DE1479342C - Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Materialbahnen oder Schichtflächen durch Heißsiegeln an vorbestimmten Versiegerlungsbereichen - Google Patents

Description

Teilchen benachbartes und die Verbindung her- io unterschiedliche Erwärmungen, so daß fehlerhafte

Stellen in auf diese Weise erzeugten Heißsiegelnähten nicht ausgeschlossen werden können.

Ein weiterer Nachteil der Verwendung metallischer Teilchen ist deren verhältnismäßig große Korngröße.

zwischen denen nur ein auf die Gesamtdicke der Folienbahnen abgestimmter Durchlaßspalt vorhanden ist.

Demgegenüber hat die Verwendung ferromagnetischer Metalloxydteilchen den Vorteil, daß die Erwärmung der Teilchen im hochfrequenten Magnetfeld nicht durch Wirbelströme, sondern durch die in den Teilchen auftretenden Hystereseverluste

stellendes Kunststoffmaterial.

Bei bekannten derartigen Einrichtungen bestehen

.die Teilchen aus Metall, und die Wärmeerzeugung erfolgt vor allem durch die Wirbelstrombildung" in

den Metallteilchen als Folge des Induktionsfeldes 15 Dadurch ist es nicht möglich, besonders dünne (französische Patentschrift 1 197 154, deutsche Aus- Folienbahnen miteinander zu verschweißen. Außerlegeschrift 1 086 426). dem können solche großen metallischen Teilchen

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, die nicht ohne weiteres mit entsprechenden Trägermitteln Schweißzone gleichmäßig und ausreichend zu erhit- nach Art von Druckfarben auf die Schichtflächen zen, ohne daß Metallteilchen großer Korngröße' 20 der miteinander zu verbindenden Gegenstände oder erforderlich sind. Bahnmaterialien aufgedruckt werden. An den Druck-

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch maschinen würden die Schlitze für die Druckfarbengelöst, daß die Teilchen elektrisch nichtleitende, zufuhr verstopfen. Ferner ist es auch nicht möglich, ferromagnetische Metalloxyde sind, in denen die solche großen metallischen Teilchen zwischen Folien-Wärme durch die durch das hochfrequente Magnet- 25 bahnen einzubringen, die nach dem Heißsiegeln noch feld hervorgerufenen Hystereseverluste erzeugt wird. zwischen Druckrollen hindurchgeschickt werden,

Wie sich überraschenderweise herausgestellt hat, ist es nämlich nicht einerlei, ob man für das Heißsiegeln mittels eines hochfrequenten Magnetfeldes metallische Teilchen oder Teilchen aus ferromagnetischen Metalloxyden zwischen die miteinander zu verbindenden Schichtflächen bringt. Der grundlegende Unterschied besteht darin, daß metallische Teilchen in einem hochfrequenten Magnetfeld nicht

durch-Hystereseverluste, sondern durch die in ihnen 35 erfolgt, da die Teilchen in der Regel nicht leitend hervorgerufenen Wirbelströme erwärmt werden. Sind sind. Bei jeder Ummagnetisierung kippen die die Teilchen sehr klein, so sind auch die in ihnen sogenannten Weißschen Bezirke um. Je höher die hervorgerufenen Wirbelströme entsprechend klein, Frequenz ist, desto höher ist auch die Erwärmung, was eine entsprechend geringe Erwärmung bedeutet. Es braucht daher nicht mit besonders hohen Span-Man ist deshalb gezwungen, bei metallischen Teil- 4° nungen gearbeitet zu werden, um die Teilchen für chen solche verhältnismäßig großer Korngröße von den Heißsiegelvorgang ausreichend schnell zu ermindestens 0,3 bis 0,5 mm zu verwenden, um in wärmen.

diesen die für eine schnelle Erwärmung benötigten Vorteilhaft können die Teilchen in einer vor-

Wirbelströme erzeugen zu können. Außerdem bestimmten Musteranordnung unter Belassung von ergeben sich aber auch noch Schwierigkeiten da- 45 Zwischenräumen oder Lücken für den Durchtritt des durch, daß es praktisch nicht ohne weiteres möglich erweichten Kunststoffes auf mindestens eine der zu ist, solche metallischen Teilchen überall gleichmäßig verbindenden Flächen aufgebracht werden. Dabei zu erhitzen. Wie in der Zeitschrift »Kunststoffe«, können die aufgebrachten Teilchen durch elektro-Bd. 53, 1963, Heft 11, auf S. 861 in der linken Spalte statische Kräfte auf der Bahn- oder Schichtfläche dargelegt, ist es nämlich in der Praxis nicht einmal 5° zum Haften gebracht werden,
bei überall gleich dicken Metallfolieneinlagen leicht Wie weiter gefunden wurde, werden zweckmäßig

zu erreichen, daß sich diese in einem homogenen Magnetfeld auch gleichmäßig erwärmen (s. auch die deutschen Patentschriften 802 282 und 1086 426). Das Magnetfeld muß zumindest eine entsprechende Konfiguration haben. Beispielsweise ist es. nicht möglich, in einem geschlitzten Metallring Wirbelströme mit einem homogenen Magnetfeld zu erzeugen. Dann muß das Magnetfeld inhomogen sein.

Das Magnetfeld selbst ist jedoch nicht die eigentliche 6° durchführen. Die Teilchen können in einer Träger-Ursache der Erwärmung, sondern, wie bereits oben flüssigkeit nach Art von Druckfarbe suspendiert dargelegt, die durch das Magnetfeld hervorgerufenen werden,- um auf geeigneten Druckmaschinen in ent-Wirbelströme. Deren Stromlinien ziehen sich jedoch sprechender Musterung auf die miteinander zu verselbst bei Metallfolien in schwer vorhersehbarer siegelnden Gegenstände, wie Bahnmaterialien, Papp-Weise über die Folien hin und drängen sich bei 65 kartons od. dgl., aufgedruckt zu werden. Die Teilhohen Frequenzen an die Ränder, und ihr Verlauf chenaufdrucke tragen wegen der geringen Teilchenwirkt auf die Beschaffenheit des Magnetfeldes zurück. größe selbst auf sehr dünnen Folienbahnen praktisch Treten solche Schwierigkeiten bereits bei Metall- nicht auf, so daß kein Hindernis besteht, die Folien

Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 20 μ, vorzugsweise bis 10 μ, auf mindestens eine der zu verbindenden Bahn- oder Schichtflächen aufgebracht. Die Teilchen können deshalb so klein sein, weil das Verhalten der Weißschen Bezirke völlig unabhängig von der Teilchengröße ist. Unter Verwendung derartiger Metalloxydteilchen lassen sich daher auch Versiegelungen an Folien äußerst geringer Dicke

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nach der Heißsiegelung zwischen Druckrollen mit Bahnen im Querschnitt vor den Druckrollen längs

einem entsprechend geringen Durchtrittsspalt hin- der Linie 5-5 der F i g. 3,

durchzuschicken. Auf der anderen Seite ist es auch Fig. 6 eine Querschnittsansicht, die den Vorgang

möglich, solche Metalloxydteilchen durch elektro- der induktiven Erhitzung vor der Versiegelung der

statische Kräfte auf den miteinander zu verbindenden 5 Längskanten darstellt, und zwar wenn, ein röhren-

Gegenständen oder Folien zum Haften zu bringen. förmiges Gebilde erzeugt werden soll und wobei

Da die Teilchengröße sich in der Größenordnung ein Spezialplastikmaterial, welches die kleinen Par-

von 0,5 bis 20 μ, vorzugsweise bis 10 μ, bewegt, tikelchen von Metalloxyd enthält, eingefügt ist und

können Metallteile demgegenüber nicht elektro- wobei schließlich eine Faltung und Bildung des

statisch haften. _: io Bandes in S-förmigem Querschnitt stattfindet,

Es ist zweckmäßig, die Teilchen zum Verbinden ' Fig. 7 eine ähnliche Ansicht, wobei Längskanten

zweier Papierbahnen od. dgl. zunächst auf eine der von Pappe zusammengefügt und wärmeversiegelt

beiden Bahnen aufzubringen und mit einem dünnen werden, ...

Überzug aus thermoplastischem Kunststoff zu ver- F i g. 8 eine Seitenansicht, die schematisch weitere

sehen, der dann bei übereinanderliegenden Papier- 15 Teile der Einrichtungen zeigt, die zur Abgabe und

bahnen und bei induktiver Erhitzung der Metall- zur Fortbewegung der zu vereinigenden Bahnen

oxydteilchen die Verbindung zwischen den beiden dienen und die das Falten oder Gestalten des Bandes

Bahnen herstellt. ... derart bewerkstelligen, daß die Längskanten der bei-

Zum Verbinden von sehr dünnen Folienbahnen den Gewebebahnen wärmeversiegelt werden können,

ist es vorteilhaft, daß die Teilchen nicht unmittelbar 20 Fig. 9 eine Draufsicht auf die Apparatur nach

auf die Bahnen aufgetragen, sondern in an sich F i g. 8 und die dort verwendeten Materialien, wobei

bekannter Weise in einen dünnen band- oder faden- die Anordnung der oberen und unteren das Band

förmigen Träger aus Kunststoffmaterial eingebettet bildenden Teile und die Anschlüsse der Luftspule

und mit diesem zwischen die zu verbindenden Bahn- dargestellt sind, wobei alle Teile so angeordnet sind,

materialien gebracht werden. Dies wäre bei Verwen- 35 daß eine ausreichende Verweilzeit zur Verfügung

dung metallischer Teilchen nach den obigen Aus- steht und die Teile gerade bis an die Druckrollen

führungen praktisch nicht möglich, da diese Teilchen heranreichen, wo der Wärmeversiegelungsvorgang

zwischen den Folienbahnen viel zu stark auftragen beendet ist, .,'·,.

wurden. Fig. 10 im einzelnen einen Querschnitt . ent-

Die Teilchen können auch auf ein Trägermaterial 30 sprechend den Fig. 6 und 7, wobei sowohl die

aus wärmehärtbarem Kunststoff vor dessen Aus- Führung und das in die Betriebslagebringen der

härtung aufgebracht werden. Auf diese Weise können Längsrandteile der Bahn als auch die Herstellung

beispielsweise Papierbahnen, die keinen höheren des S-förmigen Querschnittes des Bandes dar-

Temperaturen ausgesetzt werden dürfen, miteinander gestellt ist,

verbunden werden, indem der zwischen die Papier- 35 Fig. 11 eine Draufsicht auf eine Bahn von

bahnen eingebrachte wärmehärtbare Kunststoff durch dünnem thermoplastischem Material, z. B. aus einem

Anwendung eines hochfrequenten Magnetfeldes auf Polyolefin, auf welches in beiden sich längs erstrek-

die auf ihn aufgebrachten Metalloxydteilchen zum kenden schmalen Bereichen und im Abstand ange-

Aushärten gebracht wird. Es zeigt ordneten Querbereichen ein vorbestimmtes Muster

F i g. 1 eine Draufsicht in sehr verkleinertem Maß- 40 aufgedruckt ist, ·

stab auf das Ende einer Papier-, Folien- oder Pappe- F i g. 12 einen detaillierten Querschnitt mit den

bahn, wobei ein Versiegelungsmuster von Magnet- Teilen zwischen den Schichten von zwei mit Mustern

eisenoxydpaste auf die eine Oberfläche aufgedruckt versehenen Bahnen (oder Teilen von gefalteten

ist, die überzogen worden ist mit einem sehr dünnen Bahnen), bevor die Bahnen in. Berührung zwecks

Überzug von thermoplastischem Material, wie Poly- 45 Wärmeversiegelung gebracht worden sind,

äthylen, Polyvinylchlorid od. dgl., Fig. 13 einen Querschnitt in Längsrichtung einer

Fig. 2 einen Querschnitt in größerem Maßstab, abgewandelten Apparatur der Erfindung, wobei zwei

wobei die Dicke des Metalloxydpastenmusters und Druckrollen vorgesehen sind, die auf zwei oder mehr

des Überzuges übertrieben dargestellt ist; dabei liegen Materialbahnen einwirken und dieselben spannen,

sich zwei der Materialbahneri gemäß Fig. 1 gegen- 50 wobei Spulen zum induktiven Erhitzen exzentrisch

über und berühren sich, so daß die induktive Wärme- innerhalb der Rollen in dichtem Abstand angebracht

Versiegelung der Versiegelungsmusterbereiche statt- sind,

finden kann, ^s Fig. 14 einen Querschnitt längs der Linie 14-14

Fig. 3 eine Draufsicht auf eine Apparatur zur der Fig. 13,

kontinuierlichen Durchführung der wichtigsten Ver- 55 Fig. 15 eine Seitenansicht einer Apparatur zur

fahrensschritte des neuen Verfahrens, wobei eine Erstellung zunächst eines rohrförmigen Gebildes und

elektrische Induktionsspule ohne Kern, also eine schließlich eines zylindrischen Beutels aus einer

LuffsDule, verwendet wird, die spiralig in abgeflach- flachen flexiblen Bahn, wobei eine Füllung des

ten Windungen gewickelt ist, wobei die Längsseiten Beutels während seiner Herstellung stattfinden kann,

der Windungen nur einen geringen Abstand von den 60 Fit?. 16 einen Querschnitt längs der Linie 16-16

beiden Materialbahnen, welche/ wärmeversiegelt der Fig. 15, wobei die gestrichelten Linien zeitlich

werden sollen, aufweisen, und wobei ferner die davorliegende Stellungen gewisser beweglicher EIe-

Bahnen mittels Druckrollen bewegt werden, die mente darstellen,

unmittelbar am rückwärtigen Ende der Luftspule Fig. 17 eine schematische Draufsicht auf eine

angeordnet sind, 65 einfache und wirkungsvolle Apparatur zur wirtschaft-

F Lg. 4 eine Seitenansicht des Ausführungsbeispiels liehen und fortlaufenden Herstellung von Taschen

nach Fig. 3, aus flexiblem Bahnmaterial,

Fig. 5 eine Ansicht mit den wärmeversiegelten Fig. 18 eine schematische Vorderansicht der

Induktionswärmeversiegelung eines mit Plastikmaterial überzogenen Lebensmittelkartons,

Fig. 19 und 20 schematische perspektivische Ansichten, die zwei Anwendungen der vorliegenden Erfindung in einfacher Form mit besonders ausgebildeten Anordnungen und Funktionsweisen von Induktionsheizspulen zeigen.

Das neue Verfahren ist insbesondere für eine gewerbliche Herstellung von verschiedenen Behältern in fortlaufendem Arbeitsgang wichtig.

Die umfangreiche Versuchs- und Entwicklungsarbeit, die bei der Einführung der vorliegenden Erfindung in der Praxis durchgeführt worden ist, hat erwiesen, daß die Partikelchen zur Erzeugung der Hitze von außerordentlicher Feinkörnigkeit sein müssen, um den Anforderungen beim Durchgang oder der Bewegung der dünnen Plastikfolie zu entsprechen. Derartig feine Partikelchen erfordern höhere Frequenzen in der Induktionserhitzungsapparatur, und zwar oberhalb 100 000 Hz; vorzuziehen sind dabei Frequenzen im Megahertz-Bereich. Magnetische Kerne für die Spulen wurden als gänzlich unbefriedigend zur Durchführung des Verfahrens nach der Erfindung gefunden, und nur Luftspulen waren in dem vorliegenden Verfahren wirkungsvoll. Diese Spulen sind röhrenförmig ausgebildet und werden im Betrieb dadurch gekühlt, daß eine Kühlflüssigkeit, wie z. B. Wasser, durch sie hindurchfließt.

Als sehr vorteilhaft hat sich unter verschiedenen

"und wechselnden Bedingungen die Verwendung einer Induktionseinheit mit einem Generator mit einer Leistung von 5 bis 10 kW und mit Frequenzbereichen zwischen 4 und 31 Megahertz erwiesen.

Es wurde gefunden, daß als Material für die Partikelchen die Verwendung von Eisenoxyden sehr zweckmäßig ist. Sowohl das schwarze als auch das braune Eisenoxyd sind nützlich. Zahlreiche Versuche sind unter Verwendung von schwarzem Magneteisenpulver durchgeführt worden (Eisenoxyd), wobei die einzelnen Teilchen nadeiförmig in Gestalt und in bezug auf Teilchengröße kleiner als 0,025 mm im Durchmesser waren. Das Material hat ein spezifisches Gewicht von annähernd 4,8 g/cm³ und eine Durchschnittslänge der Teilchen von etwas über 0,5 Mikron. Solche Teilchen haften unter normalen Bedingungen nicht zusammen, sondern halten Abstand voneinander und können ohne weiteres normaler Druckerschwärze, Lösungsmitteln oder Trägersubstanzen zugemischt werden. Die Erfindung ist jedoch nicht auf Eisenoxyd beschränkt, da die Oxyde anderer Metalle gleichfalls zur Durchführung des vorliegenden Verfahrens geeignet sind.

In den F i g. 1 bis 5 der vorliegenden Zeichnungen ist eine Papier- oder Folienbahn dargestellt mit einem festgelegten schmalen Muster der feinverteilten Metalloxydteilchen. Diese Muster können während der Bewegung der beiden Bahnen oder bereits vorher auf die Bahnen aufgebracht werden.

Zwei derart präparierte Bahnen werden von Rollen abgezogen und mit einander gegenüberliegenden Zwischenschichten durch ein intensives elektrisches Induktionsfeld geführt, welches, wie in F i g. 3 und 4 dargestellt wird, durch eine flach verlaufende, spirale Luftspule C erzeugt wird. Die beiden Bahnen gehen durch das Innere der Spule C hindurch, wobei sie zu dieser einen geringen Abstand einhalten, und werden dann von Druckrollen R-I und R-2 aufgenommen, wobei die eine durch Federdruck gegen die hindurchlaufende Bahn gepreßt wird.

Beim fortlaufenden Durchgang durch die Luftspule C ist die gesamte Weite der sich bewegenden Bahn dem Induktionsfeld ausgesetzt. Da aber das Material am Rande oder an anderen Stellen und der thermoplastische Überzug praktisch dielektrisch ist, wird nur das Versiegelungsmuster intensiv geheizt. Die Länge der Luftspule bestimmt natürlich die

ίο »Verweilzeit«, d. h. mit anderen Worten die Durchlaufgeschwindigkeit der beiden hitzezuversiegelnden Bahnen.

In F i g. 6 sind ein Paar langgestreckter, in einem Abstand zueinander angeordneter Luftspulen C-I und C-2 im Querschnitt dargestellt. Ihre Ausbildung zeigt F i g. 8. Sie sind von einer solchen Länge, daß die erforderliche »Verweilzeit« bei der Bewegung der Bahn, die hitzeversiegelt werden soll, durch das intensive Induktionsfeld hindurch entsteht. Die beiden Längskanten und die Randteile der Papierbahn P sind überlappt, und dazwischen ist ein Plastikband T gelegt. Das Ganze wird bei fortlaufendem Durchgang der Bahn P und des Bandes T in die Form des S-förmigen Querschnittes gefaltet, wobei die Spitze des S derart gebildet ist, daß sie über der äußeren Randkante der auswärts gelegenen Längsseite des Bandes liegt.

Das Band T kann aus einer Zusammensetzung von verschiedenen Thermoplastikmaterialien, wie PoIyäthylen, gebildet sein, in welche nicht aneinanderhaftende, sehr feine Partikelchen eines hochgradig zerkleinerten ferromagnetischen Metalloxyds eingebettet sind, weiche schnell erhitzt werden, wenn sie einem intensiven Hochfrequenzinduktionsfeld ausgesetzt werden. Die Pappe oder ein anderes organisches Material P braucht nicht auf jeder Oberfläche mit thermoplastischem Mate-rial überzogen zu sein, sondern kann auch nur auf einer der beiden Flächen den Überzug aus thermoplastischem Material aufweisen.

Aus der Darstellung ergibt sich, daß bei der S-förmigen Ausbildung des Bandes T die Kanten der Pappe oder des anderen Materials durch Falzen des Plastikbandmaterials überdeckt sind, und es wird eine doppelte Hitzeversiegelung dadurch erzielt, daß der Zwischenstreifen des Bandes zwischen den beiden Randteilen der überlappten Längsseiten der Bahn liegt.

Die F i g. 8 und 9 zeigen schematisch eine Apparatur zur Durchführung der Induktionserhitzung gemäß der Erfindung, wobei dann direkt Druck auf die festgelegten Wärmeversicgclungsbcrciche ausgeübt wird, wodurch die Verbindung oder Verschweißung längs einer engen Zone längs des Gewehes oder der Gewebe sichergestellt und ein. kontinuierlicher Betrieb, wenn dies gewünscht ist, ermöglicht wird.

Fig. 9 zeigt eine Draufsicht auf eine solche Apparatur, wobei in gestrichelten Linien konvergierende Flügel W von üblichen FaIt- und Führungsmechanismen zur Dirigierung des Bandes T und ferner zum gleichmäßigen Abstandhalten der in Längsrichtung verlaufenden Randkanten der Bahn P angedeutet sind, um die Teile in die im Querschnitt in F i g. 6 dargestellte Lage zu bringen. Gemäß Fi«. 8 und 9 erstreckt sich die obere Luftspule C-I in Längsrichtung in einem Bogen oberhalb des Kiiijjsgerichteten Hitze vcrsicgeluiigshcreiclies. Die

untere Luftspule C-2 erstreckt sich parallel dazu im festen Abstand zur Spule C-I unterhalb des Versiegelungsbereiches. Druckrollen R-I und R-2, die praktisch identisch sind mit denjenigen, die zuvor im Zusammenhang mit den F i g. 3 bis 5 beschrieben wurden, finden Anwendung und wirken zum Anspannen und Weiterbewegen der Bahn P und des gefalteten Bandes T zusammen. Das Band und die in Längsrichtung sich überlappenden Teile der Bahn P wandern kontinuierlich durch das intensive Hochfrequenzinduktionsfeld, welches durch die Luftspulen C-I und C-2 erzeugt wird, und unmittelbar danach werden die Versiegelungsbereiche unter Anwendung von Druck mit Hilfe der Rollen R-I und R-2 in feste Berührung miteinander gebracht. Danach kann ein quer dazu angeordnetes Messer K in vorbestimmten Zeitintervallen gegen einen Schneidblock S herabgedrückt werden, um Bahn und Band abzuschneiden. .... ■

In den Fig. 11 und 12 sind Bahnen von thermoplastischem flexiblem Material F-I und F-2 dargestellt, in die vorbestimmte Muster mit feinkörnigen Partikelchen aus Eisenoxyd eingebracht sind. In Fig. 11 weist das Muster eine durchgehende zentrale Längszone α auf, die aus feinverteilten, einen Abstand zueinander einhaltenden Punkten oder. Teilchen und schmalen Querzonen b besieht.

Wie in den Fig. 13 und 34 dargestellt, sind die Druckrollen, die in ihrer Gesamtheit mit den Bezugsziffern 20 und 21 bezeichnet sind, mit Mitteln zu ihrem Antrieb in entgegengesetzten Richtungen ausgerüstet. Die Rollen 20 und 21 haben, wie dargestellt, kreisförmige feste Enden, die an einem vertikalen oder aufrechten Rahmen 22 befestigt sind, und weisen kreisrunde Naben 20 a bzw. 21a auf, auf welchen rohrförmige Rollen 206 und 21 b umlaufen, die, da sie aus einem dielektrischen Material bestehen, nicht .der Induktionserhitzung ausgesetzt sind.

In Längsrichtung innerhalb jeder der rohrförmigen Rollen 20 b und· 21 b sind Luftspulen 23 bzw. 24 angeordnet, die in jedem Fall aus einer. engen schleifenförmigen rohrartigen Spule bestehen, wobei die inneren oder mit Schleifen versehenen Enden 23 a und 24a derselben fest an den festen Naben 20a bzw. 21a der Rollen angebracht sind.

Die anderen Enden der Spulen 23 und 24 erstrekkcn sich durch die offenen Enden der hohlen Rollen 20b und 216 und sind einwandfrei mit dem Hochfrequenzgenerator verbunden.

Wie in den Fig. 13 und 14 dargestellt, sind die auf der rechten Seite befindlichen Enden der Druckrollen 20 und 21 außen mit Gctriebezälincn 2Or und 21c versehen, welche bewirken, daß die beiden Druckrollen in entgegengesetzten Richtungen angetrieben werden. Die untere Rolle 21 wird über ihren äußeren Zahnkranz 21c, der im Hing! iff mit einem kleineren Zahnrad 25 steht, angetrieben, welches wiederum an dem Ende einer Antriebswelle 26 befestigt ist. ' ....

Die beiden Luftspulen 23 und 24 sind exzentrisch zueinander und in einem sehr geringen Abstand relativ zu der allgemeinen Qucrschnittsdimcnsibnicmiiir der Druckrollen 20 und 21 angeordnet und überall in einer solchen vorbestimmten parallelen I.agc ihit kleinem Abstand gehalten. Während nun zwei oder mehr Materialballen, die in vorbestimmten·Veisiegeluniisbercichen hilzcveisiegelt werden sollen, zwischen die beiden Rollen 20 und 21 zur Berührung zusammengepreßt werden, gehen diese Bahnen in kontinuierlicher Bewegung zwischen den Druckrollen hindurch sowie ferner durch das intensive elektrische Hochfrequenzinduktionsfeld, welches zwischen den Spulen 23 und 24 erzeugt wird. Daher werden die vorbestimmten Versiegelungsbereiche von zwei oder mehr Schichten oder Bahnen, zwischen welche Muster von Metalloxydteilchen angeordnet

ίο sind, gleichzeitig und augenblicklich durch das intensive Induktionsfeld erhitzt, während sie einem Druck ausgesetzt sind, welcher die Schichten oder Bahnen zusammenpreßt. " . ...I,-.;.-..".

Die Füll- und Formteile einer Verpackungsmaschine sind schematisch in den Fig. 15 und 16 dargestellt. Die Maschine weist ein langgestrecktes vertikales Form- und Füllrohr F auf. Dieses Rohr F ist. in geeigneter Weise an seinem oberen Ende ge-halten und kann in unterbrochenen Folgen zu verpackendes Material aufnehmen. Eine flache Bahn W-S aus Plastikfolie, mit Plastik überzogenem·Papier od. dgl. ist, bevor sie in ihre Betriebslage gemäß Fig. 15 gebracht worden ist, entsprechend geführt, damit sie die dargestellte Gestalt erhält. Die Längskanten W-S' und W-S" sind mit ihren Rändern überlappt worden. Die Bewegung und Formung des Schlauches von Plastikmaterial wird dann taktweise unterbrochen und der überlappte Bereich verschweißt. . . .■.-■"'■

Eine längliche Druckleiste 28, welche in Längsrichtung über dem überlappten Bereich der Bahn W-5 angeordnet ist, besteht aus einem dielektrischen Material, welches durch die Induktionserhitzung nicht beeinflußt wird und welches eine Luftspule H zur Induktionserhitzung trägt oder in sich eingebettet hat. Die Spule H kann die Gestalt einer langgestreckten Schleife aufweisen, wobei die Enden der Beine der Schleife in geeigneter Weise elektrisch über flexible Leiter mit dem Hochfrequenzgenerator Verbindung haben. Die Druckleiste 28 kann aus der in gestrichelten Linien dargestellten Lage (s. Fig. 16) nach innen in Richtung auf die überlappenden Längskanten der Bahn W-S durch automatische oder von Hand betätigte, nicht dargestellte Mittel bewegt werden.

Vor der Formung eines Schlauches'werden deren später übereinanderliegende, in Längsrichtung verlaufende Randteile und in Abständen querverlaufcnde Bereiche bedruckt oder auf andere Weise mit einer dünnen Schicht oder einem Überzug, einer Mischung oder einer Paste versehen, welche" die feinen Partikelchen aus Metalloxyd enthält. Wenn daher die Drucklciste 28 mit ihrer Induktionsspule // gegen die überlappten Kanten des Schlauches bewegt wird, dann werden diese Bereiche erhitzt und verschweißt. V -■·■■■■ ;.;:.■

Zur gleichen Zeit treten die Backen 2V¹ in Tätigkeit und drücken den herabhängenden Schlauch zusammen. Jede der Backen 29 (die aus einem dielekirischen Material, welches nicht durch 'Induktionsheizung beeinflußt wird, bestehen) trägt eine Luftspule 30 zur induktionsheizung, die in gestrichelten Linien in Fig. 16 dargestellt ist. Das Schließen der beiden Backen 29 erfolgt vorzugsweise gleich/eilig mit dem Tätigwerden der Druckleiste 28. Unmittelbar .nach dem Wischweißen wird Material in körniger oder anderer l'orni dutch das l'üllmhi /·' in die gebildete Verpackung eingeführt. Und der-Vorgang

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ίο

der Bildung und Bewegung der Folie in Längsrichtung nach unten wird fortgesetzt. Der Zyklus wird schrittweise wiederholt, und zwischen jedem Zyklus wird die gefüllte und geschlossene Verpackung von der laufenden Materialbahn W-5 abgetrennt.

Das Gewebe oder die FolieX, wie es in Fig. 17 dargestellt ist, ist zuvor in Form eines Musters mit den hitzeerzeügenden Metalloxydteilchen bedruckt worden. Eines dieser Muster 31 erstreckt sich über die ganze Länge der Bahn, liegt in deren Mitte und weist die Metalloxydpartikelchen in punktartiger Anordnung auf. Die zweite Bemusterung mit Hilfe von hitzeerzeugenden Metalloxydteilchen besteht, wie in Fig. 17 dargestellt, aus einer Vielzahl von in Abstand zueinander angeordneten festgelegten Streifen 32, wobei die Metalloxydteilchen im allgemeinen in diagonalen Streifen angeordnet sind und Zwischenräume von thermoplastischem Material zwischen sich lassen.

Wie dargesteHt, wird die Bahn oder die Folie X von einer Rolle X-I gezogen. Die Bahn X geht durch Führungsrollen 33 und 34 hindurch, wonach sie durch ein übliches Α-artiges festes Formmittel 35 längs gefaltet wird und zwischen den Rollen 36 und 37 hindurchgeht, deren Achsen senkrecht zu den Achsen der Führungsrollen 33 und 34 verlaufen. Die gefaltete oder gedoppelte Folie oder Bahn X geht dann in fortlaufender Bewegung zwischen den Induktionsheizspulen 38 und 39 hindurch, wie es schematisch in gestrichelten Linien in Fig. 17 dargestellt ist, wobei sich die Spulen quer zur Weite der gedoppelten oder gefalteten Bahn X erstrecken und wobei die Spulen derart ausgebildet sind, daß eine angemessene Verweilzeit für die Induktionserhitzung der Partikelchen und dem angrenzenden thermoplastischen Material während der fortlaufenden Bewegung der gedoppelten Bahn X verbleibt. Unmittelbar nach dem Induktionsheizschritt läuft die gefaltete Bahn durch die Preßrollen 40 und 41, welche den Wärmeversiegelungsvorgang beenden. Die zuvor erhitzten sehr dünnen Bereiche des thermoplastischen, an die hitzeerzeugenden Metalloxydteilchen unmittelbar angrenzenden Materials kühlen sehr schnell ab, und die gebildeten Taschen können ohne weiteres getrennt werden.

In Fig. 18 ist eine Vorrichtung zur Induktionshitzeversiegeluhg von mit plastischem Material überzogenen Lebensmittelkartons schemätisch dargestellt. Der Karton 42, der nur als Beispiel dient und schemätisch dargesteHt ist, besteht aus auf beiden Seiten mit einem thermoplastischen Material, wie Polyäthylen überzogenen Material. Der Karton 42 oder Serien von Kartons werden durch einen nicht dargestellten Mechanismus horizontal über eine glatte 'horizontale Oberfläche 43 bewegt, die wenigstens in dem Versiegelungsbereich aus einem Material besteht, welches die Flitze und die Elektrizität nicht leitet. ^;Eiiie geeignete Luftindüktionsspule 44 ist gerade unterhalb der Oberfläche 43 in sehr geringem Abstand unter der gesamten Querschhittsoberfläehe des '60 ^Bodens des Kartons 42 angebracht. Daher erfolgt eine induktive Erhitzung von großen hitzeerzeügenden Mustern, die zuvor an geeigneten und festgelegten Bereichen des Kartonvorrates angebracht waren, lind zwar während der horizontalen Bewegung der Kartons über die Spüle 44 bei gleichzeitiger Anwendung von Druck, um ein Schmelzen der dünnen Teile des^; thermoplastischen Materials der sich überlappenden Kartonabgreifpunkte unmittelbar benachbart den Partikelchen zu bewirken.

Nach dem Füllen des Kartons laufen die auf rech ι stehenden Lappen des plastiküberzogenen Materialvorrates, wie bei 42a in F i g. 18 dargesteHt, zwischen die leicht konvergierenden Kanten der längs verlaufenden Stangen 45 (deren Enden nicht dargestellt sind) hindurch und werden dadurch induktiv hitzeversiegelt. Die Stangen 45 tragen für vorbestinimte Längen ihrer konvergierenden Enden geeignet ausgebildete Luftinduktionsspulen 46, die sehr dicht an die sich gegenüberliegenden Kanten der Stangen heranragen. Ausreichender Druck wird durch die Konvergenz der gegenüberliegenden Seiten der Stangen 45 ausgeübt, um den Versiegelungsvorgang zu beenden.

Die beiden Materialbahnen 47 und 48 gemäß Fig. 19 sind zuvor mit längsgerichteten Mustern 49 und 50 von feinkörnigen hitzeerzeugenden Metalloxydteilchen beschichtet worden. Hier wurde Brauneisenoxyd in einem Träger von thermoplastischem Material verwendet. Die beiden Muster 49 und 50 erstrecken sich, wie dargesteHt, parallel zu den Längskanten der Bahnen 47 und 48, halten einen kleinen Abstand von diesen Kanten nach innen hin ein und erstrecken sich über die volle Länge der Bahnen. Die Luftspule C-3 ist speziell für diese Art von Partikelchenmuster ausgebildet und bildet eine langgestreckte Schleife mit zwei Paar gegenüberliegend angeordneten, gewinkelten Stegen C-4 und C-5, die an gegenüberliegenden Seiten der beiden sich berührenden Bahnen 47 und 48 und sehr dicht zu der unteren und oberen Fläche der miteinander verbundenen Schichten angeordnet sind.

Die Stege C-4 und C-5 sind parallel mit den Mustern 49 und 50 ausgerichtet^ und erzeugen ein hochintensives elektromagnetisches Feld, welches sich eine vorbestimmte Strecke längs der Laufbahn des Musters erstreckt, wenn die Bahnen 47 und 48 fortlaufend in Längsrichtung bewegt werden. Dadurch kann die Verweilzeit des Partikelchenmusters in dem starken magnetischen Feld durch das Verhältnis der Länge der beiden Paar Beine C-4 und C-5 zur kontinuierlichen Durchlaufgeschwindigkeit der geschichteten Bahnen 47 und 48 eingestellt werden. Die speziell ausgebildete Induktionsspule oder Luftspule nach Fig. 20 weist zwei Paar sehr dicht aneinander gegenüberliegende Spulenteile auf, um die Induktion oder das magnetische Feld zu verstärken, wobei die Stege der Spule dazu dienen, Druck auf die geschichteten Bahnen praktisch gleichzeitig während der Hitzeerzeugung in den beiden Mustern der genannten hitzeerzeugenden Partrkelchen auszuüben.

In F i g. 20 sind zwei aneinanderiiegende MaterialbahneivSl und 52, die mit Hilfe eines geeigneten, nicht dargestellten Zugmechanismus kontinuierlich bewegt werden, dargestellt. Diü beiden "Muster-SS und 54 der feinkörnigen hitzeerzeügenden •Partikelchen sind zuvor zwischen die Oberflächen derbeiden Gewebebahnen aufgebracht worden, und zwar -entweder dufc'h -Bedrucken oder ^Einfügung eines schmalen Bandes zwischen Üie Oberflächen. Die beiden Gcwebebahheh 51 und 52 werden gegeneinandcrgelegt und kommen vorzugsweise in 'Berührung, kurz bevor sie gemeinsam zwischen den Stegen 55« und 55b der Induktionsspule 55 hindurchlüufen.

Zwischen den beiden Paaren von gegenüberliegenden Bögen 55c und -55d bildet sich das intensivste

Induktions- oder Magnetfeld der Spule, und diese Bögen sind entsprechend mit den Mustern 53 und 54 der Metalloxydpartikelchen ausgefluchtet.

Claims (8)

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen einer Verbindung zwischen zwei Materialbahnen oder Schicht-Rachen durch Heißsiegeln an vorbestimmten Versiegelungsbereichen, wobei auf eine der miteinander zu verbindenden Bahn- oder Schichtflächen in den Versiegelungsbereichen eine Auflage von Teilchen aufgebracht wird zur Übertragung der in den Teilchen mittels eines hochfrequenten Magnetfeldes erzeugten Wärme auf den Teilchen benachbartes und die Verbindung herstellendes Kunststoffmaterial, d a du rc hgekennze i c hnet, daß die Teilchen elektrisch nichtleitende ferromagnetische Metalloxyde sind, in denen die Wärme durch die durch das hochfrequente Magnetfeld hervorgerufenen Hystereseverluste erzeugt wird.

2. Verfahren nach-Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in einer vorbestimmten Musteranordnung unter Belassung von Zwischenräumen oder Lücken für den Durchtritt des erweichten Kunststoffes auf mindestens eine der zu verbindenden Flächen aufgebracht . werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch

gekennzeichnet, daß die aufgebrachten Teilehen durch elektrostatische Kräfte auf der Bahn- oder Schichtfläche zum Haften gebracht werden.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß Teilchen mit einer Teilchengröße von 0,5 bis 20 μ, vorzugsweise bis 10 μ, auf mindestens eine der zu verbindenden Bahn- oder Schichtflächen .aulgebracht werden. ;- - :-· . :"

• 5. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Teilchen in einer Trägersubstanz aus selbsthärtendem Haftmaterial dispergiert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen mit dem Haftmaterial nach Art von Druckerschwärze auf die Bahnfläche aufgedruckt werden.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufdruck mit einem sehr dünnen Überzug aus thermoplastischem Kunststoff versehen wird.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen in an sich bekannter Weise in einen dünnen band- oder fadenförmigen Träger aus iKunststdffmaterial eingebettet und mit diesem zwischen die .zu verbindenden Bahn- oder Schichtflächen gebracht werden.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Teilchen auf ein Trägermaterial aus wärmehärtbarem Kunststoff vor dessen Aushärtung aufgebracht werden.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen