CN104284842A - 缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带和塑料缠绕带的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明的主题是缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带(4)。该塑料缠绕带具有下列组份：a)最高约90重量％聚酯、b)约1重量％至5重量％聚烯烃和c)约5重量％至10重量％的纤维材料。本发明还涉及塑料缠绕带的制造方法。

Description

缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带和塑料缠绕带的制造方法

本发明涉及缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带。

至今缠绕带主要由钢制造，并例如，用来汇集金属卷，把包装物品固定在底架上等。除了钢缠绕带以外，在实践中塑料缠绕带被日益广泛使用。

例如DE 1 529 995描述一种抗拉强度较高的绷带，它由各向同性的轴向定向的挤出聚合物材料组成。这样的塑料缠绕带比钢缠绕带有利，因为它不会切入被包装物，而且端头的连接可以简单的方式通过，例如，摩擦焊接进行。然而，塑料缠绕带不适宜用于高温。

此外，DE 40 07 560 A1描述了热焊接。此外，该文献研究了由塑料缠绕带材料切割出各塑料缠绕带在原理上的可能性。为此目的，该塑料缠绕带材料制造成薄膜材料，切成带材，并接着经受牵拉，以便达到微米分子链的平面定向。

除此之外，显而易见，该塑料缠绕带还可以直接通过挤出生产，正如WO03/087200所描述的。此外，在此还可以设置一种塑料缠绕带，它基本上由聚酯和化学上不改性的聚烯烃组成。以此，以此方式制造的箍对纵向裂开应具有增大的强度。

然而，上述作用是用已知塑料缠绕带的温度稳定性在某种程度上受损这样的缺点换来的。这可以归因于向主要组份聚酯中掺入聚烯烃和例如，掺入聚丙烯。因为聚酯的熔点在约270℃的范围内，反之聚丙烯观察到的熔化温度为130℃。因此，已知的塑料缠绕带不能用来缠绕在缠绕过程中温度具有上面给出的范围的物品。此外，已知的塑料缠绕带还有其他缺点，为了连接端头也许必须在温度上适应至今所使用的焊钳，这降低了客户或用户对所考虑的带子的可接受性。

该缠绕带还有从JP11-245290 A已知的这个基本问题。实际上所考虑的缠绕带是由聚酯含量达60重量％或更高的原料制成。此外可以添加弹性体，诸如，添加聚烯烃，更确切地说，1-20份的重量比。此外，还加入，例如，防火剂、稳定剂、着色剂等。然而，通过这个措施仍未能改变温度稳定性不足和对于确定的应用强度仍旧不足的问题。

在GB 1,132,060的范围内描述了一种还力求提高断裂强度的塑料缠绕带。然而，对于挤出薄膜带条，然后由此截出各缠绕带条，情况也是如此。为此目的，GB 1,132,060教导了在基于聚烯烃的塑料带中掺入基于总重量1至30重量％纤维材料。这时，该纤维材料纵向定向。-这样的方式因此不能移用到单带条材料生产上，因为在厚度直至1mm或直至1.5mm的情况下，这样的单带条的宽度典型地在20至30mm。

除此之外，按照GB 1,132,060从薄膜或薄膜带制造单带条在这方面已经是不利的，因为薄膜带几乎不可以连续相同的材料厚度来生产。此外，担心引入纤维时的不均匀性。然而为了使塑料带的端头可以彼此更可靠地闭合，尽可能保持恒定的材料厚度具有特殊的意义。为此通常要动用上述焊钳或焊接夹钳，因而动用塑料焊接过程，并用摩擦焊接加工。在这两种情况下所制造的单带条材料厚度的波动都导致在闭合区不能全面积彼此啮合，以至于该连接可能被撕破。

本发明基于该技术问题，提供一种这样的塑料缠绕带，其特征是与先有技术相比提高的温度稳定性，而同时尽可能高的强度。此外，该缠绕带应该能够尽可能制造得尺寸稳定，以便与至今的方式相比强度提高地连接。

为了解决这个技术问题，本发明的主题是一种缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带，其具有下列组份：

a)最高约90重量％的聚酯；

b)约1％至5重量％的聚烯烃；和

c)约5％至10重量％的纤维材料。

塑料缠绕带的上述组份a)至c)指的是主要组份，其中在某些情况下还可能出现不可避免的杂质或者其他组份，然而其总和不超过所考虑塑料缠绕带(干燥状态下)的1重量％。

此外，重量数据的陈述中“约”表示各组份的确定一般借助于动态差示量热计(英文：Differential Scanning Calorimetry-DSC(差示扫描量热法)确定。对于上述方法，其应用及其特征在作者为Hoehne，Hemminger和Flammersheim的教科书“Differential Scanning Calorimetry-AnIntroduction for Practitioners”(差示扫描量热法-应用入门)(Springer-Verlag Berlin，1996)中明确论述。在任何情况下，动态差示量热法测量在确定各重量比例时带有系统所决定的不确定性，通过术语“约”表示。

按照本发明的塑料缠绕带一般指的是所谓单带条，也就是说，所考虑的塑料缠绕带直接以需要的宽度和材料厚度挤出，并且，例如，不通过纵向切割薄膜而制造。因此，按照本发明的塑料缠绕带设计成单带条带。塑料缠绕带或单带条带在这方面一般具有2mm至40mm的宽度或材料宽度，优选材料宽度5mm至40mm。此外，材料厚或材料厚度在0.1mm至3mm范围内，优选材料厚度0.3mm至2mm。通常在这里材料厚度最多1.2mm已足够。

对于纤维材料，通常在这里所使用的纤维具有高于组份a)和b)熔化温度。也就是说，纤维材料的纤维熔化温度一般明显地高于300℃。以此方式确保即使在提高的使用温度下在使用按照本发明的塑料缠绕带时纤维仍能保持其结构，尤其能够承受塑料缠绕带纵向拉力。

纤维这一般指与长度相比薄而柔性的构成物。因此，按照本发明所使用的纤维在塑料缠绕带中承受的初始(纵向)拉力，并因此用来提高这样制造的塑料缠绕带的纵向强度。这时，抗拉强度至少要达到，例如，约30kN/cm²，尤其甚至达到40kN/cm²或更高。纤维材料的纤维长度一般最大20mm和尤其是10mm。其直径应在最大1mm的范围内，优选0.5mm和更小。通常直径为最大0.1mm至某些情况下最大0.2mm。

因此纤维可以毫无问题地引入塑料材料中，并在这里至少在制造过程中可移动。即使在塑料材料或按照本发明的单带条具有仅约1至2mm的各单带条带材料厚度的情况下也是如此。纤维的上述可移动性是必要的，因为按照本发明要拉伸所挤出的塑料缠绕带或塑料缠绕带材料，由此不仅在塑料中或塑料基质中发生分子定向，而且使纤维材料的纤维也定向。不仅进行分子定向，而且也进行纤维定向，在此，每种情况下都在按照本发明的塑料缠绕带的纵向上进行，以便达到所描述的和给出的强度。

与这样的事实相结合，即塑料基质要容纳主要由聚酯和额外地由聚烯烃组成的纤维材料，塑料缠绕带不仅在纵向上具有相当高的强度值，而且在应力的情况下在纵向上没有散开或裂开的倾向。这可以基本归因于，通过额外地使用约1重量％至5重量％的给定重量比的聚烯烃，主要(最高90重量％)使用的聚酯的聚合物链彼此(横向)连接。

即使使用约1重量％小重量比的聚烯烃，各聚酯链就已经产生这样的连接。使用的聚烯烃越多，这种作用越突出，然而其中聚烯烃的上限为约5重量％。也就是说，重量比较大的聚烯烃，在此导致总体上用高的聚酯比例所达到的强度明显下降。

因此，通常不可以提高聚烯烃的比例，或聚烯烃的高重量比在本发明的范围内只允许通过这样的措施加以补偿，即额外地引入纤维材料，其不仅平衡聚烯烃造成的强度下降，而且甚至对其过度补偿。按照本发明的塑料缠绕带，将已知的由聚酯/聚烯烃制成的塑料带的优点相结合，防止散开同时与已知的带材相比，达到强度甚至提高。

因此，按照本发明的塑料缠绕带注定可以用于再循环材料。实际上，再循环材料部分地源于PET(Polyethylene terephthalate(聚对苯二甲酸乙二醇酯))瓶，其被加工成所谓的PET碎片，如原则上在US 4 830 188中描述的方法。这样的PET-碎片一般主要由聚酯和部分地由一种或多种聚烯烃组成。现在，在本发明的范围内这样的PET碎片有利地用来制造塑料缠绕带，其中视PET碎片的起始组成而定，再考虑添加物，尤其在本发明的范围内以那里给出的浓度在挤出物中掺混对应于c)的纤维材料，例如在挤出之前将其掺混在要挤出的材料中。在特征c)的范围内所提供的从约5至10重量％纤维材料重量范围内这样进行调整，使得纤维的某个比例是基本上是总体上可以如上所述地明显改善纵向强度所需要的。这里要强调，通常5重量％的纤维材料就带来改善。

该强度自然不可能不受限制地提高，因为否则引入塑料基质的纤维在强制拉伸过程中不再能够毫无问题地在塑料缠绕带纵向上取向。这里强调，约10重量％的纤维材料的上限仍是实用的，因为这样的重量比例使得各纤维在所描述的拉伸过程中仍提供必要的可移动性。

在本发明一个有利的设计方案的范围内，聚酯的比例为约85重量％至90重量％，尤其是约90重量％。由于添加纤维材料而不需要较高的聚酯比例，更确切地说，所添加的纤维在这里明显地提高基于聚酯的材料的强度，即使是在存在聚烯烃的情况下。

所使用的聚烯烃基本上指的是聚乙烯、聚丙烯及其结合。原则上可以考虑相当的聚链烯烃，正如在开偏参考WO 03/0987200 A1已经详细描述的。

作为纤维材料可以使用完全不同的材料。例如原则上可以应用天然纤维。植物纤维也属于这样的天然纤维，其可以在本发明的范围内使用。具有特殊的意义的是可替代或补充性应用的矿物纤维，例如，其在建筑业中在纤维石膏中得到应用。这样的矿物纤维表示没有有机化合碳的纤维。

作为天然纤维的替代或补充，还可以使用化学纤维，以前称为塑料纤维，作为纤维材料。这里已经证明来自天然聚合的特殊的纤维素纤维或者橡胶纤维是有利的。除了这样的天然聚合的纤维以外，还可以使用合成的聚合物纤维，例如聚酰胺纤维、芳酰胺纤维、聚四氟乙烯纤维、PVC纤维等等。这些化学纤维或一般地说纤维材料的纤维及其在本发明的范围内使用的前提一般是，它们的熔化温度高于按照本发明的塑料缠绕带的组份a)和b)，而且通常熔化温度高于300℃。

由于这个要求，更加特别优选的是使用工业生产的无机纤维。这里它指的是，例如，玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维等。也可以考虑陶瓷纤维。这时，在所有这些情况下应该理解，纤维材料基本上还可以由上述的组合和单独描述的纤维组成。

本发明的主题还是塑料缠绕带的制造方法，正如在前面详细描述的。所考虑的方法在专利权利要求10中作进行详细说明。

按照本发明的塑料缠绕带的特征在于，相比先有技术的高强度，以及提高的温度稳定性。而且还可以观察到改善的松弛行为。在下文中塑料缠绕带的特性理解为假设承受降少的应力的静态。例如，在聚酯的塑料缠绕带的情况下，实际观察到，缠绕过程之后在最初5天内在室温下约失去其应力的30％。升高的温度将导致甚至少于5天所描述的应力下降就达到约30％。

也就是说，在恒定的伸长率下机械应力随着时间下降，更确切地说，在所描述的示例情况下聚酯制成的塑料带的机械应力下降约30％。在本发明的范围内现已突出表明，通过添加聚烯烃，和尤其是通过使用约5重量％至10重量％的纤维材料，对松弛行为产生正面的影响。在按照本发明的塑料缠绕带的情况下实际观察到，在恒定的伸长率下机械应力随时间的下降明显小于30％，优选甚至仅20％或更小，尤其甚至只有10％和更小。就是说，按照特别优选的实施方式，在恒定的伸长率下应力下降最多仅为10％。由此，要缠绕的物品在缠绕过程中不必像迄今那样以这么高的缠绕带应力缠绕。因此允许使用尺寸较小的缠绕机，并自然需要的能量也较少。

要缠绕的物品基本上指的是想要固定在张紧板上的，例如，食品罐、石材、货包等。显而易见，必要时还可以借助于按照本发明的塑料缠绕带缠绕其他物品。

最后，按照本发明的塑料缠绕带在至少一个带子表面上设有压印结构已经证明是有效的。这里可以指通常的结构，例如菱形等。以此方式，，例如在带子引导通道中输送时塑料缠绕带的支承面缩小，从而摩擦减小。同时，观察到“气垫”类型的形成，其使得按照本发明的塑料缠绕带的输送通过所考虑的带子引导通道进一步简化和改善。此外，通过这样的凹凸纹或压印还有目的地可以正面影响所考虑的塑料缠绕带的特殊特性。对于所考虑的带子的刚性尤其如此，使得在实现这样的凹凸纹或压印时可以减少带子横截面。这导致制造成本降低。所描述的压印或凹凸纹允许用一个或多个压印辊引入，正如下面仍将更详细说明的。

实际上观察到一方面压印和另一方面纤维材料以及聚酯和聚烯烃在塑料缠绕带中的组合之间的总的协同作用。因为聚酯/聚烯烃的组合已经导致强度提高，并导致如此制造的缠绕带和尤其是单带条不在纵向上裂开或散开(参见WO03/087200 A1)。

现在通过以给出的重量细成引入的纤维或纤维材料额外地和一方面保证，这样生产的塑料缠绕带可以在提高的使用温度下应用，而另一方面，使纤维保持其结构，按照本发明对于整个塑料缠绕带也是如此。也就是说，按照本发明的缠绕带的特征在于，即使在提高的温度下也表现出高的尺寸稳定性。因此，按照本发明的塑料缠绕带的端头允许无瑕疵彼此热连接，更确切地说，全面积的连接，以便与先有技术相比在此位置观察到提高的强度。此外，与上述先有技术相比，尺寸稳定性提高有助于使塑料缠绕带在使用中损坏明显地减少。

最后，一方面压印有利于按照本发明的塑料缠绕带通过缠绕带通道的输送，另一方面，与没有压印的缠绕带相比材料厚度降低。也就是说，不仅压印，而且引入的纤维材料，提高按照本发明的塑料缠绕带的强度，并以此引起减少整个材料厚度的可能性。以此方式可以观察到节省所使用的原料达到双位百分数的范围。

此外，在引入的纤维在塑料材料内部不能移动或者几乎不可再移动时，在按照本发明的塑料缠绕带制造结束时进行压印过程。以此，补充的压印步骤额外地和希望地使纤维在塑料缠绕带内部致密化。以此再次提高强度。

在以下实施例的范围内对制造根据本发明的塑料缠绕带用的装置进行详细说明。该唯一的附图表示制造缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带用的装置。

在图中首先初次看到挤出装置1，其配备挤出螺旋2和挤出容器3。在挤出容器3中在挤出螺旋2输出侧储存制造塑料缠绕带4用的原料，并引入挤出螺旋2中。因此，挤出容器3含有挤出物。

塑料缠绕带4挤出之后在挤出螺旋2输出一侧首先通过水浴5。紧接着水浴5设置第一牵拉装置6和第二牵拉装置7。第二牵拉装置7还配备炉8，在第二拉伸过程中塑料缠绕带4从中穿过。关于牵拉，离开挤出螺旋2的塑料缠绕带4通常在考虑拉伸程度为1∶2至1∶5和尤其是1∶4的情况下拉伸。也就是说，离开挤出螺旋2的塑料缠绕带4在第一或第二牵拉装置6，7中拉伸至2至5倍的长度。

在第二牵拉装置7中炉8用来使在牵拉时所达到的聚合物链在材料中的分子定向保持不变，以及同样纤维的取向和在拉伸过程结束之后不消失或不溶解。然后，紧接着这两个牵拉装置6，7，还对塑料缠绕带4进行压印。为此设置压印装置9，其配备有压印辊10和与压印辊10交互作用的压辊或背压辊11。

借助于压印装置9将塑料缠绕带4在带的至少一个表面上纵向配备有凹凸纹和/或压印。为此压印辊10具有比环境温度高的温度，例如，50℃至60℃，并视所要求的压印而定配备相应的表面结构。以此方式，与全面积的接触相比，不仅可以使具有例如带子引导通道的塑料缠绕带的接触面明显地减少，并因此还减小摩擦，而且它可以在输送塑料缠绕带时利用如上所述的“气垫效应”。此外，塑料缠绕带横向中引入凹凸纹总是提高其刚性。由此可以在刚性相同的情况下减小带子横截面，这相当于节省材料。

借助适当的装置直接制造塑料缠绕带4，例如提供约5mm至40mm宽度。材料厚度为约0.1mm至3mm。但作为替代方案，也可以在上述规格的挤出装置1的输出侧加工塑料缠绕带材料。可以将塑料缠绕带材料在牵拉装置6，7之前，在塑料缠绕带4纵向切割，但图中未示出。

Claims (10)

1.缠绕一个或多个物品用的塑料缠绕带(4)，具有下列组份：

a)最高约90重量％的聚酯，

b)约1重量％至5重量％的聚烯烃和

c)约5重量％至10重量％的纤维材料。

2.按照权利要求1的塑料缠绕带(4)，其特征在于，根据c)的纤维材料具有比组份a)和b)高的熔化温度。

3.按照权利要求1或2的塑料缠绕带(4)，其特征在于，根据a)的聚酯的比例为约85重量％至90重量％，且尤其为约90重量％。

4.根据权利要求1至3中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，所述聚烯烃是聚乙烯、聚丙烯及其组合。

5.根据权利要求1至4中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，按照c)的纤维材料由长度最大达20mm，尤其10mm的纤维组成。

6.根据权利要求1至5中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，作为根据c)的纤维材料使用天然纤维，尤其是植物纤维和/或矿物纤维。

7.根据权利要求1至6中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，作为根据c)的纤维材料使用化学纤维，尤其是纤维素纤维或由天然聚合物形成的橡胶纤维。

8.根据权利要求1至7中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，根据c)的纤维材料由无机纤维，例如玻璃纤维、玄武岩纤维、碳纤维、陶瓷纤维等组成。

9.根据权利要求1至8中一项的塑料缠绕带(4)，其特征在于，根据c)的纤维材料由根据权利要求6至8的纤维组合组成。

10.制备塑料缠绕带，特别是根据权利要求1至9中一项的塑料缠绕带的方法，据此将组份a)至c)彼此混合，并共同挤出，接着牵拉所出现的塑料缠绕带(4)或塑料缠绕带材料，然后最后将塑料缠绕带(4)或者塑料缠绕带材料，在考虑到拉伸程度1∶2至1∶5，尤其是1∶4的情况下拉伸，以及接着任选地压印带的表面。