AT503972B1 - Streckbare oder gestreckte kunststofffolie und verfahren zu deren herstellung - Google Patents

Description

österreichisches Patentamt AT503 972 B1 2010-01-15

Beschreibung [0001] Die vorliegende Erfindung betrifft eine im Chill-Rollverfahren hergestellte Kunststofffolie aus thermoplastischem Kunststoff, die an einer Seite eine reliefartige Struktur aufweist. Streckbare Kunststofffolien sind schon seit langer Zeit bekannt. Sie weisen trotz ihrer Dünnheit eine hohe Zugfestigkeit und Dehnbarkeit auf. Die Oberflächen sind meist glatt ausgeführt und der Folienkörper kann, je nach Verwendungszweck, hoch transparent aber auch opak bis undurchsichtig sein. Diese Eigenschaften ermöglichen ein sehr breites Anwendungsgebiet dieser Folien.

[0002] Ein Nachteil der dem Stand der Technik entsprechenden Folien ist, dass sie durch ihre Dünnheit in ihrer Dehnbarkeit begrenzt sind und bei Erreichen der Zugfestigkeitsgrenze an nicht vorhersehbaren Stellen reißen. Abhilfe schaffen dickere Folien, die durch ihr größeres Volumen weiter gedehnt werden können, da sie die kritische Dicke, ab der die Folie zu reißen beginnt, erst bei größerer Reckung erreicht. Nachteile der dickeren Folien sind, dass sie die gewünschten Eigenschaften wie beispielsweise Transparenz, niedriges Gewicht, Biegeweichheit oder auch Anpassungsfähigkeit nicht mehr ausreichend erfüllen.

[0003] Die DE 692 05 966 T2 beschreibt beispielsweise Elastomerfolien, welche bereits innerhalb des Produktionsprozesses verstreckt bzw. orientiert werden, damit die Wärmeschrumpf-barkeit von diesen Elastomeren erreicht bzw. verbessert werden kann.

[0004] Derartige Folien eignen sich beispielsweise nicht für Verpackungszwecke, da sie bereits beim Produktionsprozess verstreckt werden.

[0005] Die DE 198 12 097 C1 zeigt eine Folie, welche an einer Seite ein bürstenähnliches Flor aufweist. Das hier beschriebene Verfahren ist gegenüber der Erfindung dahingehend unterschiedlich, dass zur Herstellung des Flors ein Vakuum angelegt werden muss. Zusätzlich muss nachfolgend des Gießens und Abkühlens der entstandene Flor gekämmt oder gebürstet werden, um den gewünschten Effekt zu erreichen.

[0006] Weiters kann es beispielsweise bei der Verpackung von Lebensmitteln gewünscht sein, eine Folie zu verwenden, die an bestimmten Stellen luft-, dampf- oder wasserdurchlässig ist, aber an anderen Stellen wiederum dicht sein soll. Solche Folien maßgeschneidert herzustellen ist sehr kostenintensiv und aufwändig.

[0007] Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Folie zu schaffen die eine erheblich höhere Dehnbarkeit aufweist als herkömmliche Folien, dabei aber ihr geringes Gewicht, ihre hohe Transparenz und Flexibilität behält. Ein weiterer gewünschter Vorteil soll es sein, die Durchlässigkeit der Folie durch die Anwendung monoaxialer Zugspannung zu verändern, z.B. durch Ausbildung eines Netzes.

[0008] Gemäß vorliegender Erfindung wird die Aufgabe dadurch gelöst, dass vom Folienkörper abstehende Stege vorgesehen sind, die aneinander anschließende Wabenelemente bilden und jeweils Folienabschnitte einschließen, und dass auf der den Stegen abgewandten Seite der Folie Kerben vorgesehen sind, wobei die Kerben entlang der Stege verlaufen. Weitere vorteilhafte Merkmale sind den Ansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen.

[0009] Die erfindungsgemäße Folie kann beispielsweise als Polyethylen-Stretchfolie mit Wabenstruktur ausgeführt sein, wobei die Stege der Waben erhaben erscheinen und dadurch ein hohes Potential an dehnfähigem Material aufweisen und somit ein Materialreservoir darstellen.

[0010] Die erhabene Struktur kann dabei beispielsweise als Welle, Raute, Rhombus, Trapez oder Streifen ausgeprägt sein. Darüber hinaus eignen sich alle gleichförmig aneinanderreihba-ren und ohne Zwischenraum anschließenden, geometrischen, zweidimensionalen Formen mit gleichförmigen Stegen, für die Erzeugung der erhabenen Struktur.

[0011] Ein weiterer Vorteil einer Ausführungsvariante der vorliegenden Erfindung ist es, dass bei entsprechender monoaxialer Reckung eine koordinierte, gewollte Lochbildung im mittleren Bereich der Flächen erreicht wird, sodass eine netzähnliche, verstreckte luft- und/oder wasser- 1/6 österreichisches Patentamt AT503 972B1 2010-01-15 durchlässige Stretchfolie entsteht.

[0012] Beim eingesetzten Material handelt es sich vornehmlich um LLDPE (Linear low density Polyethylen) sowie um alle thermoplastischen Kunststoffe, die in ihrem Kraft-/Dehnungs-verhalten Polyolefinen ebenbürtig sind oder in puncto Dehnfähigkeit übertreffen und alternativ dazu um alle thermoplastischen Polyolefine sowie Polyolefin/Elastomerblends.

[0013] Im Folgenden wird die Erfindung anhand der Zeichnungen näher ausgeführt.

[0014] Fig. 1 zeigt einen Schnitt durch die Folie in schematischer Darstellung [0015] Fig. 2 zeigt einen Schnitt durch eine Ausführungsform der Folie [0016] Fig. 3 zeigt eine Aufsicht auf eine Ausführung der Folie mit sechseckiger Wabenstruk tur.

[0017] Die Figuren 4a, 4b und 4c zeigen ein Wabenelement in drei unterschiedlichen Re ckungsgraden.

[0018] Fig. 1 zeigt einen Schnitt der Folie 1 mit einer Anzahl von Stegen 2 und dazwischenlie genden dünnen Folienabschnitten 3, die zusammenhängend den durchgehenden Folienkörper 9 bilden. Die Stege 2 erstrecken sich vom Folienkörper 9 nach einer Seite der Folie und bilden in Aufsicht Wabenelemente 8 die jeweils eine geschlossene Form haben. In Fig. 2 dargestellt ist ein Schnitt durch eine Folie 1 mit den Stegen 2 und dünnen Folienabschnitten 3, wobei in dieser

Ausführungsvariante die Kämme 4 der Stege sowie die Übergänge 5 der Stege in die Folienabschnitte 3 abgerundet sind. Weiters sind an der den Stegen abgewandten Seite 6 Kerben 7 vorgesehen, die genau oder in etwa den Verläufen der Stege folgen.

[0019] Wird nun an die Folie mechanische Spannung angelegt, so beginnt sie sich zu dehnen. Erhöht man die Kraft, beginnt der Kunststoff zu fließen, bis die Folie durch die Querkontraktion letztendlich so dünn wird, dass sie reißt. Dabei dienen erfindungsgemäß die vorgesehenen Stege als eine Art Materialreservoir, sodass eine stärkere Streckung vorgenommen werden kann.

[0020] Aufgrund der spezifischen Materialeigenschaften und der speziellen Geometrie reißt die erfindungsgemäße Folie erst, wenn dieses Materialreservoir, also die Stege, aufgebraucht sind.

[0021] Zur Bildung von netzartigen Folien ist es möglich die Struktur der Stege sowie die Spannungsachse beim Strecken so zu wählen, dass es zu einer kontrollierten Lochbildung innerhalb der Wabenelemente kommt. Die Größe der Löcher wird dabei maßgeblich durch die mechanische Spannung bestimmt. Form und Muster sind hauptsächlich durch das Stegmuster, also die Form der Wabenelemente gegeben.

[0022] Fig. 3 Zeigt eine Aufsicht auf eine Folie mit wabenförmigem Stegverlauf. Jedes Wabenelement ist ein gleichmäßiges Sechseck.

[0023] Fig. 4a zeigt eine weitere Ausführungsform eines Wabenelementes 8 in nicht gerecktem Zustand. Es hat die Form eines gestreckten gleichschenkeligen Sechsecks. Fig. 4b zeigt das Wabenelement 8 der Fig. 4a in 100 % gerecktem Zustand und Fig. 4c zeigt wiederum dasselbe Element welches über 200% gereckt ist. Bei dieser Reckung hat sich beispielsweise durch Reißen des Folienabschnitts 3 ein Loch oder Riss 10 gebildet, sodass die Folie zu einem Netz wird, dessen Maschenweite mit der Streckkraft einstellbar ist. Damit kann z.B. die Durchlässigkeit der Folie von völlig undurchlässig für Wasserdampf oder Wasser und Luft bis zur offenen Netzstruktur mit völliger Durchlässigkeit eingestellt werden.

[0024] Im Rahmen der Erfindung liegt es auch, die Stege 2 nicht nur an einer Seite, sondern an beiden Seiten der Folie vorzusehen.

[0025] Zur Herstellung der erfindungsgemäßen Folie wird vorteilhaft das sogenannte Chili roll-Verfahren angewandt. Dabei wird der im Extruder plastifizierte Kunststoff im Werkzeug verteilt und anschließend auf die Kühlwalze aufgetragen. Dadurch werden dünne Folien (meist im Dickenbereich von 10 bis 250 Mikrometer) erzeugt. Die weitere Kühlung der Folie erfolgt dann 2/6

Claims (10)

1. österreichisches Patentamt AT503 972 B1 2010-01-15 über Kühlwalzen. Anschließend wird die Folie auf einem sogenannten Folienwickler aufgewickelt. Die Formwalze weist dabei das Wabenmuster in ungestreckter Form als Vertiefungen auf. Die gekühlte Chill-Roll-Walze kann glatt sein oder das negative Muster der den Stegen abgewandten Seite 6 der Folie tragen. Nach Abkühlen kann die Folie in ungestrecktem oder aber bevorzugt in auf das gewünschte Maß gestrecktem Zustand aufgerollt oder weiter verarbeitet werden. Patentansprüche 1. Streckbare im Chill-Rollverfahren hergestellte Kunststofffolie aus thermoplastischem Kunststoff, die an einer Seite eine reliefartige Struktur aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass vom Folienkörper (9) abstehende Stege (2) vorgesehen sind, die aneinander anschließende Wabenelemente (8) bilden und jeweils Folienabschnitte (3) einschließen, und dass auf der den Stegen (2) abgewandten Seite (6) der Folie Kerben (7) vorgesehen sind, wobei die Kerben entlang der Stege (2) verlaufen.
2. 2. Kunststofffolie nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie aus streckbarem Kunststoff wie Polyethylen, vorzugsweise aus LLDPE, Polyolefinen und Polyole-fin/Elastomerblends besteht.
3. 3. Kunststofffolie nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Übergänge (5) zwischen den Stegen (2) und den Folienabschnitten (3) Abrundungen aufweisen.
4. 4. Kunststofffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Kämme (4) der Stege (2) abgerundet sind.
5. 5. Kunststofffolie nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Wabenelemente Polygone, vorzugsweise Sechsecke sind.
6. 6. Folie nach einem der vorhergehenden Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie nach dem Strecken in den Folienabschnitten (3) Löcher oder Risse (10) aufweist, die maximal bis zu den Stegen (2) des Wabenelements (8) reichen.
7. 7. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Folienabschnitte (3) des Folienkörpers (9) eine variable Dicke aufweisen.
8. 8. Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die dünnsten Bereiche des Folienkörpers (9) in einem Mittelbereich der Folienabschnitte (3) sind.
9. 9. Verfahren zur Herstellung einer Folie nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die plastische Masse des verflüssigten Kunststoffes auf eine Chill-Roll-Walze extrudiert wird, die das Wabenmuster in ungestreckter Form als Vertiefungen aufweist.
10. 10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Kühlung des Kunststoffes durch die Chill-Roll-Walze erfolgt und dadurch die Form der Kunststofffolie fixiert wird, und dass die weitere Kühlung der Kunststofffolie über Kühlwalzen erfolgt und anschließend auf einem Folienwickler aufgerollt wird. Hierzu 3 Blatt Zeichnungen 3/6