfaces of the negative die plate or against the jacket of the press cylinder itself .
The invention can also run through with tools which have means for a notch cut and for perforation and for conventional cutting and notching, as described above. In a further modification, the embossing can be effected in a similar manner simultaneously with the cutting and scoring.
In a tool suitable for embossing as well as for cutting and notching, the positive work tool plate will contain the positive elements necessary for these operations, all of which are in a very flat relief on the plate. As shown in cross section in FIG. 8, the male tool 240 includes positive notch elements 241, the cutting element 242 and the die element 243.
The negative plate 250 carries negative notch elements 251 and the cutting part 252 in flat relief over the plate background. A thin sheet of cork 253 or a similar resilient material is attached to the background of the negative plate in the areas that correspond to the embossing elements 243 on the positive tool plate 240, preferably with a double-sided adhesive tape. According to another possibility, the negative plate background can be cut away in this area and the resilient material can be attached directly to the support cylinder of the press itself.
The thickness of the cork should be sufficient to bring its free surface practically level with the top surface of the cutting and notching elements.
When operating on a press, the cutting and notching elements work in the manner described above and the positive embossing element 243, which works together with the resilient insert 253 in the negative tooling plate 250, presses the desired embossing pattern into the cardboard material.