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Mehrlagiger Papiersack mit verschweißbarer Innenlage sowie Verfahren
und Vorrichtung zu seiner Herstellung Die Erfindung bezieht sich auf einen Papiersack
aus mehreren Papierlagen, deren innerste auf ihrer Innenseite eine Beschichtung
aus Polyäthylen od. dgl.
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Kunststoff aufweist, mittels derer eine Verschweißung dieser Innenlage
durchgeführt werden kann, um einen absolut feuchtigkeitsdichten Sack zu erhalten.
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Eine Schwierigkeit bei der Herstellung eines derartigen Sackes liegt
in der Durchführung der Verschweißung der Beschichtung der Innenlage. Zur VerschweiBung
der Sachlängsuaht an der Innenlage ist bereits eine Vorrichtung bekanntgeworden,
die es gestattet, eine umgelegte Kante der inneren Lage mit der darübergelegten
anderen Kante dieser Lage während der normalen Schlauehbildung zu verschweißen.
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Will man jedoch den Sachboden an den so hergestellten Schlauchstücken
schließen, so muß man durch die übrigen äußeren Papierlagen hindurch die Schweißwärme
zuführen, was entweder sehr lange dauert oder zum Verbrennen dieser äußeren Papierlagen
führt.
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Die Erfindung bezweckt die Beseitigung dieser Schwierigkeiten und
die Schaffung eines Sackes sowie eines Verfahrens zur Herstellung des Sackes nebst
einer Vorrichtung zur Anwendung des Verfahrens.
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Dabei soll die Bodennaht des Sackes schnell und zuverlässig hergestellt
werden und ohne Gefahr für die äußere Lage verschweißt werden können, wobei außerdem
ein fester Bodenverschluß mlittels der übrigen Lagen ermöglicht wird.
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Es sind bereits mehrlagige Papiersäcke bekannter geworden, deren
Sackbodenverschlüsse dadurch ge-I>ildet sind, daß zumindest immer die äußere
Sackwatidlage über Kreuz ineinandergelegt und verklebt ist. Eine derartige Bodenkonstruktion,
die nur für Säcke ohne verschweißbare Innenlage bekannt ist, konnte zur Lösung des
der Erfindung zugrunde liegenden Problems nichts beitragen.
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Weiter ist ein mehrlagiger Papiersack bekannt, dessen Lagen an dem
einen Sackende auf der Oberwand und an dem anderen Sackende an der Unterwand von
der inneren Lage bis zur äußeren Lage fortschreitend kürzer als die Innenlage und
an jedem Ende an der jeweils entgegengesetzten Sackwand von der inneren Lage bis
zur äußeren Lage fortschreitend länger enden als die Innenlagen. Auch dieser bekannte
Sack weist keine verschweißbare Innenlage auf, so daß dort auch nicht die Aufgabe
bestand, die Innenlage für sich zu verschweißen.
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Die Erfindung geht von einer derartigen Ausbildung der Sackenden
aus und besteht darin, daß die Innenlage an beiden Sackenden bezüglich Ober- und
Unterwand bündig endet. Zweckmäßig sind die Papierlagen und das verschweißte Ende
der Innenlage an dem Bodenende und/oder Kopfende des Sackes unmittelbar unterhalb
der Kante der kürzer als die Innenlage
endenden Wand der nächstinneren Lage auf die
kürzer endenden Wände der übrigen Lagen zu umgeschlagen und dort verklebt.
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In weiterer Ausgestaltung der Erfindung sind die Papierlagen und
der untere Teil des verschweißten Endes der Innenlage an dem Bodenende undjoder
Kopfende des Sackes entlang einer im wesentlichen in der Mitte des verschweißten
Endes der Innenlage verlaufenden Linie auf den oberen Teil des verschweißten Endes
der Innenlage und auf die kürzer endenden Wände der übrigen Lagen zu umgeschlagen
und dort verklebt.
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Schließlich ist zweckmäßig das verschweißte Ende der Innenlage am
Kopfende des Sackes in bekannter Weise für sich umgelegt und zwischen die Innenlage
und die kürzer als diese endende Wand der nächstinneren Lage hineingesteckt und
die an diesem Ende länger als die innere Lage endenden Wände der Lagen sind auf
die kürzer endenden Wände zu umgeschlagen und dort verklebt.
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Das Verfahren zum Herstellen eines mehrlagigen Sackes nach der Erfindung
ist dadurch gekennzeichnet, daß die durch Vorschwächen und Längseinschnei,den der
Bahnen für die einzelnen Sacklagen, Quer- und Längsklebstoffstreifenauftragen, Ubereinanderführen,
Schlauchbilden und Abreißen an den Vorschwächungslinien in an sich bekannter Weise
gebildeten Schlauch abschnitte im Querförderverfahren zunächst mit der Bodenschweißnaht
und darauf mit einer Bodenvorbruchlinie versehen werden« worauf anschließend der
Bodenumschlag mit einem Klebstoffauftrag versehen und sodann umgeschlagen wird.
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Die zur Ausübung des Verfahrens dienende Vorrichtung nach der Erfindung
ist gekennzeichnet durch die Hintereinanderschaltung einer Längsschweißeinrichtung,
einer
Vorrilleinrichtung, einer Klebstoffauftrageinrichtung und einer Umlegeeinrichtung
längs einer Werkstofftransporteinrichtung. Dabei kann vorteilhaft die Längsschweißeinrichtung
als zusätzliche Arbeitsstation in einer bekannten querfördernden Bodenlegemaschine
angeordnet sein, deren Rill-, Klebstoffauftrag- und Umlegestation sowie Werkstücktransporteinrichtung
unter Ausschaltung der übrigen Arbeitsstatiónen - im Sinne der Erfindung benutzt
werden.
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Die Erfindung ist an einem Ausführungsbeispiel, welches in den Zeichnungen~
dargestellt ist, eingehend erläutert; es zeigt Fig. 1 einen dreilagigen Schlauchabschnitt
zum Herstellen eines Sackes nach der Erfindung, Fig. 2 die drei einzelnen Lagen
des Schlauchabschnittes nach Fig. 1 in aufgeklapptem Zustand nebeneinanderliegend,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung zum Herstellen der Schlauchabschnitte
gemäß Fig. 1 und 2, Fig. 4 das schrittweise Herstellen der Schlauchabschnitte in
der Vorrichtung nach Fig. 3, Fig. 5 eine schematische Seitenansicht einer Vorrichtung
zum Herstellen des Bodenverschlusses an Schlauchabsehnitten gemäß Fig. 1, Fig. 6
das schrittweise Herstellen des Bodenver schlusses in einer Vorrichtung gemäß Fig.
5, Fig. 7 einen Schnitt nach der Linie A-B durch einen mit Bodenverschluß versehenen
Sack gemäß Fig. 6, Fig. 8 einen Schnitt wie Fig. 7 durch einen etwas anders gebildeten
Bodenverschluß, Fig. 9 einen Schnitt wie Fig. 7, jedoch durch einen fertiggestellten
Kopfverschluß an einem gefüllten Sack.
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Der Schlauchabschnitt gemäß Fig. 1 besteht aus den drei Lagen 1,
2 und 3- (vgl. auch Fig. 2). Die Lage 1 ist die innerste Lage, die auf ihrer in
Fig. 2 sichtbaren, das Sackinnere bildenden Seite mit einer Kunststoffbeschichtung
4, - z. B. aus Polyäthylen od. dgl., versehen ist. Die innere Lage 1 hat an ihren
Enden 5 und 6 einen geraden Zuschnitt und wird mittels der Falzlinien 7 und 8, die
die späteren Seitenkanten des Schlauches bilden, zum Schlauch gefaltet und in einer
Längsnaht 9 (Fig. 1) in an sich bekannter Weise durch Verschweißen der Kunststoffheschichtung
und/oder Verkleben der Papierflächen verschlossen. Der mittlere Teil 10 der Lage
1 zwischen den Falzlinien 7.und 8 (Fig. 2) bildet dabei die Schlauchunterseite und
die seitlichen Teile 11 und 12 außerhalb der Falzlinien 7 und 8 bilden dabei die
Schlauchoberseite, welche auch die Längsnaht9 enthält.
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Die nächstinnere Lage 2 aus z. B. Kraftpapier weist an den Enden
einen gekröpften Zuschnitt 13, 14, 15 und 16, 17,18 auf, dessen Kröpfungen 19,20
und 21,22 mit den zukünftigen Seitenfalzlinien 7' und 8' zusammenfallen, so -daß
die volle, zwischen den Falzlinien 7' und 8' liegende Schlauchunterseite 23 am unteren
Ende mit ihrer vorstehenden Kante 17 weiter hervorragt als die innere Lage 1 mit
ihrer unteren Kante 6 und die die Schlauchoberseite bildenden, außerhalb der Falzlinien7'
und 8' liegenden Seitenteile 24 und 25 mit ihrer Unterkante 16, 18 weiter zurückliegen
als die untere Kante 6 der inneren Lagen, wie in Fig. i zu erkennen ist. Die Kröpfung
13, 14, 15 am oberen Ende der Lage 2 ist genau identisch mit der Kröpfung 16, 17>
18 an der unteren Kante und ist auch in dem gleichen Abstand von ihr angebracht,
- den auch die obere Kante 5 von der unteren Kante 6 der inneren Lage 1 aufweist,
so daß
am oberen Schlauchende die Schlauchunterwand 23 mit ihrer oberen Kante 14
um denselben Betrag hinter der oberen Kante 5 der inneren Lage 1 zurückspringt,
wie die untere Kante 17 über die Kante 6 vorspringt.
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Ebenso springen die oberen Kanten 13, 15 der Schlauchoberwand um denselben
Betrag über die obere Kante 5 der inneren Lage 1 vor wie die untere Kante 16, 18
hinter der unteren Kante 6 der Lage 1 zurückspringt. Die Schlauchlage 2 ist mittels
der Längsnaht 26 (Fig. 1) geschlossen.
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Bezüglich der äußeren Lage 3 wiederholt sich dasselbe Spiel mit dem
Unterschied, daß die untere Schlauchwand 27 mit ihrer unteren Kante 28 nochmals
um denselben Betrag über die untere Kante 17 der Lage2 vorsteht, um den die Kante
17 gegenüber der unteren Kante 6 der Lage 1 vorsteht. Umgekehrt springt die aus
den Seitenteilen 29 und 30 gebildete Oberwand der äußeren Lage 3 mit ihrer Kante31,
32 um den gleichen Betrag hinter der unteren Kante, 18 dier Lage 2 zurück. Am oberen
Ende des Schlauches steht dafür die aus den Seitenteilen 29 und 30 gebildete Schlauchoberwand
mit ihrer Kante 33, 34 um den gleichen Betrag über die obere Kantel3, 15 der Lage
2 vor, um den die obere Kante35 der Schlauchunterwand 27 gegenüber der oberen Kante
14 der Unterwand der Lage 2 zurückspringt. Die äußere Lage3 wird durch eine Längsnaht
36 geschlossen. Die Kröpfungen in den Kanten fallen wiederum mit den Seitenfalzlinien
7' und 8' zusammen.
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Durch den vorstehend beschriebenen Zuschnitt der äußeren Lagen 2
und 3 erreicht man, daß die innere Lage 1 mit einem Streifen37 bzw. 38 (Fig. 1)
von der Breite der Staffelstufen offen zutage tritt, so daß die innere Beschichtung
4 innerhalb dieses Streifens verschweißt werden kann, wobei die Wärme von der offenen
Seite her nur durch die eigene Papieriage der Lage 1 zugeführt zu werden braucht.
Nachdem somit der Innensack absolut dicht verschlossen ist, erhält der Sackboden
sodann eine mechanische Festigkeit durch Umfalzen und Verkleben der Sacklagen, wobei
nach der Erfindung in zweierlei Weise vorgegangen werden kann.
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Nach dem ersten Vorschlag liegt die Bodenfalzkante unmittelbar unterhalb
der Kante 16, 18 der Schlauohoberwand der mittleren Lage 2. Ein derart gebildeter
Bodenumschlag ist unten in Fig. 7 im Schnitt dargestellt. Die innere Lage ist durch
eine Schweißung39 verschlossen und der so verschlossene untere Teil ist um die Kante
16, 18 der mittleren Lage 2 herumgelegt und mittels einer Klebstoffauftraund40 an
dieser angeklebt. Die weiter vorstehenden Teile der Lagen 2 und 3 sind mittels Klebstoffauftragungen
41 und 42 an dem zurückspringenden Teil der äußeren Lage 3 verklebt.
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Nach einem anderen Vorschlag der Erfindung wird die Bodenfalzlinie
43 (Fig. 8) in die Mitte des verschweißten Streifens 37 des inneren Schlauches 1
gelegt und der so gedoppelte Streifen 37 durch eine Klebstoffauftragung 44 mit sich
selbst verklebt. Beim gleichzeitigen Umfalzen der vorstehenden Ränder der Lagen
2 und 3 gelangen diese Ränder jeweils auf den zurückspringenden Rand jeweils der
gleichen Lage, so daß Lage mit Lage mittels der Klebstoffauftragungen 45 und 46
verklebt ist, wodurch eine besondere Festigkeit des Bodens gewährleistet ist.
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Der Kopfverschluß am gefüllten Sack, dessen Lagenanordnung vor der
Füllung oben in Fig. 7 -dargestellt ist, kann an sich in derselben Weise vorgenommen-
werden wie der Bodenverschluß, doch kann er zufolge der herrschenden Praxis auch,
wie in ~|
dargestellt ist, insofern abgewandelt hergestellt werden,
als der verschweißte Rand 38 der inneren Lage 1 zwischen diese Lage und die nächstinnere
Lage hineingesteckt wird. Die vorstehenden Ränder der Lagen 2 und 3 erhalten Klebstoffauftragungen
47 und 48 und werden auf der entgegengesetzten Sackseite angeklebt, wobei die mittlere
Lage 2 sowohl mit sich selbst als auch mit der Lage 3 verklebt wird.
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Gegen Verschieben in Längsrichtung und zum sicheren Öffnen des Sackes
sind die einzelnen Lagen durch Q uerkleb stoffauftragungen an den Sackenden gesichert;
so sind auf der inneren Seite der Lage 2 im Bereioh des Saokbodens die Querkl(ebstoffauftragungen
49 und 50 (vgl. Fig. 2, 7 und 8) angeordnet, mittels derer die mittlere Lage 2 mit
der inneren Lage 1 verklebt. Auf der inneren Seite der äußeren Lage 3 sind im Bereich
des Sackhodens der Querklebstoffauftragungen 51 und 52 angebracht, mittels derer
die äußere Lage 3 mit der mittleren Lage 2 verklebt. Am Kopfende des Sackes weist
die äußere Lage 3 auf ihrer inneren Seite die Klebstoffauftragungen 53 und 54 (Fig.
2, 7 und 9) auf, mittels derer sie mit der mittleren Lage 2 verklebt ist. Die mittlere
Lage 2 ist zum Herstellen des Kopfverschlusses gemäß Fig. 9 nur auf der Sackoberwand
mit der Querklebstoffauftragung 55 versehen, mittels derer diese Lage mit der inneren
Lage 1 verklebt ist. Die Sackunterwand ist von einer Klebstoffauftragung frei gelassen
worden, um den geschweißten Rand der inneren Lage 1 zwischen die Lage 1 und die
Lage 2 einstecken zu können. Fertigt man den Kopfverschluß entsprechend den Bodenverschlüssen
nach Fig. 7 oder Fig. 8 an, so kann die Lage 2 am oberen Ende auch durch gehend
mit einer Querklebstoffauftragung versehen werden.
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Die Lagenzahl des Sackes ist nicht auf drei Lagen beschränkt. Bei
Verwendung weiterer Lagen werden zweckmäßig weitere Staffel,stufen gebildet, doch
kann man auch beispielsweise die Lage 2 oder die Lage 3 mehrlagig herstellen.
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Bei der Herstellung der Säcke nach der Erfindung beginnt man mit
dem Herstellen der Schlauchabschnitte gemäß Fig. 1 auf einer entsprechend ausgestatteten
Schlauchziehmaschine. Von beispielsweise drei Vorratsrollen 56, 57, 58 für die Bahnen
1', 2' und 3' werden diese Bahnen mittels einer Vorzugeinrichtung59, 60 abgezogen
und zunächst zu rotierenden Perforationseinrichtungen61, 62 und 63 geleitet, von
denen die Perforationseinrichtung 61 zum Erzeugen einer durchgehenden Schwächungslinie
64 (Fig. 4) in der oberen Bahn 1' mit einem durchgehenden Perforationsmesser65 versehen
ist. Die Perforationseinrichtung 62 weist drei, in zwei zueinander versetzten Ebenen
angeordnete Perforationsmesser 66, 67 und 68 zum Erzeugen einer verkröpften Schwächungslinie69,
70, 71 in der mittleren Bahn 2' auf. Ebenso ist die Perforationseinrichtung 63 mit
drei, in zwei stärker versetzten Ebenen angeordneten Perforationsmessern 72, 73
und 74 zum Erzeugen einer stärker gekröpften Schwächungslinie75) 76, 77 in der unteren
Bahn 3' versehen.
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Außerdem weisen die Perforationseinrichtungen 62 und 63 zwischen
den Enden der Perforationsmesser Längsschneidmesser 78 bzw. 79 auf, um die Verbindungslängsschnitte80
und 81 in der Bahn2' und 82 und 83 in der Bahn 3' zwischen den versetzt angeordneten
Ouerschwächungslinien zu erzeugen.
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Im Anschluß an die Perforationseinrichtungen durchlaufen die Bahnen
2' und 3' je eine Querklebstoffauftrageinrichtung 84 bzw. 85 zum Auftragen
der Ouerlilebstoffstreifen
49 bis 55 entsprechend Fig. 2 zu beiden Seiten der verkröpften Schwächungslinien,
die der Kontur der Enden der Zuschnitte der Lagen 2 und 3 genau entsprechen.
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Nunmehr werden die Bahnen über an schwenkbar gelagerten Hebeln 86,
87 und 88 drehbar gelagerte Leitwalzen89, 90 und 91 geführt und sodann übereinanderliegend
zu einer Längszklebstoffstreifenauftrageeinrichtung 92 geleitet. Durch entsprechende
Einstellung der Perforations- und Querklebstoffeinrichtungen in Umfangsrichtung
und durch Nachregulierung an den schwenkbar gelagerten Leitwalzen 89 bis 91 ist
Vorsorge dafür getroffen, daß die Schwächungslinien, die in den einzelnen Bahnen
im Abstand der gewünschten Sacklänge aufeinanderfolgen, im Abstand der gewünschten
Staffelstufen übereinander zu liegen kommen. Außerdem werden die Bahnen, die links
in Fig. 4 nur zum Zwecke der Einzeldarstellung übereinander gezeichnet worden sind,
seitlich zueinander versetzt von den versetzt angeordneten Vorratsrollen bis zur
Sammelstelle geführt, so daß sie, wie in Fig. 4 in der Mitte dargestellt ist, mit
seitlich versetzten Rändern zusammenlaufen, so daß die Längsklebstoffstreifen 9,
26 und 36 auf den vorstehenden Rändern von unten her in der Einrichtung 92 aufgetragen
werden können.
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Anschließend wird in der Schlauchformeinrichtung 93 der Schlauch
durch Ubereinanderführen der Seitenteile der vereinigten Bahnen und durch Verkleben
der Längsklebstoffstreifen mit den Staffelstufen der entgegengesetzten Bahnränder
gebildet, wobei gegebenenfalls eine Heißverklebung der Kunststoffbeschichtung der
Bahn 1' durchgeführt wird.
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Hinter der Vorzugesinrichtung59, 60 ist ein Reißwalzenpaar 94, 95
angeordnet, das mit höherer Geschwindigkeit umläuft und jeweils einen Schlauchabschnitt
96 an den Schwächungslinien von der zusammenhängenden, von der Vorzugeinrichtung
59, 60 gehaltenen Schlauchbahn abtrennt. Die Schlauchabschnitte werden sodann in
einer Ablage 97 gesammelt.
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Zum Herstellen des Bodenverschlusses werden die Schlauchabschelitte
96 (Fig. 6) in an sich bekannter Weise maschinell vereinzelt und beispielsweise
mittels an zwei Ketten 98 und 99 angeordneter Greifer 100 und 101 erfaßt und zunächst
zu einer Schweißeinrichtung 102 (Fig. 5) gefördert, wo die Schweißnaht 39 an dem
vorstehenden Ende 37 des inneren Schlauches 1 erzeugt wird. Die Schweißeinrichtung
besteht vorzugsweise aus einem in Laufrichtung ausgestreckten, dünnen Widerstan,dsband
103, das an seinen beiden isoliert befestigten Enden mit Stromzuführungen 104 und
105 versehen ist. Das Widerstandsband, dessen Länge den Erfordernpissen der ausreichenden
Wärmezufuhr entsprechend beliebig gewählt werden kann, läßt sich seiner geringen
zu erwärmenden Masse wegen leicht in der Temperatur einregulieren, wodurch eine
zuverlässige Schweißung zu erzielen ist.
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Im Anschluß an die Schweißeinrichtung durchlaufen die Schlauchabschnitte
eine Anpreßeinrichtung 106, 107, in der die klebfähig gewordene Kunststoffbeschichtung
im inneren der beiden inneren Schlauchwände durch einen angemessenen Anpreßdruck
zum Verkleben gebracht wird. Hierauf folgt gegebenenfalls eine Kühleinrichtung 108,
die dazu dient, der Verklebung durch Abkühlung die erforderliche Festigkeit zu geben,
so daß bei der weiteren Verarbeitung die Schweißnaht nicht wieder aufgeht oder sich
die beiden Lagen in unzulässiger Weise beim Falten gegeneinander verschieben. Es
folgt eine Längsfalzeinrichtung 109, 110, in der eine Vorbruchlinie 111
für
den Bodenumschlag erzeugt wird. Durch seitliches Einstellen der Vorbruchwerkzeuge
109 und 110 kann die Falzlinie 111 entweder, wie dargestellt, an die Unterkante
16, 18 der zurückspringenden oberen Schlauchwand der mittleren Lage oder in die
Mitte der Schweißnaht 37 gelegt werden.
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Hierauf folgt eine Klebstoffauftrageinrichtung 112 zum Erzeugen des
Klebstoffauftrages 40, 41, 42 auf den umzuschlagenden Rändern der Lagen.
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Schließlich durchlaufen die Schlauchabschnitte eine Falteinrichtung113,
in der der Bodenumsehlag entlang der Vorbruchllinie 11f, wie in Fig. 6 dargestellt
ist, erzeugt wird.
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In nicht weiter dargestellter Weise können die Schlauchabschnitte
zwischen Förderbändern, die einen Anpreßdruck auf die Werkstücke ausüben und so
die Bodenverklebung sichern; zu einer Ablage gebracht werden.
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Es ist auch möglich, als Bodenbildeeinrichtung eine bekannte querfördernde
Bodenlegemaschine zu benutzen, die durch eine Längsschweißstation, beispielsweise
entsprechend Fig. 5, vor der Rillstation erweitert worden ist. Die nicht benötigten
Arbeitsstationen einer solchen Maschine werden sodann ausgeschaltet und nur die
Rill-, Klebstoffauftrag- und Umlezgestation eingeschaltet.
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PATENTAXSPR(JCHE 1. Mehrlagiger Papiersack mit verschweißbarer Innenlage,
bei dem die übrigen Lagen an dem einen Sackende auf der Oberwand und an dem anderen
Sackende an der Unterwand von der inneren Lage bis zur äußeren Lage fortschreitend
kürzer als die Innenlage und an jedem Ende an der jeweils entgegengesetzten Sackwand
-von der inneren Lage bis zur äußeren Lage fortschreitend länger enden als die Innenlage,
dadurch gekennzeichnet, daß die Innenlage (1) an - beiden Sackenden bezüglich Ober-
und Unterwand bündig endet.