AT6262U1

AT6262U1 - Verfahren zum herstellen von perforierten folien

Info

Publication number: AT6262U1
Application number: AT0059102U
Authority: AT
Inventors: Siegfried Dipl Ing Ambrosch
Original assignee: Jodl Verpackungen Gmbh
Priority date: 2002-09-05
Filing date: 2002-09-05
Publication date: 2003-07-25
Also published as: EP1396316A3; EP1396316A2

Abstract

Um in einer Folie (1) aus thermoplastischem Kunststoff Perforationslöcher (2) herzustellen, werden auf der Folie (1) überall dort, wo solche Perforationslöcher (2) herzustellen sind, durch eine Vorbehandlung, beispielsweise durch Auftragen von Pigment-Stellen Bereiche (4, 8, 10) erzeugt, in denen die Absorption bezüglich zugeführter Energie im Vergleich zu den anderen, nicht vorbehandelten Bereichen der Folie (1) erhöht ist. So wird erreicht, daß die Folie (1) beim Zuführen von Energie, wegen der in den vorbehandelten Bereichen (4, 8, 10) verstärkten Absorption für die zugeführte Energie so stark erwärmt wird, daß sie unter Ausbilden der gewünschten Perforationslöcher (2) aufschmilzt. So entstehen in der Folie (1) Perforationslöcher (2), die rissfrei sind.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von perforierten Folien.

Derartige Folien werden für Verpackungszwecke eingesetzt, in denen ein Schutz des verpackten Gutes gefordert, jedoch eine gewisse (geregelte) Luftdurchlässigkeit der Folie erwünscht ist. Beispiele für den Einsatz solcher Folien für Verpackungszwecke sind das Verpacken von Lebensmitteln, wie Brot und ähnlichem.

Diese Perforationen werden derzeit in aus thermoplastischem Kunststoff (Polyethylen, Polypropylen oder PVC und ähnliches) bestehenden Folien durch sogenannte Heissnadelperforation hergestellt. Bei diesem Verfahren wird eine beheizte Nadelwalze verwendet, deren Nadeln radial in die Folie eindringen und Perforationen entsprechend dem gewünschten, durch die Nadelwalze vorgegebenen Perforatinsmuster erzeugen.

Ein Nachteil dieses derzeit üblichen Verfahrens besteht darin, dass durch die Relativbewegung zwischen Folie und Nadeln im Bereich der Ränder der Perforationslöcher Risse entstehen können, die insoferne nachteilig sind, als sie die Reissfestigkeit der Folie verringern.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Herstellen von Folien, die nach beliebigen Mustern angeordnete Perforationen aufweisen, anzugeben, das die genannten Nachteile nicht aufweist und cs einfach auszuführen ist.

Gelöst wird diese Aufgabe erfindungsgemäss mit einem Verfahren, das die Merkmale des Anspruches 1 aufweist.

Bevorzugte und vorteilhafte Ausgestaltungen des erfindungsgemässen Verfahrens sind Gegenstand der Unteransprüche.

Bei dem erfindungsgemässen Verfahren wird der Folie, in der Perforationen zu erzeugen sind, Energie zugeführt, wobei durch eine Vorbehandlung der Folie erreicht wird, dass die der Folie zugeführte Energie im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher verstärkt absorbiert wird, so dass die Folie dort verstärkt oder ausschliesslich erhitzt wird und schliesslich unter Ausbilden von Perforationslöchern schmilzt.

Diese Arbeitsweise hat den Vorteil, dass die oben erwähnten, beim Verwenden von Nadelwalzen zum Herstellen von Perforationslöchern in Folien entstehenden Risse an den Rändern der Löcher ausbleiben, da die Folie ohne mechanische Einwirkung im Bereich der für die Perforation herzustellenden Löcher einfach aufgeschmolzen wird.

Ein Vorteil des erfindungsgemässen Verfahrens ist es, dass es im Durchlaufverfahren ausgeführt werden kann und mit einem üblichen Bedrukken von Folien problemlos kombiniert werden kann.

Die Art der Energiezufuhr für das erfindungsgemässe Verfahren ist an

sich beliebig. Insbesonders in Betracht gezogen ist die Energiezufuhr in Form von elektromagnetischer Wellen in einem Bereich von 250 nm bis 2600 nm (ultraviolett - sichtbarinfrarot), aber auch durch Anwenden eines Hochfrequenzmagnetfeldes oder durch Mikrowellen.

Wenn die Energiezufuhr durch elektromagnetische Wellen bzw. Strahlen erfolgt, wird die Folie, in der eine Perforation herzustellen ist, beispielsweise dadurch vorbehandelt, dass entsprechend dem Muster der herzustellenden Perforationslöcher, beispielsweise in einem Druckverfahren (Flexodruck-Tiefdruckverfahren) auf die Folie Pigmente aufgetragen werden, welche die elektromagnetische Strahlung stärker absorbieren als die Folie selbst. Solche Pigmente können Schwarzpigmente sein, die ein Maximum an Strahlungsabsorption gewährleisten, oder spezielle Buntpigmente (für Tarnfarben) die speziell im IR-Bereich ansprechen.

Die Intensität und/oder Wellenlänge der elektromagnetischen Strahlung kann bei der Erfindung mit Vorteil so gewählt werden, dass die Folie ausserhalb der aufgetragenen und spezifisch auf die Wellenlänge der angewendeten Strahlung abgestimmt gewählten Pigmente nicht oder wenigstens praktisch nicht erwärmt wird. Im Bereich der aufgetragenen Pigmente wird die gewählte elektromagnetische Strahlung derart stark absorbiert, dass die Folie dort so stark erwärmt wird, dass sie schmilzt und zu einem Loch aufgeschmolzen wird.

Beispiele für die elektromagnetische Strahlung können sein, kurzwellige IR-Strahlung (höherwellige IR-Strahlung erwärmt bestimmte Folientypen), gesamtes Spektrum des sichtbaren Lichtes, UV-Strahlung.

Beispiele für Pigmente, die bei der IR-Strahlung verwendet werden, sind spezifische Grünpigmente, Pigmente auf Basis von Chromoxid, Pigmente auf Basis von Kobaltoxid u. ä.

Beispiele für Pigmente, die bei dem gesamten Spektrum verwendet werden, sind z. B. spezifische Schwarzpigmente.

Beispiele für Pigmente, die bei der IR-Strahlung verwendet werden, sind neben den zuvor genannten Pigmenten grundsätzlich alle Substanzen, die den gewählten Wellenlängenbereich erhöht, absorbieren.

Beispiele für Pigmente, die bei UV-Strahlung verwendet werden, sind Pigmente auf Basis von Zinksulfid oder Titanoxid.

Wird Energie der Folie in der Perforationslöcher herzustellen sind, über ein Hochfrequenz-Magnetfeld zugeführt, dann werden auf die Folie entsprechend dem Perforationsmuster Pigmente aufgetragen (aufgedruckt), die ferromagnetische Eigenschaften besitzen, so dass das Frequenzfeld die Pigmente derart erwärmt, dass die Folie in diesem Bereich schmilzt und, so wie dies oben bei den Varianten IR-Strahlung und UV-Strahlung be-

schrieben worden ist, unter Entstehen von Perforationslöchern aufgeschmolzen wird.

Wenn Energie zum Aufschmelzen der Folie im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher durch Mikrowellen zugeführt wird, wird die Eigenschaft von üblichen Kunststofffolien ausgenützt, dass sie dipolfrei sind und sich unter der Einwirkung von Mikrowellen praktisch nicht erwärmen. Um das bereichsweise Erwärmen der Folie bis zum Aufschmelzen unter Entstehen von Lochungen zu erreichen, werden bei dieser Variante des erfindungsgemässen Verfahrens im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher in einer Ausführungsform Substanzen mit polarer Struktur (Dipole) aufgetragen, deren Moleküle (polar) durch die Mikrowellen unter Wärmeerzeugung angeregt werden. Die so entstehende Wärme wird auf die Folie übertragen und diese schmilzt unter Ausbilden der gewünschten Lochungen auf.

Beispiele für Substanzen mit Molekülen mit polarer Struktur (Dipole) sind u. a. Wasser, Glykole, oder Glyzerin. Vorteilhaft ist bei Verwendung von flüssigen, polaren Molkeüle enthaltenden Substanzen, wenn
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schmelzen der Folie im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher durch Mikrowellen zugeführt wird, können im Bereich der Perforationslöcher auch Metalle, z. B. in Form von Metallpulverpasten, wie Aluminiumpaste, aufgetragen werden.

Ein Vorteil bei allen erwähnten Varianten des Verfahrens der Erfindung ist es, dass sie während eines Druckprozesses ausgeführt werden können und überdies das Herstellen von Perforationen nach beliebigen Perforationsmustern ohne Risse im Randbereich der Perforationslöcher erlauben, da die Folie ohne mechanische Lochung aufgeschmolzen wird.

Bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemässen Verfahrens werden nachstehend unter Bezug auf die angeschlossenen Zeichnungen erläutert. Es zeigt : Fig. 1 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens unter Verwendung von Infrarotstrahlung, Fig. 2 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens unter Anwendung eines Hochfrequenz-Magnetfeldes und Fig. 3 eine Ausführungsform des erfindungsgemässen Verfahrens unter Anwendung von Mikrowellenstrahlung.

Bei dem Verfahren, das in Fig. 1 gezeigt ist, wird eine Folie 1, in der nach einem gewünschten (beliebigen) Perforationsmuster Perforationslöcher 2 herzustellen sind, relativ zu wenigstens einem Infrarotstrahler 3 bewegt, beispielsweise zwischen zwei oder mehreren einander gegen- überliegenden Infrarotstrahlern 3 durchbewegt. Die Wellenlänge der

angewendeten Infrarotstrahlung ist so gewählt, dass sich die Folie 1 selbst praktisch nicht erwärmt, dass also die Folie 1 für Infrarotstrah- lung "durchlässig" ist.

Die zugeführte Folie 1 trägt an den Stellen, in denen Perforationslöcher 2 zu erzeugen sind, Pigmentpunkte 4, die beispielsweise im Flexodruckverfahren oder Tiefdruckverfahren aufgetragen worden sind, wobei die Pigmente 4 z. B. Schwarzpigmente sind, welche die angewendete Infrarotstrahlung wenigstens stärker als die Folie 1 absorbieren.

Während der Bewegung der mit den aufgedruckten Pigmenten 4 versehenen Folie 1 relativ zu den Infrarotstrahlern 3 werden sich die Pigmente 4, da sie die Infrarotstrahlung stark absorbieren, erwärmen und die Wärme auf die Folie 1 übertragen, so dass diese im Bereich der Pigmente 4 aufschmilzt, also Perforationslöcher 2 überall dort entstehen, wo Pigmente 4 aufgebracht waren.

Statt der IR-Strahlung kann bei entsprechender Wahl der Pigmente UV-Strahlung, oder von Halogenstrahlern oder ähnlichen Strahlern abgegebenes Licht mit dem oben genannten Wellenlängenspektrum eingesetzt werden.

Bei der in Fig. 2 gezeigten Ausführungsform wird Energie durch ein Hochfrequenz-Magnetfeld zugeführt. Hiezu ist ein spulenförmiger Induktor 6 vorgesehen, der mit einem HF-Generator 7 verbunden ist. Relativ zu der Spule 6 wird eine Folie 1 bewegt, auf der an den Stellen, in denen Perforationslöcher 2 zu erzeugen sind, ferromagnetische Pigmente 8 aufgetragen (aufgedruckt) worden sind. Beim Durchtritt durch den Induktor 6, also unter der Einwirkung des Hochfrequenz-Magnetfeldes, erwärmen sich die ferromagnetischen Pigmente 8, und bewirken, dass die Folie 1 in ihren Bereichen unter dem Ausbilden von Perforationslöchern 2, überall dort, wo solche Pigmente 8 aufgebracht waren, aufgeschmolzen wird.

So wie die oben im Zusammenhang mit dem Infrarotverfahren erwähnten Schwarzpigmente können auch die ferromagnetischen Pigmente im Flexodruckverfahren oder im Tiefdruckverfahren aufgebracht werden, wobei es in beiden Fällen möglich ist, den Aufdruck von Pigmenten für das Herstellen von Perforationslöchern mit dem Bedrucken der Folie mit Aufschriften, Bildern, Symbolen und ähnlichem zu kombinieren.

Bei der in Fig. 3 gezeigten Variante, bei der die Mikrowellenerhitzung der Folie angewendet wird, wird die durch Auftragen von Substanzen 10, deren Moleküle eine polare Struktur besitzen (Dipole), in den Bereichen, in denen Perforationslöcher zu erzeugen sind, vorbehandelt worden ist, der Wirkung von Mikrowellen ausgesetzt. Durch die von den Mikrowellen abgebende Einrichtung 12 abgegebenen Mikrowellen werden
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die Moleküle der auf die Folie 1 aufgetragenen Stoffe 10 angeregt, so dass Wärme erzeugt wird, welche in weiterer Folge bewirkt, dass die Folie 1 an den Stellen, an denen die Stoffe 10 aufgetragen worden sind, unter Ausbildung von Perforationslöchern 2 aufschmilzt.

Zusammenfassend kann ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wie folgt dargestellt werden :
Um in einer Folie 1 aus thermoplastischem Kunststoff Perforationslöcher 2 herzustellen, werden auf der Folie 1 überall dort, wo solche Perforationslöcher 2 herzustellen sind, durch eine Vorbehandlung, beispielsweise durch Auftragen von Pigment-Stellen Bereiche 4,8, 10 erzeugt, in denen die Absorption bezüglich zugeführter Energie im Vergleich zu den anderen, nicht vorbehandelten Bereichen der Folie 1 erhöht ist. So wird erreicht, dass die Folie 1 beim Zuführen von Energie, wegen der in den vorbehandelten Bereichen 4,8, 10 verstärkten Absorption für die zugeführte Energie so stark erwärmt wird, dass sie unter Ausbilden der gewünschten Perforationslöcher 2 aufschmilzt. So entstehen in der Folie 1 Perforationslöcher 2, die rissfrei sind.

Claims

Ansprüche : 1. Verfahren zum Erzeugen von Perforationen aufweisenden Folien aus schmelzbarem Kunststoff, dadurch gekennzeichnet, dass der Folie Energie zugeführt wird, und dass die Folie vor dem Zuführen von Energie vorbehandelt wird, um die Absorption von zugeführter Energie unter Erwärmen der Folie im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher gegenüber den unbehandelten Bereichen der Folie zu erhöhen.
2. Verfahren nach Anspruch l, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie beim Zuführen von Energie diskontinuierlich oder kontinuierlich bewegt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Energie durch elektromagnetische Wellen zugeführt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Folie entsprechend dem Perforationsmuster Pigmente mit gegenüber dem Absorptionsvermögen der Folie erhöhtem Absorptionsvermögen für die elektromagnetischen Wellen aufgebracht werden.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass Energie durch Infrarotstrahlung zugeführt.
6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Folie entsprechend dem Perforationsmuster Pigmente mit gegenüber dem Absorptionsvermögen der Folie erhöhtem Absorptionsvermögen für Infrarotstrahlung aufgebracht werden.
7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass eine Infrarotstrahlung verwendet wird, bezüglich welcher die Folie praktisch durchlässig ist.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachten Pigmente Infrarotstrahlung erhöht absorbieren und beispielsweise Schwarzpigmente, Grünpigmente oder Pigmente auf Metalloxidbasis sind.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente im Druckverfahren auf die Folie aufgetragen werden.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Folie zwischen zwei einander gegenüberliegenden, elektromagnetische Wellen abstrahlenden Strahlenquellen durchbewegt wird.
11. Verfahren nach einem der Ansprüche 3 bis 10, dadurch gekenn- <Desc/Clms Page number 7> zeichnet, dass die Folie zwischen zwei einander gegenüberliegend angeordneten Infrarotstrahlern durchbewegt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 1 oder 11, dadurch gekennzeichnet, dass Energie durch UV-Strahlung zugeführt wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass auf die Folie entsprechend dem Perforationsmuster Pigmente mit gegenüber dem Absorptionsvermögen der Folie erhöhtem Absorptionsvermögen für UV-Strahlung aufgebracht werden.
14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass eine UV-Strahlung verwendet wird, bezüglich welcher die Folie praktisch durchlässig ist.
15. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die aufgebrachten Pigmente Schwarzpigmente oder Pigmente auf Basis von Titanoxid oder Zinksulfid sind.
16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Pigmente im Druckverfahren auf die Folie aufgetragen werden.
17. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 16, dadurch gekenn- EMI7.1
18. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Energie über ein Hochfrequenz-Magnetfeld zugeführt wird.
19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass im Bereich der herzustellenden Perforationslöcher ein ferromagnetischer Stoff, insbesondere eine magnetische Legierung aufgetragen wird.
20. Verfahren nach Anspruch 18 oder 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Hochfrequenz-Magnetfeld durch einen spulenförmigen Induktor erzeugt wird, durch den die Folie diskontinuierlich oder kontinuierlich durchbewegt wird.
21. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass Energie durch Mikrowellen zugeführt wird.
22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dass in den Bereichen der Folie, wo Perforationslöcher herzustellen sind, auf die Folie ein Stoff mit Molekülen mit polarer Struktur oder ein Metall, insbesondere in Form einer Metallpulverpaste, aufgetragen wird.
23. Verfahren nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, dass der aufgetragene Stoff eine Flüssigkeit ist.
24. Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit einen Siedepunkt besitzt, der höher ist als der Schmelzpunkt der Folie. <Desc/Clms Page number 8>
25. Verfahren nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Flüssigkeit Glyzerin oder ein Glykol ist.
26. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Folie verwendet wird, die bezüglich der zugeführten Energie durchlässig ist, diese nicht oder nur geringfügig absorbiert.