-
Verpackungsfilm mit Öffnungen Die Erfindung betrifft einen mit einer
Vielzahl deckungsgleicher Öffnungen versehenen polymeren Film, der für Verpackungs-
und Einwickelzwecke brauchbar ist.
-
Gegenüber den mit Öffnungen versehenen Einwikkelmaterialien aus Metallfolie
soll erreicht werden, daß die stark mit Öffnungen versehenen nichtfaserigen Filme
ihre physikalischen Eigenschaften im wesentlichen erhalten, aber die Gase und Dämpfe
frei hindurchströmen können, jedoch ein Durchgang von Feststoffen im wesentlichen
verhindert ist.
-
Die mit Öffnungen versehenen Einwickelmaterialien aus Metallfolie
oder aus bekannten polymeren Filmen sind beim Verpacken von pulverförmigem Gut bislang
schlecht geeignet.
-
Die Verpackung von Früchten, Gemüsen und vielen anderen Waren in
Filmen, wie z. B. Cellophan, Polyäthylen und anderen Polyolefinen, Celluloseestern
und -äthern, Kautschukhydrochlorid, Vinylmischpolymerisaten, Vinylidenchloridmischpolymerisaten
und anderen nicht faserigen durchsichtigen Einwickelmaterialien, erforderte in bekannter
Weise Perforationen in dem Einwickelmaterial, um eine Ventilation zwischen dem Gut
und der Verpackung einerseits und der Atmosphäre andererseits zu bewirken.
-
Dies ist nötig, um ein »Atmen« der Verpackung zu erreichen, so daß
ein Verderben des Produktes wegen des Vorhandenseins von kondensierter Feuchtigkeit
oder wegen ungenügenden Zuganges von Sauerstoff auf ein Mindestmaß beschränkt werden
konnte. Solche Perforationen reichten jedoch in Größe und Anzahl aus, um eine Verschmutzung
der Verpackung durch Schmutz und Insekten und auch eine Schwächung des Films zu
erreichen.
-
Ziel der Erfindung ist ein mit Öffnungen versehener Film, der durch
Durchlässigkeit für Gase und wesentlichen Widerstand gegen die Durchdringung von
Feststoffen gekennzeichnet ist, ohne daß die Festigkeitseigenschaften wesentlich
geschwächt werden, wobei die notwendigen Öffnungen ohne Entfemung von Teilen des
Films gebildet werden, so daß ein mit Öffnungen versehener Film mit einem ansprechenden
Aussehen und einer erhöhten abfedemden Wirkung entsteht.
-
Die Erfindung schlägt daher vor, Öffnungen durch im Abstand voneinander
angeordnete gezogene Hohlprägungen vorzusehen, wobei die Hohlprägungen über die
Oberfläche des Films hinaus verformt sind und eine Anzahl von verbundenen Wandabschnitten
aufweisen, die über die Oberfläche der unverformten Teile des Films hinausreichen,
so daß offene Grund-
flächen verbleiben, die flächenmäßig gleich dem im Abstand angeordneten
Abschnitt sind, und durch Öffnungen in mindestens einem der Wandabschnitte in einer
Ebene, die senkrecht zur Ebene des nicht gezogenen Films steht, die mit den offenen
Grundflächen in Verbindung stehen. Da die offenen Enden seitlich ausgerichtet sind,
d. h. in Ebenen liegen, die praktisch senkrecht zu der Ebene des Films stehen, ist
ein leichter Zugang für Gase und Dämpfe in jeder Richtung geschaffen. Ein solcher
mit Öffnungen versehener Film gestattet jedoch nicht den geraden Durchgang fester
Teilchen, und der Widerstand gegen den Durchgang von Feststoffen wird besonders
erhöht, wenn zwei oder mehr Schichten verwendet werden. Da die hohlgeprägten Abschnitte
über die Ebene des Films hinaus erhoben bleiben, bleibt die Durchlässigkeit für
Gase und Dämpfe bei mehrschichtiger Anordnung erhalten.
-
Die Erfindung wird in der Zeichnung erläutert. Es zeigt F i g. 1
eine Teildraufsicht in vergrößertem Maßstab einer bevorzugten Ausführungsform von
mit Öffnungen versehenem Film gemäß der Erfindung, F i g. 2 eine Schnittansicht
gemäß der Linie 2-2 in Fig. 1, F i g. 3 eine Schnittansicht gemäß der Linie 3-3
in Fig. 1, Fig. 4 eine perspektivische Teilansicht der oben gezeigten Ausführungsform,
F i g. 5 eine perspektivische Teilansicht einer anderen Ausführungsform eines mit
Öffnungen versehenen Films gemäß der Erfindung und F i g. 6 eine Draufsicht einer
aus dem behandelten Film hergestellten Verpackung.
-
Gemäß einer stark bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, wie
sie in F i g. 1 gezeigt wird, ist der
Film 10 mit einer Vielzahl
von im Abstand zueinander angeordneten Hohlprägungen 11 versehen, deren Ober- und
Seitenteile über die Ebene des Films hinaus verformt sind und die offene Endwände
12 aufweisen, die praktisch senkrecht zur Filmoberfläche verlaufen. In der Vergrößerung
erscheinen die hohlgeprägten Abschnitte als Tunnel mit offenen Enden und ohne Boden,
die über die ursprüngliche Oberfläche des Films hinausstehen.
-
Die hohlgeprägten Abschnitte sind vorzugsweise in Reihen angeordnet,
wobei die Abschnitte in benachbarten Reihen gegeneinander versetzt sind. Dadurch
wird eine sehr gleichförmige Verteilung der unverformten Filmbahn in dem Produkt
nach der Behandlung erzielt, und die Behandlung kann mit höheren Geschwindigkeiten
durchgeführt werden. Da eine seitliche Öffnung mit regelbar kleinen Abmessungen
an jedem Ende der einzelnen Hohlprägungen geschaffen ist, durchdringen Gase und
Dämpfe leicht den behandelten Film, während dem Durchgang von Feststoffen ein beträchtlicher
Widerstand bereitet wird, und zwar auch für Teilchen, die kleiner als die Öffnungen
sind, wegen des Fehlens von Öffnungen in der Ebene des Films. Ein beträchtlicher
Widerstand wird auf gleiche Weise dem Durchgang von Flüssigkeiten entgegengebracht,
die die Filmoberfläche nicht befeuchten.
-
Die Hohlprägungen 11 können mit jeder gewünschten wirksamen Größe,
Verteilung und Dichtigkeit, die im allgemeinen im Bereich von 100 bis 1500, vorzugsweise
500 bis 1000 pro 6,45 cm2 Filmfläche liegt, geschaffen werden, obwohl etwas kleinere
oder größere Dichtigkeiten leicht erzielt werden und anwendbar sind, um bestimmte
Anforderungen zu erfüllen. Die Abmessungen der verformten Filmflächen und die Tiefe
der Hohlprägungen werden auf gleiche Weise geregelt, um die wirkungsvollsten Ergebnisse
durch Festlegung seitlicher Öffnungen der gewünschten Größe und Verteilung zu erreichen.
-
Im allgemeinen werden die besten Ergebnisse erzielt, wenn die der
Verformung ausgesetzte Fläche etwa 1 bis 25°/o der Filmfläche und vorzugsweise zwischen
etwa 5 und 15e/o der Filmfläche beträgt.
-
Die Prägetiefe wird auf die gewünschte Größe eingestellt, so daß sie
zumindest ausreicht, um seitliche Öffnungen zu schaffen, jedoch nicht so groß ist,
um die Bahn zwischen benachbarten Hohlprägungen zu zerreißen.
-
Die Hohlprägungen haben im allgemeinen vorteilhafterweise ein rechtwinkliges
Aussehen, wenn man sie von oben betrachtet, wobei die Länge größer als die Breite
ist, und zwar in einem Verhältnis von etwa 1,5 6. Die obenerwähnten Rechtecke können
z. B. 0,127 bis 0,254 mm in der Breite und entsprechend größer in der Länge sein,
d. h. im Bereich von 0,1778 bis 1,524 mm liegen.
-
Die Filmbehandlung wird in bekannter Weise durchgeführt, wobei der
Film durch den Spalt zwischen einer kautschukbezogenen Druckrolle und einer Zahnrolle
geführt wird. Während die Herstellung des Films mit den Öffnungen nach der Erfindung
im wesentlichen auf die gleiche Weise durchgeführt wird, wie sie für Papierstreifen
bekannt ist, sind die Ergebnisse überraschend unterschiedlich.
-
Der Betrieb mit Papierstreifen ergibt eine Perforierung der Papierstreifen,
wobei praktisch rechteckige Abschnitte aus der Bahn physikalisch entfernt werden.
Im Gegensatz dazu wird der Betrieb bei nicht-
faserigen Filmen durch die Verformung
aus der Ebene des Films derjenigen Filmflächen gekennzeichnet, die die Stirnflächen
der Zähne oder Lochstempel der Zahnrolle berühren, woraus sich hervorstehende Hohlprägungen
mit seitlichen Öffnungen an ihren Enden ergeben, während praktisch nichts von der
Filmbahn entfernt ist.
-
Wie beim Stand der Technik beschrieben, kann eine Zahnrolle leicht
gebildet werden, indem abwechselnd Zahnscheiben und glatte Scheiben kleineren Durchmessers
miteinander verbunden werden.
-
Eine als Beispiel beschriebene Rolle, die achthundertsiebenunddreißig
Zähne pro 6,45 cm2 aufweist, bearbeitet den Film und bewirkt achthundertsiebenunddreißig
hohlgeprägte Flächen pro 6,45 cm2 mit der doppelten Anzahl an seitlichen Öffnungen.
-
Wenn ein nichtfaseriger Film durch den Spalt einer mit Kautschuk
oder einem ähnlichen nachgebenden und federnden Material bedeckten Rolle mit einer
mit einer Vielzahl von Zähnen oder Lochstempeln versehenen Rolle geleitet wird,
erscheint es naheliegend, daß der Film zwischen Zahn- oder Lochstempelecken und
der Druckrolle gehalten wird und Punkturen an solchen Punkten hervorgerufen werden.
Das Strecken des Films, um im wesentlichen die Form der Zähne oder Lochstempel anzunehmen,
möglicherweise in Verbindung mit dem Fluß des Kautschuks oder der ähnlichen Bedeckung
der Druckrolle, hat ein Verbinden der Punkturen zur Folge, wodurch permanente seitliche
Öffnungen entstehen. Ob die Bildung der seitlichen Öffnungen genau auf diese Weise
geschieht oder nicht, in jedem Fall wurde gefunden, daß es am zweckmäßigsten für
eine durchweg wirkungsvolle Behandlung ist, Zähne oder Lochstempel mit mindestens
zwei Ecken vorzusehen, die in einem Abstand voneinander angeordnet sind, welcher
praktisch gleich der Breite der gewünschten seitlichen Öffnung ist.
-
Eine Vielzahl im Handel erhältlicher nichtfaseriger Filme wurde,
wie oben beschrieben, behandelt, um einen mit Öffnungen versehenen Film herzustellen,
so wie es in den folgenden erläuternden Beispielen angegeben ist:
Dicke |
Beispiel Film |
mm |
1. Cellophan .. ..... ....... 0,0254 |
2. Polyäthylen . ................ 0,0381 |
3. Polyäthylen .................. 0,0508 |
4. Polypropylen. . 0,0127 |
5. Polypropylen ......... .... 0,0254 |
6. Polyvinylchlorid ......... . 0,0127 |
7. Polyäthylnterephthalat ....... 0,0254 |
Die oben angegebenen Filme ergaben nach der Behandlung mit Geschwindigkeiten von
60 bis 300 m pro Minute mit Hilfe des oben beschriebenen Apparates einen mit Öffnungen
versehenen durchsichtigen Film, der frei durchlässig für Gase und Dämpfe war, während
er die Festigkeitseigenschaften des unbehandelten Films praktisch beibehielt. Der
Apparat hatte eine Zahnrolle von 101,6 mm Durchmesser mit Zähnen im Abstand von
0,508 mm, die jeder eine Tiefe von 0,457 mm und Endabmessungen von etwa 0,0762 bis
0,305 mm aufwiesen. Die Druckrolle hatte einen Durchmesser von 203,2 mm und besaß
einen
6,35 mm starken Gummibelag mit der Shorehärte 80. Die behandelten Filme wiesen im
Abstand zueinander angeordnete Protuberanzen mit einer Dichtigkeit von etwa 800
pro 6,45 cm2 und demnach etwa tausendsechshundert seitliche Öffnungen 11 pro 6,45
cm2 auf. Die Öffnungen waren praktisch gleichförmig und entsprachen in der Fläche
kreisförmigen Öffnungen mit einem Durchmesser von etwa 0,05 mm, das ist eine Fläche
von zwei Tausendsteln eines Quadratzentimeters. Die Öffnungen waren meist praktisch
halbkreisförmig, einige waren jedoch mehr oder weniger verzogen, einschließlich
einer Anzahl praktisch dreieckiger Öffnungen. In allen Fällen wurden jedoch seitliche
Öffnungen gebildet, die ein mit Öffnungen versehenes Filmprodukt schufen, das die
gewünschte wirksame Durchlässigkeit für Gase und Dämpfe aufwies. Der Film behielt
praktisch die Transparenz oder Durchsichtigkeit des Ausgangsmaterials wie auch die
Verschweißungseigenschaften und war leicht nach herkömmlichen Verfahren zu ausgezeichneten
Taschen, Beuteln oder anderen Verpackungen zu verarbeiten.
-
Ein mit Öffnungen versehener Film gemäß der Erfindung kann aus jedem
Film hergestellt werden, der eine ausreichende Bildsamkeit aufweist, um so verformt
und gestreckt zu werden, daß sich bleibende Hohlprägungen ergeben. Außer den oben
beschriebenen Grundfilmen können zur Herstellung mit Öffnungen versehener Filme
bildsame harzartige polymere Filme verwendet werden, wie z. B. eine Grundlage aus
einem Cellulosederivat, wie Athylcellulose, Hydroxyäthylcellulose, Methylcellulose,
Carboxymethylcellulose oder Celluloseacetat, eine Grundlage aus einem Vinylpolymeren,
wie z. B. Polystyrol, Mischpolymeren von Vinylchlorid und Vinylacetat, Mischpolymeren
von Vinylidenchlorid mit äthylenisch ungesättigten Monomeren, wie z. B. Vinylchlorid,
Acrylnitril oder Alkylacrylaten oder Methacrylaten, oder eine Grundlage aus z. B.
Kautschukhydrochlorid, Polyolefinen und linearen Polymeren, wie z. B. Polyestern,
Polyesteramiden und Polyamiden.
-
Selbstverständlich werden die Behandlungsgeschwindigkeit, die Dicke
und die Eigenschaften des Kautschuks oder dergleichen Überzuges der Druckrollen
und der Spaltdruck zwischen den Druck- und Zahnrollen gemäß dem bestimmten Grundfilm
geregelt, der behandelt wird, um einen Film zu erhalten, welcher durch Hohlprägungen
mit seitlichen Öffnungen und durch die gewünschte Durchlässigkeit und andere Eigenschaften
gekennzeichnet ist. Sowohl die in dem Film hergestellten Hohlprägungen als auch
die Größe der seitlichen Öffnungen darin werden wunschgemäß durch die genaue Wahl
von Größe, Form und Anordnung der Zähne oder Lochstempel geregelt. Die Anordnung
kann z. B. beliebig oder einem ausgewählten Muster entsprechend vorgesehen werden.
-
Wenn der Grundfilm Cellophan ist, kann er aus glattem, regeneriertem
Cellulosefilm oder vorzugsweise aus Cellophan bestehen, das einen in der Wärme verschweißbaren
Überzug auf der einen oder beiden OberHächen aufweist. Ein solcher Überzug kann
von jeder bekannten Art sein, z. B. ein Überzug auf Nitrocellulosebasis oder mit
einer Vinylidenchloridmischpolymerbasis.
-
Polyäthylenfilm aus Polyäthylen mit hoher oder niedriger Dichte oder
aus einer Mischung ist geeignet. Im allgemeinen werden die thermoplasti-
schen Filme
aus linearen Polymerisaten bevorzugt in gerecktem Zustand verwendet, d. h. in einer
oder zwei Richtungen orientiert. Jeder der Grundfilme kann mit einem Oberflächenüberzug
zur verbesserten Verschweißbarkeit oder um die gewünschte Benetzbarkeit durch wäßrige
oder andere Flüssigkeiten aufzubringen oder für andere zweckmäßige funktionelle
Zwecke versehen sein.
-
Der Ausgangsfilm kann auch geeignete Farbstoffe oder Pigmente oder
Füllstoffe einschließlich feiner Fasern, wie z. B. aus Seide oder Glas oder Asbest,
enthalten. Im allgemeinen werden nichtfaserige durchsichtige oder durchscheinende
Filme als Ausgangsmaterial bevorzugt.
-
Die wie oben beschrieben hergestellten, mit Öffnungen versehenen
Filme besitzen die ursprüngliche glatte, weiche Oberfläche auf der einen Seite und
sind auf Grund der Hohlprägungen und seitlichen Öffnungen auf der anderen Oberfläche
etwas aufgerauht. Der mit Öffnungen versehene Film wird im allgemeinen vorzugsweise
bei der Verpackung mit der rauhen Oberfläche auf der Innenseite verwendet, wodurch
sich der zusätzliche Vorteil durch das Abfedern des verpackten Artikels durch die
Innenhohlprägungen ergibt.
-
Für einige Zwecke können Hohlprägungen auf beiden Seiten erwünscht
sein, was leicht dadurch erzielt wird, daß der Film nacheinander durch zwei Sätze
von Rollen geleitet wird, wobei die Rollenanordnung in dem zweiten Satz der in dem
ersten Satz entgegengesetzt ist. Für eine solche Behandlung kann die Zahnrolle des
zweiten Satzes der Behandlungsrollen zweckmäßigerweise so angeordnet werden, daß
sie den Film zwischen den von dem ersten Rollensatz erzeugten Hohlprägungen behandelt.
-
Gemäß den oben angegebenen Beispielen hergestellte, mit Öffnungen
versehene Filme wurden erfolgreich bei der Verpackung einer Vielzahl von Produkten
verwendet. Feuchtigkeit enthaltende Eßwaren einschließlich der Früchte, wie z. B.
Äpfel, Birnen, Pfirsiche, Pflaumen, Pampelmusen und Bananen, werden auf ansprechende
Weise ausgelegt und in ausgezeichnetem und sanitärem Zustand in solchen Verpackungen
gehalten. Auf gleiche Weise bietet dieser Film eine ausgezeichnete Verpackung für
Gemüse, wie Mohmiben, Kartoffeln, Salat, Zwiebeln, Radieschen und Sellerie.
-
Der mit Öffnungen versehene Film kann auf bekannte Weise zu Taschen
verarbeitet werden. Auf diese Weise können geschnittene Blätter doppelt gefaltet
und zwei aneinanderliegende Kanten durch Verschweißen oder Kleben miteinander verbunden
werden, wobei das offene Ende abgedichtet wird, nachdem die Tasche gefüllt worden
ist. Oder ein Streifen kann kontinuierlich durch Kantenverschweißung zu einem Rohr
verarbeitet werden, und eine Reihe von Paketen wird dann erzeugt, indem quer verschweißt,
gefüllt, das Paket weitergeschoben und wieder quer verschweißt wird.
-
Für solche Zwecke ist es bequem, einen Film mit unbehandelten Flächen
13 insbesondere an den Kanten zu schaffen. Solche unbehandelten Flächen können auch
in Querrichtung des Films geschaffen werden, indem der Spaltdruck periodisch verringert
oder querliegende zahnlose Flächen in der Behandlungsrolle vorgesehen werden.
-
Ausgezeichnete Teebeutel und einzelne Päckchen mit Pulverkaffee können
bei Verwendung des mit
Öffnungen versehenen Films gebildet werden,
der aus unlöslichen und inerten Filmen, wie Polypropylen, Polyäthylenterephthalat
oder Polyäthylen, hoher Dichte hergestellt ist. Ein solches Päckchen 14 wird in
F i g. 6 dargestellt, wobei sich eine Kante aus einer Verdoppelung des Films ergibt
und die anderen Kanten verschweißt sind. Für solche Anwendungen sollte der Grundfilm
vorzugsweise eine hydrophile Oberfläche aufweisen, die, wenn notwendig, durch geeignete
bekannte Behandlung oder einen tzberzug erzeugt wird.
-
Päckchen, wie sie oben beschrieben sind, können auch für die Verpackung
einzelner Chemikalien oder von Mischungen von Chemikalien vorteilhaft sein, wie
z. B. für Bleichpulver, Alkali, Pflanzenchemikalien, Seifen oder Detergentien. In
solchen Fällen, wenn ein vollständig lösbares Päckchen gewünscht wird, besteht der
mit Öffnungen versehene Film aus einem wasserlöslichen polymeren Material, wie z.
B.
-
Polyvinylalkohol, Carboxymethylcellulose, Polyvinylpyrrolidon oder
anderen löslichen Polymerisaten oder Mischpolymerisaten. Ein mit Öffnungen versehener
Film gemäß dieser Erfindung ist äußerst vorteilhaft für solche Verwendungen, da
die seitlichen Öffnungen in den hohlgeprägten Abschnitten die Auflösung des Päckchens
und des Inhalts erleichtern.
-
Die in F i g. 5 gezeigte Ausführungsform erläutert eine Abänderung,
bei der der Film zu leicht geneigten Hohlprägungen 11 mit einer seitlichen Öffnung
12 an einem Ende verformt ist. Ein solches Gebilde wird unter Verwendung von Behandlungsmitteln
erreicht, die mit Zähnen oder Lochstempeln versehen sind, welche eine Kante mit
zwei benachbarten Ecken und eine von der Kante geneigt abfallende Oberfläche aufweisen.
-
Obwohl die Behandlung am besten mit Hilfe von Rollen, wie oben beschrieben,
durchgeführt wird, kann ein mit Öffnungen versehener Film auch auf anderem Wege
erzielt werden. Der zu behandelnde Film kann z. B. nichtkontinuierlich über eine
Kautschuk- oder ähnliche federnde Oberfläche geführt und durch eine sich hin und
her bewegende Presse, die mit einer Vielzahl geeigneter Zähne oder Lochstempel versehen
ist, gestempelt werden.
-
Wie oben beschrieben, kann der Film nach der Behandlung in Form von
Rollen behandelten Films aufgewickelt werden. Trotz des Druckes und der Beschränkung
bestehen die Hohlprägungen und seitlichen Öffnungen auch weiter, wenn der Film abgewickelt
wird.
-
Zeitweilig ist es vorteilhaft, den behandelten Film einem Druck beim
Durchgang durch den Spalt zwischen einem Paar harter Rollen mit glatten Oberflächen
auszusetzen. Dadurch wird die Rauheit der Filmoberfläche, aus der die Hohlprägungen
hervorstehen, herabgesetzt, und auch die seitlichen Oberflächenöffnungen werden
verändert, so daß deren Höhe verringert wird und die Formen der Öffnungen als praktisch
seitliche Schlitze gekennzeichnet werden können.