DE1479246A1 - Verfahren zur Behandlung von Polyolefinflaechen von Verpackungsmaterialien oder aehnlichem - Google Patents

Description

• Verfahren zur Behandlung von Polyolefinflächen von Verpaokungsmaterialien oder ähnlichem Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Behandlung von Polyolefinflächen von Verpackungsmaterialien oder dergleichen, damit die Polyolefinfläche, die während der stufen ihrer Umwandlung teilweise oder ganz it beträchtlichem Druck von einer Arbeitsfläche erfaßt werden, die auf eine Temperatur im Schmelzbereich des Polyolefins oder über dem Scmelzbereich erwärmt ist und die anschlie-Bend von der Arbeitsfläche freigegeben werden, in der Hitze nicht kleben und sich nicht in der Hitze auf der Arbeitsfläche abstzen.
• In der Verpacjkungsindustrie finden die Polyolefinkwlststoffe immer breitere Verwendung, und zwar sowohl allein in dor Form von Pilmen odor als etranggepreßte Rohre als auch in Kombination mit anderen Folienmaterialien in der Form von überzogenen Schichten oder Schichtstoffen. Im letzteren Falle bilden sie gewöhnlich die Oberfläche des Verpackungsmaterials, welche in der fertigen Verpackung an der verpackten Ware anliegt und mittels welcher die in Frage kommende Verpaokung zugeschweißt wird. Dadurch wurden sowohl die Sperrt als auch die Dichtungseigenschaften des Polyolefins auf die günstigste Art verwendet.
• Besonders bei Ve rpackungsmaterial ien wie Papier ist es Je doch wünschenswert, daß die Oberfläche, welche die Außenseite der fertigen Packung bildet, so weit wie möglich abweisend gegen Flecken und Feuchtigkeit ist0 Eine Verpackung, die nicht genügend widerstandsfähig gegen Feuchtigkeit und Nässe istt bietet nicht den geeigneten Schutz für die ver packte Ware und witerhin kann sie ihre Form verlieren.
• Außerdem soll die Außenseite der Packung ein Blickfang für den Käufer sein, und es gibt deshalb bestimmte Forderungen in bezug auf ihre Fähigkeit, bedruckt zu werden und ihre Fähigkeit, gedruckte Muster und/oder Buchstaben zu zeigen, Auch in bezug auf die eben erähnten Forderungen hat die Verpackungsindustrie die Möglichkeiten der Polyolefine erkannt und hat sie zum Überziehen oder zum Schichten für die Oberfläche des Verpackungsmaterials verwendet, die die Außenfläche der herzustellenden Packung bildet, Deshalb ist jetzt eine große Anzahl von Folienmaterialien für verpackungen erhältlich, bei welchen zumindest die Fläche, die der Verpackungsaußenseite entspricht, ein Polyolefinmaterial aufweist. Beiscpiele von Folienmaterialien dieser Art sind an erster Stelle natürlich Filme, die vollkommen aus Polyolefin bestehen, aber auch Folien anderer Kunststoffe Papierr Metall oder Viskosefilme oder Kombinationen davon die mindestens an einer Fläche, d.h. an der Fläche, die die Außenseite der fertigen Packuing bildet, ein Poyolefinmaterial aufweisen.
• Trotz der eindeutig bestehenden Vorteile, die eine Polyolefinaußenseite eines Verpackungsmaterials in bezug auf Aussehen und Sc'.hutzeigenschaften bietet, gibt es in bestimmten Fällen Nachteil' der Polyolefinaußenseite, da sie die Anwendbarkeit des in Frage stehenden Verpackungsmaterials beträchtlich beschränkt.
• Wenn die Verpackungsmaterialien in der Form von Bahnen oder Folien in die Form der fertigen Packung gebracht werden, so werden in den meisten Fällen Verfahren durch geführt bei welchen das Verpackungsmaterial mit beträchtlichem Druc's von einer erwärmten Arbeitsfläche an mindestens einem Teil seiner Polyolefinoberfläche gefaßt und anschließend von der Arbeitsfläche wieder freigegeben wird. Bel diesem Verfahren kann die Temperatur der Arbeitsfläche innerhalb des Schmelzbereiches des Polyolefins liegen oder diesen Sohmelzberelch übersteigen; daduroh wird unweigerlich ein schädliches Kleben der Polyolefinfläche an der erhitzten Arbeitsfläche eintreten, und es kann sogar ein Absetzen des geschmolzenen Polyolefins an dieser eintreten.
• Dies ist alles ungünstig für das Umwandlungsverfahren als Ganzes und daher auch für die fertige Packung.
• Um diese Nachteile des Verpackungsmaterials mit einer Poly olefinfläche zu vermeiden und dadurch ihre Anwendbarkeit zu erhöhen, wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, auf die Polyolefinfläche, bevor diese von der erwärmten Oberfläche erfaßt wird, und mindestens längs der entsprechenden Zone oder Zonen der Berührung eine Schioht aufzubringen, die mindestens hauptsächlich ein Petroleumparaffin enthält und deren Dicke so auf den berührungsdruck, die Temperatur der Arbeitsfläche und die Berührungszeit abgestimmt ist, daß das Kleben der Polyolefinoberfläche an der Arbeitsfläche und ebenso das Absetzen des Polyolefins an der Arbeitsfläche vermieden werden, die für das umwandlungsverfahren nachteilig sind.
• Die Erfindung betrifft auch ein Verpakcungsmaterial der in Frage kommenden Art, bei welchem die Polyoletinfläohe auf die eben erwähnte Art behandelt wurde und dadurch längs der Zone oder der Zonen, welche beim Umwandeln des Verpackungsmaterials mit einem beträchtlichen Druck von einer erwärmten Arbeitsfläche erfaßt werden, deren Temperatur mindestens innerhalb des Schmelzbereichs des Polyolefinmaterials liegt, eine Schicht hat, die mindestens haupteäch lich ein Petroloumparaff..in enthält, Im folgenden wird ie Erfindung in bezug auf ein Verpackungsverfahren bea@hrieben, welches immer weitere Verbreitung funden hat. Dieses Vorfahren besteht darin, daß aufeinanderfolgend eine Bahn von Verpackungsmaterial zu einem nach unten gerichtueten Rohr geformt wird, worauf die zwei Längskan@e der Bahn aufelnanderfolgend entweder in einem schraubo@förmigen Längssaum oder in einem Saum parallel @@@ @ohrachse vereinig werden.
• @@@ Fläche des Bahnenmatarials, die der Innenseite des Roh@es entspricht, hat eine Oberfläche aus durch Hitze ver schwi@barem kunststoif, z.B. Polyäthylen, und das Rohr @@2d @@ verscha@@@ßte @@ckungen unterteilt, und zwar durch ein oder wehrsre Paare von zusammenarbeitenden Spannbacken, di@ es in Zoren, die quer zur Rohrachse und in Längsab-@@ä@don e@@ sp@ochand der Verpackungslänge voneinander liegen, flachpressen, wobei von der Außenseite die Wärme zum Verschweißen auf die Innenseite der Kunststoffschicht der Zone gebracht wird. Die zu verpackende Ware wird in das Innere des Rohres durch sein oberes Ende eingefüllt. Das Einfüllen kann entweder kontinuierlich oder intermittierend seinO Im ersteren Fall ist es unbedingt notwendig, daß das unterteilends Verschließen des Rohres in Gegenwart der Ware in der Verschweißzone durchgeführt wird. Die einzelnen, gefüllten und verschlossenen Packungen können durch quer liegende Schnitte in den Verschweißzonen voneinander getrennt werden, Es sei angenommen, das. die Hitze zum Verschließen in diesem Fall durch @eitung von der Außonseite zu der Innenseite des Rohres geliefert @ird. Dann muß die die Wärme liefernde Arbeitsfläche des Betreffenden Spannbackenpaares selbst verständlich eine Temperatur haben, iie güter dem Schmelz bereich der inneren Kunetstoffläche liegt Cemäß der Erfindung hat dau in packungsmaterial an der Seite, die in dem Bohr außen liegt, eine voll überdeckende Polyolefinfläche, welabe im Fa@l von Verpackungsmaterialien. die aus einem Fssermaberial bestehen, wie Papier, zweischen dieser Oberfläche und der @@@eron Kunststoffläche die Funktion hat, die fertige Vorpa@lung gegen Fuchtigkeit zu schüt@en, aber zusätzlich diesar ein ästhstisch anziehenderes Äußeres verleiht, wobei die letztere Funktion natürlich bei Verpackungsmaterialien mit Körpern aus nicht faserhaltigen Materialien ausgeprägter ist.
• Bei dem beschriebenen Verpackungsverfahren wird die äußere Polyolefinfläche des Rohres beim Flachressen und Hitseverschweißen des Rohres durch die Spannbacken einem beträchtlichten Berührungsdruok ausgesetzt und auch einer Temperatur, die in der Berührungszone der erhitzten Arbeitsfläche des Spannbackenpaares und der Polyolefinfläche den Schmelzpunkt des Polyolefins übersteigt. Ein unvermeidllobes Ergebais davon wird sein, daß die äußere Polyolefinfläche an den erhitzten Spannbacken klebt und Plyolefinmaterial auf ihnen niederschlägt und dadurch das gesamte Schweißverfahren gefährdet.
• Deshalb wird gemäß der Erfindung auf die Polyolefinfläche, die die Außenseite des Rohres bildet, bevor sie von der erhitzten Arbeitsfläche erfaßt wird, mindestens längs der entsprechenden Berührungszonen ein Film aufgebraoht, der hauptsächlich aus Petroleumparaffin besteht, einem Material, das mit Polyolefin ischbar und mit diesem eng verwandt ist, jedoch essen niedrigeren Schmelzbereich hat.
• Die Aufbringung der Paraffinschicht kann entweder in direkter Verbindung mit det Verpackungsvorgang selbst durchgeftihrt werden oder wenn das Verpackungsmaterial hergestellt wird. Im ersterwähnten Fall kann die Aufbringung in zwitlicher Beziehung su der Verschließbewegung der Spannbacken durchgeführt werden und aut Bahnenmaterial ftir die Verpackung, z.B. in einem Druckverfahren, wobei eine Rolle oder ein Stempel geschmolzenes Paraffin auf die Polyolefinoberfläche überträht. Anschließend läßt man das Paraffin sioh verfestigen, ehe es die erhitzten Spannbackenflächen berührt. Im zweiten Fall kann die gleiche oder eine ähnliche Technik angewendet werden, wenn die Bahn für das Verpackungsmaterial hergestellt oder vorbereitet wird. In beiden Fällen kann es aus praktschen Gründen vorteilhaft ein, das Paraffin als kontiunuierliche Schicht aufsubringen, aber die Aufbringung in Zonen ist ebenso möglich.
• Aus Gründen, die später erläutert werden, soll dail geschmoltone Paraffin beim Auftragen eine Temperatur haben, die In wesentlichen nahe dem Schmelzpunkt oder Schmelzbereich des Polyolefins des Unterlagefilms liegt. Deshalb wird bei dem beschriebenen Überzugzverfahren mit Paraffin eine höhere Paraffintemperatur verwendet als beia normalen Paraffinieren. Im allgemeinen wird die Temperaturdifferenz in der Größenordnung von beispielsweise 20°C sein. Da die Arbeitsfläche der Spannbacken b.i. Verschweißen eine Temperatur hat, die den Schmelzbereich der Polyolefinfläche, auf itelohe das Paraffin aufgebracht wird, übersteigt, und da dieser Schmelzbereioh höherist als der Schmelzpunkt oder Schmelzberich des Paraffins, schmelzen die Spannbacken hei der Berührug den Paraffinüberzug auf der Außenseite und drücken ihn teilweise von der Berührungszone weg, Ein Teil der Parffinsochicht wird sich jedoch durch die Wirkung des Spannbackendruckes und der Temperatur mit der Polyolefinschicht in dem Grenzbereich zwischen dieseer und der Paraffinschicht vermischen. Dadurch wird das polyolefinmaterial in diesem Bereich in ein "Heißschmelz" -Material umgeweandelt, dessen Eigenschaften anders sind als die des Polyolefins und des Paraffins.
• So wird die Viskosität der Paraffinschicht in dem eben erwähnten Grenzbereich sich in solch einem Ausmaß ändeern, daß ein Kleben des Polyolefins an dan Arbeitsflächen der Spannbacken, die mit dem Paraffin "geschmiert" sind, verhindert wird.
• Das "Schmieren" der erhitzten Arbeitsfläche, das durch die Paraffinschicht bewirkt wird, hat tatsächlich gezeigt, daß dis @@eigabe tles Verpackungsmaterials durch die Arbeitsfläche erleichtert wird, wenn diese Fläche nach einem vollkommenen Arbeitsgang von dem Verpackungamaterial eutferut liegt. Dien geneigt jeduoh an sich noch nicht, um zu verhindern, daß das Polyolefin sich auf der Arbeitsfläche absetzt, Dies kann leicht bewiesen werden, wenn man die Arbeitsfläche der Spannbacke ein Verpackungsmatrial, wie es hier in Frage kommt, erfassen läßt, ohne daß eine Parattintchicht in den beabsichtigten Berührungszonen ist, die Bedingungen aber sonst gleich sind, und wenn man sofort vor dem Erfassen der Polyolefinfläche das Paraffin direkt auf die Arbeitsfläche aufbringt0 In diesem Falle erscheint ein Niederschlag von Polyolefin auf der geschmierten Spannbackenfläche; dies kann dadurch erklärt werden, daß der Unterechied in der Viskosität zwischen dem Paraffin und dem nicht gemischten Polyolefin so groß ist, daß die Parffinschmierung das Kleben und Absetzen verhindert.
• FUr die erfindungsgemäßen Zwecke ißt es also wichtig, daß nicht nur die erhitzte Arbeitsfläche eine die Freigabe erleichtuernde Schmierung erhält, sondern daß auch die Arbeitsfläche an der Stelle, wo der Druck auf das Verpaokungsmaterial übertragen wird, nicht eine freie Polyolefinoberfläche erfaßt, sondern eis Oberfläche, die aus einer Mischung des Polyolefins und des Paraffins bestaht und günstigere Eigenschaften in bezug auf Kleben un Absetzen hati, Je weniger scharf der Übergang zwischen den Paraffin. und deFn Polyolefinschichten in bezug auf Eigenschaften wie amorphe Form, kristalline Form, viskosität und Schmelztemperatur ist, um so besser ist das gewünschte Ergebnis. Es ist deshalb wichtig, daß die Paraffinschicht, schon wenn sie auf die Polyolefinschicht aufgebrach twird, sich mit dieser bis zu einer gewissen Tiefe vermischt. Wenn dies der Fall ist, dann hat die Paraffinschicht als solche eine festere Klebung an der Polyolefinschicht und wird von der erhitzten Spannbackenfläche nicht vollkommon weggedrückt, und zusätzlich entsteht zwischen den beiden Sohichten ein Grenzbereich, der in Vergleich alt der reinen Polyolefinschicht günstigere Eigenschaften in bezug auf Klebrigkeit und Absetzen hat.
• Diese Tatsache erklärt, warum beim Aufbringen des Paraffins auf die Polyolefinoberfläche eine höhere Temperatur als gewöhnlich zu bevorzugen ist.
• Um die praktischen Ergebnisse der Erfindung weiter zu erläutern, wenden im folgenden einige Werte angegeben, die sich auf eine Ausführungsform der oben beschriebenen Verpackungsverfahren beziohen: in diesem Fall bestand das Verpackungsmaterial aus einen Papierkörpe r mit einem Grundgewicht von ungefähr 180 d.h. einer Dicke von ungefähr 0,2 mm Auf die Papierfläche, die der Innenseite der gewünschten Packung entspricht. wurde eine polyäthylenschicht mit einer Dicke von ungefähr 0,05 mm aufgebracht. Die entgegengesetzte Fläche hatte eine Polyäthylenschicht mit einer Dicke von. ungefähr 0,012 mm. Die Dicke des oben auf die letzterwähnte Polyäthylenschicht aufigebrachten Paraffinfilms war ebenfalls ungefähr 0,012 mmO Die Arbeitstemperatur der Arbeitsfläche der Spannbacken war in der Crößenordnung von 150 bis 200°C, und der Arbeitadruck war in der Größenordnung von 50 kg/m2 und wurde für eine Zeit von ungefähr 1 Sekunde auf rechterhalten.
• -Patentansprüche-

Claims (1)

1. P a t e n t a n s p r u c h Verfahren zum Verschweißen von Polyolefin in Form von Folien und Überzügen an örtlich begrenzten Flächenbereichen, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens die den zu verschweißenden Flächenbereichen abgekehrte und mit den Schweißgeräten in Berührung kommende Oberfläche der Folien oder Üoerzüge mit Petroleumparaffin bei einer solchen Temperatur überzogen wird, die nahe der Schmelztemperatur dex Polyolefins liegt.