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Patent Searching and Data


Title:
MULTILAYER CORRUGATED CARDBOARD SECTION
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/1994/012344
Kind Code:
A1
Abstract:
Corrugated cardboard sections used as padding for packaging usually consist of laminated corrugated cardboard webs and are in board form. The corrugated layers separated by covering layers make these sections relatively highly rigid perpendicularly to the main plane of the layers. In order to make such corrugated cardboard sections more versatile and improve their padding properties, at least some of the corrugated layers (20) of the multilayer corrugated cardboard section (10) are adequately pre-upset. By upsetting perpendicularly or transversely to the web plane, a kink is produced in the sides (21) of each individual corrugation, while the ridges and valleys (22) remain unaltered. The upset corrugated cardboard sections thus retain great elasticity as a result of the recovery effect of the flattened sides in interaction with the unaltered valleys/ridges of the corrugations.

Inventors:
SCHILLING FRANK (DE)
Application Number:
PCT/DE1993/001112
Publication Date:
June 09, 1994
Filing Date:
November 19, 1993
Export Citation:
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Assignee:
ROMBERG EDM & SOHN (DE)
SCHILLING FRANK (DE)
International Classes:
B31F1/28; B32B29/08; B65D65/40; (IPC1-7): B31F1/32; B32B29/08
Foreign References:
GB299825A1928-11-02
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Claims:
Ansprüche:
1. Mehrschichtiger Wellpappenkörper aus aufeinander ka¬ schierten WellpappeBahnen in Plattenform, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein Teil sei¬ ner Wellenlagen (20) gezielt vorgestaucht ist.
2. Wellpappekörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß alle Wellenlagen (20) gezielt vorgestaucht sind.
3. Wellpappekörper nach Anspruch 1, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß, über seine Fläche verteilt, die Wellenlagenstauchung punktuell vorgesehen ist.
4. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er als hoch¬ geschichteter Körper von bis zu 200 mm Stärke ausgebildet ist.
5. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 4, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß mindestens ein Teil der Wellenlagen (2,20) aus Schrenzpapier besteht.
6. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 5, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß die Schichten oder Wellenlagen aus unterschiedlichem Papiermaterial be¬ stehen.
7. Wellpappekörper nach Anspruch 15 oder 6, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß ein Teil der Wellenlagen aus höherwertigem, langfaserigem Papiermaterial besteht.
8. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 7, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er als Sand wichkörper (10c) aus den Wellpappeschichten (10) mit diesen zwischen und/oder aufgelagerten Schichten (23) aus festerem Material ausgebildet ist.
9. Wellpappekörper nach Anspruch 8, d a d u r c h g e ¬ k e n n z e i c h n e t , daß das festere Material aus in Belastungsrichtung senkrecht zu den Wellpappenlagen gegen Druckbelastung widerstandsfähigerem bzw. härterem Material, insbesondere ebenen Platten, unverformten Wellpappenlagen und/oder dergleichen Material besteht.
10. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 9, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er ein und/oder aufgelagerte Lagen bzw. Schichten aus textile Bahnmaterial umfaßt.
11. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 10, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er unter Druckausübung im wesentlichen senkrecht zu den Bahnebenen gestaucht ist.
12. Wellpappekörper nach einem der Ansprüche 1 bis 11, d a ¬ d u r c h g e k e n n z e i c h n e t , daß er unter Druckausübung schräg, vorzugsweise unter etwa 45° zu den Bahnebenen gestaucht ist.
Description:
Mehrschichtiger Wellpappekörper

Die Erfindung betrifft einen mehrschichtigen Wellpappekörper, der üblicherweise aus aufeinander kaschierten Wellpappe-Bahnen zusammengesetzt ist und Plattenform aufweise.

Solche Wellpappekörper dienen seit längerem und in zunehmendem Maße als Polsterkörper für Verpackungen verschiedenster Art, wobei die Polsterkörper aus den Plattenformen in der jeweils gewünschten Größe zugeschnitten werden können, wenn sich nicht ohnehin die erforderlichen Grö/3enabmessungen bei ihrer Ferti¬ gung von vornherein einstellen lassen. Der zunehmende Bedarf solcher Körper resultiert vor allem aus ökologischen Erwä¬ gungen, bei denen es in der Regel darum geht, kostenaufwendige und/oder nur unter Inkaufnahme von Schwierigkeiten zu ent¬ sorgende bzw. im Recycling wieder nutzbar zu machende Kunst¬ stoffe zu ersetzen.

Ein wesentliches Merkmal solcher bekannter Wellpappepolster is es, da/3 sie, wie bei Wellpappe üblich, aufgrund deren durch Deckschichten voneinander getrennten Wellenlagen eine relativ hohe Steifigkeit senkrecht zur Hauptebene der Lagen aufweisen. Deshalb werden sie in verschiedenster Form zur Verpackung von Gegenständen eingesetzt, die stoßgeschützt transportiert werde müssen. Nach einmal erfolgter Verformung der Wellpappe müssen solche Füllkörper vernichtet bzw. sonstwie entsorgt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, als Polsterkörper einsetzbaren Wellpappekörpern der eingangs beschriebenen Art ein erweitertes Einsatzfeld zu erschließen und ihre Polsterei¬ genschaften zu verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß mindestens ein Teil der Wellenlagen des mehrschichtigen Wellpappekörpers ge¬ zielt vorgestaucht ist. Die Erfindung macht sich die überra¬ schende Erkenntnis zunutze, daß bei einer mehrschichtigen Well pappeplatte, die senkrecht zu ihrer Lagenebene gequetscht oder gestaucht ist, entgegen den bisherigen Meinungen und Erkennt¬ nissen der Wellpappen-Fachwelt sich das vorgestaucht Material wieder bis zu größenordnungsmäßig 90% seiner ursprünglichen Höhe aufrichtet. Durch einen nach Fertigstellung des Wellpap¬ pekörpers gezielt, und zwar entweder senkrecht oder schräg zur Bahnebene eingeleiteten Stauchprozess wird die Stabilität der einzelnen Wellenlagen durch Knicken oder Quetschen mindestens eines der beiden Schenkel der einzelnen Wellen zerstört, so daß dann der Stauchwiderstand im wesentlichen senkrecht zur Lagenebene nur noch einen Bruchteil des Ausgangsmaterials ausmacht. Dennoch sind, wie durch umfangreiche Versuche festgestellt werden konnte, die Rückstellkräfte so groß, daß sich so hergestelltes Material anstelle üblicher Polsterstoffe bestens zum Verpacken von leichten und mittelschweren Gütern eignet. Dabei hat sich zudem als vorteilhaft herausgestellt, daß die Kurve der Kraftaufnahme des Materials gleichmäßig ansteigt, wohingegen nicht vorkomprimiertes Wellenmaterial eine steil ansteigende Kurve ergibt, die nach Überwinden des ersten Bruchpunktes leicht abfällt und dann zunächst im wesentlichen konstant verläuft. - Ein besonderer Vorteil des erfindungs¬ gemäßen Materials besteht darin, daß dieses bei erneuter Druckbelastung keine zusätzlichen Kaliberverluste ergibt. Das ist gegenüber herkömmlichen "steifen" Wellpappepolstern besonders hinsichtlich der Paßgenauigkeit bei empfindlichem Verpackungsgut, also insbesondere elektrotechnischen Geräten und Apparaturen, wenn diese beim Transport Stoßbeanspruchungen ausgesetzt sind, wichtig; denn bei herkömmlichen Polstern dieser Art entstehen nach solchen, in der Regel konzentriert auftretenden Beanspruchungen zwischen Packgut und Verpackung beträchtliche Hohlräume, die bei erneuten Stößen zu Beschädi¬ gungen des Packgutes führen können. Demgegenüber hat das erfin¬ dungsgemäße Material hervorragende Federungseigenschaften,

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wodurch es bekanntem Wellpappe-Verpackungsmaterial wie auch de bisher üblichen EPS-Schau weit überlegen ist. Vielmehr ent¬ sprechen die Federungseigenschaften eher denen weicher PU- Schäume, so daß sich das Material selbst für das Verpacken seh empfindlicher Geräte hervorragend eignet.

Entscheidendes Kriterium ist nach allem, daß das Federungsver¬ mögen des erfindungsgemäßen Materials erst durch die Druck- "Nachbehandlung" des "steifen" Ausgangsmaterials erzielt wird. Dabei werden, wie oben erwähnt, die einzelnen Wellenaus- formungen auf jeder ihrer beiden Seiten gestaucht bzw. ge¬ knickt. In diesem Zusammenhang läßt sich beobachten, daß, je weniger der Faserverbund in dem Papier bricht, die Elastizität des Gesamtkörpers um so höher ist.

Je nach verwendeter Papierqualität lassen sich die erfindungs¬ gemäßen Körper schon mit zwei Wellpappe-Bahnen ausbilden obwoh in der Regel höherschichtige Körper bevorzugt sein dürften, di bis zu 200 mm Stärke aufweisen können.

Das Federungsvermögen läßt sich u.a. dadurch beeinflussen, daß man nur einen vorbestimmten Teil der Wellenlagen staucht, ob¬ wohl es häufig aus Praktikabilitätserwägungen der Erzielung ei nes gleichmäßigen Federungsmögens vorteilhaft sein wird, alle Wellenlagen gezielt gestaucht vorzusehen. Durch Stauchung nur eines Teils der Wellen läßt sich eine ganz gezielte Kraftauf¬ nahme des erfindungsgemäßen Materials zu erreichen, die zu¬ nächst einen weichen Verlauf aufweist und bei nachfolgender möglicher Deformierung im Einsatz eine mittelharte Reserve bie tet. Zur Erzielung dieser Eigenschaften kann es auch vor¬ teilhaft sein, daß bei dem erfindungsgemäßen Wellpappekörper, insbesondere bei größeren Abmessungen desselben, über seine Fläche verteilt die Wellenlagenstauchung punktuell vorgesehen ist, wie es auch möglich ist, die Eigenschaften durch die Stauchungsrichtung zu variieren, indem dann von den beiden Schenkeln einer Welle nur einer verformt wird oder aber der Verformungsrad zumindest unterschiedlich ist.

Der Elastizitätsgrad des erfindungsgemäßen Wellpappekörpers läßt sich, wie bereits angedeutet, stauchdruckabhängig ein¬ stellen. Zu diesem Zweck kann eine Maschine mit gesteuerter Kraftaufnahme verwendet werden, die den Wellpappekörper ganz¬ flächig oder, soweit gewünscht, punktuell beaufschlagt, wobei in letzterem Fall nur Teile gestaucht werden und der übrige Teil des Körpers die genannte mittelharte Reserve bei besonde¬ ren Einsatzfällen bietet.

Der Elastizitätsgrad ist weiterhin von der für das Wellpap¬ pematerial verwendeten Papierqualität abhängig. Je weniger bei der Stauchung der Faserverbund in dem Papier gebrochen wird, desto höher ist die durch das Rückstellvermögen des Papiers be gründete Elastizität des Gesamtmaterials. Zu diesem Zwecke kan es vorteilhaft sein, wenn mindestens ein Teil der Wellenlagen auch Schrenzpapier besteht. So hat sich herausgestellt, daß hochgeschichtete Wellenlagenkörper aus Schrenzpapier von 3 - 5 cm Stärke ähnliche Polstereigenschaften, insbesondere Elastizi tätscharakteristika wie PU-Schau haben.

Um gezielt unterschiedliche Kraftaufnahme- und Federungs- eigenschaften zu erzielen, können die Schichten oder Wellenla¬ gen aus unterschiedlichem Papiermaterial bestehen. Es sei in diesem Zusammenhang darauf hingewiesen, daß hochwertig-langfa¬ seriges Papier nicht unbedingt für den Hauptzweck der Erfin¬ dung, nämlich der Erzielung eines durchgängig elastischen Pol¬ stererzeugnisses, geeignet ist, obwohl zur Erreichung bestimm¬ ter Festigkeits- und Kraftaufnahmeeigenschaften des fertigen Produktes ein Teil der Wellenlagen aus höherwertigem, langfase rigem Papiermaterial bestehen kann.

Aus gleichen oder ähnlichen Gründen kann der erfindungsgemäße Wellpappekörper nach einer besonderen Ausbildungsform der Er¬ findung als Sandwichkörper aus den Wellpappeschichten mit die¬ sen zwischen- und/oder aufgelagerten Schichten aus festerem Ma terial ausgebildet sein. Solches festeres Material kann aus in

Belastungsrichtung senkrecht zu den Wellpappelagen gegen Druck¬ belastung widerstandsfähigerem bzw. härterem Material, insbe¬ sondere aus ebenen Platten, unverformten Wellpappelagen und/oder dgl. Material bestehen. Weiterhin ist es möglich, daß der Körper zur Erzielung bestimmter Festigkeits- oder aber ge¬ rade auch Biegeeigenschaften ein- und/oder aufgelagerte Lagen bzw. Schichten aus textilem Bahnmaterial umfasst.

Nach allem wird insgesamt mit der Erfindung ein als Polster ge-, eigneter Wellpappekörper geschaffen, der umweltfreundlich ist, indem er einerseits als Substitut für heute üblicherweise ver¬ wendete Kunststoffmaterialien zum Einsatz kommen kann und zum anderen aus einem ökologisch verträglichen Material, nämlich Papier besteht, daß zudem selbst in der Regel ein recycletes Produkt ist, in dem Schrenzpapier als bevorzugter Wellenlagen- stoff in Betracht kommt. Das Federungsvermögen kann je nach An¬ wendungsfall eingestellt werden, wie auch die Papierqualität zu diesem Zweck ausgewählt werden kann. Obwohl in der Regel viel¬ schichtige Wellenlagenkörper vorteilhaft sind, ist es ohne wei¬ teres möglich, auch zweilagige Körper für spezielle Anwendungs¬ fälle einzusetzen, in denen nur eine geringe Kraftaufnahme benötigt wird.

Weitere Vorteile und Ausführungsformen oder -Möglichkeiten der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung der in der schematischen Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele hervor. Es zeigt:

Fig. 1 einen mehrschichtigen Wellpappekörper herkömmlichen Aufbaus,

Fig. 2 einen Wellpappekörper nach der Erfindung mit hindurchgängig zweischenklig, gestauchten Wellen in allen Schichten,

Fig. 3 einen erfindungsgemäßen Wellpappekörper mit durchgängig einschenklig gestauchten Wellen in allen Schichten,

Fig. 4 einen erfindungsgemäßen Wellpappekörper mit teilweise gestauchten, teilweise unbeein- trächtigten Wellenschichten,

Fig. 5 einen Sandwich-Körper mit zwischen zwei im wesentlichen starren Platten angeordnetem mehrschichtigem Wellpappekörper mit erfin¬ dungsgemäß gestauchten Wellenschichten in durchgängig zweischenkliger Stauchung in allen Wellenschichten,

Fig. 6 eine abgewandelte Ausführungsform eines er¬ findungsgemäßen Wellpappekörpers nach Fig. 3 mit versetzt zueinander verlaufenden Wellen,

Fig. 7 in starker Vergrößerung einen erfindungs- gemäßen Wellpappekörper im wesentlichen indes in Fig. 6 gezeigten Aufbaus, aber bei noch stärkerer Stauchung.

Ausgangsmaterial der Erfindung ist ein mehrschichtiger Wellpap¬ pekörper 1 herkömmlichen Aufbaus, wie in Fig. 1 gezeigt, der in der Regel mindestens zwei Wellenbahnen 2 umfaßt, die mit Deck¬ schichten 3 kaschiert sind, so daß die Wellen ihre Form und ih¬ ren Abstand zueinander halten. Der Wellpappekörper 1 kann aus Wellenlagen 2 gleicher Höhe oder gegebenenfalls auch aus sol¬ chen unterschiedlicher Höhe hergestellt sein, wobei die Lagen vorteilhaft auf einer Wellpappemaschine in normaler Weise, d.h. ohne übermäßigen Druck, aufeinanderkaschiert werden, so daß die Wellen unzerstört bleiben. Der Vollständigkeit halber sei er¬ wähnt, daß die einzelnen Wellenbahnenlagen mit einer Deck¬ schicht als Rollenwellpappe zur Verfügung gestellt werden kön-

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nen, um dann durch Abschneiden entsprechender Zuschnittteile den geschichteten Wellpappekörper 1 herzustellen.

Fig. 2 zeigt einen erfindungsgemäß behandelten, unter Einsatz des Wellpappekörpers 1 der Fig. 1 erzeugten Stauch-Wellpap¬ pekörper 10. Bei diesem sind sämtliche Wellenlagen durch eine im wesentlichen senkrecht zu den Deckschichten ausgeübten Stauchdruck zu Stauch-Wellenlagen 20 verformt. Deren wesentli¬ ches Kennzeichen besteht darin, daß in den Wellenflanken 21 je der Einzelwelle ein Knick erzeugt wird, während Wellenrücken bzw. Wellentäler 22 (je nach Betrachtungsrichtung) unverändert bleiben. Durch die Feder- bzw. Rückstellwirkung der angestauch ten Wellenflanken im Wechselspiel mit den unbeeinflußten Wel¬ lentälern bzw. -rücken und dem so erzeugten Stauch-Wellpap¬ pekörper 10 bleibt ein hohes Federungsvermögen inne. Die Deckschichten 3 bleiben unbeeinflußt.

In Fig. 3 ist ein ähnliche Eigenschaften wie das Erzeugnis der Fig. 2 aufweisender Stauch-Wellpappekörper 10a gezeigt, bei der die Wellenlagen nur durch Stauchung in einer Flanke 21a der Wellen bleibend verformt sind. Dies geschieht durch Aufbringen eines Stauchdruckes auf einen Wellpappekörper der Fig. 1 in ei¬ ner im Winkel zu den Deckschichten 3 verlaufenden Richtung, vorzugsweise unter einem Winkel von etwa 45°. Anstelle einer solchen Stauchung schräg zu den Deckschichten ist es aber auch möglich, eine derartige Wellenstruktur vor dem Kaschieren der Schichten zu erzeugen, also in der Wellpappemaschine entspre¬ chende Vorkehrungen zu treffen, um eine Knickung der Wellen nur in einer Flanke vorzusehen. Die Federwirkung des Stauch-Well- pappekörpers 10a ist im wesentlichen die gleiche wie bei dem in Fig. 2 gezeigten Körper 10.

Fig. 4 zeigt einen Wellpappekörper 10b, der eine Kombination aus Lagen gemäß Wellpappekörper 1 und solchen des Wellpappekör¬ pers 10 der Fig. 2 beeinhaltet. Mit anderen Worten ist hier nur ein Teil der Wellenlagen verformt und mit unverformten Wellen¬ lagen zusammengefügt, wobei es natürlich auch ohne weiteres

denkbar ist, imπuπer abwechselnd eine verformte und eine unver- formte Wellenlage intermittierend anzuordnen oder eine andere Wechselanordnung vorzusehen. Durch eine solche wechselweise bzw. kombinierte Anordnung von vorgestauchten und unvorge- stauchten Wellenlagen ist es möglich, besondere Federungs¬ eigenschaften des Wellpappekörpers 10b zu erzielen, indem diese zunächst bei Belastung im Einsatz eine weiche Federung zeigen und dann, nach weitgehendem Zusammendrücken der vorgestauchten Wellenlagen, einen höheren Widerstand aufweisen, also eine härtere Abfederung des Pappgutes ergeben, indem die unverfor - ten Wellen eine gewiße Kraftreserve zum Abfangen dynamischer Belastungskräfte bilden.

Wie in Fig. 5 wiedergegeben, kann man das erfindungsgemäß be¬ handelte Wellpappematerial auch in .Sandwichbauweise anordnen, um einen Federungskörper 10c zu erhalten, bei dem sich Material entsprechend dem Stauch-Wellpappekörper 10 der Fig. 2 in je¬ weils gewünschter Wellenlagenzahl zwischen 2 mehr oder weniger starren Materialplatten 23 befindet. Je nach Einsatzzweck ist es natürlich auch möglich, solche Materialplatten 23 nur ein¬ seitig oder in Zwischenlagerung zwischen einer oder mehreren vorgeformten Wellenlagen 20 vorzusehen.

Fig. 6 zeigt einen Stauch-Wellpappekörper lOd mit einer Stauch¬ struktur ähnlich dem in Fig. 3 gezeigten Wellpappekörper 10a, d.h. mit an einer Flanke verformten Wellen, jedoch mit einer Grund-Wellenstruktur, die eine Versatzanordnung zwischen je¬ weils einander benachbarten Lagen aufweist. Mit anderen Worten liegen die Wellenberge der einen Lage jeweils genau in der Mitte zwischen zwei Wellentälern der beiden benachbarten Lagen, so daß jeweils intermittierend die jeweils übernächsten Lagen deckungsgleich sind.

In Fig. 7 ist in vergrößertem Maßstab der Stauch-Wellpappekör¬ per lOd der Fig. 6 in hochgradigem Verformungszustand wiederge¬ geben. Dabei erkennt man, daß bei einer solchen Anordnung die Deckschichten 30 mitverformt werden, indem sie sich den durch

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die einseitige Verformung der jeweils benachbarten Wellenlage enstehenden Verdickungen anpassen. Auf diese Weise läßt sich weiteres Federungspotential eines derart hergestellten Körpers aktivieren.

Aus den dargestellten Beispielen geht ohne weiteres hervor, daß sich solche Wellpappematerialkörper ausgezeichnet als Polster¬ material für Verpackungszwecke eignet, wobei unterschiedliche Eigenschaften durch die verschiedensten Kombination, sei es durch die Art der Stauchung oder die Verbindung mit anderen Materialien, erreichen lassen. In diesem Zusammenhang sei daraufhingewiesen, daß natürlich auch Wellpappebahnen mit sich kreuzenden Wellenrichtungen vorgesehen werden können, wie es auch möglich ist, z.B. Stauchungsanordnungen nach den unter¬ schiedlichen Beispielen der Fig. 2 und 3 miteinander zu kombinieren.