Bayerische Faltschachtelhersteller stehen im ständigen Wettbewerb mit anderen deutschen und europäischen Unternehmen. Eng verknüpft damit sind Planungen zur Sicherung der Qualität sowie Maßnahmen, die in Zukunft helfen, Kosten zu senken und die Kundenzufriedenheit zu erhöhen. Ein wesentliches Qualitätskriterium ist dabei die Güte der Längsnahtverklebung von Faltschachteln. Da das Verkleben der Nähte den letzten Schritt in der Produktionskette darstellt, kann, wie Erfahrungen der Forschungsstelle immer wieder zeigen, eine mangelhafte Verklebung zu einem Schaden führen, der den Materialwert um ein Vielfaches übersteigt. Besonders kritisch verhalten sich in dieser Hinsicht veredelte Faltschachteln, wie z.B. folienkaschierte oder auch lackierte Faltschachtelkartons, bei denen die Klebelasche nicht ausgespart werden konnte. Die Qualität der Faltschachtelverklebung wird im Wesentlichen durch die Eigenschaften des verwendeten Klebstoffs, die Beschaffenheit der Kartonvorder- und -rückseite und die verfahrenstechnischen Bedingungen der Faltschachtelklebemaschine bestimmt. Zur Ermittlung der Einflussfaktoren ist eine nähere Analyse des Verklebungsprozesses in Faltschachtelklebemaschinen und die Betrachtung des wechselseitigen Zusammenspiels der oben genannten Faktoren sehr aufschlussreich. Bei schwierig zu verklebenden Kartonoberflächen, dazu zählen insbesondere lackierte und folienkaschierte Oberflächen, können heute eine Reihe von Vorbehandlungsverfahren angewendet werden. Dazu zählen im Einzelnen: Aussparen der Lackierung an der Klebelasche; Perforieren oder Abfräsen der Klebelasche; Vorbehandeln der Oberfläche mit Corona-Verfahren; Aufbringen eines Primers. Seit kurzer Zeit steht ein neues Messverfahren zur Verfügung, welches in einem Industriearbeitskreis unter Leitung der PTS entwickelt wurde. Das Verfahren beruht darauf, mit Hilfe einer Prüfanordnung die in der Praxis auftretende Kombination einer ziehenden und schälenden Beanspruchung der Klebnaht nachzubilden und die dabei zum Aufziehen der Klebnaht erforderliche Kraft mit einer Zugprüfmaschine zu quantifizieren. Ziel des Projektes ist die Ermittlung der karton- und klebstoffspezifischen Einflussfaktoren auf die Klebenahtfestigkeit von Faltschachteln bei ihrer Herstellung. Die ermittelten Einflussfaktoren sollen anschließend dazu benutzt werden, die optimalen Karton- und Klebstoffeigenschaften zu spezifizieren. Einen Schwerpunkt der Untersuchungen sollen mit Lacken und Folien veredelte Kartonoberflächen bilden. Zusammenfassend lässt sich eine Vorgehensweise beschreiben, mit der die Spezifizierung einer optimalen Verklebung von Faltschachteln auf Faltschachtelklebemaschinen möglich ist. Die Herstellung der Faltschachteln erfolgte ausschließlich an Faltschachtelklebemaschinen unter praxisrelevanten Bedingungen bei den Industriepartnern. Damit der mögliche Einfluss der Faltschachtelklebemaschine ermittelt werden konnte, wurden jeweils die gleichen Faltschachtelnutzen auf den unterschiedlichen Maschinen geklebt. Zur Identifizierung der Klebenahtfestigkeit wurden die geklebten Faltschachteln entsprechend der PTS-Methode PTS-PR 301/2008 geprüft und das Bruchverhalten in Trennfläche bewertet. Aus Gründen der Vergleichbarkeit wurde ein genaues Zeitintervall zwischen dem Verkleben der Schachteln und der Klebenahtprüfung eingehalten. Die Auswertung der Messergebnisse erfolgte u.a. mit Hilfe statistischer Korrelationsanalysen, insbesondere wurden die Einflussstärken der einzelnen Einflussfaktoren auf die Klebenahtfestigkeit durch die Berechnung mittels Faktorenanalyse ermittelt und quantifiziert. Diese waren im Einzelnen: Einfluss der Faltschachtelkartonsorte; Einfluss der Faltschachtelklebemaschine; Einfluss der Klebenahtvorbehandlung; Einfluss des Klebstoffs; Einfluss der Abbindezeit; Einfluss der Lackaussparung der Klebelasche; Einfluss der Lagerung bzw. Lagerzeit; Einfluss des Klebelaschenbereichs (Codierungseindruck in der Lasche). Je nach Art der Einflussfaktoren wurden für die einzelnen Bereiche Optimierungsvorschläge erarbeitet. Die Wettbewerbsfähigkeit der überwiegend kleinen und mittelständischen bayerischen Faltschachtelbetriebe hängt wesentlich davon ab, ob Produkte mit hoher Qualität kostengünstig hergestellt werden können. Ein wichtiges Kriterium stellt hierbei die Güte der Klebenähte dar. Die vorbeugende Qualitätssicherung durch die sichere Beurteilung der zur Verklebung eingesetzten Materialien vermeidet die Produktion von Makulatur, spätere Reklamationen oder Produktivitätsverluste durch Maschinenstillstandszeiten bzw. Reduktion der Maschinengeschwindigkeiten. Das Vorhaben liefert deshalb einen wesentlichen Beitrag zur Sicherung der Produktion und verbessert somit die Wettbewerbsfähigkeit der bayerischen Faltschachtelindustrie.
Bavaria's folding carton producers are in permanent competition with other German and European manufacturers. This requires careful planning to assure the product quality, as well as measures helping to save costs and increase the customer satisfaction in future. A key quality criterion of folding cartons is the strength of their longitudinal adhesive joints. Because gluing is the final step in folding carton production, experience has shown time and time again that defective adhesive joints can lead to quality losses exceeding the value of the raw materials used many times over. Upgraded products like film-laminated or varnished folding cartons are particularly critical in this respect if the adhesive flap cannot be omitted when applying the film or varnish. Key influences on the quality of adhesive joints are the properties of the adhesive used, quality characteristics of the front and reverse sides of the cartonboard, and process-technological conditions prevailing in the folding carton gluing machine. A closer look at the gluing process in the folding carton gluing machine and at the interactions between the above mentioned factors will provide valuable insights helping to clarify these influences, A number of pre-treatment methods are available today for cartonboard surfaces that cannot be glued together easily - in particular varnished and filmlaminated surfaces. These methods include: Omitting the adhesive flap during varnishing; Perforating or milling off the material applied on the adhesive flap; Pre-treating the surface by means of a corona process; Applying a primer. A new method has recently been introduced for measuring the strength of an adhesive joint. Developed by an industrial working group led by PTS, the method uses a test setup that simulates the combined effects of tensile and peel forces acting on adhesive joints in practice, quantifying the force required to tear open the adhesive joint by means of a tensile tester. Objective of this research project was the determination of cartonboard- and adhesive specific influences on the adhesive joint strength of folding cartons during their production. The influences found were to be used to specify optimum cartonboard and adhesive characteristics, focusing on cartonboard surfaces upgraded by varnishing and film lamination. Summarising the project results, a procedure may be described which makes it possible to specify optimum gluing parameters for folding cartons in a folding carton gluing machine. Folding cartons were produced exclusively on the folding carton gluing machines of the industrial project partners involved, using practically relevant conditions. To identify possible machine parameter influences, all tests were performed with identical blanks. The glued folding cartons were tested in accordance with PTS Method PTS-PR 301/2008 to identify the strength of their adhesive joints, evaluating the tensile properties in the breaking zone. For reasons of comparability, the time interval between gluing and testing was the exactly same throughout all tests. Measurements were evaluated by means of statistical correlation analyses, among other, determining and quantifying especially the magnitude of the influences exerted by the various factors on adhesive joint strength through factor-analytical calculations. More specifically, the analyses covered the influences of: cartonboard type; folding carton gluing machines; adhesive joint pre-treatments; adhesives; setting times; omitting the adhesive flap during varnishing; storage conditions or storage times; adhesive flap properties (code imprinted on the flap). Optimisation measures were proposed for each category, depending on the type of influence. The competitiveness of Bavarian folding carton producers, most of which are small and medium size enterprises, depends mainly on their ability to manufacture high-quality products at low cost. The quality of adhesive joints is an important criterion in this context. Preventive quality assurance based on reliable assessments of the materials used for gluing prevents off-spec production leading to complaints as well as productivity losses due to machine standstills or reduced machine speeds. The project results contribute significantly to achieving the desired production results, thus improving the competitiveness of Bavarian folding carton producers.