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Verfahren und Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines bahnförmigen, Zellen enthaltenden, biegsamen Materials
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur kontinuierlichen Herstellung eines bahnförmigen, Zellen enthaltenden, biegsamen Materials, das besonders für Verpackungszwecke gedacht ist.
Schichtförmige Materialien in Bahnform, die aus zwei oder mehr, zur Bildung von luftgefüllten Zellen oder Taschen stellenweise miteinander verklebten Folienschichten bestehen, sind in verschiedenen Ausführungsformen bekannt. Nach einem Vorschlag werden solche Bahnen so hergestellt, dass man einen aus einer Pressdüse austretenden Schlauch bereichsweise quetscht und die sich berührenden Wandlagen verschweisst. Die Ausbildung einer Vielzahl von kleinen Zellen ist auf diese Weise nicht möglich. Nach einem andern Verfahren werden Bahnen aus prägefähigem Material, das auch Kunststoff sein kann, durch einen Prägewalzenspalt geführt und mit nach einer Seite aus der Bahn vorragenden ineinandergreifenden Ausbuchtungen versehen ; anschliessend wird diese Bahn mit einer glatten Bahn dubliert, wobei die Ausbuchtungen zu Zellen geschlossen werden.
Ferner ist vorgeschlagen worden, steifes plattenförmiges Material zur Herstellung von Schachteln in der Weise herzustellen, dass man zwischen zwei glatte Deckflächen eine wellenbildende Bahn einarbeitet, wobei die Verbindung dieser drei Bahnen durch bereichsweise thermoplastische Verschweissung der glatten Aussenbahnen und der gewellten Einlagen erfolgt.
Soweit nach diesen Verfahren Enderzeugnisse erhalten werden, die Bahnen mit zahlreichen in diesen eingeschlossenen Zellen vorstellen, werden diese Zellen meist durch einen Prägevorgang erreicht, etwa unter Verwendung von Prägewalzen, durch die die mit den Ausbuchtungen zu versehenden Bahnen hindurchlaufen. Auf diese Weise werden diese Bahnen aber stark beansprucht und es besteht die Gefahr der Rissbildung in den Ausbuchtungen, besonders wenn diese nicht rinnen-, sondern topfförmig sind und wenn die Ausbuchtungen grössere Tiefe haben sollen ; dies gilt auch für die Herstellung topfförmiger Ausbuchtungen durch Vakuumprägen mittels ungeheizter Walzen. Es ist daher die Verwendung von hochwertigen Folienmaterialien nötig.
Ausserdem besteht gegen diese älteren Methoden der Einwand, dass die Arbeitsgeschwindigkeit der Maschinen, die zur Erzeugung von solchem Material dienen, im Hinblick auf den angewendeten Verformungsvorgang ziemlich gering ist.
Die Erfindung vermeidet diese Nachteile durch ein neues Herstellungsverfahren und eine Vorrichtung zu dessen Durchführung. Ausgehend von einem Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines bahnförmigen, Zellen enthaltenden, biegsamen Materials durch Verschweissen zweier Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff, wobei zuerst eine dieser Bahnen mit nach einer Bahnseite weisenden Ausbuchtungen versehen wird und diese Bahn sodann mit der andern Bahn durch Anwendung von Druck und Wärme unter Verschluss der alsdann luftgefüllten Ausbuchtungen verbunden wird, kennzeichnet sich das erfindungsgemässe Verfahren dadurch, dass die beiden Bahnen gegebenenfalls nach einer Vorwärmung vor ihrer Vereinigung durch Druck und Wärme,
in an sich bekannter Weise getrennt voneinander progressiv auf die Schweisstemperatur erwärmt und sodann in einer der beiden Bahnen die Ausbuchtungen durch einen Vakuumprägevorgang gebildet werden.
Die Vorrichtung zur Durchführung dieses Verfahrens, die mit einer Prägewalze zur Erzeugung der Ausbuchtungen in der einen Bahn, und mit einer Anpresswalze zum Andrücken der zweiten Bahn gegen
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den Umfang der Prägewalze sowie mit Heizeinrichtungen für die Bahnen versehen ist kennzeichnet sich dadurch, dass der Prägewalze, die in an sich bekannter Weise als Vakuumprägewalze ausgebildet ist, zwei Reihen von heizbaren Transportwalzen vorgeordnet sind, wobei die Transportwalzen in Richtung zur Prägewalze mit ansteigenden Temperaturen heizbar sind und dass die Endwalze der einen Transportwalzenreihe die Anpresswalze an die Prägewalze bildet und die beiden Bahnen gegeneinanderpresst.
Zweckmässig ist es, wenn auf der Einführungsseite der beiden Transportwalzenreihen eine gemeinsame Transportwalze vorgesehen ist.
Die Erfindung wird nun in einem Beispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen : Fig. l eine perspektivische Teilansicht des Materials ; Fig. 2 im Schnitt nach Linie 11-11 der Fig. 1 die nach der Erfindung erhaltene Bahn und Fig. 3 das Schema einer erfindungsgemässen Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemässen Verfahrens.
Gemäss Fig. 1 und 2 sind zwei Bahnen --1, 2--, z. B. aus Polyäthylen aneinanderliegend miteinander verbunden. Die Bahn-l--besitzt an der von der Bahn --2-- abgekehrten Seite
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Zur Herstellung des in den Fig. l und 2 gezeigten Materials kann eine Vorrichtung dienen, die nach Fig. 3 arbeitet.
Eine Polyäthylenbahn --5--, mit einer Dicke von etwa 1 mm wird über eine Walze-6einer Abrollvorrichtung --7-- von einem Vorratswickel abgezogen und über eine Führungsrolle - 8-geführt. Gleichzeitig wird eine dünnere Polyäthylenbahn --11-- (Dicke etwa 0, 50 mm) über
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beide Bahnen-5, 11- gemeinsam unter eine Glättungs- und Streckwalze --15-- geführt. Der Umfang der Streckwalze --15-- ist mit axial links-und rechtsweisenden Vorsprüngen versehen, die im Walzenumfang parallel zur Walzenachse hin-und herbeweglich sind. Während die Bahnen auf den Vorsprüngen aufliegen, bewegen sich letztere axial auseinander und werden während der restlichen Zeit einander wieder genähert.
Von der Streckwalze--15--kommen die Bahnen zusammen auf eine mit Kautschuk überzogene Aufgaberolle--16--und dann auf eine dampfgeheizte Walze--17--, wodurch die Bahnen--5, 11-- auf eine Temperatur vorgewärmt werden, die wesentlich unter der Erweichungstemperatur der Bahnen liegt, so dass die Bahnen nicht aneinanderkleben. Von der Walze - wird die Bahn--11--über eine Streckwalze-18--, die der Streckwalze--IS-- ähnlich ist, und dann, bevor sie wieder mit der Bahn--5-in Kontakt gebracht wird, über zwei
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21--geführt.- und über zwei dampfgeheizte Rollen--24, 25-, welche die Bahn-5-auf Erweichungstemperatur erhitzen.
Nach Verlassen der Rolle --25-- gelangt die heisse, weiche Bahn --5-- zu der Vakuumprägewalze--26--. Es ist dies im wesentlichen ein Zylinder mit gelochtem Mantel, der mit einer Vakuumpumpe in Verbindung steht. Der Druck innerhalb der Walze-26wird auf etwa 0, 5 at gehalten.
Wie Fig. 3 zeigt, lässt man die Bahn-5-auf die Oberfläche der Walze-26-in einer Entfernung (120 bis 150 mm) vor jener Stelle auflaufen, an der sie mit der Bahn--11-zusammentrifft. In diesem Abschnitt wird durch die Öffnungen im Walzenmantel eine Saugwirkung auf
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eingezogenen Oberflächenteilen der Bahn--5--, d. h. zwischen den Ausbuchtungen verschweisst wird. Nachdem das aus den Bahnen--5, 11--entstandene Gebilde der Vakuumwalze über einem Bogen von ungefähr 1200 gefolgt ist, wird es mit aus Düsen-27-austretendem kaltem Wasser abgekühlt und wird dann von der Walze --26-- über eine Abnahmerolle-28-abgezogen. Das so erhaltene Endprodukt kann nach der Rolle--28--in eine Vorrichtung geführt werden, in der es getrocknet und auf Walzen aufgewickelt wird.
Die Walze --21-- ist vorzugsweise mit einem nachgiebigen, hitzebeständigen Material, z. B.
Siliconkautschuk, bezogen, um zu sichern, dass der Spaltdruck zwischen den Walzen--21 und 26--
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ferner eine Papierbahn sein, die mit Polyäthylen beschichtet ist.
Die Anzahl der dampfgeheizten Walzen hängt von der Temperatur ab, bei welcher die Bahnen erweichen, sowie von der Dicke der Bahnen.
PATENTANSPRÜCHE :
1. Verfahren zur kontinuierlichen Herstellung eines bahnförmigen, Zellen enthaltenden, biegsamen Materials durch Verschweissen zweier Bahnen aus thermoplastischem Kunststoff, wobei zuerst eine dieser Bahnen mit nach einer Bahnseite weisenden Ausbuchtungen versehen wird und diese Bahn sodann mit der andern Bahn durch Anwendung von Druck und Wärme unter Verschluss der
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beiden Bahnen (5,11) gegebenenfalls nach einer Vorwärmung vor ihrer Vereinigung durch Druck und Wärme, in an sich bekannter Weise getrennt voneinander progressiv auf die Schweisstemperatur erwärmt und sodann in einer der beiden Bahnen die Ausbuchtungen durch einen Vakuumprägevorgang gebildet werden.
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