DE102018212934A1

DE102018212934A1 - Endlosfaservlies-Folie

Info

Publication number: DE102018212934A1
Application number: DE102018212934.7A
Authority: DE
Inventors: Claus Fochler; Norbert Rüttinger
Original assignee: BCA VERTRIEBSGESELLSCHAFT MBH
Current assignee: I.C.S. GMBH, DE
Priority date: 2017-08-08
Filing date: 2018-08-02
Publication date: 2019-02-14
Also published as: AT520236B1; AT520236A1

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Endlosfaservlies-Folie (2), wobei ein aus einheitlichen Fasern (3), insbesondere Kunstfasern, gebildetes, durch punktuelles Verbinden der Fasern (3) an Verbindungspunkten (4) hergestelltes, Endlosfaservlies (1), insbesondere umfassend Polypropylen-Fasern oder Polyethylenterephthalat-Fasern, durch einen Kalander mit glatten Walzen derart geführt und verdichtet wird, dass die Fasern (3) des Endlosfaservlieses (1) wenigstens teilweise zu einer Folie (5) verschmolzen werden, sowie eine durch dieses Verfahren hergestellte Endlosfaservlies-Folie (2).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Endlosfaservlies-Folie. Weiters betrifft die Erfindung eine Endlosfaservlies-Folie hergestellt nach dem erfindungsgemäßen Verfahren.
Insbesondere für die Herstellung von Wursthüllen, anderen Lebensmittelverpackungen oder dergleichen ist es wesentlich, dass einerseits eine entsprechende Dampfdurchlässigkeit und andererseits auch ein entsprechender Sauerstoffdurchtritt und Rauchdurchlässigkeit ermöglicht ist. Diese Anforderung gilt auch für das Einschlagen oder Abdecken von anderen Essprodukten wie Fleisch, Käse, Schokolade und dergleichen.
Bisher werden Wurstwaren entweder in Naturdärmen abgefüllt, oder aber es werden Kunstdärme aus Kollagen und gegebenenfalls Cellulosefasern verwendet. Bezüglich der Verwendung von Naturdärmen ist festzuhalten, dass diese nur in bestimmten Maßen und Mengen zur Verfügung stehen. Die Kunstdärme aus Kollagen und gegebenenfalls Cellulosefasern hingegen bedürfen einer zusätzlichen speziellen Behandlung, und zwar einerseits insbesondere bei der Herstellung der Kunstdärme und andererseits auch bei deren Haltbarmachung und Lagerung derselben.
Als Alternative können Vliesprodukte, insbesondere Endlosfaservliesprodukte, zum Umhüllen der Lebensmittel verwendet werden. Hierbei ergibt sich jedoch der Nachteil, dass Vlies kein optimales Reißverhalten aufweist und beim Aufreißen der Wursthülle zum Ausfransen neigt. Zusätzlich ist die Sauerstoffdurchlässigkeit für die meisten Lebensmittelprodukte zu hoch.
Aufgabe der Erfindung ist es, die Nachteile des Standes der Technik zu überwinden und ein Verfahren für die Herstellung eines Vliesmaterials zu schaffen, welches ein Ausfransen der Wursthülle beim Aufreißen reduziert. Ferner soll die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit des hergestellten Materials in einem für die Wurstproduktion akzeptablen Bereich liegen.
Diese und andere Aufgaben der Erfindung werden dadurch gelöst, dass ein aus einheitlichen Fasern, insbesondere Kunstfasern, gebildetes, durch punktuelles Verbinden der Fasern an Verbindungspunkten hergestelltes, Endlosfaservlies durch einen Kalander mit glatten Walzen geführt und verdichtet wird, sodass die Fasern des Endlosfaservlieses wenigstens teilweise zu einer Folie verschmolzen werden.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren werden die hochstehenden Stege am Rand der Verbindungspunkte angeschmolzen, breitgedrückt und teilweise in die Fläche folienartig thermobondiert.
Insbesondere kann das Endlosfaservlies, welches als Ausgangsmaterial verwendet wird, Polypropylen-Fasern oder Polyethylenterephthalat-Fasern umfassen. Das Ausgangsmaterial kann insbesondere reine PP / PE als auch PP/PE Bicocvliese als auch Polyesterendlosvliese umfassen.
Durch ein teilweises Verschmelzen der Fasern werden die Eigenschaften einer Folie mit denen eines Vlieses vermischt und es wird ein Hybridmaterial hergestellt. Durch die Unterbrechung der durchgehenden Faserstruktur durch teilweise ausgebildete Folienbereiche wird ein nahezu papierähnliches Reißverhalten erzeugt. Es kommt zu keinem Ausfransen und die Reißrichtung ist im Wesentlichen isotrop.
Dabei wird auch die Festigkeit um bis zu 20% erhöht und die Dehnung auf bis zu 35% gegenüber den ursprünglichen Werten verringert.
Zusätzlich wird im Vergleich zu einem reinen Endlosfaservlies die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit herabgesetzt. Da jedoch einzelne unverschmolzene Fasern aufweisende Bereiche wiederum eine sehr hohe Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit aufweisen, ist die durchschnittliche Durchlässigkeit immer noch höher als bei einem reinen Folienmaterial.
Erfindungsgemäß kann durch unterschiedliche Verschmelzungsgrade die Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit verändert werden.
Durch die Bildung einer Folienstruktur wird auch die Haftung der erfindungsgemäßen Endlosfaservlies-Folie am Lebensmittelprodukt verringert, was beispielsweise ein leichteres Schälen der Wurst ermöglicht.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Walzen auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden. Dadurch wird ein im Wesentlichen konstanter Verschmelzungsgrad der Fasern erzielt.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Oberflächentemperatur der Walzen für die Verarbeitung des Endlosfaservlieses zwischen 100°C und 250°C, bei der Verarbeitung von Polypropylen-Vlies zwischen 145 °C und 170 °C, bei PE zwischen 100°C und 125°C, und bei der Verarbeitung von Polyethylenterephthalat-Vlies zwischen 200 °C und 240 °C liegt.
Dadurch wird eine Anpassung der Walzentemperatur an die Erweichungstemperaturen der zu verarbeitenden Fasern erreicht. Durch Veränderung der Temperatur kann eine Variation des Verschmelzungsgrads erreicht werden, wodurch Eigenschaften wie Reißfestigkeit, Sauerstoff- und Wasserdampfdurchlässigkeit gesteuert werden können.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Dicke des Endlosfaservlieses beim Kalandrieren um 10% bis 40%, vorzugsweise um 14% bis 21%, verringert wird.
Neben der teilweisen Ausbildung einer Folie wird auch eine Verringerung der Dicke im Vergleich zum Endlosfaservlies erreicht. Trotzdem bleibt die durch die Verbindungspunkte gebildete Noppenstruktur erhalten, wodurch beispielsweise Gewürze gut an der Endlosfaservlies-Folie anhaften.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass der Abstand der Walzen zwischen 0,1 mm und 0,2 mm beträgt. Die Dicke des als Ausgangsmaterial verwendeten Endlosfaservlieses kann etwa 1,5mm betragen.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass der auf das in den Kalander eingeführte Endlosfaservlies einwirkende Druck zwischen 5 bar und 30 bar beträgt.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Kalanderwalzen zwischen 5 m/min und 25 m/min beträgt.
Die Variation der Prozessbedingungen, wie dem Abstand der Walzen, dem Anpressdruck oder der Rotationsgeschwindigkeit der Walzen beim Kalandrieren bestimmt die Eigenschaften der erzeugten Endlosfaservlies-Folie. Dadurch wird eine optimale Kontrolle über die Parameter des Endprodukts erreicht.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Walzenkombination in Form von Stahl/Stahl oder Stahl/Kunststoff, insbesondere Gummi, ausgeführt ist. Es können auch andere Materialien für die Walzen vorgesehen sein. Das Material der Walze bestimmt unter anderen die auf das Endlosfaservlies einwirkenden Druckverhältnisse. Durch Variation des Materials der Walzen kann beispielsweise eine unterschiedliche Ausprägung der durch die Verbindungspunkte definierten Noppenstruktur erreicht werden. Weiters ist es möglich, etwa mit Stahlwalzen die Oberfläche der Endlosfaservlies-Folie zu glätten.
Eine weitere Aufgabe der Erfindung ist es, ein Material zu Verfügung zu stellen, das bekannte Verpackungsmaterialien von Lebensmittelprodukten ersetzen kann und dabei nicht die nachteiligen Eigenschaften von beispielsweise in Stand der Technik verwendeten Vliesprodukten aufweist.
Diese und andere erfindungsgemäße Aufgaben werden durch eine Endlosfaservlies-Folie gelöst, welche nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellt wird.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass die Endlosfaservlies-Folie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 1 bis 200 g/m2 pro Tag aufweist.
Durch die Wasserdampfdurchlässigkeit wird beispielsweise die Trocknungsrate einer verpackten Wurst bestimmt. Die Kombination aus Folie und Endlosfaservlies führt zu optimalen Eigenschaften für die Lebensmittelindustrie. Ferner bestimmt die Wasserdampfdurchlässigkeit auch die Diffusionsrate von beispielsweise Aromastoffen, wie etwa ätherischen Ölen von Gewürzen oder Raucharoma.
Gemäß einem weiteren erfindungsgemäßen Merkmal kann vorgesehen sein, dass nach dem Kalandrieren etwa 90% der Gesamtfläche der Endlosfaservlies-Folie aus der durch verschmolzene Fasern gebildeten Folie besteht. Diese Folie weist definierbare Sauerstoffdurchlässigkeit auf, um den Abtrocknungsprozess des verpackten Produktes optimieren zu können.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale ergeben sich aus den Patentansprüchen, den Ausführungsbeispielen und den Figuren.
Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels näher erläutert. Dabei zeigen:

1: Eine schematische seitliche Ansicht eines Endlosfaservlieses;
2: Eine schematische seitliche Ansicht eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Endlosfaservlies-Folie;
3a: Eine schematische Aufsicht eines Endlosfaservlieses;
3b: Eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Endlosfaservlies-Folie.

1 zeigt ein Endlosfaservlies 4, welches als Ausgangsmaterial für das erfindungsgemäße Verfahren verwendet wird. Die seitliche Ansicht zeigt eine schematische Faser 2 oder mehrere einander überlagernde Fasern 2. Die Fasern 2 werden beim Herstellungsprozess des Endlosfaservlieses 4 punktuell an Verbindungspunkten 3 verdichtet. Dadurch wird ein Zusammenhalten der Fasern erreicht. Es ergibt sich eine trichterförmige Vertiefung mit einer Flanke 6.
Typischerweise sind die Fasern aus Kunststoff wie etwa Polyethylen, Polypropylen oder Polyethylenterephthalat. Ein solches Endlosfaservlies 4 weist eine hohe Durchlässigkeit für Wasserdampf und Gase auf. Ferner zeigt es beim Reißen anisotrope Eigenschaften, denn es reißt bevorzugt entlang der Faserrichtung.
Beide Aspekte sind nachteilig, wenn beispielsweise Wurstprodukte in Vlies verpackt werden sollen: Die Wurst trocknet schnell aus und beim Aufreißen franst das Vlies aus.
2 zeigt eine seitliche Ansicht einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Endlosfaservlies-Folie 1 durch Kalandrieren des in 1 dargestellten Endlosfaservlieses 4. Die schematische Ansicht zeigt ebenfalls eine Faser 2 oder mehrere einander überlagernde Fasern 2. Weiters sind Bereiche zu sehen, in der durch das Kalandrieren eine Folie 5 gebildet wurde. Diese Bereiche befinden sich insbesondere an den Flanken 6 der Verbindungspunkte 3. Beim Kalandrieren werden die durch die Verbindungspunkte 3 geformten Noppen im Endlosfaservlies 4 zusammengepresst und durch die vorzugsweise erhöhte Temperatur der Walzen des Kalanders werden die Fasern 2 zu einer Folie 5 zusammengeschmolzen. Zusätzlich wird, wie ein Vergleich von 1 und 2 erkennen lässt, die Höhe der durch die Verbindungspunkte 3 gebildeten Noppen reduziert, was auch zu einer Reduktion der Gesamthöhe der Endlosfaservlies-Folie 1 im Vergleich zum Endlosfaservlies 4 führt.
In diesem Ausführungsbeispiel wurden für die Herstellung der Endlosfaservlies-Folie 1 nach dem erfindungsgemäßen Verfahren glatte Walzen aus Stahl verwendet. Diese wurden auf einer konstanten Temperatur von etwa 150°C gehalten. Als Ausgangsstoff wurde ein Endlosfaservlies 4 mit Polypropylen-Fasern verwendet.
Neben den papierähnlichen isotropen Reißeigenschaften der Endlosfaservlies-Folie 1 ist auch die Wasserdampfdurchlässigkeit der Endlosfaservlies-Folie 1 mit 30 g/m2 und Tag in einem für Würste optimalen Bereich. Bei der Verwendung von anderen Endlosfaservliesen 4 als Ausgangsstoff und anderen Kalandrierbedingungen lassen sich Endlosfaservlies-Folien mit unterschiedlichen Eigenschaften herstellen.
3a zeigt eine schematische Aufsicht eines Endlosfaservlieses 4 wie es für die Herstellung einer Endlosfaservlies-Folie 1 verwendet wird. Die Fasern 2 umfassen Polypropylen und werden an Verbindungspunkten 3 zusammengehalten. Die Verbindungspunkte haben ähnliche Form wie in 1 gezeigt, sie sind also im Wesentlichen trichterförmig mit Flanken 6 ausgebildet.
In dieser schematischen Darstellung sind die tiefsten Bereiche der Verbindungspunkte 3 mit einer strichlierten Linie illustriert. Um diese tiefsten Bereiche erstrecken sich die Flanken 6 der Verbindungspunkte 3 analog zur seitlichen Ansicht in 1.
3b zeigt eine schematische Aufsicht einer erfindungsgemäßen Endlosfaservlies-Folie 1 nach dem kalandrieren des in 3a gezeigten Endlosfaservlieses 4. Die Fasern 2 sind weitläufig zu einer Folie 5 zusammengeschmolzen. Insbesondere hat sich im Bereich der Flanken 6 der Verbindungspunkte 3 eine Folie ausgebildet. Dadurch werden dieselben vorteilhaften Eigenschaften erreicht, wie bereits im Ausführungsbeispiel von 2 beschrieben.
Bezugszeichenliste

1: Endlosfaservlies-Folie
2: Faser
3: Verbindungspunkt
4: Endlosfaservlies
5: Folie
6: Flanke

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Endlosfaservlies-Folie (1), dadurch gekennzeichnet, dass ein aus einheitlichen Fasern (2), insbesondere Kunstfasern, gebildetes, durch punktuelles Verbinden der Fasern (2) an Verbindungspunkten (3) hergestelltes, Endlosfaservlies (4), insbesondere umfassend Polypropylen-Fasern oder Polyethylenterephthalat-Fasern, durch einen Kalander mit glatten Walzen derart geführt und verdichtet wird, dass die Fasern (2) des Endlosfaservlieses (4) wenigstens teilweise zu einer Folie (5) verschmolzen werden.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzen auf einer im Wesentlichen konstanten Temperatur gehalten werden.
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächentemperatur der Walzen für die Verarbeitung des Endlosfaservlieses (4) zwischen 100°C und 250°C liegt, insbesondere bei der Verarbeitung von Polypropylen-Vlies zwischen 145 °C und 170 °C, bei PE zwischen 100°C und 125°C und bei der Verarbeitung von Polyethylenterephthalat-Vlies zwischen 200 °C und 240 °C.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke des Endlosfaservlieses (4) beim Kalandrieren um 10% bis 40%, vorzugsweise um 14% bis 21%, verringert wird.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Walzen zwischen 0,1mm und 0,2mm beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der auf das in den Kalander eingeführte Endlosfaservlies (4) einwirkende Druck zwischen 5 bar und 30 bar beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Rotationsgeschwindigkeit der Kalanderwalzen zwischen 5 m/min und 25 m/min beträgt.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Walzenkombinationen Stahl/Stahl oder Stahl/Kunststoff, insbesondere Gummi, umfassen.
Endlosfaservlies-Folie (1), hergestellt nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 8.
Endlosfaservlies-Folie (1) nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass sie eine Wasserdampfdurchlässigkeit von 1 bis 200 g/m2 pro Tag aufweist.
Endlosfaservlies-Folie (1) nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass nach dem Kalandrieren etwa 90% der Gesamtfläche der Endlosfaservlies-Folie (1) aus der durch verschmolzene Fasern (2) gebildeten Folie (5) besteht.