DE1228398B - Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer aus einer Polypropylen-Schicht und einer Polyaethylen-Schicht bestehenden heisssiegelfaehigen Verbundfolie - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer aus einer Polypropylen-Schicht und einer Polyaethylen-Schicht bestehenden heisssiegelfaehigen Verbundfolie

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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zur Herstellung einer aus einer Polypropylen-Schicht und einer Polyäthylen-Schicht bestehenden heißsiegelfähigen Verbundfolie Polypropylen in Folienform ist ein sehr geeigneter Grundstoff für Verpackungszwecke. Polypropylen hat nämlich für diesen Zweck äußerst günstige chemische und physikalische Eigenschaften. Insbesondere ist Polypropylen sehr dehnbar, so daß es sich, ohne zu reißen, an hohe und scharfkantige Stücke anlegt.
  • Polypropylen wäre somit auch mit Vorteilen für Verpackungsbeutel zu verwenden, welche Beutel für Vakuumverpackung von Lebensmitteln benutzt werden; Eine Schwierigkeit besteht jedoch darin, daß sich Polypropylen insbesondere wegen seiner besonderen Dehnbarkeit wenig zur Heißsiegelung eignet, die ebenfalls eine Voraussetzung einer Folie ist, die für Verpackungsbeutel Verwendung finden soll.
  • Um die Schwierigkeit insbesondere beim Schweißen zu beheben, ist es bekannt, eine Polypropylen-Folie mit einer Polyäthylen-Folie zu kaschieren. Polyäthylen hat dabei noch die Aufgabe eines Füllstoffes, da Polyäthylen billiger ist als Polypropylen.
  • Eine solche Verbundfolie aus Polypropylen und Polyäthylen läßt sich nun zwar heißversiegeln, jedoch sind die Folien wegen des für den Kaschierungsvor-°gang erforderlichen Klebstoffes zwischen den beiden Schichten im allgemeinen grünlich oder milchig und nicht ausreichend transparent. Die bekannten Verbundfolien haben ferner einen ebenfalls auf den Kaschierkleber zurückzuführenden penetranten Geruch, so daß sie in der Regel für die Lebensmittelverpackung nicht verwendet werden können.
  • Durch die Erfindung soll eine heißsiegelfähige ; Verbundfolie geschaffen werden, die aus einer Polypropylen-Schicht und einer Polyäthylen-Schicht besteht und die sich insbesondere für Beutelverpackungen von Lebensmitteln eignet.
  • Das erfindungsgemäße Verfahren zur Herstellung einer solchen Verbundfolie ist in erster Linie dadurch gekennzeichnet, daß die Polypropylen-Folie nach -dem Aufbringen eines lösungsmittelhaltigen Primers zum Zweck des Verdampfens des Lösungsmittels vorgewärmt und anschließend zum Zweck der Polymerisation nacherwärmt wird, wobei gleichzeitig durch ein Strecken das Verziehen der Polypropylen-Folie verhindert wird und anschließend im bekannten Extrusionsverfahren die Beschichtung mit Polyäthylen erfolgt und das Verbundmaterial rasch abgekühlt wird.
  • Die Beschichtung von Verpackungsfolien mit Polyäthylen im Extrusionsverfahren ist an sich nicht neu. Der Beschichtung einer Polypropylen-Folie- im Extrusionsverfahren stehen aber erhebliche Schwierigkeiten entgegen, die gerade durch die besonderen Eigenschaften von Polypropylen bedingt sind. Die Extrusionsbeschichtung von Polypropylen gelang daher bisher nicht.
  • Der Schmelzbereich von Polyäthylen niedriger Dichte (0,915 bis 0,920) liegt bei 125 bis 135° C, während der Erweichungspunkt von Polypropylen bei 145° C liegt. Nun muß beim Extrusionsverfahren zur, Erzielung einer ausreichenden Dünnflüssigkeit der Polyäthylen-Schmelze das Polyäthylen noch weiter angewärmt werden, wodurch'die Temperatur des Polyäthylens höher ist als der Erweichungspunkt des Polypropylens. Hinzu kommt, daß die Polyäthylen-Schicht regelmäßig stärker ist als die Polypropylen-Schicht, um die gewünschte.Füllstoffwirkung zu erzielen, und außerdem ist der Primer einer Wärmebehandlung zu unterwerfen.
  • Das aufgebrachte Polyäthylen bringt somit die Polypropylen-Folie zum Schmelzen,. und außerdem führt die Wärmebehandlung des Primers auf der Polypropylen-Folie zu einem starken Verziehen der Polypropylen-Folie, so daß das fertige Erzeugnis, auch wenn ein Durchschmelzen der Polypropylen-Folie verhindert werden könnte, wegen der starken Faltenbildung unbrauchbar wäre.
  • Die zweistufige Erwärmung bei dem erfindungsgemäßen Verfahren führt nun dazu, daß die Wärmebehandlung des Primers keine nachteiligen Auswirkungen auf die nachfolgenden Verfahrensschritte hat. In der ersten Erwärmungsstufe wird im wesentlichen nur das Lösungsmittel des Primers verdampft. Dadurch können die aufgewandten Temperaturen und die zugeführten Wärmemengen niedrig gehalten werden, so daß die Erwärmung der Polypropylen-Folie gering bleibt und das Verziehen noch nicht auftritt. Anschließend erfolgt eine kurzdauernde, starke Erwärmung, mit dem Ziel, dem Primer. . die für die Polynierisation erforderliche Wärmemenge zuzuführen. Der Primer, dessen Verwendung an sich bekannt ist, hat bekanntlich die Aufgabe, die Oberfläche der Folie für die Beschichtung vorzubereiten` ürid eine einwandfreie Haftung der beiden Schichten aufeinander sicherzustellen. Für die Wirkung des Primers ist ein Polymerisationsvorgang notwendig, der unter Wärmezufuhr abläuft.
  • Bei der zweiten Erwärmungsstufe ergibt sich nun wohl ein Verziehen der Polypropylen-Folie, die jedoch wegen der kurzen Dauer der Erwärmung in erträglichen Grenzen bleibt und durch eine nachgeschaltete Breitstreckwalze beseitigt werden kann.
  • Nunmehr wird erfindungsgemäß Polyäthylen-Schmelze im Extrusionsverfahren auf die Polypropylen-Folie aufgebracht, wobei es vorteilhaft ist, wenn die Polyäthylen-Schmelze vor dem Aufbringen auf die Polypropylen-Folie noch etwas abgekühlt wild. Wird unmittelbar anschließend eine rasche Abkühlung der Verbundfolie durchgeführt, läßt sich der unerwünschte Wärmeübergang aus der Polyäthylen-Schicht in die Polypropylen-Schicht unterdrücken und ein Durchschmelzen der Polypropylen-FoHe verhindern.
  • Bei einer vorteilhaften Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird zwischen der Polypropylen-Schicht und der Polyäthylen-Schicht zusätzlich eine dünnere Schicht aus einem Mischpolymerisat aus 85 % Vinylidenchlorid und 15 % Vinylchlorid vorgesehen.
  • Die Erfindung betrifft ferner eine Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, die dadurch gekennzeichnet ist, daß die Beschichtungsvorrichtung in der Durchlaufrichtung der Polypropylen-Folie einen Trockenkanal, eine gegenüber dem Trockenkanal wesentlich kürzere Erhitzungseinrichtung, eine Breitstreckwalze und hinter der Extrusionseinrichtung eine Kühlwalze aufweist.
  • In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch dargestellt. Es zeigt F i g. 1 den Aufbau einer erfindungsgemäßen Beschichtungsvorrichtung und F i g. 2 eine stark vergrößerte Schnittdarstellung einer nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellten Verbundfolie.
  • Bei einer bewährten Ausführungsform der Erfindung wird von einer Polypropylen-Folie 1 ausgegangen, die eine Stärke von 20 #t aufweist. Diese Polypropylen-Folie ist in .an sich bekannter Weise mit einer etwa 2 #t starken Schicht 2 versehen, die -aus einem Mischpolymerisat aus 85 % Vinylidenchlorid und 15 0lo Vinylchlorid besteht. Diese verhältnismäßig dünne Schicht hat in erster Linie die Aufgabe; die Folie gasdicht zu machen, so daß die fertige Folie insbesondere in der Vakuumverpakkung oder auch bei der Verpackung unter Verwendung vop Schutzgas verwendet werden kann. Die Folie 1 läuft von einer Rolle 5 und wird von den Leitrollen 6 in Richtung der Pfeile 7 durch die ganze Vorrichtung bis zur Aufwickelrolle 14 geleitet.
  • Auf die beschichtete Seite der Polypropylen-Folie wird nun im Auftragwerk 8 ein Primer aufgebracht, der vorzugsweise aus einer 0,25 prozentigen Konzentration von Polyäthylenimin in Äthylalkohol besteht. Die Verwendung von Äthylalkohol als Lösungsmittel für den Primer hat den Vorteil, die in den nachfolgenden Verfahrensstufen erforderliche Erwärmung zum Zweck der Verdunstung des Lösungsmittels möglichst niedrig zu halten, da Äthylalkohol bekanntlich bereits bei 78° C verdampft. Außerdem ist das Lösungsmittel .unbedenklich bezüglich der Verwendung der Verbundfolie für Lebensmittel.
  • Die angegebene Konzentration des Prwners im Lösungsmittel kann natürlich verändert. und bei anderen Primern auch abgewandelt werden. Wesentlich höhere Primerkonzentrationen bedingen aber in der zweiten Erwärmungsstufe eine stärkere Energiezufuhr zur Erzielung der Polymerisation und können zu Schwierigkeiten hinsichtlich der zu starken Erwärmung der Polypropylen-Folie führen. Stark geringere Primerkonzentrationen setzen die Primerwirkung herab.
  • Die Erwärmung in den Erwärmungsstufen 9 und 10 erfolgt durch kombinierte Anwendung von Infrarotstrahlen und Heißluft. Dabei wird in der ersten Erwärmungsstufe 9 eine Temperatur von etwa 80° C und in der zweiten Erwärmungsstufe 10 eine Temperatur von etwa 100° C aufrechterhalten. Die Erwärmungsdauer in der zweiten Erwärmungsstufe 10 beträgt dabei nur einen Bruchteil der Erwärmungsdauer der ersten Erwärmungsstufe.
  • Die Breitstreckwalze 11 zur Glättung der sich in der zweiten Erwärmungsstufe 10 verziehenden Polypropylen-Folie besteht aus einer Walze aus elastischem Material, die in der Förderrichtung der Folie durch Verstellung der seitlichen Lagerungen der Walze gekrümmt ist, so daß die dariibergeführte Folie gebreitet wird.
  • Die nachgeschältete Extrusionseinrichtung 12 bringt nun heiße Polyäthylen-Schmelze 15 auf die Polypropylen-Folie auf, und unmittelbar anschließend läuft die Verbundfolie 4 über wassergekühlte Kühlwalzen zur raschen Herabsetzung der Temperatur.
  • Als Arbeitsgeschwindigkeit haben sich 25 bis 35 m/Min. bewährt.
  • Die auf die Polypropylen-Grundfolie aufgebrachte Polyäthylen-Schicht 3 kann eine Stärke von etwa 40 bis 45 [, aufweisen, so daß die fertige Verbundfolie eine Stärke von etwa 65 #t besitzt.

Claims (5)

  1. Patentansprüche: 1. Verfahren zur Herstellung einer aus einer Polypropylen-Schicht und einer Polyäthylen-Schicht bestehenden heißsiegelfähigen Verbundfolie für Verpackungszwecke, d a d u r c h g e -k e n n z e i c h n e t, daß die Polypropylen-Folie nach dem Aufbringen eines lösungsmittelhaltigen Primers zum Zweck des Verdampfens des Lösungsmittels vorgewärmt und anschließend zum Zweck der Polymerisation nacherwärmt wird, wobei gleichzeitig durch ein Strecken das Verziehen der Polypropylen-Folie verhindert wird und anschließend im bekannten Extrusionsverfahren die Beschichtung mit Polyäthylen erfolgt und das Verbundmaterial rasch abgekühlt wird.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Primer in Äthylalkohol gelöstes Polyäthylenimin verwendet wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Polyäthylen-Schicht und der Polypropylen-Schicht zusätzlich eine dünnere Schicht (2) aus einem Mischpolymerisat aus 85 % Vinylidenchlorid und 15 0/0 Vinylchlorid vorgesehen wird.
  4. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyäthylen-Schmelze vor dem Aufbringen auf die Polypropylen-Folie abgekühlt wird.
  5. 5. Beschichtungsvorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtungsvorrichtung in der Durchlaufrichtung der Polypropylen-Folie (1) einen Trockenkanal (9), eine gegenüber dem Trockenkanal (9) wesentlich kürzere Erhitzungseinrichtung (10), eine Breitstreckwalze (11) und hinter der Extrusionseinrichtung (12) eine Kühlwalze (13) aufweist.
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