DE1132324B

DE1132324B - Process for the production of a connection of a support layer of polyethylene with a hydrophilic material layer

Info

Publication number: DE1132324B
Application number: DEA28601A
Authority: DE
Inventors: Bo Erik Stenqvist
Original assignee: Akerlund and Rausing AB
Current assignee: Akerlund and Rausing AB
Priority date: 1957-01-04
Filing date: 1958-01-02
Publication date: 1962-06-28

Description

Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyäthylen mit einer hydrophilen Materialschicht Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Verbindung einer Auflageschicht aus Polyäthylen mit einer hydrophilen Materialschicht, z. B. Pappe, und betrifft ein Verfahren, bei dem diese Verbindung mit einer hervorragenden Abbindung der beiden Schichten unter Hitze- und Druckeinwirkung erfolgt. Process for the production of a connection of an overlay layer Polyethylene with a hydrophilic material layer The invention relates to a method of making a joint of a polyethylene overlay with a hydrophilic material layer, e.g. B. Cardboard, and relates to a process in which this connection with an excellent bonding of the two layers takes place under the action of heat and pressure.

Bei der Herstellung von Kartons, z. B. rohrförmigen Behältern, aus Pappe mit einem kontinuierlich durchlaufenden Polyäthylenüberzug treten Schwierigkeiten bei der Herstellung der überlappenden Verbindung der beiden axial zum rohrförmigen Karton verlaufenden Ränder auf, wenn übliche Hitze- und Druckeinwirkung verwendende Verfahren angewendet werden. Dies hat seinen Grund darin, daß die Haftung zwischen der einen hydrophoben Charakter aufweisenden Überzugsschicht aus Polyäthylen des einen Randes und der einen hydrophilen Charakter aufweisenden Pappfläche am anderen Rand ungenügend ist, da diese im wesentlichen eine mechanische Bindung des Kunststoffes mit der Pappe darstellt. Es ist die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem nicht nur eine rein mechanische, sondern auch eine physikalische Bindung zwischen der Polyäthylenabdeckschicht und dem hydrophilen Grundmaterial erreicht wird. Die üblichen Schweißverfahren zur Verbindung von Kunststoffschichten miteinander oder mit anderen Materialien, bei denen es ganz allgemein bekannt ist, die zu verbindenden Oberflächen der Kunststoffschichten durch z. B. Aufblasen von stark erhitzten Gasen od. dgl. zu erhitzen und unmittelbar darauf unter Druckeinwirkung zu verbinden, ergeben dabei infolge der Materialunterschiede zwischen Grundschicht und Deckschicht kein brauchbares Ergebnis, da nur eine rein mechanische Verbindung erfolgt. In the manufacture of cardboard boxes, e.g. B. tubular containers from Difficulties arise with cardboard with a continuous polyethylene coating in making the overlapping connection of the two axially to the tubular Cardboard running edges when using normal heat and pressure Procedures are applied. The reason for this is that the liability between the coating layer made of polyethylene, which has a hydrophobic character one edge and the cardboard surface, which has a hydrophilic character, on the other Edge is inadequate, as this is essentially a mechanical bond of the plastic with the cardboard represents. It is the object of the invention to provide a To create a process in which not only a purely mechanical, but also a physical bond between the polyethylene cover layer and the hydrophilic one Base material is achieved. The usual welding processes for joining plastic layers with each other or with other materials for which it is well known, the surfaces to be connected of the plastic layers by z. B. Inflation of To heat strongly heated gases or the like and immediately afterwards under the action of pressure to connect, result due to the material differences between the base layer and top layer not a usable result, as only a purely mechanical connection he follows.

Es ist weiterhin bekannt, die Haftfähigkeit von Polyäthylenoberflächen für Farben, Klebmittel oder andere flüssige Stoffe durch eine entsprechende Oxydationsbehandlung der Oberfläche zu erhöhen. Diese Behandlung erfolgt durch Erwärmen in einer oxydierenden Flamme und nachträgliches Abkühlen der Oberfläche. Diese einfache Erhöhung der Oberflächenhaftung von Polyäthylen für flüssige Stoffe durch Oxydation reicht jedoch nicht aus, um eine Erhöhung der Verschweißbarkeit von derartigem oberflächenbehandeltem Polyäthylen mit hydrophilen Charakter aufweisenden festen Stoffen herbeizuführen, wie es die der Erfindung zugrunde liegende Aufgabe ist. Bei der Erhöhung der Haftfähigkeit für flüssige Stoffe soll durch die Oxydationsoberfläche eine Erhöhung der Benetzbarkeit bei gleichzeitiger Erhö- hung der Härte erreicht werden. Diese Eigenschaften treten im wesentlichen erst auf, wenn die behandelte Oberfläche abgekühlt ist. Es ist jedoch kein Verfahren bekannt, bei dem der auf die Oberfläche aufzubindende Stoff auf die noch heiße Oxydationsfläche aufgebracht wird. Dieses Verfahren aber wendet die Erfindung an, indem die Verbindungsfläche der Polyäthylenschicht in an sich bekannter Weise mittels einer oxydierenden Flamme über den Schmelzpunkt des Polyäthylens erwärmt und an der Oberfläche oxydiert wird, worauf die unmittelbare Verbindung der beiden Schichten bei noch geschmolzenem Zustand der Verbindungsfläche der Polyäthylenschicht bis zum Erstarren des Polyäthylens erfolgt. The adhesion of polyethylene surfaces is also known for paints, adhesives or other liquid substances through an appropriate oxidation treatment to increase the surface. This treatment is carried out by heating in an oxidizing Flame and subsequent cooling of the surface. This simple increase in surface adhesion of polyethylene for liquid substances by oxidation is not enough to an increase in the weldability of such surface-treated polyethylene to bring about solids having a hydrophilic character, as is the case with the the object underlying the invention is. In increasing the adhesiveness For liquid substances, the oxidation surface should increase the wettability with simultaneous increase hung of hardness can be achieved. These properties occur essentially only when the treated surface has cooled down. However, it is no known method in which the substance to be attached to the surface is applied to the still hot oxidation surface is applied. However, this method applies the invention by the connection surface of the polyethylene layer in a known manner heated by means of an oxidizing flame above the melting point of polyethylene and is oxidized on the surface, whereupon the direct union of the two Layers with the joint surface of the polyethylene layer still in the molten state takes place until the polyethylene solidifies.

Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird zwar die an sich bekannte Behandlungsform der Oberflächenoxydation ebenfalls angewendet, sie dient jedoch hier zur Lösung einer völlig anderen Aufgabe. In the method according to the invention, the known per se is used Treatment form of surface oxidation also used, but it serves here to solve a completely different task.

Durch das Verfahren gemäß der Erfindung wird eine mechanische Adhäsion zwischen der Polyäthylenschicht und dem hydrophilen Material gewonnen, die qualitätsmäßig in keiner Weise geringer ist als eine mechanische Adhäsion bei ähnlichen Verbindungen, die auf herkömmliche Weise hergestellt wurden. Indessen wird außerdem noch eine physikalische Adhäsion erhalten, welche die Eigenschaften der Verbindung wesentlich verbessert. Diese physikalische Haftung beruht darauf, daß die oxydierende Flamme in an sich bekannter Weise eine Oxydation der entsprechenden Schichtoberfläche der Polyäthylenauflage bewirkt, wodurch eine Umwandlung der hydrophoben Beschaffenheit derselben in eine hydrophile hervorgerufen und erfindungsgemäß beibehalten wird, womit die Oberfläche auf diese Weise für eine physikalische Haftung auf dem hydrophilen Material geeignet gemacht wird. The method according to the invention provides mechanical adhesion between the polyethylene layer and the hydrophilic material obtained in terms of quality is in no way less than mechanical adhesion in similar joints, which have been produced in a conventional manner. Meanwhile, there will also be another physical adhesion obtained, which is the properties of the joint essential improved. This physical adhesion is based on the oxidizing flame in a manner known per se, an oxidation of the corresponding layer surface of the Polyethylene layer causes a change in the hydrophobic nature the same is brought about into a hydrophilic one and is retained according to the invention, thus making the surface in this way for physical adhesion to the hydrophilic Material is made suitable.

Bei einem Beispiel der Erfindung wird unterstellt, daß röhrenförmige Kartons, die aus Pappe bestehen und auf einer ihrer Seiten einen kontinuierlichen Überzug von Polyäthylen aufweisen, aus ebenen Kartonstanzstücken hergestellt werden sollen. Der Polyäthylen-Oberzug soll dann die Innenfläche des fertigen Kartons bilden. In one example of the invention it is assumed that tubular Cardboard boxes, which are made of cardboard and have a continuous on one of their sides Have a coating of polyethylene, are made from flat cardboard stampings should. The polyethylene cover should then form the inner surface of the finished box.

Zweckmäßigerweise werden die ebenen Stanzstücke über eine Fördereinrichtung in der Richtung zugeführt, die der Achse des röhrenförmigen Kartons entspricht, wobei sie durch eine Erhitzungsvorrichtung hindurchgehen müssen, in welcher eine oder mehrere oxydierende Flammen eine verhältnismäßig schmale Längsrandzone der Polyäthylenschicht bestreichen müssen. Die Flammen sind so angebracht, daß sie die Polyäthylenschicht der genannten Randzone bis oberhalb ihres Schmelzpunktes erhitzen und gleichzeitig durch Oxydation die hydrophobe Beschaffenheit derselben in eine hydrophile umwandeln. The flat punched pieces are expediently transported via a conveyor fed in the direction corresponding to the axis of the tubular cardboard, they must pass through a heating device in which a or several oxidizing flames form a relatively narrow longitudinal edge zone of the Have to coat the polyethylene layer. The flames are placed in such a way that they Heat the polyethylene layer of the said edge zone to above its melting point and at the same time by oxidation the hydrophobic nature of the same into one convert hydrophilic.

In unmittelbarem Anschluß an das Erhitzen der Polyäthylenschicht der genannten Längsrandzone des Kartonstanzstückes wird diese Zone so gebogen, daß ihre Schicht auf der ihr zugeordneten Randzone der Pappe überlappend zum Aufliegen und diese mit ihrer in geschmolzenem Zustand erhitzten Polyäthylenschicht in Verbindung kommt. Immediately following the heating of the polyethylene layer the said longitudinal edge zone of the cardboard punch, this zone is bent so that their layer on the associated edge zone of the cardboard overlapping to lie on and these in connection with their polyethylene layer heated in the molten state comes.

Durch einen angemessenen Druck mittels Druckwalzen, die längs der Fördereinrichtung angeordnet sind, können die beiden Randzonen eine genügende Zeit lang zusammengepreßt werden, um für eine Erstarrung des geschmolzenen Polyäthylens und damit für eine Verfestigung der überlappenden Verbindung der Abdichtung als solcher zu sorgen. By applying adequate pressure by means of pressure rollers that run along the Conveyor are arranged, the two edge zones can be a sufficient time be compressed for a long time in order for the molten polyethylene to solidify and thus for a consolidation of the overlapping connection of the seal as to take care of such.

Vorzugsweise werden die Kartonstanzstücke ununterbrochen während aller Arbeitsvorgänge des Verschmelzungsvorganges über die Fördereinrichtung zugeführt. Preferably, the cardboard stampings are uninterrupted during all work processes of the merging process are supplied via the conveyor.

Neben der Erzeugung einer Oberflächenoxydation der Polyäthylenschicht der abdichtenden Verbindungszone, die einer Adhäsion dient, bewirken die oxydierenden Flammen ein sehr schnelles Erhitzen, welches sich im wesentlichen auf die Oberfläche der in Frage kommenden Schicht beschränkt. Auf diese Weise gewährleisten sie ein hinreichendes Erhitzen der Oberflächenteile der Polyäthylenschicht, so daß ein gleichzeitiges Erhitzen der anderen Zone überflüssig ist. In addition to the generation of surface oxidation of the polyethylene layer the sealing connection zone, which is used for adhesion, causes the oxidizing Flames a very rapid heating, which is essentially on the surface restricted to the layer in question. In this way they ensure one sufficient heating of the surface parts of the polyethylene layer so that a simultaneous Heating the other zone is unnecessary.

Durch die Verwendung von offenen Flammen werden beträchtlich höhere Hitzemengen pro Zeiteinheit der Oberfläche des Polyäthylens zugeführt als z. B. durch Heizelemente, die die Hitze durch Übertragung zuführen. Using open flames results in considerably higher Amounts of heat per unit time of the surface of the polyethylene supplied as z. B. by heating elements that supply the heat by transmission.

Auf diese Weise können die beiden abdichtenden Zonen, die miteinander verbunden werden sollen, während des Erhitzungsverfahrens getrennt gehalten und erst nachher zusammengefügt werden, während diese Verfahrensart in der Regel unmöglich ist, wenn übertragende Heizelemente verwendet werden. In this way, the two sealing zones that are connected to each other should be connected, kept separate during the heating process and can only be put together afterwards, while this type of procedure is usually impossible is when transmitting heating elements are used.

Ein weiterer Vorteil von offenen Flammen als Erhitzungsorgane ist, daß durch an sich bekannte Abstandsänderung der Brenndüsen von der zu erhitzenden Oberfläche bzw. durch Anderung des Einfallwinkels der Flamme auf diese schmälere oder breitere abdichtende Zonen erhitzt werden können, wobei ein und dieselbe Hitzequelle auf Verbindungszonen verschiedener Breite angewendet werden kann. Another advantage of using open flames as heating elements is that by changing the distance between the nozzle and the nozzle to be heated, which is known per se Surface or by changing the angle of incidence of the flame on this narrower or wider sealing zones can be heated using one and the same heat source can be applied to connection zones of different widths.

Claims

As far as the measures in the above example above that in the claim Processes sought for protection go beyond the scope of the invention represent.

PATENT CLAIM: Method for producing a connection of a Overlay made of polyethylene with a hydrophilic material layer, e.g. B. cardboard, under the action of heat and pressure, characterized in that the connecting surface the polyethylene layer in a known manner by means of an oxidizing flame heated above the melting point of polyethylene and oxidized on the surface, whereupon the direct connection of the two layers while still in the molten state the connecting surface of the polyethylene layer until the polyethylene solidifies he follows. ~~~~~ Publications taken into consideration: German Patent No. 844348; Swiss Patent No. 161 620; U.S. Patent Nos. 2,648,097,2683 894, 2704382, 2 746 084, 2767103.