DE4307520A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Kaschieren von insbesondere Kartonagen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufeinander-Ka­ schieren von bogen- oder bahnenförmigen Flächenmaterialien, beispielsweise Kartonagen, wobei auf zumindest ein Flächen­ material Leim aufgetragen wird und die Flächenmaterialien anschließend zusammengeführt sowie unter Druck miteinander verbunden werden, sowie eine entsprechende Vorrichtung mit einer Leim-Auftragsvorrichtung, in der auf zumindest ein Flächenmaterial Leim auftragbar ist, und einer nachge­ schalteten Preßvorrichtung, mittels der die Flächenmateri­ alien unter Druck miteinander verbindbar sind.

Seit langem ist es insbesondere in der Papier-, Textil- und Verpackungsindustrie üblich, flächige Materialien wie Papierbahnen oder -bögen, Metall- oder Kunststoffolien etc. mehrfach übereinander zu kaschieren, um durch den mehrschichtigen Aufbau verschiedener Materialien eine optimale Anpassung des Verbundmaterials im Hinblick auf die Stabilität, die Verarbeitbarkeit und die Erscheinungs­ form zu erzielen. Beim Kaschieren werden die miteinander zu verbindenden Flächenmaterialien einer Kaschiermaschine zugeführt, in der auf zumindest ein Flächenmaterial Leim aufgetragen wird. Als Leim-Auftragsvorrichtung findet dabei üblicherweise ein Walzenpaar Verwendung, bei dem die Spaltbreite zwischen den beiden Walzen die Auftrags­ menge bestimmt. Es ist jedoch auch möglich, den Leim aufzu­ sprühen oder in sonstiger geeigneter Weise aufzubringen. Nach der Leimaufbringung werden die Flächenmaterialien durch eine Preßvorrichtung, üblicherweise ein Druck-Wal­ zenpaar geführt, wodurch sie miteinander verklebt sind.

Die Qualität der Klebeverbindung ist wesentlich von der genauen Dosierung der Leimmenge abhängig. Wenn eine zu geringe Leimmenge aufgebracht wird, besteht die Gefahr, daß die Flächenmaterialien örtlich nicht verbunden sind bzw. sich relativ leicht voneinander lösen, wodurch das Verbundmaterial zur weiteren Verarbeitung ungeeignet ist. Das Aufbringen einer zu großen Leimmenge bürgt die Gefahr in sich, daß der Leim an den seitlichen Kanten des Verbund­ materials austritt oder gar durch eines der Flächenmateri­ alien hindurchdringt, wodurch das ästhetische Erscheinungs­ bild beeinträchtigt ist.

Da der Leimauftrag üblicherweise manuell eingestellt wird, bedarf es bei der Bedienperson einer großen Erfahrung, um die o.g. Probleme zu vermeiden. Dabei ist darüber hinaus zu berücksichtigen, daß gewisse Materialien, beispiels­ weise Wellpappe oder Kartonagen, einen Anteil des Leims in sich aufnehmen, wodurch dieser zur eigentlichen Kleb­ verbindung nicht zur Verfügung steht. Um diese schwer zu erfassenden Materialvorgaben zu berücksichtigen, wird deshalb in der Regel eine größere Leimmenge aufgetragen, als für eine vollflächige Verbindung der Flächenmateri­ alien notwendig ist, wobei jedoch ein Herausquellen von Leim verhindert wird. Auf diese Weise lassen sich jedoch keine zuverlässig reproduzierbare Klebeverbindungen schaffen und darüber hinaus bedarf es einer wesentlich größeren Leimmenge, als notwendig wäre, wodurch das Verfahren kostenintensiv ist.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren der genannten Art zu schaffen, mit dem Flächenmaterialien unter Verwendung einer verringerten Leimmenge zuverlässig aufeinander kaschierbar sind, sowie eine Vorrichtung vorzu­ sehen, mit der das Verfahren in einfacher Weise durchführ­ bar ist.

Diese Aufgabe wird hinsichtlich des Verfahrens erfindungs­ gemäß dadurch gelöst, daß die relative Feuchte des zumin­ dest einen Flächenmaterials vor dem Leimauftrag erfaßt und die Menge des aufzutragenden Leims in Abhängigkeit von dem Feuchtewert eingestellt wird.

Es wurde festgestellt, daß insbesondere beim Kaschieren von Karton auf Wellpappe die relative Feuchte der Materi­ alien bzw. zumindest der Wellpappe einen wesentlichen Einfluß auf die Leimmenge hat, die notwendig ist, um eine gute Klebeverbindung bei geringem Leimverbrauch zu erzie­ len. Die relative Feuchte der Wellpappe sollte zwar laut Herstellerangaben im Bereich zwischen 45% und 55% liegen, jedoch ergibt sich in der Praxis eine Schwankung von unter 30% bis über 60%. Je trockener die Wellpappe ist, desto größer ist der Leimbedarf, um den Karton oder eine andere Folie vollflächig mit der Wellpappe zu verkleben.

Um den Feuchtezustand der Wellpappe oder eines anderen Trägermaterials beim Leimauftrag berücksichtigen zu können, wird die relative Feuchte der Wellpappe vor dem Leimauf­ trag erfaßt. Dies geschieht vorzugsweise mittels eines an der Wellpappe anzubringenden Sensors, wobei sich ein elektronischer Schwertfühler bewährt hat, der in den Well­ pappenstapel bzw. die Wellpappenrolle eingesteckt wird.

Der Fühler liefert einen Feuchtewert, der in bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung einer Recheneinheit zugeführt wird, in der der zugehörige Wert bezüglich der Menge des aufzutragenden Leims ermittelt wird. In der Recheneinheit die von einen Computer gebildet sein kann, ist vorzugsweise eine Tabelle gespeichert, in der gewissen Feuchtewerten oder Feuchtebereichen bestimmte Leimauftragsmengen zugeord­ net sind. Die Tabellenwerte lassen sich entweder empirisch ermitteln oder stellen Vorgaben in Form von langfristigen Erfahrungswerten dar.

In Abhängigkeit von dem ermittelten Feuchtewert wird die Menge des aufzutragenden Leims eingestellt. Dies kann entweder dadurch erreicht werden, daß die Menge des aufzu­ tragenden Leims durch Änderung der Spaltbreite zwischen den Walzen einer Leim-Auftragsvorrichtung eingestellt wird, oder daß Sprühdüsen entsprechend angesteuert werden. Es hat sich gezeigt, daß die Menge des aufgetragenen Leims auf diese Weise ohne Einbußen bei der Qualität des Verbund­ materials in erheblichem Maße verringert werden kann.

In bevorzugter Weiterbildung der Erfindung ist vorgesehen, daß die Fläche der beleimten Flächenmaterialien sowie die aufgetragene Leimmenge pro vorbestimmter Zeiteinheit erfaßt und der Recheneinheit zugeführt werden, in der ein Ist-Soll-Abgleich durchgeführt wird. Auf diese Weise kann kontinuierlich oder in gewünschten Intervallen über­ prüft werden, ob die tatsächlich aufgetragene Leimmenge pro Fläche den sich aus den Feuchtewert des Flächenmateri­ als ergebenden Sollwerten entspricht oder nicht. Falls sich beim Ist-Soll-Vergleich eine Abweichung ergeben sollte, wird die Leim-Auftragsvorrichtung entsprechend angesteuert, um einen Ist-Soll-Abgleich durchzuführen.

Vorzugsweise wird die relative Feuchte des Trägermaterials, beispielsweise der Wellpappe, während des Betriebs der Kaschiervorrichtung kontinuierlich erfaßt, um Änderungen im Ausgangsmaterial schnell und zuverlässig berücksichti­ gen zu können.

Hinsichtlich der Vorrichtung wird die genannte Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß ein Feuchtigkeitssen­ sor, mittels dessen die relative Feuchtigkeit des zumin­ dest einen Flächenmaterials erfaßbar ist, und eine Rechen­ einheit vorgesehen sind, die von dem Feuchtigkeitssensor ein Feuchtesignal empfängt und in Abhängigkeit von dem Feuchtesignal ein Einstellsignal an die Leim-Auftragsvor­ richtung abgibt. Mit dem Einstellsignal wird vorzugsweise zumindest ein Stellmotor angesteuert, der die Spaltbrei­ te zwischen den Walzen eines Auftrags-Walzenpaares verän­ dern kann, wodurch die aufzubringende Leimmenge variiert werden kann. Es ist jedoch auch möglich, das Einstellsignal zur Ansteuerung von Sprühdüsen oder ähnlichen Auftragsvor­ richtungen zu verwenden.

In bevorzugter Ausgestaltung der Erfindung ist eine Er­ fassungsvorrichtung vorgesehen, mittels der die innerhalb einer vorbestimmten Zeiteinheit beleimte Stückzahl oder Länge an Flächenmaterial erfaßbar ist und die ein entspre­ chendes Signal an die Recheneinheit abgibt. In der Rechen­ einheit, in der die Breite des Materialbogens bzw. der -bahn gespeichert ist, läßt sich somit die innerhalb der Zeiteinheit beleimte Fläche ermitteln. Vorzugsweise ist darüber hinaus ein Durchflußmesser vorgesehen, mittels dessen die innerhalb der vorbestimmten Zeiteinheit der Leim-Auftragsvorrichtung zugeführte Leimmenge erfaßbar ist und der ein entsprechendes Leimmengensignal an die Recheneinheit abgibt. Durch Verarbeitung der beiden Sig­ nale kann somit die innerhalb der vorbestimmten Zeitein­ heit aufgetragene Leimmenge pro Fläche ermittelt werden. Durch Vergleich dieses Ist-Wertes mit dem sich aus dem Feuchtewert des Ausgangsmaterials ergebenden Sollwert kann festgestellt werden, ob die tatsächlich aufgetragene Leimmenge pro Flächeneinheit den Sollvorgaben entspricht. Wird eine übermäßige Abweichung festgestellt, so gibt die Recheneinheit ein entsprechendes Korrektursignal an die Leim-Auftragsvorrichtung ab, wodurch die aufgetragene Leimmenge dem Soll-Wert angepaßt werden kann.

Um einen kontinuierlichen Betrieb der Kaschiervorrichtung zu gewährleisten, muß die Leim-Auftragsvorrichtung stän­ dig mit Leim versorgt werden. Um dies zu gewährleisten, ist vorzugsweise eine Sensorvorrichtung vorgesehen, mittels der ein Absinken des Leimvorrats in der Leim-Auftragsvor­ richtung feststellbar ist und die ein entsprechendes Steuer­ signal an eine Pumpe zum Nachfördern von Leim abgibt.

Weitere Einzelheiten und Merkmale der Erfindung sind aus der folgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Zeichnung ersichtlich. Dabei zeigt die einzige Figur eine schematische Darstellung der einzelnen Komponenten einer erfindungsgemäßen Steuerung einer Kaschiervorrichtung.

Die aufeinander zu kaschierenden, nicht dargestellten Flächenmaterialien werden einer Kaschiervorrichtung, von der lediglich eine Auftragsvorrichtung 4 für Leim darge­ stellt ist, in Richtung des Pfeils A zugeführt. Für die weitere Beschreibung sei angenommen, daß es sich bei den Flächenmaterialien einerseits um Wellpappe und anderer­ seits um Karton handelt, wobei der Leim auf die Wellpappe aufgebracht wird.

Vor der Aufbringung des Leims in der Auftragsvorrichtung 4, die von einem Auftragswalzenpaar herkömmlicher Bauart gebildet ist, wird mittels eines Feuchtigkeitssensors 7 die relative Feuchte der Wellpappe erfaßt. Über eine Leitung 7a wird einer Recheneinheit 8, beispielsweise einem Personal-Computer, ein Feuchtesignal zugeführt. In Abhängigkeit von dem Feuchtewert der Wellpappe ermit­ telt die Recheneinheit 8 einen Soll-Wert für die Leim­ auftragsmenge pro Flächeneinheit. Diesem Soll-Auftragswert entspricht eine vorbestimmte Spaltbreite der Auftragswal­ zen der Auftragsvorrichtung 4. Die Recheneinheit 8 ergibt über eine Leitung 8a ein entsprechendes Einstellsignal an zwei Stellmotoren 5 ab, die den gegenseitigen Abstand der Auftragswalzen der Auftragsvorrichtung 4, d. h. die Spaltbreite verändern können. Somit wird auf die Wellpappe eine in Abhängigkeit ihrer relativen Feuchte bestimmte Leimmenge aufgebracht.

Nach dem Aufbringen des Leims wird die Wellpappe in Rich­ tung des Pfeils B weitergefördert und anschließend mit dem Karton zusammengeführt sowie mit diesem verklebt.

Der Auftragsvorrichtung 4 wird der Leim aus einem Leimbe­ hälter 1 mittels einer Pumpe 2 über eine Leitung 1a zuge­ führt. Zwischen der Pumpe 2 und der Auftragsvorrichtung 4 ist ein Durchflußmesser 3 angeordnet, der die der Auf­ tragsvorrichtung 4 zugeführte Leimmenge erfaßt und ein entsprechendes Leimmengensignal über eine Leitung 3a an die Recheneinheit 8 abgibt. Somit läßt sich die tatsäch­ lich aufgebrachte Leimmenge mit hoher Genauigkeit fest­ stellen.

Der Auftragsvorrichtung 4 ist darüber hinaus ein Sensor 9 zugeordnet, der den Füllstand der Auftragsvorrichtung an Leim erfaßt. Wenn der Füllstand des Leimvorrats unter ein vorbestimmtes Niveau abfällt, wird über den Sensor 9 die Pumpe 2 aktiviert, die die Auftragsvorrichtung 4 mit Leim aus dem Leimbehälter 1 nachfüllt.

Die Auftragsvorrichtung 4 ist des weiteren mit einem Stück- oder Längenzähler 6 verbunden, der die Anzahl der durch die Auftragsvorrichtung 4 beleimten Wellpappenbögen bzw. die Länge der beleimten Bahn erfaßt und über eine Leitung 6a ein entsprechendes Signal an die Recheneinheit 8 abgibt. In der Recheneinheit 8 läßt sich daraus unter Berücksich­ tigung der vorbekannten Bahn- bzw. Bogenbreite die beleimte Fläche pro Meßintervall ermitteln.

In der Recheneinheit 8 wird hinsichtlich der Leimauftrags­ menge pro Fläche ein Ist-Soll-Vergleich durchgeführt. Den Soll-Wert ermittelt die Recheneinheit 8 in genannter Weise aus dem festgestellten Feuchtewert der Wellpappe. Der Ist-Wert kann aus der von dem Durchflußmesser 3 fest­ gestellten Leimmenge und der mittels des Sensors 6 zu ermittelnden beleimten Fläche errechnet werden. Wenn der Ist-Soll-Vergleich eine Abweichung außerhalb eines tole­ rierten Fehlerbereichs feststellt, wirkt die Recheneinheit 8 über die Stellmotoren 5 auf die Auftragsvorrichtung 4 ein, um den Ist-Wert mit dem Soll-Wert abzugleichen.

Claims (12)

1. Verfahren zum Aufeinander-Kaschieren von bogen- oder bahnenförmigen Flächenmaterialien, beispielsweise Kartonagen, wobei auf zumindest ein Flächenmaterial Leim aufgetragen wird und die Flächenmaterialen an­ schließend zusammengeführt sowie unter Druck miteinan­ der verbunden werden, dadurch gekennzeichnet, daß die relative Feuchte des zumindest einen Flächenmateri­ als vor dem Leimauftrag erfaßt und die Menge des auf­ zutragenden Leims in Abhängigkeit von dem Feuchtewert eingestellt wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Menge des aufzutragenden Leims durch Änderung der Spaltbreite zwischen den Walzen einer Leim-Auf­ tragsvorrichtung eingestellt wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeich­ net, daß der Feuchtewert des zumindest einen Flächen­ materials einer Recheneinheit zugeführt wird, in der der zugehörige Wert bezüglich der Menge des aufzutra­ genden Leims ermittelt wird.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche der beleimten Flächen­ materialien sowie die aufgetragene Leimmenge pro vor­ bestimmter Zeiteinheit erfaßt und der Recheneinheit zugeführt werden, in der ein Ist-Soll-Abgleich durch­ geführt wird.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Feuchtewert mittels eines am Flächenmaterial anzubringenden Sensors erfaßt wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächenmaterialien Wellpappe und Karton sind.

7. Vorrichtung zum Aufeinander-Kaschieren von bogen- oder bahnenförmigen Flächenmaterialien, beispiels­ weise Kartonagen, insbesondere zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 6, mit einer Leim-Auftragsvorrichtung, in der auf zumindest ein Flächenmaterial Leim auftragbar ist, und einer nachge­ schalteten Preßvorrichtung, mittels der die Flächen­ materialien unter Druck miteinander verbindbar sind, gekennzeichnet durch einen Feuchtigkeitssensor (7) mittels dessen die relative Feuchte des zumindest einen Flächenmaterials erfaßbar ist, und eine Rechen­ einheit (8), die von dem Feuchtigkeitssensor (7) ein Feuchtesignal empfängt und in Abhängigkeit von dem Feuchtesignal ein Einstellsignal an die Leim-Auftrags­ vorrichtung (4) abgibt.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Leim-Auftragsvorrichtung (4) ein Walzenpaar mit einstellbarer Spaltbreite ist.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß dem Walzenpaar zumindest ein Stellmotor (5) zuge­ ordnet ist, auf den das Einstellsignal der Rechenein­ heit (8) einwirkt.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 9, gekenn­ zeichnet durch eine Erfassungsvorrichtung (6), mittels der die innerhalb einer vorbestimmten Zeiteinheit beleimte Stückzahl oder Länge an Flächenmaterial er­ faßbar ist und die ein entsprechendes Signal an die Recheneinheit (8) abgibt.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 10, gekenn­ zeichnet durch einen Durchflußmesser (3), mittels dessen die innerhalb einer vorbestimmten Zeiteinheit der Leim-Auftragsvorrichtung (4) zugeführte Leimmenge erfaßbar ist und der ein entsprechendes Leimmengen­ signal an die Recheneinheit (8) abgibt.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 11, gekenn­ zeichnet durch eine Sensorvorrichtung (9), mittels der ein Absinken des Leimvorrats in der Leim-Auftrags­ vorrichtung (4) feststellbar ist und die ein entspre­ chendes Steuersignal an eine Pumpe (2) zum Nachfördern von Leim abgibt.