DE3210967C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung von Faltschachtelzuschnitten aus PVC-Folie mit vorgeprägten Biegekanten - Google Patents

Abstract

Zur Herstellung von Faltschachtelzuschnitten aus hochschlagzäher Hart-PVC-Folie werden Folienabschnitte (1) am Umfang einer Gegenwalze (2) aufgenommen und an einer Heizgasdüse (4) entlangbewegt. Dabei wird die Folie auf eine unterhalb ihrer Schmelztemperatur liegende Temperatur erhitzt. Unmittelbar danach werden die Biegekanten der herzustellenden Faltschachtelzuschnitte mittels Prägestreifen (10) geprägt, die an einer flachen Werkzeugträgerplatte (9) angebracht sind, die in abrollenden Eingriff mit der Gegenwalze (2) gebracht wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Faltschachtelzuschnitten aus PVC-Folie mit vorgeprägten Biegekanten, wobei die PVC-Folie im Bereich jeder Biegekante unter Wärmeeinwirkung linienförmig geprägt wird.

Zur Herstellung von Klarsicht-Faltschachteln wird weichmacherfreies, hochschlagzähes Polyvinylchlorid verwendet. Aus den vollständig oder doch weitgehend durchsichtigen PVC-Folien werden Faltschachtclzuschnitte in der bei der Herstellung von Faltschachteln aus Karton üblichen Technik ausgeschnitten, die anschließend aufgerichtet werden.

Wie bei der Verarbeitung von Karton ist auch bei der Verarbeitung von PVC-Folicn eine Vorbereitung der Biegekanten erforderlich. Dabei ergibt sich bei der Verarbeitung von PVC-Folien die besondere Schwierigkeit, eine Rückfederung des Materials im Bereich der Hicgckantcn nach '.lern Biegevorgang zu vermeiden.

Eine kennzeichnende Eigenschaft der verwendeten Hart-PVC-Folicn besteht in dem hohen elastischen Anteil der Verformung, was dazu führt, daß die beim Aufrichten rechtwinklig abgewinkelten Biegekanten um cinen erheblichen Winkelbetrag zurückfedern. Es ist nicht möglich, beim Aufrichten eine über den rechten Winkel hinausgehende Verformung der Biegekanten vorzusehen, damit sich nach dem Rückfedern eine bleibende rechtwinklige Verformung ergibt Deshalb muß uei der

ίο Vorbereitung der Biegekanten dafür gesorgt werden, daß eine so weitgehende Materialschwächung eintritt daß ein Rückfedern des Materials nach der Biegcvcrformung beim Aufrichten weitgehend unterbleibt

In Anlehnung an die bei der Herstellung von FaIt-Schachtcl/uschnitlcn aus Karton übliche Rillprägung der Biegekanten werden auch bei der Verarbeitung von PVC-Folicn die Biegckanten vorgeprägt was jedoch wegen der genannten Rückfederung zur Vorbereitung für den Aufrichlvorgang nicht ausreicht Da es sich bei Hart-PVC um einen thermoplastischen Kunststoff handelt, kommt eine zusätzliche Wärmeeinwirkung in Frage.

So ist schon versucht worden, die Biegekanten von Faltschachtelzuschnitten aus thermoplastischem Kunststoff mittels beheizter Prägestreifen vorzuprägen (DE-OS 22 36 617). Hierbei kommt es im Bereich der Biegekanten jedoch zu einem örtlichen Schmelzen und damit zu einer Beschädigung der Oberfläche, ohne daß das Rückfedern in ausreichendem Maße vermieden werden kann.

Versuche, die gesamte Folie vor dem Prägen der Biegekanten auch eine ausreichend hohe, jedoch noch unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur zu erhitzen, sind daran gescheitert, daß die PVC-Folie hierbei wellig wird und deshalb für die Herstellung von Faltschachteln und ähnlichen Verpackungen völlig ungeeignet ist

Befriedigende Ergebnisse ließen sich bisher nur mit einem bekannten Verfahren der ei~<rangs genannten Gattung erreichen (DE-PS 25 41 324), bei dem die Erwärmung der PVC-Folie durch Hochfrequenzeinwirkung erfolgt, wobei die Prägestreifen die eine Elektrode und ein die PVC-Folie stützendes Gegenwerkzeug die andere Elektrode für die Hochfrequenzerzeugung bilden.

Die für dieses bekannte Verfahren erforderliche Vorrichtung erfordert jedoch einen sehr großen Bauaufwand und bereitet wegen der notwendigen Isolierung der Elektroden auch bei der Durchführung des Verfahrens Schwierigkeiten, insbesondere wenn es zu Überschlagen im Bereich der zu prägenden Biegekanten kcmmt

Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung zu schaffen, das mit verhältnismäßig geringem Bauaufwand durchführbar ist und ohne Verwendung von Hochfrequenz durchgeführt werden kann, so daß die damit verbundenen Schwierigkeiten entfallen.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst,

W) daß die PVC-Folie durch eine auf die Folienoberfläche gerichtete Wärmestrahlung vorgewärmt wird und daß die PVC-Folie anschließend unmittelbar vordem Prägevorgang an einer auf die Folicnobcrflüchc gerichteten Heizgasströmung entlangbcwegl und über ihre gesamte

t>5 Fläche auf eine unterhalb der Schmelztemperatur des PVC-Matcrials liegende Temperatur erhitzt wird.

Da der unmittelbar anschließend an das Erhitzen durchgcführle l'riigevorgiinj; rein mechanisch erfolgt,

besteht keine Gefahr eines Hochfrcquen/.-Übcrschlags im Bereich der zu prägenden Biegekanten. Anstelle einer aufwendigen Hochfrequenzaniage ist nur eine Heizeinrichtung erforderlich, die mit geringem Bauaufwand auch nachträglich an Maschinen angebracht werden kann, wie sie auch zur I lerslcllung von Kartonzuschnitten verwendet werden. Da während des Prägevorgangs selbst keine Erhitzung im Bereich der zu prägenden Biegekanten en'ofgt, kann der Prägevorgang mit der gewünschten hohen Arbeitsgeschwindigkeit durchgeführt werden, so daß hohe Stückzahlen pro Zeiteinheit erreicht werden können.

Da das Erhitzen der Foiie erst unmittelbar vor dem Prägevorgang erfolgt, tritt in der sehr kurzen Zeitspanne bis zum Präge- und Schneidvorgang keine Faltenbildung ein. Überraschenderweise unterbleibt auch im Anschluß an den Präge- und Schneidvorgang jegliche Wellen- oder Faltenbildung, die an sich bei einer Erhitzung der PVC-Folie auch eine nur wenig unterhalb der Schmelztemperatur liegende Temperatur zu erwarten wäre.

Es ist zwar bekannt (DE-OS 24 42 858), mit einem thermoplastischen Material beschichtete Schaehtelabschnitte mittels eines auf deren Oberfläche gerichteten Heizgasstroms flächig zu erhitzen. Diese Erhitzung erfolgt jedoch nicht vor einem Prägevorgang, denn bei diesem Stand der Technik sind die Spachtelzuschnitte bereits geprägt, wenn sie erhitzt werden. Die dort durchgeführte Erwärmung dient nur einem nachfolgenden Heißsiegelvorgang.

In vorteilhafter Weiterbildung des Erfindungsgedankens ist vorgesehen, daß die PVC-Folie vor dem Vorbeilauf an der Heizgasströmung durch auf die Folienoberfläche gerichtete Wärmestrahler vorgewärmt wird. Durch die Wärmemenge, die durch die Vorwärmung mittels Wärmestrahlung zugeführt wird, wird zwar noch keine so starke Erhitzung der Folie herbeigeführt, daß es zu einer Wellen- oder Faltenbildung der Folie käme; jedoch hat die Folie bereits eine so große Wärmemenge aufgenommen, daß die anschließende, unmittelbar vor dem Prägevorgang erfolgende Erhitzung durch die Heizgasströmung in einem sehr schnellen Vorbeilauf der Folie an der Heizgasströmung erfolgen kann; dadurch wird nicht nur eine hohe Arbeitsgeschwindigkeit erreicht, sondern auch die Zeitspanne zwischen dem Erhitzen und dem Prägevorgang weiter verkürzt.

Als Heizgas wird vorzugsweise erhitzte Luft verwendet; es ist jedoch auch möglich, ein anderes Gas zu verwenden.

Die Erfindung betrifft weiter eine vorteilhafte Vorrichtung zur Durchführung des crfindung.sgcmäßcn Verfahrens.

Ausgehend von einer bekannten Vorrichtung (DE-PS 25 41 324) mit an finer flachen Werk/.cugträgerplatte angebrachten Prägestreifen, einem die Rückseite der PVC-Folie beim Prägevorgang stützenden Gegenwerkzeug und einer Heizeinrichtung, ist die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenwerkzeug eine die zu prägende PVC-Folie stützende, an der Werkzeugträgerplane abrollende Gegenwal· ze ist, daß über einem Zulauf der PVC-Folie zur Gegenwalze und/oder über einem vor der Heizgasdüsc liegenden Umfangsabsehnitt der Gegcnwal/.c Wärmestrahler ungeordnet sind, und daß die Heizeinrichtung mindestcns eine flache Hei/.gasdüse aufweist, die mit einem I leizgasgebliise und einer Heizung verbunden und auf die· Ciegenwal/.e in geringem Abstand zur liingriffsstcllc mit der Weik/eiigtriigerplatlc gerichtet ist.

Bei dieser bekannten, in ihrem Aufbau einer Zylinder/ Flachform-Buchdruckmaschine entsprechenden Vor · richtung erfolgt der Prägevorgang in dem schmalen Abrollbcrcich zwischen der flachen Werkzeugträgerplatle und der Gegenwalze. Die flache Heizgasdüsc läßt sich in unmittelbarer Nähe dieses Abrollbercichs anordnen. Dadurch kann auch bei verhältnismäßig großen Zuschnitten sichergestellt werden, daß die Erhitzung unmittelbar kurz vor dem Prägevorgang erfolgt.

to Vorzugsweise werden mehrere flache Heizgasdüsen, die jeweils über die gesamte Breite der PVC-Folie reichen, in Umfangsrichtung der Gegenwalze aufeinanderfolgend angeordnet, um auch bei sehr raschem Vorbeilauf der Folie die gewünschte Erhitzung zu erreichen.

Die Erfindung wird nachfolgend an Ausführungsbeispielen näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt

F i g. 1 in stark vereinfachter Darstellungsweise in einer Seitenansicht eine Vorrichtung zum Erhitzen und Prägen von PVC-Folien zur Hers'.·./lung von FaItschachteizuschnitten,

F i g. 2 einen vergrößerten, vereinfachten Schnitt im Bereich des Präge- und Schneidvorgangs und
Fi g. 3 in ebenfalls vereinfachter Darstellungsweise in einer Sc":enansicht eine Vorrichtung zur Herstellung von Faltschachtelzuschnitten aus PVC-FoIienabschnitten.

In Fig. I ist dargestellt, daß PVC-Folienabschnitte 1, aus denen Faltschachtelzuschnitte durch Vorprägen der Biegekanten und Schneiden der Schnittlinien hergestellt werden sollen, am Umfang einer sich drehenden Gegenwalze 2 aufgenommen sind. Die Foiienabschnitte 1 werden an einer Heizgasströmung 3 entlangbewegt, die über die gesamte Breite der Folienzuschnitte 1 aus einer flachen Heizgasdüse 4 austritt. Die Heizgasströmung 3 wird durch ein Gebläse 5 erzeugt, das Luft oder ein anderes Gas durch eine Heizung 6 drückt, die beispielsweise mit einer elektrischen Heizpatrone bestückt ist, deren Heizwicklung 7 in F i g. 1 mit gestrichelter Linie angedeutet ist. Die Heizung 6 steht in Strömungsverbindung mit der Heizgasdüse 4.

Durch die Drehung der Gegenwaize 2 wird der Folienabschnitt 1, der durch Heizgasströmung 3 auf eine unterhalb seiner Schmelztemperatur liegende Temperatur erhitzt wurde, unmittelbar danach mit einem Präge- und Schneidwerkzeug 8 in Eingriff gebracht. Das Werkzeug S weist auf einer flachen Werkzeugträgerplatte 9 nach Art eines Bandstahlschniuwerkzeugs angebrachte Prägestreifen 10 und Schneidstreifen 11 auf.

5<> Bei der in Fig. I durch Pfeile angedeuteten Bewegung wird die Wcrkzcugträgcrplatte 9 in Eingriff mit dem an der Gegcnwal/.c 2 angeordneten Folienabschnitt 1 gebr '.chi. Während die Gegenwaize 2 an der Werkzeugträgerplattc 9 bzw. dem darauf angeordneten Werkzeug abrollt, prägen die an ihrer Oberkante abgerundeten Prägestreifen 10 die Biegekanten des herzustellenden Faltschachtelzuschnitts, während die an ihrer Oberkante scharfkantig ausgeführten Schneidstreifen 11 die Schnittlinien des Zuschnitts erzeugen. Die Schneidstrei-

bo fen 11 durchtrennen dabei den Folienabschnitt I₁ während die Prägestreifen 10 nur bis zu einem T21I der Dicke der Folie in diese eindringen. Hierzu kann die Höhe der Prägestreifen 10 etwas geringer als die Höhe der Schncidstrcifcn 11 ausgeführt werden, wie in F i g. 2

»■> angedeutet ist; da die an den Priigcstrcifcn 10 auftretenden Kriifte aber höher sind als die an den Schneidstreifen 11 auftretenden Kräfte, genügt die Elastizität der normalerweise aus I lol/. hergestellten Werkzeugträger-

platte 9, um auch bei gleicher I lohe der Prägestreifen 10 und der Schnciclstrcifcn 11 die gewünschte unterschiedliche Eindringtiefe zu erreichen.

Wie in F i g. J dargestellt, werden die in einem Stapel 12 angeordneten Folienabschnitlc 1 durch einen Sauggreifer 13 auf eine Schrägfläche 14 gelegt, auf der sie zur Gegenwalze 2 gleiten. Am Umfang der Gegenwalze 2 ist eine Kantenspannzange 15 angebracht, die die Vorderkante des Folienabschnitts 1 hält. In entsprechender Weise kann auch die Hinterkante des Folienabschnitts 1 auf der Gegenwalze 2 festgehalten werden. Die den Folienabschnitt 1 stützende Außenfläche der Gegen walze 2 wird durch ein glattes, auswechselbares Blech gebildet.

Über dem Stapel 12 und der Schrägflächc 14 ist ein beispielsweise elektrisch beheizter Wärmestrahler 16 angeordnet, der die Foüenabschnittc I vorwärmt. F.in .„.,„,...- U/.„m„

,M,.r 17 . .,l.-r-

Wärmestrahler·, 16 kann über dem sich anschließenden Teil des Umfangs der Gcgenwalzc 2 angeordnet sein.

Bei der raschen Drehung der Gegenwalzc 2 wird der Folienabschmtt 1 an flachen, sich über die gesamte Breite der Gegcnwalze 2 erstreckenden Heizgasdüsen 4, beim dargestellten Ausführungsbeispiel nach F i g. 3 drei Heizgasdüi,en 4, entlangbewegt, die jeweils in der schon beschriebenen Weise mit einer Heizung 6 und einem Gebläse 5 zur Erzeugung jeweils einer auf die Oberfläche des Folienabschnitts 1 gerichteten Heizgasströmung verbunden sind.

Unterhalb der Gegenwalze 2 ist die Werkzeugträgerplatte 9 mit den Prägestreifen 10 und den Schneidstreifen 11 mittels eines Rollenbetts 18 auf einer Führungsplatte 19 verschiebbar angeordnet. Der Antrieb der Werkzeugträgerplatte 9 erfolgt durch ein Zahnrad 20. das durch einen (nicht dargestellten) Antrieb in der durch Pfeile angedeuteten Richtung hin- und hcrbcwegi wird und sich dabei einerseits an einer gestellfcsten Zahnstange 21 und andererseits an einer Verzahnung 22 an der Unterseite der Werkzeugträgerplattc 9 abwälzt.

Der mechanische Aufbau der in F i g. 3 gezeigten Vorrichtung entspricht im wesentlichen dem einer herkömmlichen Zy linder-Flach form-Buchdruck maschine. Wie bei diesen Maschinen bekannt, ist der Antrieb der Gegenwalze 2 mit dem Antrieb der Werkzeugträgerplatte 1 so synchronisiert, daß sich die Gegcnwalze 2 an dem auf der Werkzeugträgerplatte 9 angebrachten Werkzeug abwälzt. Die geschnittenen und vorgeprägten Folienabschnitte werden durch eine in F i g. 3 nur angedeutete Abr.ahmeeinrichtung 23 von der Gegenwalze 2 abgenommen und auf einen Stapel 24 abgelegt. Anschließend können die Faltschachtelzuschnitte in einfacher Weise aus den geprägten und geschnittenen Folienabschnitten herausgebrochen werden.

In F i g. 3 ist angedeutet, daß auch oberhalb der Werkzeugträgerplatte 9 in deren herausgefahrener Stellung ein Wärmestrahler 25 angeordnet sein kann, der das Präge- und Schneidwerkzeug vorwärmt. Diese Vorwärmung des Werkzeugs erfolgt jedoch nicht zu dem Zweck, eine Erhitzung des Folienabschnitts 1 im Bereich der zu prägenden Biegekanten zu erreichen. sondern nur dazu, eine unerwünschte Abschreckwirkung durch das Prägewerkzeug zu verhindern. Im allgemeinen ist eine solche Vorwärmung des Werkzeugs jedoch nicht erforderlich.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde eine hochschlagfcste Hart-PVC-Folic von 0.250 mm Dicke verarbeitet. Durch die Wärmestrahler 16 und 17 wurde die PVC-Folie auf eine Temperatur von ungefähr 50"(" vor-

gewärmt. Die PVt"-Folie wurde durch die Gcgenwaize 2 mil einer Geschwindigkeit von ungefähr I m/s an drei llcizgasdiisen 4 enllangbewegl. die in gegenseitigen Absländen von ungefähr 150 mm angeordnet waren. Die austretenden Heizgasströme von erhitzter Luft halten eine Temperatur von ungefähr 700"C. Bei einer Breite der Folienabschnitte 1 von 400 mm betrug die von jeder Heizgasdüse 4 abgegebene Heizgasmenge über die gesamte Breite des Folienabschnitts etwa 0.5 — 2 mVmin.

Die unterste Hci/gasdüse 4 befand sich in einem Umfangsabstand von 90 mm von der Eingriffssleile des Priigewerkzeugs. Die PVC-Folie wurde durch die Heizgasströniung auf eine Temperatur von ungefähr 100"C erhitzt.

Um eine zu starke Erwärmung der Gegenwal/c 2 zu verhindern, wird die Heizgaszufuhr zweckmäßigcrwei- <ir (li;r:irt inirrniitlicrcnd eingeschaltet, daß iewcils nur der l'olienabschnitl I. nicht jedoch der übrige Umfang der Gegenwiil/e 2 angeblasen wird.

Hierzu I Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von Faltschachlelzuschnitten aus PVC-Folie mit vorgeprägten Biegekanten, wobei die PVC-Folie im Bereich jeder Biegekante unter Wärmeeinwirkung linienförmig geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die PVC-Folie durch eine auf die Folienoberfläche gerichtete Wärmestrahlung vorgewärmt wird und daß die PVC-Folie anschließend unmittelbar vor dem Prägevorgang an einer auf die Folienoberfläche gerichteten Heizgasströmung entlangbewegt und über ihre gesamte Fläche auf eine unterhalb der Schmelztemperatur des PVC-Matcrials liegende Temperatur erhitzt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Hei/gas erhitzte Luft verwendet wird.

3. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche ! —2, mit an einer flachen Werkzeugträgerplatte angebrachten Prägestreifen, einem die Rückseite der PVC-Folie beim Prägevorgang stützenden Gegenwerkzeug und einer Heizeinrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß das Gegenwerkzeug eine die zu prägende PVC-Folie stützende, an der Werkzeugträgerplatte (9) abrollende Gegenwalze (2) ist daß über einem Zulauf (12, 14) der PVC-Folie zur Gegenwalze (2) und/oder über einem vor der Heizgasdüse (4) liegenden Umfangsabschnitt der Gegen walze (2) Wärmestrahler (16,17) angeordnet sind, und daß die Heizeinrichtung mindestens eine flache Heizgasdüse (4) aufweist, die mit einem Heizgasgebiäse (5) u'jd einer Heizung (6) verbunden und auf die Gegenwalzc ^2) in geringem Abstand zur Eingriffsstellc mit der Werkzeugträgerplatte (9) gerichtet ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere flache Heizgasdüsen (4). die jeweils über die gesamte Breite der PVC-Folie reichen, in Umfangsrichtung der Gegenwalzc (2) aufeinanderfolgend angeordnet sind.

5. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß über der Werkz.eugträgerplattc (9) in deren herausgefahrener Stellung ein Wärmestrahler (25) angeordnet ist.