DE102006006993A1

DE102006006993A1 - Schlauchförmiger Kunststoffverbund sowie Verfahren und Vorrichtung zu dessen Herstellung

Info

Publication number: DE102006006993A1
Application number: DE102006006993A
Authority: DE
Inventors: Dirk Staab
Original assignee: Tubex GmbH
Current assignee: Tubex GmbH
Priority date: 2006-02-15
Filing date: 2006-02-15
Publication date: 2007-08-23

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds (1) mit folgenden Schritten: - Bereitstellen einer sich bewegenden Endlosbahn (2) einer Kunststofffolie (3) oder einer Trägerfolie (18) mit aufgeklebter Kunststofffolie (3), - Extrusion eines Rohres (4) aus einer Schmelze eines zweiten Kunststoffmaterials durch eine Ringdüse (5), - Zuführen der Kunststofffolie (3) an das extrudierte Rohr (4), - Einführen der Kunststofffolie (3) in ein Formwerkzeug (6), wo die durch das Formwerkzeug (5) durchlaufende Kunststofffolie (3) zu einem Schlauch (7) geformt wird, wobei gegenüberliegende Seitenkanten (3a, 3b) der Kunststofffolie (3) parallel zueinander und überlappend oder auf Stoß oder in einem geringen Abstand angelegt werden, - Anlegen des aus dem Formwerkzeug (5) laufenden und zum Schlauch (7) geformten Bereichs der Kunststofffolie (3) um das extrudierte Rohr (4) auf dessen Außenseite (4a), - Herstellen einer Verbindung zwischen der Außenseite (4a) des extrudierten Rohrs (4) und der Innenseite (7a) des um das Rohr gelegten Schlauchs (7) aus der Kunststofffolie (3).

Description

Die Erfindung betrifft einen schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbund nach dem Oberbegriff des Anspruchs 15 sowie ein Verfahren zu dessen Herstellung nach Anspruch 1 und eine Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens nach Anspruch 13.

Schlauch- oder rohrförmige Kunststoffverbunde werden beispielsweise in der Herstellung von Kunststofftuben verwendet. Um die von der späteren Befüllung der Tube abhängigen und vielfältigen Anforderungen der Tube, insbesondere hinsichtlich der Haltbarkeit des in die Tube abgefüllten Inhalts, zu erfüllen haben sich Tuben mit Tubenschläuchen aus einem mehrschichtigen Kunststoffverbund bewährt. So ist beispielsweise in der DE 34 19 255 C2 ein Tubenbehälter mit einer mehrschichtigen Wand beschrieben, die eine Schicht aus thermoplastischem Material und eine metallische Schicht auf einer Trägerfolie aus thermoplastischem Material aufweist. Die Metallschicht soll hierbei einen totalen Lichtschutz bieten und das Herausdiffundieren von Bestandteilen des Füllguts aus der Tube sowie das Hineindifundieren von Sauerstoff in die Tube verhindern. Zur Herstellung dieses mehrschichtigen Tubenbehälters wird zunächst eine bandförmige Mehrschichtfolie zu einem Rohr geformt, wobei die miteinander zu verbindenden Folienränder sich überlappen und die Naht geschweißt wird. Die Metallschicht ist Bestandteil der Mehrschichtfolie, über die, nachdem sie zu einem Rohr vorgeformt worden ist, eine Deckschicht aus LDPE nahtlos extrudiert wird. Die um das vorgeformte Rohr extrudierte Deckschicht bildet die Außenschicht des Tubenbehälters. Der so hergestellte Tubenbehälter weist eine hohe Barriere gegen den Durchtritt von Inhaltsstoffen des Füllguts nach außen sowie gegen den Durchtritt von Luftsauerstoff in das Tubeninnere auf. Diese Tuben sind daher insbesondere auch für die Befüllung mit pharmazeutischen Produkten geeignet. Bei der aufextrudierten Deckschicht kann es sich um eine transparente Schicht aus einem thermoplastischen Kunststoff handeln, wobei diese Deckschicht einen Schutz für den Aufdruck auf die Außenseite der zum Schlauch geformten Kunststofffolie bietet und gleichzeitig die verschweißte Seitennaht dieses Kunststoffschlauches überdeckt.

Das Verfahren zur Herstellung solcher Tuben hat sich jedoch als sehr teuer erwiesen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen mehrschichtigen Kunststoffverbund aufzuzeigen, der kostengünstig herstellbar ist und insbesondere bei der Herstellung von Kunststofftuben verwendet werden kann, wobei bei der Herstellung eines solchen schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds eine möglichst hohe Flexibilität hinsichtlich der Auswahl der Materialien der Einzelschichten, insbesondere der Innen- und der Außenschicht des Tubenschlauchs, gewährleistet werden soll. Weiterhin soll eine möglichst flexible, kostengünstige und qualitativ hochwertige Bedruckung oder Einfärbung eines Tubenschlauchs ermöglicht werden.

Diese Aufgaben werden mit dem Verfahren zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds mit den Merkmalen des Anspruchs 1 und der Vorrichtung zur Durchführung dieses Herstellungsverfahrens mit den Merkmalen des Anspruchs 13 sowie mit dem schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbund mit den Merkmalen des Anspruchs 15 gelöst. Vorteilhafte Ausgestaltungen des Herstellungsverfahrens sind den Unteransprüchen 2-12 zu entnehmen und eine zweckmäßige Ergänzung der Vorrichtung zur Durchführung des Herstellungsverfahrens ist im Anspruch 14 aufgezeigt.

Der schlauch- oder rohrförmige Kunststoffverbund nach der Erfindung umfasst zumindest eine Außenschicht und eine Innenschicht, welche miteinander ggf. über Zwischenschichten verbunden sind. Dabei wird die Außenschicht von einer Kunststofffolie gebildet, die schlauchförmig geformt ist, so dass gegenüberliegende Seitenkanten des Folienschlauchs parallel zueinander verlaufen und sich überlappend oder auf Stoß oder in einem geringen Abstand zueinander angelegt sind. Die Innenfläche dieses so geformten Folienschlauchs ist von einer Extrusionsschicht aus einem thermoplastischen Material, welche die Innenschicht bildet, nahtlos überzogen.

Bei der zum Schlauch geformten Kunststofffolie, deren äußerste Schicht die Außenschicht bildet, kann es sich um eine mehrschichtige Folie, beispielsweise in Form eines Mehrschicht-Laminats handeln. Bevorzugt wird ein mehrschichtiges Laminat verwendet, welches eine metallische Zwischenschicht, beispielsweise aus Aluminium, umfasst, die zwischen zwei Kunststoffschichten, beispielsweise aus Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP) eingebettet ist. Die metallische Schicht bietet bei der späteren Verwendung des Kunststoff-Verbunds als Tubenschlauch eine wirksame Barriere gegen das Eindiffundieren von Sauerstoff in das Tubeninnere bzw. das Herausdiffundieren von Inhaltsstoffen des in die Tube gefüllten Füllguts.

Die an der Innenfläche die Kunststofffolie haftende extrudierte Innenschicht ist entweder eine Mono-Extrusionsschicht oder eine Coextrusionsschicht. Bei der Ausbildung der Innenschicht in Form einer Coextrusionsschicht kann diese (auch zusätzlich zur Kunststofffolie) eine Barriereschicht aus Kunststoff aufweisen, welche eine Barriere gegen das Eindiffundieren von Sauerstoff und/oder das Herausdiffundieren von Inhaltsstoffen des Füllguts bietet.

Zur Herstellung eines solchen schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds bestehend aus der äußeren, zum Schlauch geformten Kunststoffolie und der an deren Innenseite extrudierten Innenschicht wird zunächst eine sich bewegende Endlosbahn einer Kunststofffolie oder einer Trägerfolie mit aufgeklebter Kunststofffolie bereitgestellt und gleichzeitig durch Extrusion einer Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffmaterials durch eine Ringdüse ein Rohr extrudiert. Die Kunststofffolie wird an das extrudierte Rohr zugeführt und in ein Formwerkzeug eingeführt, wo die durch das Formwerkzeug durchlaufende Kunststofffolie zu einem Schlauch geformt wird, wobei gegenüberliegende Seitenkanten der Kunststofffolie parallel zueinander und sich überlappend angelegt werden. Alternativ dazu können gegenüberliegende Seitenkanten der Kunststofffolie auch auf Stoß oder in einem geringen Abstand zueinander angelegt werden. Der aus dem Formwerkzeug laufende und zum Schlauch geformte Bereich der Kunststofffolie wird anschließend um das extrudierte Rohr auf dessen Außenseite gelegt und es wird eine innige Verbindung zwischen der Außenseite des extrudierten Rohrs und der Innenseite des um das Rohr gelegten Schlauchs aus der Kunststofffolie hergestellt. Die Herstellung der Verbindung zwischen dem extrudierten Rohr und des um das Rohr gelegten Folienschlauchs erfolgt beispielsweise in einer Kalibriereinrichtung, in der die aus der Ringdüse zur Bildung des Rohrs extrudierte Schmelze des thermoplastischen Kunststoffmaterials abgekühlt wird, wodurch sich diese verfestigt und an der Innenseite des Folienschlauchs anhaftet. Um eine möglichst gute Verbindung der noch heißen Kunststoffschmelze mit der Innenseite des Folienschlauchs zu erhalten wird der zum Schlauch geformte Bereich der Kunststofffolie unmittelbar nach dem Austreten der extrudierten Kunststoffschmelze aus der Ringdüse um das so extrudierte und sich noch im niedrigviskosen Zustand befindliche Rohr gelegt und dieser Verbund aus dem extrudierten Rohr und dem darum gelegten Folienschlauch wird anschließend in die Kalibriereinrichtung geführt, wo die Schmelze des extrudierten Rohrs erstarrt und eine innige, Verbindung mit der Innenseite des Folienschlauchs eingeht. Falls es sich bei der innersten Schicht der Kunststoffolie und der Extrusionschicht um das gleiche Kunststoffmaterial handelt, erfolgt durch das Aufschmelzen der Oberfläche der Kunststofffolie eine materialschlüssige und damit hochfeste Verbindung zwischen der Innenseite des Folienschlauchs und der Außenseite des extrudierten Rohrs.

In einer hierzu alternativen Verfahrensführung wird die Verbindung zwischen dem extrudierten Rohr und der Innenseite des Folienschlauchs erst nach Erstarren der aus der Ringdüse austretenden Kunststoffschmelze hergestellt. Hierzu wird die rohrförmig aus der Ringdüse extrudierte Schmelze zunächst durch die Kalibriereinrichtung gefahren, wo diese zu dem extrudierten Rohr erstarrt und erst danach erfolgt die Ummantelung und Verbindung dieses Rohrs mit der zum Schlauch geformten Kunststofffolie, beispielsweise durch Verklebung oder durch Kaschierung.

Zur Gewährleistung einer kontinuierlichen Verfahrensführung wird der Kunststoffverbund aus dem extrudierten Rohr mit dem ummantelten Folienschlauch durch eine Zugeinrichtung gezogen. In Transportrichtung hinter der Zugeinrichtung ist zweckmäßig ein Schneidwerkzeug angeordnet, mit dem der schlauchförmige Kunststoffverbund in rohrförmige Abschnitte geschnitten werden kann, die dann als Tubenschläuche zur Herstellung einer Tube weiter verarbeitet werden können.

Nachfolgend wir die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen näher erläutert. Die Zeichnungen zeigen:
1: Querschnitt durch einen erfindungsgemäßen Kunststoffverbund in drei verschiedenen Ausführungsformen, nämlich
1a: mit einer äußeren Kunststofffolie, dessen gegenüberliegende Seitenkanten parallel und im Abstand zueinander angelegt sind;
1b: mit einer äußeren Kunststofffolie, deren Seitenkanten parallel zueinander und auf Stoß liegend angelegt sind;
1c: mit einer äußeren Kunststofffolie, deren Seitenkanten parallel zueinander und sich überlappend angelegt sind;
2: schematische Darstellung einer ersten Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds nach der Erfindung in einem ersten Ausführungsbeispiel;
3: Detaildarstellung des Formwerkzeugs der Vorrichtung von 2 zur Formung einer Kunststofffolie zu einem Folienschlauch;
4: Alternative Ausführungsform eines Formwerkzeugs zur Formung einer Kunststofffolie zu einem Folienschlauch in einer ersten Ansicht (4a) und einer dazu um 90° gedrehten Ansicht (4b);
5: eine zweite Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds nach der Erfindung;
6: eine dritte Ausführungsform einer Vorrichtung zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds nach der Erfindung.
In 1 sind drei verschiedene Ausführungsformen eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds 1 gezeigt. Allen drei Ausführungsformen ist gemeinsam, dass sie eine Außenschicht 1a und eine Innenschicht 1b umfassen, wobei die Außenschicht 1a und die Innenschicht 1b miteinander verbunden sind. Die Außenschicht 1a wird von einer Kunststofffolie 3 gebildet, welche entweder eine Kunststofffolie 3 aus einem einzigen Kunststoffmaterial, insbesondere einem thermoplastischen Kunststoff, sein kann. Es kann sich bei der Kunststofffolie 3 jedoch auch um eine mit einem dünnen (einige μm) metallischen Überzug versehene Kunststofffolie oder um ein Kunststofflaminat aus mehreren Schichten handeln. Bevorzugt handelt es sich bei der Kunststofffolie 3 um ein Laminat, welches eine metallische Schicht, insbesondere aus Aluminium oder Kupfer, umfasst. Besonders bevorzugt ist die Kunststofffolie 3 ein Kunststofflaminat mit einer Außenschicht aus Kunststoff, beispielsweise Polyethylen und einer Innenschicht ebenfalls aus Kunststoff, bevorzugt ebenfalls Polyethylen, und einer dazwischen liegenden Metallschicht, bevorzugt aus Aluminium. Die Kunststofffolie 3 kann monoaxial oder biaxial oder auch ungereckt sein. Bevorzugt ist die Kunststofffolie 3 auf einer Außenseite oder auch beidseitig bedruckt.
Die Innenschicht 1b des Kunststoffverbunds 1 ist bei allen drei in 1 gezeigten Ausführungsformen von einer Extrusionsschicht aus einem thermoplastischen Material gebildet, welche auf die Innenfläche der zu einem Folienschlauch geformten Kunststofffolie 3 durch Extrusion nahtlos extrudiert ist. Bei der Innenschicht 1b kann es sich um ein Mono-Extrudat aus einem thermoplastischen Kunststoffmaterial oder um ein Coextrudat aus mehreren verschiedenen thermoplastischen Kunststoffen handeln. Zweckmäßig handelt es sich bei der Innenschicht 1b um ein Coextrudat, welches eine Kunststoffbarriere aus einem Ethylen-Vinylalkohol-Copolymer (EVOH) gegen das Durchdiffundieren von Luftsauerstoff umfasst. Bei der Auswahl der Materialien für die Kunststofffolie 3 (welche die Außenschicht 1a bildet) und die Extrusionsschicht (Innenschicht 1b) ist jedoch darauf zu achten, dass es sich bei den die Innenseite der zum Schlauch geformten Kunststofffolie 3 und bei dem die Außenseite der Extrusionsschicht (Innenschicht 1b) bildenden Materialien um Kunststoffe handelt, die gut miteinander zu verbinden sind. Bevorzugt handelt es sich um dieselben Kunststoffe, beispielsweise jeweils Polyethylen (PE) oder Polypropylen (PP).
Bei dem in 1a dargestellten Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Kunststoffverbunds 1 ist die Kunststofffolie 3, welche die Außenschicht 1a bildet, so zu einem Folienschlauch geformt, dass sich die gegenüberliegenden Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie 3 parallel und in einem geringen Abstand von wenigen mm zueinander verlaufen. Bei dem in 1b dargestellten Ausführungsbeispiel sind die sich gegenüberliegenden Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie 3 auf Stoß (also ohne Zwischenabstand) aneinander angelegt und bei dem in 1c gezeigten Ausführungsbeispiel sind die sich gegenüberliegenden Seitenkanten 3a und 3b parallel zueinander verlaufend und sich überlappend angeordnet, wobei der Überlappungsbereich verglichen mit dem Durchmesser des rohrförmigen Kunststoffverbunds 1 sehr klein ist, typischerweise einige mm.
Da der erfindungsgemäße Kunststoffverbund 1 typischerweise zur Herstellung eines Tubenschlauchs verwendet werden soll, beträgt der Durchmesser des schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds 1 typischerweise einige cm.
Nachfolgend werden verschiedene Verfahren und Vorrichtungen zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffverbunds 1 aufgezeigt:
In einer ersten Ausführungsform eines Verfahrens zur Herstellung eines erfindungsgemäßen Kunststoffverbunds 1, welches schematisch anhand der in 2 zeichnerisch dargestellten Vorrichtung gezeigt ist, wird zunächst eine zu einer Rolle 13 aufgewickelte Endlosbahn 2 einer Kunststofffolie 3 bereitgestellt und mittels einer Transporteinrichtung 8 in Bewegung gesetzt und von der Rolle 13 abgezogen. Gleichzeitig wird aus einer Ringdüse 5 einer Extrusionseinrichtung 10 ein Rohr 4 aus einer Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffmaterials extrudiert. Die von der Rolle 13 abgezogene Kunststofffolie 3 wird mittels einer Zuführeinrichtung 11 an das aus der Ringdüse 5 extrudierte Rohr 4 zugeführt. Die Zuführeinrichtung 11 umfasst mehrere Umlenkrollen 14, über welche die Endlosbahn 2 der Kunststofffolie geführt wird, sowie eine Bahnkantensteuerung, beispielsweise in Form von einem Walzenpaar 15, das zur lateralen Ausrichtung der Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 dient. In Transportrichtung hinter der Bahnkantensteuerung ist ein Formwerkzeug 6 angeordnet, in welches die Kunststofffolie 3 eingeführt wird um zu einem Folienschlauch 7 geformt zu werden.
Eine erste Ausführungsform des Formwerkzeugs 6 ist in den 2 und 3 zeichnerisch dargestellt. Diese Ausführungsform des Formwerkzeugs 6 umfasst eine Umlenkwalze 16, über welche die Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 umgelenkt und in das Formwerkzeug 6 eingeführt wird. Das Formwerkzeug 6 umfasst mehrere über- und hintereinander angeordnete und drehbar gelagerte Kegelräder 17. Diese Kegelräder 17 sind so angeordnet und geformt, dass sie die durchlaufende Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 zu einem Folienschlauch 7 formen, wobei die sich gegenüberliegenden Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie parallel zueinander verlaufend gelegt werden. In dem Formwerkzeug 6 können die Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie entweder überlappend oder auf Stoß liegend angelegt werden. Die Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie 3 können jedoch auch parallel und in einem geringen Abstand zueinander (verglichen mit dem Durchmesser des Folienschlauchs 7) angelegt werden. Gleichzeitig mit der Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 wird das aus der Düse 5 extrudierte Rohr 4 in das Formwerkzeug 6 eingeführt, wobei die das extrudierte Rohr 4 bildende Schmelze des thermoplastischen Kunststoffs noch (semi-)flüssig ist. In dem Formwerkzeug 6 wird der zum Schlauch 7 geformte Bereich der Kunststofffolie 3 um das extrudierte Rohr 4 auf dessen Außenseite 4a angelegt, wobei sich aufgrund des flüssigen Zustands des extrudierten Rohrs 4 dessen noch (semi-)flüssige Außenseite 4a mit der Innenseite 7a des angelegten Folienschlauchs 7 verbindet. Die Seitennaht des Folienschlauchs 7 wird dabei komplett verschmolzen, d.h. bei überlappenden Seitenkanten 3a, 3b wird der Überlappungsbereich überdeckt und dadurch eingeebnet und bei auf Stoß bzw. im Abstand liegenden Seitenkante 3a, 3b fließt die flüssige Schmelze in den (bei Stoßlage sehr schmalen) Zwischenraum zwischen den Seitenkanten und verbindet diese dadurch.
Der aus dem extrudierten Rohr 4 und dem darum ummantelten Folienschlauch 7 bestehende Kunststoffverbund 1 wird anschließend in eine Kalibriereinrichtung 9 geführt, in der die noch niedrigviskose Schmelze des extrudierten Rohrs 4 abgekühlt wird. Bei der Kalibriereinrichtung 9 kann es sich um ein Flüssigkeits-Kalibrierbecken oder um eine Vakuum-Kalibriereinrichtung handeln, wobei entweder eine Außen- oder auch eine Innenkalibrierung des extrudierten Rohrs 4 erfolgen kann. Derartige Kalibriereinrichtungen sind aus dem Stand der Technik bekannt und können wie in der Profilextrusion unterschiedliche Formen besitzen, um vorgeformte Schläuche in verschiedenen Formen zu fertigen, bspw. Im Querschnitt rund, oval, mehreckig etc.
Nach der Kalibriereinrichtung 9 ist die Transporteinrichtung 8 angeordnet, welche bei dem in 2 dargestellten Ausführungsbeispiel durch eine Ziehbank mit Raupenbändern gebildet ist, durch welche der kalibrierte Kunststoffverbund 1 durchgezogen wird. Durch den Zug an dem schlauchförmigen Kunststoffverbund 1 wird sowohl der Transport der Endlosbahn 2 der Kunststofffolie als auch des aus der Ringdüse 5 extrudierten Rohrs 4 bewirkt. In Transportrichtung hinter der Transporteinrichtung 8 ist ein Schneidwerkzeug 12 angeordnet, in dem der schlauchförmige Kunststoffverbund 1 in rohrförmige Abschnitte mit der für die jeweilige Verwendung geeigneten Länge geschnitten wird. Im Hinblick auf die vorgesehene Verwendung des erfindungsgemäßen Kunststoffverbunds 1 als Tubenschlauch werden typischerweise rohrförmige Abschnitte mit einer Länge von einigen cm geschnitten, beispielsweise zwischen 10 cm und 20 cm.
In 4 ist eine zweite Ausführungsform des Formwerkzeugs 6 zeichnerisch in zwei Ansichten dargestellt. Anders als bei dem in den 2 und 3 dargestellten Formwerkzeug 6 wird die Kunststofffolie 3 hier mittels eines Formschuhs zu dem Folienschlauch 7 geformt. Alternativ hierzu kann die Kunststofffolie 3 auch durch eine Anordnung von mehreren Bändern und/oder Führungsblechen in dem Formwerkzeug 6 zu dem Folienschlauch 7 geformt werden.
Eine zweite Ausführungsform eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung eines Kunststoffverbunds 1 gemäß der Erfindung ist in 5 schematisch dargestellt. Anders als bei der Ausführungsform der 2 wird hier das aus der Ringdüse 5 extrudierte Rohr 4 zunächst in die Kalibriereinrichtung 9 geführt, in der die extrudierte Schmelze abgekühlt wird. Das aus der Kalibriereinrichtung 9 laufende, erstarrte Rohr 4 wird gleichzeitig mit der Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 in das Formwerkzeug 6 eingeführt, in dem die Kunststofffolie 3 wieder wie bei dem Verfahren gemäß 2 zu dem Folienschlauch 7 geformt und um das erstarrte Rohr 4 gelegt wird. Da die Schmelze des das Rohr 4 bildenden Kunststoffmaterials bei dieser Verfahrensführung bereits erstarrt ist muss die Verbindung zwischen der Außenseite 4a des extrudierten Rohrs 4 und der Innenseite 7a des um das Rohr 4 gelegten Schlauchs 7 noch hergestellt werden. Die Herstellung der Verbindung zwischen dem extrudierten Rohr 4 und dem Folienschlauch 7 erfolgt bei dieser Verfahrensführung entweder durch Laminierung oder durch Kaschierung.
Um eine Verbindung zwischen dem extrudierten Rohr 4 und dem Folienschlauch 7 durch Laminierung zu erzeugen wird als Kunststofffolie 3 ein Folienverbund verwendet bestehend aus der eigentlichen Kunststofffolie 3, welche auf der einen Seite mit einer Kleberschicht und auf der anderen Seite mit einer Silikonschicht beschichtet ist. Dieser Folienverbund ist wiederum wie bei dem Verfahren nach 2 als Endlosbahn 2 zu einer Rolle 13 aufgewickelt, ähnlich wie bei einem Klebeband, wobei die obere Silikonbeschichtung ein Ablösen der unteren Kleberschicht beim Abwickeln der Endlosbahn 2 von der Rolle 13 ermöglicht. Die von der Rolle 13 abgezogene Endlosbahn 2 der Kunststofffolie 3 wird mit der Kleberbeschichtung als Innenseite in dem Formwerkzeug 6 in gleicher Weise wie bei dem Verfahren von 2 zu dem Folienschlauch 7 geformt und um das extrudierte (und bereits erstarrte) Rohr 4 gelegt und an dessen Außenseite 4a angedrückt. Durch das Andrücken erfolgt eine Verbindung zwischen der auf der Innenseite 7a des Folienschlauchs 7 liegenden Kleberschicht der Kunststofffolie 3 und der Außenseite 4a des Rohrs 4. Das Andrücken erfolgt beispielsweise durch Andrückwalzen oder -lappen.
Alternativ zu der oben beschriebenen Laminierung der Kunststofffolie 3 auf das extrudierte Rohr 4 kann in der in 5 schematisch dargestellten Vorrichtung die Herstellung der Verbindung zwischen dem extrudierten Rohr 4 und dem Folienschlauch 7 auch durch Kaschierung erfolgen. Hierzu wird eine Kunststofffolie 3 ohne zusätzliche Beschichtungen verwendet und dem Formwerkzeug 6 zugeführt und darin zu dem Folienschlauch 7 geformt und um das extrudierte Rohr 4 gelegt. Gleichzeitig wird ein flüssiger Kleber in den Spalt zwischen dem Folienschlauch 7 und dem extrudierten und bereits erstarrten Rohr 4 zugeführt oder auf das extrudierte Rohr 4 aufgetragen, noch bevor dieses in das Formwerkzeug 6 einläuft. Die Verbindung zwischen der Außenseite 4a des extrudierten Rohrs 4 und der Innenseite 7a des um das Rohr 4 gelegten Folienschlauchs 7 erfolgt schließlich durch Andrücken des Folienschlauchs 7 gegen das Rohr 4 mittels Kalander, wodurch der Folienschlauch 7 durch Verfestigung des flüssigen Klebers an der Außenseite 4a des Rohrs 4 verklebt wird.
Ein drittes Ausführungsbeispiel eines Verfahrens und einer Vorrichtung zur Herstellung des erfindungsgemäßen Kunststoffverbunds 1 ist in 6 schematisch dargestellt. Ebenso wie bei der Verfahrensführung nach dem Ausführungsbeispiel der 5 wird hier das extrudierte Rohr 4 zunächst in die Kalibriereinrichtung 9 geführt, wo die aus der Ringdüse 5 extrudierte Schmelze des thermoplastischen Kunststoffmaterials abgekühlt wird und erstarrt. Das erstarrte Rohr 4 wird wieder gleichzeitig mit der Kunststofffolie 3 in das Formwerkzeug 6 eingeführt, wo die Kunststofffolie 3 zu dem Folienschlauch 7 geformt und um das Rohr 4 gelegt wird. Anders als bei den Ausführungsbeispielen wie in den 2 und 5 gezeigt wird bei dem Ausführungsbeispiel der 6 eine Endlosbahn 2 eines Folienverbunds, die zu einer Rolle 13 aufgewickelt ist, über die Zuführeinrichtung 11 dem extrudierten und erstarrten Rohr 4 zugeführt. Bei dem Folienverbund handelt es sich um einen Selbstklebeverbund aus einer Trägerfolie 18, beispielsweise einer silikonbeschichteten Papierfolie, auf dem eine selbstklebende Kunststofffolie 3, welche auf einer Seite mit einer Kleberbeschichtung beschichtet ist, haftet. Dieser Selbstklebeverbund ist so zur Rolle 13 aufgewickelt, dass die Trägerfolie 18 innen und die darauf klebende Kunststofffolie 3 außen liegt. Beim Einführen des Selbstklebeverbunds in das Formwerkzeug 6 wird die Trägerfolie 18 von dem Selbstklebeverbund abgezogen und über eine Aufwickeleinrichtung 19 zu einer Rolle 20 aufgewickelt. Die Kunststofffolie 3, welche noch mit der Kleberschicht an ihrer Unterseite beschichtet ist, wird wie bei der Verfahrensführung in den Ausführungsbeispielen der 2 und 5 über eine Umlenkwalze 16 in das Formwerkzeug 6 gelenkt und dort zu dem Folienschlauch 7 geformt, wobei die Kleberbeschichtung auf der Innenseite des Schlauchs 7 liegt. In dem Formwerkzeug 6 wird der zu dem Schlauch 7 geformte Bereich der Kunststofffolie 3 mit der Kleberbeschichtung um das extrudierte Rohr 4 gelegt und dort durch Andrücken an die Rohraußenseite 4a angeklebt. Anschließend wird der so erzeugte Kunststoffverbund 1 durch einen Heizkanal 21 geleitet und schließlich durch die Transporteinrichtung 8 gezogen. In dem Heizkanal 21 erfolgt eine thermisch unterstützte Applikation der Kunststofffolie 3 auf das extrudierte Rohr 4, wobei durch das Aufheizen des Kunststoffverbunds 1 in dem Heizkanal 21 eine faltenfreie Applikation gewährleistet werden kann. Bei Verwendung einer aluminiumhaltigen Kunststofffolie 3 kann an Stelle des Heizkanals 21 auch eine Hochfrequenzverschweißung oder eine Ultraschallverschweißung erfolgen.
Mit der in 6 dargestellten Verfahrensführung kann auch an Stelle einer Endlosbahn 2 einer Kunststofffolie 3 ein Folienverbund in Form einer Trägerfolie 18 mit darauf aufgeklebten Selbstklebeetiketten verwendet werden. Die auf der Trägerfolie 18 aufgeklebten Selbstklebeetiketten werden vor dem Einführen in das Formwerkzeug 6 von der Trägerfolie 18 gelöst und die Trägerfolie 18 wird wie oben beschrieben mittels einer Aufwickeleinrichtung 19 zur Rolle 20 aufgewickelt. Die abgezogenen Selbstklebeetiketten werden in dem Formwerkzeug 6 zu dem Schlauch 7 geformt und um das extrudierte Rohr 4 gelegt und auf dessen Außenseite 4a angedrückt, wodurch die zum Schlauch 7 geformten Selbstklebeetiketten mit ihrer Kleberbeschichtung auf der Schlauchinnenseite 7a auf der Außenseite 4a des Rohrs 4 angeklebt werden.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren können insbesondere Tubenschläuche hergestellt werden, welche optische und ästhetische Effekte aufweisen, die bei bekannten Tubenschläuchen nicht erzeugbar sind. Zum einen wird die Bedruckung insbesondere von kleinen Druckauflagen wirtschaftliche und so sind bessere und aufwendigere Drucke möglich, weil die Kunststofffolie 3, welche die Außenschicht 1a des Tubenschlauchs bildet, schon vor der Formung zum Schlauch 7 im Flachdruck (und damit auch digital) bedruckt werden kann. Eine Bedruckung im (digitalen) Flachdruck ermöglicht bekanntermaßen bei gleicher Druckqualität eine wirtschaftliche Bedruckung auch in kleinen Druckauflagen. Es ist auch möglich, die Kunststofffolie 3 beidseitig zu bedrucken, wobei bei Verwendung eines transparenten Folienmaterials hierdurch optisch interessante und Aufmerksamkeit erregende Effekte erzielt werden können, wenn die den Folienschlauch 7 bildende Kunststofffolie 3 (auch) auf der Innenseite 7a des Folienschlauchs 7 bedruckt ist. Bei Bedruckung der die Innenseite 7a des Schlauchs 7 bildenden Seite der Kunststofffolie 3 entsteht bei dem erfindungsgemäßen Verfahren der Vorteil, dass die noch heiße Schmelze des extrudierten Rohrs 4 beim Anlegen der bedruckten Innenseite 7a des Schlauchs 7 auf der Kunststofffolie 3 in die Druckzwischenräume fließt wodurch zum einen aufgrund der Wärme der extrudierten Schmelze ein besonders homogener Verbund und eine Fixierung des Druckbilds sowie eine optische Verfeinerung des Druckbildes aufgrund des Brechungseffekts erzielt wird. Weiterhin können Tubenschläuche mit einer spiegelnden Oberfläche hergestellt werden, indem beispielsweise Kunststofffolien 3 mit einer metallischen Außenschicht verwendet werden, wobei die metallische Außenschicht auf der Außenseite des Schlauchs 7 zu liegen kommt oder auf dessen Innenseite 7a und von einer transparenten Kunststoffschicht bedeckt ist, durch die die spiegelnde Oberfläche der Metallschicht zu sehen ist. Darüber hinaus kann die Festigkeit und die Zusammendrückbarkeit des Tubenschlauchs in weiten Bereichen durch geeignete Auswahl der Materialien und der Dicken der Kunststofffolie 3 und des extrudierten Rohrs 4 ausgewählt und variiert werden. Hierbei kann insbesondere aufgrund der geringen Schichtdicke der ausgewählten Kunststofffolie 3 über die Wandstärke der Schmelze, aus der das Rohr 4 extrudiert wird, die Festigkeit und die Zusammendrückbarkeit des Tubenschlauchs eingestellt werden. Bei der Auswahl des Materials zur Extrusion des Rohrs 4 kann ferner auf die Verwendung von Farb-Batch verzichtet werden, wenn die Kunststofffolie 3 opak ist, da die Farbgestaltung des Tubenschlauchs damit ausschließlich von der Farbe und der Bedruckung der Außenseite der Kunststofffolie 3 abhängt. Weiterhin kann durch Verwendung einer Kunststofffolie 3 mit korrugierter bzw. strukturierter oder gelochter Außenschicht die Griffigkeit der Außenfläche des Tubenschlauchs verbessert werden. Hierzu kann beispielsweise eine Kunststofffolie 3 verwendet werden, die als Außenschicht eine gelochte Kunststoff- oder Metallschicht oder eine Noppenschicht o. ä. aufweist. Bei Anlegen der Seitenkanten 3a und 3b der Kunststofffolie 3 in einem geringen Abstand zueinander und gleichzeitiger Verwendung eines transparenten Kunststoffmaterials zur Extrusion des Rohrs 4 kann ein Tubenschlauch mit einem sich längs des Tubenschlauchs über dessen gesamte Länge erstreckenden Sichtfenster hergestellt werden, durch das der Füllstand des in die Tube gefüllten Füllguts von außen erkennbar ist.
Beim Schneiden der Tubenschläuche aus dem schlauchförmigen Kunststoffverbund 1 mittels des Schneidwerkzeugs 12 wird bei Verwendung einer bedruckten Kunststofffolie 3 der Rapport des Druckbildes abgetastet und die Steuerung der Transport- und Zuführeinrichtung 8 bzw. 11 wird unter Berücksichtigung des abgetasteten Druckbilds entsprechend gesteuert und erforderlichenfalls korrigiert, um die Tubenschläuche rapportgemäß aus dem schlauchförmigen Kunststoffverbund 1 abzuschneiden.
Für die Herstellung von Tubenschläuchen, die rapportgemäß aus dem auf der Außenseite bedruckten Kunststoffverbund 1 herausgeschnitten werden hat sich die Verfahrensführung nach dem Ausführungsbeispiel der 6 als besonders zweckmäßig erwiesen, weil hier die Steuerung der Rapportlänge über die Transporteinrichtung 8 möglich ist und nicht über die Steuerung des Schneidwerkzeugs 12 unter dem dafür notwendigen Abtasten des Rapportbilds. Es kann dadurch eine direkte Steuerung der Rapportlänge über die Transporteinrichtung 8 ermöglicht, ohne dass eine optische Abtastung des Druckbilds und eine entsprechende Steuerung des Schneidwerkzeugs 12 erforderlich wäre.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines schlauch- oder rohrförmigen Kunststoffverbunds (1) mit folgenden Schritten: – Bereitstellen einer sich bewegenden Endlosbahn (2) einer Kunststofffolie (3) oder einer Trägerfolie (18) mit aufgeklebter Kunststofffolie (3), – Extrusion eines Rohres (4) aus einer Schmelze eines zweiten Kunststoffmaterial durch eine Ringdüse (5), – Zuführen der Kunststofffolie (3) an das extrudierte Rohr (4), – Einführen der Kunststofffolie (3) in ein Formwerkzeug (6), wo die durch das Formwerkzeug (5) durchlaufende Kunststofffolie (3) zu einem Schlauch (7) geformt wird, wobei gegenüberliegende Seitenkanten (3a, 3b) der Kunststofffolie (3) parallel zueinander und überlappend oder auf Stoß oder in einem geringen Abstand angelegt werden, – Anlegen des aus dem Formwerkzeug (5) laufenden und zum Schlauch (7) geformten Bereichs der Kunststofffolie (3) um das extrudierte Rohr (4) auf dessen Außenseite (4a), – Herstellen einer Verbindung zwischen der Außenseite (4a) des extrudierten Rohrs (4) und der Innenseite (7a) des um das Rohr gelegten Schlauchs (7) aus der Kunststofffolie (3).
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei dem ersten und dem zweiten Kunststoffmaterial um dasselbe Kunststoffmaterial oder Kunststoffe handelt, die sich, ggf. unter Verwendung eines Haftvermittlers, innig und unlösbar miteinander verbinden lassen.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Anlegen des zum Schlauch (6) geformten Bereichs der Kunststofffolie (3) um das extrudierte Rohr (4) unmittelbar nach dem Austreten des extrudierten Rohrs (4) aus der Ringdüse (5) in noch nicht erkaltetem Zustand der das Rohr (4) bildenden Schmelze erfolgt.
Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass der aus dem extrudierten Rohr (4) und dem ummantelten Schlauch (6) bestehende Kunststoffverbund (1) anschließend durch eine Kalibriereinrichtung (9) geführt wird, in der eine Abkühlung des extrudierten Rohrs (4) und dadurch eine innige Verbindung zwischen der Außenseite (4a) des extrudierten Rohrs (4) und der Innenseite (7a) des um das Rohr gelegten Schlauchs (7) aus der Kunststofffolie (3) erfolgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Kunststofffolie (3) auf einer Seite mit einer Kleberbeschichtung versehen ist, welche eine Klebeverbindung zwischen der Außenseite (4a) des extrudierten Rohrs (4) und der Innenseite (7a) des Schlauchs (7) aus der Kunststofffolie (3) erzeugt, nachdem der Schlauch (7) um das Rohr (4) gelegt wurde.
Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die mit der Kleberbeschichtung versehene Kunststofffolie (3) um das Rohr (4) gelegt wird, nachdem dieses zur Abkühlung der Schmelze durch eine Kalibriereinrichtung (9) geführt worden ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Verbindung zwischen der Außenseite (4a) des extrudierten Rohrs (4) und der Innenseite (7a) des um das Rohr gelegten Schlauchs (7) aus der Kunststofffolie (3) durch Kaschierung unter Hinzufügen eines flüssigen Klebstoffs zwischen der Kunststofffolie (3) und der Außenseite (4a) des Rohrs (4) erfolgt.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Kunststoffverbund (1) aus dem extrudierten Rohr (4) mit ummanteltem Schlauch (6) durch eine Zugeinrichtung (8) gezogen wird, wodurch ein kontinuierliches oder getaktetes Voranschreiten der Kunststofffolie (3) und des extrudierten Rohrs (4) bewirkt wird.
Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, dass der schlauchförmige Kunststoffverbund (1) in Laufrichtung hinter der Zugeinrichtung (8) mittels eines Schneidwerkzeugs (12) in rohrförmige Abschnitte geschnitten wird.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kunststofffolie (3) um eine Verbundfolie, insbesondere ein mehrschichtiges Laminat, handelt.
Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass es sich bei der Kunststofffolie (3) um eine Verbundfolie handelt, welche eine Metallschicht, insbesondere aus Aluminium, umfasst.
Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest die Außenseite (3b) der Kunststofffolie (3) bedruckt ist.
Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 1 bis 12, umfassend – eine Extrusionseinrichtung (10) mit einer Ringdüse (5) zur Extrusion eines Rohrs (4) aus einer Schmelze eines thermoplastischen Kunststoffmaterials, – eine Transport- und Zuführeinrichtung (8, 11) zum Transport einer Endlosbahn (2) einer Kunststofffolie (3) und zur Zuführung der Kunststofffolie (3) zu dem aus der Ringdüse (5) extrudierten Rohr (4), – ein Formwerkzeug zur Formung der Kunststofffolie zu einem Schlauch (7) und zum Anlegen des zu dem Schlauch (7) geformten Bereichs der Kunststofffolie (3) um das extrudierte Rohr (4), – eine Kalibriereinrichtung (9) zum Abkühlen der aus der Ringdüse (5) zur Bildung des Rohrs (4) extrudierten Schmelze.
Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung weiterhin ein Schneidwerkzeug (12) umfasst, um den aus dem extrudierten Rohr (4) und der Kunststofffolie (3) bestehenden Kunststoffverbund (1) in rohrförmige Abschnitte zu schneiden.
Schlauch- oder rohrförmiger Kunststoffverbund (1) mit zumindest einer Außenschicht (1a) und einer Innenschicht (1b), wobei die Außenschicht (1a) und die Innenschicht (1b) miteinander verbunden sind, dadurch gekennzeichnet, dass die Außenschicht (1a) von einer Kunststofffolie (3) gebildet wird, die schlauchförmig geformt ist, so dass gegenüberliegende Seitenkanten (3a, 3b) parallel zueinander verlaufen und sich einander überlappend oder auf Stoß oder in einem geringen Abstand zueinander angelegt sind, und dass die Innenfläche dieses so geformten Folienschlauchs von einer Extrusionsschicht aus einem thermoplastischen Material, welches die Innenschicht (1b) bildet, nahtlos überzogen ist.
Kunststofftube mit einem Tubenschlauch aus einem Kunststoffverbund (1) nach Anspruch 13.