DE1479307A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Anordnen eines flexiblen dielektrischen Materials um einen Gegenstand - Google Patents

Verfahren und Vorrichtung zum Anordnen eines flexiblen dielektrischen Materials um einen Gegenstand

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DE1479307A1 DE19651479307 DE1479307A DE1479307A1 DE 1479307 A1 DE1479307 A1 DE 1479307A1 DE 19651479307 DE19651479307 DE 19651479307 DE 1479307 A DE1479307 A DE 1479307A DE 1479307 A1 DE1479307 A1 DE 1479307A1
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electrodes
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around
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Description

  • Verfahren und Vorrichtung zum Anordnen eines flexible dielektrischen Materials um einen gegenstand Die vorliegende Erfindung betrifft die Anordnung eines flexiblen bzw. achaiegaamen dielektrisohen Materiale um einen Gegenstand und kann einerseits zum Hemmen der Bewegung einer einen Gogenstand berührenden thermoplaetiechen Polle und anderereeits zum Anordnen einer heiaechrumpfbaren thermoplaatiachen Folie um einen Gegenatand dionen.
  • Es ist bekannt, Gegenstände zum schutze gegen Beschädigungen oder Verderb in eine Verpackungsfolie einzuwickeln oder anderweitig einzuhüllen. Zu den bekanntesten Verpackugsmaterialien gehUren dabei Polien oder Filme aus organischen thermoplastischen Kunststoffen. Bei dieaen Materialien besteht jedoch dan Problem, da aie sich autgrurd ihrer DUnne schwer durch automatische Verpackungsanlagen tranaportieren oder führen lassen. Bicher wurde keine befriedigende Lösung gefunden, dieco donne Folie beim Transport duroh Verpackungsmaschinen in ihrer Lage zu halten. Infolgedessen treten häufig Faltenbildungen auf, welche zu einem hohen Anteil an Ausschußware, unansehnliohen Packungen oder kostspieligen Stillegungen fuhren. Eine waters Schwierigkeit tritt auf, wenn diese Polien über Gegenetande gelegt werden, welche dann zum Schrumpfen der Folie um den Gegenstand einer Hitzebehandlung auegeflotst werden. Diese Verarbeitungsweise findet beiapielaweiae bei der Anfertigung von Schrumpfüberzügen auf Behaltern mit Randwulet Anwendung. Eine Schwierigkeit ist dabei dan Auflegen der Folie auf den Behälter und dan Halten derselben während des Schrumpfens, um den Sehrumpfvorgang unter Kontrolle zu behalten - insbesonderers, wenn um den verdickten oder umgeschlagenen Rand oder einen sonstigen Vorsprung des Gegenstandes ein Band oder eng anchließender Ring ausgebildet warden soll.
  • Mit der vorliegenden Erfindung wird nun ein Verfahren sum Anordnen eines flexiblen dielektrischen Materials um einen Gegenstand vorgeschlagen, bei welchem man den Gegenstand zwiachen zwei im Abstand voneinander angeordnete, elektroatatiaoh aufladbare Elektroden bringt, ein flexibles dielektriches Material auf mindestens einen Teil des Gegenstandes so auflegt, da$ es über den Umfang des Gegenstandes hinausragt, und dan Material dann so stark elektrostatisch auflädt, daß die überstehenden Teile von einer Elektrode angezogen werden und dan Material sich um den Gegenstand legt.
  • Es wurde gefunden, daß, wenn man einen Gegenstand zwischen zwei mit ungleichnamigen Polaritäten aufladbare Elektroden bringt und ein aohmiegaamea dielektrisches Material, wie eine organiache thermoplastische Folie, so über den Gegenstand logt, daß die Randteile der Folie tuber don Gegenstand hinaueragen, durch Anlegen elner Spannung swiechen den Elektroden die Folie mit einer der Ladang einer der Elektroden entgegengesetsten Polarität elektrostatisch aufgeladen wird und die Randteile der Folie dadurch von dieser Elektrode angezogen werden. Wird der Gegenstand auf eine ale Elektrode ausgebildete Unterlage gestellt, so wird die Folie von der Unterlage angezogen und an den Gegenstand angelegt.
  • Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der elektrostatisch gehemmte Film dann einer so starken Hitsebehandlung ausgesetzt, daß die Schrumpfenergie der Folie die Hemmkraft der elektrostatischen Ladung Uberwindet und die Folie schrumpft.
  • Eine geeignete Vorrichtung zur Durchführung der Erfindung enthklt zwei im Abstand woneinander angeordnete Elektroden, eine Vorrichtung zum Anlegen einer Spannung zwischen den Elektroden und eine Vorrichtung sum Erhitzen des Rumex um oder zwischen den Elektroden.
  • *do wurde oh gefunden, daß durch Einstellung Aar elektrostatisohen Kraft die zum 3Schrumpfen der Folie erforderliche Temperatur über die normalerweise für einen Heißschrumpfvorgang erforderliche Temperatur erhöht werden kann, snobssonderons wenn die Folie in direkter und inniger Berührung mit der Elektrode ist.
  • Die Erfindung let auf jades dielektrische Material anwendbare ala Beiapiele, auf die die Erfindung jedoch nicht beschranktist,kBnnenPilme,Pollen,Netze,Fadenunddergleichen sue organischen thermoplsstinchen Polymeren wie Polyolefinen, s. B. Polyäthylen, Polypropylen und dergleichen, Vinylchlorid-Copolymeren, Polyamiden, z.B. Nylon, und dergleiohen gonannt werden. Die hier verwendete Beseichnung "Polymere" schließt Homopolymere, Copolymere, Terpolymere, Blockoopolymere, Polienachichtstoffe und dergleichen ein.
  • Die Erfindung lot fürjedesGefügegeeignet,solangees aus einem verhältnismäßig dünnen, schmiegsamen, elektrisch nichet leitenden Material besteht, welches durch die elektrostatische Kraft heruntergedrückt werden kann. Die Dicke des Materials kann abhängig von der angewendeten Spennurg variloran und beiepieloweise 0,012 bis 0,25 mm betragen. Vorzugsweise besteht des dielektrische Material aus biaxial orientiorter Polyolefin- oder Polyvinyl-Folie (z.B. Polyäthylen-, Polypropylen- oder Polyvinylchlorid-Folies) von 0,012 bis J, 125 mm Dicke. Dae dielektrisohe Material kann unorientiert oder in einer oder in zwei Richtungen orientiert ein ; bei Anwendung der Schrumpftechnik muß es natürlich orientiert sein.
  • Der mit dom dielektriachen Naterial su umhüllende, su Uberziehende oder binzuwickelnde Gegenstand kann jade beliebige Form haben. Eine bevorzugte Form, inebeaondere für HeiB-schrumpfverfahren, ist eine mit einem verdickten, naoh außen gebogenen oder gebbrdeltem Rand oder sonstigen Vorsprüngen am oberen Teil veraehene Form, bei der die Folie zu einem lösbaren, dicht ansohließenden Ring um den Rand oder dergleichen geschrumpft werden kann. Ein besonders geeigneter Gegenstand ist ein Behilter mit einer von einem verdickten oder nach außen umgebogenen Rand umgebenen btfnung im oberen Teil.
  • Die Erfindung wird im folgenden anhand der beigefügten Zeichnungen erlkutert ; es zeigent Fig. 1-eine schematisohe Darstellung einer Ausführungaform der Erfindung, bel welcher eine Folie über einem Gegenstand in ihrer Lage gehalten wird ; Fig. 2-eine schematische Darstellung einer zweiten AusfUhrungsform der Erfindung, bei welcher ein Schrumpfüberzug auf einem Behälter angefertigt wird ; Fig. 3-eine schematische Darstellung der Folie nach dem Schrumpfen au einem Ubersuge Wenn in der in Figur 1 dargestellten Ausflilhrungform zum Halten einer Folie auf der Oberfläche eines Gegenstandes die Folie auf einem Gegenstand gehalten werden soll, der darch eine Luftströmungen oder dergleichen auegesetzte Anlage gefuhrt wird, setzt man den Gegenstand 2 auf eine Unterlage 4, welche auch aus einer geerdeten Elektrode bestehen kann. Vorzugsweise besteht diese Unterlage aus einer weitgehend flachen, elektrisch leitenden Platte, welche an einen Pol einer starken Gleichstromquelle 6 angeschlossen ist, deren anderer Pal mit zweiten spitzen Elektroden 8 verbunden zist. Die Elektroden 8 und die Elektrode 4 sind von ungleichnamiger Polarität. Vorzugsweise wird ein hochwertiger Widerstand 10 in Reihenschluß mit den Elektroden 8 verbunden9 um den zu den Elektroden gezogenen Strom zu begrenzen und die Bildung von LichtbUgen zwischen den Elektroden zu verhindern. Die in der Zeichnung dargestellte Ausfuhrungsform enthält zwei spitze Elektroden 8, jedoch ist die genaue Anzahl der Flektroden nicht kritisch, solange ein gleichmäßiges elektroatatiaohea Eraftfeld erzeugt wird. Die Wahl der Elektroden und deren Form let dabei os Fachmann überiaaaen. Corsagew ad die Ladeelektroden 8 mit einem Vorsprung versehen oder bestehen aus Spitzenelektroden. Die untere Elektrode 4, insbesondere ihre Oberfläche, kann gegebenenfalls mit einem dünnen Überzug aus einem die Reibung herabsetzenden Material wie Polyäthylen, Polypropylen, Polytetrafluoräthylen oder dergleichen versehen sein. Vorzugsweise ist die Elektrode 4 eine glatte flache Fläche oder besteht aus einer netzartigen Platte, jedoch muB ale in jades Fall aua einem elektroatatinch aufladbaren Material wie Metall, Holz, Papiermasse oder dergleichen beatehen. Die Folie 12 wird auf den auf der Unterlage befindlichen Gegenstand 2 golegt und dann der elektroetatieohen Kraft 9 auegeeetzt, woduroh aie mit der der Elektrode4entgegengeeetatenPolaritätaufgeladenwird.
  • Die Erfindung lot in ihrer wahrscheinlich zweckmäßigsten Form dargestellt, d. h. der Qegeuetand ruht auf elner ale Blektrode auegebildeten Unterlage, welohe suoh aue siner Forderworrichtung bestehen kann, so daß die Folie nach unten zur Unterlage hin angesogen wird. Jedooh liogt se auch im 8ahan der Erfindung, die ganze Anlags umzukehren oder in sine andere beliebige Lage zu bringen, eolange geeignete Vorrichtungen vorhanden sind, den Gegenstand zwischen den in Abstand voneinander angeordneten Elektroden hindurohzuführen. Bei jeder Anordnung befindet sioh die Folie in einer Lage, in der sis über den Gegenstand gelegt werden kann.
  • Die zwischen den Elektroden 4 und 8 hersustollende Spannung liegt zweckmäßig im Bereich von etwa 1 bis etwa 200 und vorzugsweise von 5 bis 50 Kilovolt bei einem Strombegrenzungswiderstand von 2 bis 500 Megohm. Der Abstand zwischen den Elektroden ist nicht kritisch und kann in Abhängigkeit von der angelegten S » annung uS der Art der Elektrodensohaltung variiert werden. Die Polarität ist ebenfalls nicht kritisch, solange die von den ungleichnamigen Elektroden erzeugten elektrostatischen grkfte die Oberfläche der Folie 12 so aufladen, daß die Folie auf eine den Gegenstand umhillenle Weise angesogen wird. So kann die Erfindung beispielsweise verwendet werden, um die Bewegung der Folie auf einem Gegenstand zwischen senkrecht im Abstand voneinander angeordneten Elektroden zu hemmen, wenn der Gegenstand auf geeignete Weise ge-. halten wird.
  • In Figur 2 ist eine andere Aus$Whrungform der Erfindung dargestellt, bei welcher die elektrostatischen Kräfte eine Bewegung der Folie hemmen, während die Folie einer zum Schrumpfen der Folie um den Gegenstand ausreichenden Hitzebehandlung ausgesetzt wird. Der Gegenstand, welcher in aiesem Fall ale Behälter 14 mit einem umgebogenen Rand 15 und einer darüber engeordneten Folie 16 dargeatellt iat, wird auf eine als Elektrode auegebildete Unterlage 18 geestst. Die Polie ist so grogs, daN zumindest ein Teil derselben über den Umfang de Behälters und über den Rand hiasuaragt, vorzugsweise so weit, daB aie die Platte 18. beim Herabdrücken berührt, wenn nicht-wie nachatehend ngher beeohrieben-ein leitendes Tablett verwendet wird. Neben der Verwendung einer flachen ale Elektrode auagebtldeten Unterlage, von der die Folie angezogen wird, kann ein lettznde Tsblett oder dergleichen, z. B. ein Motalltablett, verwendet werden, eo daß die Folie von dam anatelle der Unterlagenelektrode ale Blektrode wirkenden Tablett angezogen wird. Auch hier ist die Elektrodenplatte 18 an einen Pol einer starken Gleichstromquelle 20 angeschlossen, deren anderer Pol über einen Wideratand 22 mit Spitsenelektroden 24 verbunden ist. Die Wirkungsweise des elektrischen Systems ist weitgehend die gleiche wie die des in Figur 1 dargextellten, so daß ein Kraftfeld 25 erzeugt wird, jedoch wird das System gleichzeitig einer zum Schrumpfen der Folie um den Behilter auereiohenden Hitsebehandlung auagesetzt. Da die Folie 16 aufgrund der elektrostatischen Bruite von der unteren Elektrode 18 angezogen wird, wird durch die Ladung eine die Schrumpfkraft der Folie hemmende Kraft ausg@übt so daß der Schrumpfvorgang unter Kontrolle gehalten wird. Die Schrumpfwärme kann auf beliebige Weise, beispielsweise durch Wärmestrahler oder direkt auf die in Figur 2 dargestellte Weise durch heiße Gase, wie Heißluft, zugeführt werden. Diese Hitze kann auf jeden beliebigen ? Teil der Polie angewendet werden, z. B. durch Verwendung einer richtunggebenden Leitung oder indirekt durch Verwendung eines Heißschrumpftunnels, wo Heißluft in den Tunnel eingeführt wird, so daß die Lage der Folie nicht durch ihre kinetische Energie gestdrt wird.
  • Die Erfindung iat besonders geeignet, um eine Kunststofffolie zur Bildung eines Bandes oder eines dicht anschließenden Ringes um einen Gegenstand su ziehen, wodurch die Folie auch bei Anwendung weiterer Wärmeenergie auf andere Zonen des Kunststoffes in ihrer Lage gehalten wird.
  • Im allgemeinen bedeckt die Folie den ganzen oberen Teil des Behälters, jedoch ist es manchmal auch erwünscht, den Behälter nur teilweise zu umhEllen oder zu überziehen.
  • Das Verfahren und die Vorrichtung zum Erhitzen und gleichzeitigen Anwenden von elektrostatischer Kraft kann außerdem angewendet werden, um die Folie aber die normalerweine zum Schrumpfen fUhrende Temperatur hinaus zu erhitzen, wenn eine auereichende elektrostatische Kraft ausgeübt wird.
  • Die anzuwendende Temperatur liegt in don auf dem Fachgebiet bekannten Bereich und hängt von der Art der Folie und ihrer Orientierung ab.
  • Die Erfindung wird weiterhin durch dam folgende Beispiel erläutert.
  • Beiapiel Ein iooliertes Rohr von 30 cm Lange wurde an eine Heißluft düse angeschlossen, die mit einem Heißluftgebläse in Verbindung stand, welches sum Schrumpfen von beetrahlter biaxial orientierter Polyäthylenfolie ausreichende Heißluft lieferte.
  • In der Mitte des der HeiBluftquelle entgegengesetzten kreisförmigen Rohrendes wurde ein scharf zugespitzter Metalldraht so angebracht, daß die Heißluft gegen und um die Spitze des Drahtes geblasen wurde. Dieser eine Blektrode daratellende zugespitzte Draht wurde mit einem Pol einer starken Gleichstromquelle (die Polarität ist dabei unwesentlich) mit einem zwischen 0 und 60 KV bei 1 MA einatellbaren Ausgang verbunden.
  • In der Leitung zur Elektrode wurde zur VerhUtung der Elektroschockgefahr und zur Verhinderung von Lichtbogenbildung ein 500-Megohm-Widerstand in ReihenschluB eingeschaltet.
  • Eine toto, die etwas großer als die 25 x 25 on große Folie ber, wurde geerdet. Diese Platte diente gleichzeitig ale Unterlage dUr den einsuwiokelnden Gegenstand und den Bogen aus bestrahlter biaxial orientierter Polyäthylenfolie, weloher über den Gegenstand gelegt war.
  • Eine Anzahl von Tablette seraohledener Porm wurde besorgt, welche zum Teil elektrische Leiter waren und zum Tell aus iaolierendem Material beetanden.
  • Anstelle des su verpackenden Produkte wurden in die Tablette Holzstücke eingesetzt. Die die Blektrode enthaltende Heißluftdüse wurde in Abständen von 5 bis 25 am tuber dem mit der Folie bodeoktan Tablett in kreisförmiger Bewegung un das Tablett geführt. Aut die Elektrode wurde eine Spannung von etwa 40 KV gelegt.
  • Durch die elektrostatisohe Kraft legte sich die Folie an die Metallplatte an, jedoch war in diesem ? all die Schrumpfenergie der Folie so groß, daß die Folie auf der Platte entlangglitt und aioh nsah innen um den unteren Teil des Tabletts legte. Da die Tablette an ihrem kußeren Rand mit einem Wulst versehen waren, schloß sich die Polie mechanisch fest um diesen Wulst.
  • Die Erfindung iet nicht auf die voratehend sur Brmuterung angeführten Beispiele, Strukturen, Zusammensetzungen und Verfahrenßstußen beschränkt, und es liegen im Rahmen der Erfindung nooh sahlreiche Variationsmöglichkeiten im Können des Fachmannes.

Claims (13)

  1. Patentansprüche 1. Verfahren zum Anordnen eines flexiblen dielektriechen Materials um einen Gegaonstand, dadurch gekennzeichnet, da$ man den Gegenstand zwischen zwei im Abstand voneinander angeordnete, elektrostatisch aufladbare Elektroden (4) (8) (18) (24) bringt, ein flexibles dielektrisches Material (12) (16) so auf mindestens einen Teil des Gegenstandes legt, daß es teilweise über den Umfang des Gegenstandes hinsusragt, und das Material so stark elektrostatisch auflädt, daB seine Randteile von einer Elektrode (4) (18) angezogen werden und das Material sich um den Gegenstand legt.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daB man ale dielektrisches Material eine Folie (12) (16) verwendet, den Gegenstand auf eine der Elektroden (4) (18) aufsetzt, die Folie so weit über den Umfang des Gegenstades heraueragen last, da8 sie die ale Unterlag « dienende Elektrode (4) (18) berühren kann, die Folie durch Anlegen einer elektrostatischen Spannung zwischen den Elektroden (4) (18) (8) (24) so stark elektrostatisch auflädt, daß ihre Randteile von der als Unterlage dienenden Blektrods angezogen und in der Bewegung gehemmt werdan.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man ale Folie (12) (16) eine heißsohrumpfbare thermoplaatiache Folie verwendet.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dal man eine apannurg von etwa 1 bis etwa 100 Kilowatt foot.
  5. 5. Verfahren nach Anspruch 3 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man zumindest einen Teil der Folie so weit ertitzt, daß die achrumpfenergie zur Überwindung der hemmenden Kräfte der elektrostatischen Ladung ausreiQht und die Folie um den Gegenstand geachrumpft wird.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß man einen mit einem umgelegten Rand (15) versehenen Gegenstand und eine heißschrumpfbare thermoplastieche Folie (16) verwendet, welche im wesentlichen die gleiche Form wie der Rand (15) hat, jadoch so weit über den äußeren Umfang des Randes hinausragt dsß sie beia. Herunterdrücken die untere Elektrode (18) berührt, und die Folie (16) us den Rand tel5) zu einest den Gegenstand dicht umschließenden losbaren überzug schrumpft.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Schrumpfen der Folie um den Rand eine Temperatur über der normalerweiae In Abweaenheit der elektrostatischen Kraft zum Schrumpfen erforderlichen Temperatur anwendet.
  8. 8. Verfahren nach Anspruch 6 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß man eine Spannung von 5 bis 50 KV anwendet.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 6 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß man zum Erhitzen einen Heißluftstrahl auf die Oberflache der Folie richtet.
  10. 10. Vorrichtung zum Schrumpfen eines heißschrumpfbaren thermoplastischen Materials um einen Gegenstand, gekennzeichnet durch eine erate Elektrode (8) (24), eine zweite im Abstand zur ersten Elektrode angeordnete und a : le Unterlage suagebildete Elektrode (4) (18), eine Vorrichtung zum Anlegen einer Gleichstromspannung zwischen den Elektroden und eine Vorrichtung zum Erhitzen mindestens eines Teils des Raumes zwischen dan Elektroden.
  11. 11. Vorrichtung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zum Erhitzen eine heißes Gaz in den Ru zwischen den Elektroden richtende Leitung enthält.
  12. 12. Vorrichtung nach Anspruch 10 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erete Elektrode aus einer 9pitsenelelktrode (8) (24) und die zweite Elektrode aus einer weitgehend flachen Elektrode (4) (18) besteht.
  13. 13. Vorrichtung mach Anspruoh 11 bis 12, dadurch gekennssiohnet, daß die eiturg axial sur erzten Elektrode (8) (24) angeordnet und auf die zweite Elektrode (4) (18) gerichtet lot.
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