DE1479440C - Verfahren zum Herstellen von halbstarren oder starren Kunststoffbehältern - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfaliren zum Herstellen von halbstarren oder starren Kunststoffbehälter!! aus einer aus mehreren Kunststoffolien bestehenden Mehrschiehtbahn, bei dem mindestens eine PoIyslyroli'olie und mindestens eine Kunststoffolie aneinanileihaltend zu der Mehrschichtbalm ziisammengeclriickl, Teilbereiche der Mehrschichtbahn in die Gestalt der Behälter gedrückt und die geformten Behälter aus der Mehrschiehtbahn heraiisgetrennt werden .und der abgetrennte Abfall entfernt wird. Verfahren dieser Art sind bekannt.

Die Kosleu je Gewichtseinheit einer Kunststoffolie hängen nicht unmittelbar von deren Dicke ab. So kostet /.. B. eine einschichtige Folie mit einer Dicke von 0,76 mm mehr als eine aus drei 0,254 mm dicken Schichten bestehende Folic. Hs lassen sich somit erhebliche Malerialkosten einsparen, wenn zwei oder mehr dünne Folien zu einer Mehrsehiehtbalin der gewünschten Ciesaintdicke laminiert werden. Beim Herstellen von Behältern, insbesondere von nach einmaligem Gebrauch wegwerfbaren Behältern; wie Nahrungsmittel-Behältern aus Folien, .stellt ferner die Wiedergewinnung des Stanzabfalls einen wichtigen wirtschaftlichen Faktor dar. Das Laminieren von Folien durch die Anwendung eines Klebstoffs ist nachteilig, da der Klebstoff den zurückgewonnenen Abfall verunreinigt und wertlos macht und die Kosten auf Grund des Aufbringens des Klebstoffs, der Lösungsniitl'clcntfcriumg usw. erhöht-wcrdcn.

Übereinander zwei oder mehr'Folien ohne die Ausbildung einer merklichen Bindung anzuordnen genügt nicht, der der gewünschte Behälter nicht aus lose zusammengebrachten Folien verfonnt werden kann. Bei tier versuchten Verformung verzerren sich die Teile, tier hergestellte Behälter enthält Blasen, und die Folien trennen sich in verschiedenen Gebieten 'voneinander ab.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, im Rahmen eines Verfahrens zum Herstellen starrer oder halbstarrer Behälter sowohl Verbesserungen der physikalischen Eigenschaften als auch eine wirtschaftlichere Fertigung zu erzielen.

Polystyrol und einige andere Kunststoffe neigen in Ciestalt von Platten oder Folien zum Blockieren, d. h. zur Bindung mit einer benachbarten Folie. Diese Neigung vergrößert sich, wenn die Oberflächen solcher Kunststoffolien z. B. durch Coronaentlatlung, Flammen otler Säuren behandelt worden sind: Wenn eine Polyslyiolfolie einer Coronaentladung unterworfen und anschließend aufgerollt oder gestapelt wird, verbinden sich die aufeinanderliegenden Oberflächen otler blockieren; sie können dann nicht mehr voneinander getrennt werden, ohne die Folien zu beschädigen, sie einzureißen -oder gar zu zerreißen.

Die' Trundling beruht auf der F.ikenntnis, daß tliese bisher bei der Herstellung von Behältern aus Folien besonders aus biaxial orientiertem Polystyrol als nachteilig betrachtete Eigenschaft sich vorteilhaft in ein Verfaliren zum Herstellen von halbslarren oder .stauen Kunststoffbehälter!! eingliedern läßt.

Ausgehend von dieser Erkenntnis wird tlie der Er-- !hulling zugiuntie liegende Aufgabe bei einem Verjähren der eingangs beschiiebenen Gattung gemäl'i tier Eiiindung dadurch gelöst, dall vor dem Zusammendrücken tier I¹OUeIi die Polystyiolfqlie biaxial orientiert wird, die aufeinander/.utliiickeiitlen Oberflächen tier Folien durch eine Behandlung mit Coronaentladiuig, Säure otler Flammen für eine gegenseitige Haftverbindung vorbereitet und aus dem Abfall die einzelnen Folien getrennt und'gegebenenfalls desorientiert werden. '

Eine Verbesserung dieses Verfahrens besteht darin, daß vor dem Zusammendrücken der Folien auf die zur· Haftverbindiing behandelte Oberfläche einer der Folien eine Mehrzahl von quadratischen oder runden, auf beiden Oberflächen zur Haftverbindiing behandelter Kunststoffolieneinlagen zentrisch in jeden der ίο zu den Behältern zu drückenden Teilbereiche der Mehrschiehtbahn aufgebracht wird.

Dies Verfahren nach der Erfindung bietet besondere Vorteile, wo es zweckmäßig ist, in einer Mehrschiehtbahn Ft)lien verschiedener Farben anzuwenden. Es wurde gefunden, daß bei einem scharfen Biegen, wie z. B. um eine kleine Rolle oder eine Kante, die orientierten laminierten Folien voneinander getrennt werden. Derart kann der beim Herstellen der Behälter anfallende Abfall in die verschieden gefärbten Bestandteile getrennt und jeder gesondert zurückgewonnen und gegebenenfalls desorientiert werden.

Im einzelnen werden bei dem Verfahren nach der Erfindung zunächst zwei otler mehr zu laminicrende Folien einer Hochspannungs-Corona-Entladung der miteinander zu verbindenden Oberflächen ausgesetzt. Die behandelten Oberflächen zweier oder mehrerer Folien werden sodann vermittels Druckplatten oder Druckwalzen zwecks Entwickeln der Blockbindung zusammengedrückt. Diese Bindung hält die Folien so lange fest aneinander, wie dieselben nicht durch eine übermäßige Biegungsbcanspriiclumg verzogen werden. Die so vorgeformte Mehrschiehtbahn kann dann durch Blasverformen, mechanisches Thermoverformen oder Tiefziehen in einen Behälter verfonnt werden. Wahlweise können Rohlinge, wie Scheiben oder andere Formen, von der Mehrschiehtbahn abgeschnitten und sodann für die Herstellung der Behälter angewandt werden. Ein Vorteil ergibt sich dabei aus einer Verringerung der Versandkosten, wenn die Rohlinge für die Umformung in das Endprodukt an eine andere Stelle transportiert werden.

Geeignet für die Ausübung des Verfahrens sind alle thermoplastischen Folien, die bei der Behandlung durch Corona-Entladung blockieren. Diese Eigenschaften haben orientiertes Polystyrol, Polyäthylen, Kautschuk-Hydrochlorid und Vinylidenchlorid. Es ist ferner möglich, einander nicht ähnliche thermoplastische'Stoffe blockzuverbinden, wie z.B. PoIystyrol mit Vinylidenchlorid-Polymeren und Copolymeren otler Polyäthylen.

An Stelle der Corona-Entladung können andere Verfahren.zum Erhöhen der Blockierungsneigung der Oberflächen, wie eine Säure- otler Flammenbehandhing, angewandt werden. Im allgemeinen wurde gefunden, tlaß dabei die behandelten Oberflächen auch hydrophil gemacht werden- Ob tliese Wirkung jedoch wesentlich oder lediglich zufällig ist, bleibe offen.

Bei dein Verfahrensschritt der Oberflächenbchand- Cn> hing, wie z. B. durch die bevorzugte Corona-Entladung, ist wesentlich, daß tlie Oberfläche tier Folie sauber und frei von Frenulstoffen ist. Staub otler Ölflecken auf tier zu behandelnden Folie führen zu einer nicht richtigen .Bindung, selbst wenn die Corona-Behantllung sonst zufriedenstellend' durchgeführt worden ist.

Wesentlich ist ferner, daß die. Oberfläche gegenüber der Corona-Entladung einheitlich freiliegt, so

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daß bei der Druckbeaufschlagung eine einheitliche F i g. 3 ist ein Seitenriß, teilweise schaubildlich,

Bindung entsteht. Es ist zu beachten, daß alle mitein- einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens ander zu verbindenden Oberflächen behandelt wer- mit drei Kunststoffolien;

den müssen, wenn die volle Wirkung des Verfahrens F i g. 4 ist ein Seitenriß eines Behälters, der miterzielt werden soll. Obgleich eine gewisse Bindung 5 tels einer ausgerichteten quadratischen, haftgebundedann eintreten kann, wenn nur eine der zu verbin- nen Kunststoffolieneinlage hergestellt worden ist, andenden Oberflächen behandelt wird, wird meist die geordnet zwischen zwei äußeren Folien; Bindung schwach und nicht einheitlich sein. Eine F i g. 5 ist ein Seitenriß eines Behälters, der mit

gewisse Uneinheitlichkeit kann bei der optischen einer ausgerichteten, kreisförmigen, haftgebundenen Untersuchung festgestellt werden. Eine solche ist je- io Kunststoffolieneinlage hergestellt worden ist, angedoch nicht unbedingt nachteilig, weil während der ordnet zwischen zwei äußeren Folien. Druckumformung zu dem Behälter jede unter- Im einzelnen zeigt F i g. 1 schaubildlich eine Vor-

brochene Bindung beseitigt und die Blockbindung richtung für die Haftbindung und das Auftrennen vervollständigt wird. Die Mehrschichtbahn sollte in der Abfallstücke. Kunststoffolien 1 und 2 liegen als einer sauberen, staubfreien Umgebung verarbeitet 15 Rollengut auf Rollen 3 und 4. Beide Kunststoffwerden, um eine Verunreinigung ihrer Oberflächen folien 1,2 können gleich dick sein, oder eine Folie zu vermeiden und die Ausbildung der gewünschten kann dicker als die andere sein, je nach der ge-Blockbindung zu gewährleisten. wünschten Dicke der laminierten Mehrschichtbahn.

Die Oberflächeneigenschaften der thermoplasti- Beide Rollen 3, 4 werden gemeinsam abgewickelt sehen Folie erfahren während der Behandlung, wie 20 und abgemessen.

-einem Aussetzen gegenüber der Corona-Entladung, Die Kunststoffolien 1 und 2 werden gleichzeitig

erhebliche Veränderungen. Nicht behandelte Ober- einer Vorrichtung 5 für die Corona-Behandlung zuflächen besitzen im wesentlichen keine Fähigkeit, an- geführt, wo ihre Oberflächen einer hochgespannten, einander zu haften. Wenn die Oberflächen der hochfrequenten Corona-Entladung unterworfen werthermoplastischen Folien der Corona-Entladung aus- 25 den. Hierzu laufen die Folien 1, 2 innerhalb der gesetzt werden, erfahren dieselben jedoch eine erheb- Vorrichtung 5 über große Rollen 6 und 7. Benachliche Fähigkeit, miteinander eine Haftbindung einzu- bart zu diesen sind Elektroden 8 und 9 angeordnet, gehen. Eine derartige durch die Corona-Entladung durch die die innere Oberfläche jeder Folie 1, 2 für bedingte Veränderung der Oberflächeneigenschaft den Angriff der Corona-Entladung freigelegt wird, führt zu der Ausbildung einer starken Bindung zwi- 30 Die Entfernung zwischen den Elektroden 8, 9 und sehen den durch die Corona-Entladung behandelten der Oberfläche der zu behandelnden Folie 1 bzw. 2 Oberflächen, wenn sie zusammengepreßt werden. Die sollte über die Breite der Folie einheitlich sein, um Grenzflächenhaftung ist ausreichend stark, um den so eine gleichmäßige Behandlung zu sichern. Die Umformüngs- und Herstellungsvorgang der thermo- senkrechte Entfernung zwischen der Elektrode 8, 9 plastischen Folie zu überleben, jedoch kann die Bin- 35 und der Folie 1, 2 kann etwas schwanken. So haben dung gegebenenfalls durch starkes Biegen der Folie sich Abstände von 0,075 bis 0,254 mm als geeignet wieder aufgehoben werden. erwiesen, um bei 3000 Volt und 3000 c/s zufrieden-

Die Mehrschichtbahn kann aus zwei oder mehr stellende Ergebnisse zu erzielen, wenn biaxial orien-Folien hergestellt werden. Die Dicke jeder Folie kann tiertes Polystyrol behandelt wird. Höhere oder tiefere unterschiedlich sein, so daß eine Mehrschichtbahn 40 Spannungen und Frequenzen können angewandt werjeder gewünschten Dicke durch die Auswahl von Folien den. Es kann Gleichstrom angewandt werden, jedoch entsprechender Dicke hergestellt werden kann. aus Gründen der Sicherheit der Bedienung wird die

Die aus den Mehrschichtbahnen hergestellten Be- Anwendung von hochfrequentem Wechselstrom halter weisen verbesserte mechanische Eigenschaften bevorzugt. Die Hochspannungs-Corona-Entladung gegenüber den aus einer einzigen Folie gleicher 45 zwingt den behandelten Oberflächen der Folien 1,2 Dicke hergestellten auf. So sind Polystyrol-Behälter, die Eigenschaft auf, beim Zusammendrücken zu die aus zwei Folien mit einer Dicke von 0,38 mm blockieren. Es hat sich als notwendig erwiesen, die hergestellt worden sind, um 10 bis 15 % höher senk- beiden miteinander in Berührung kommenden Oberrecht belastbar als ähnliche Behälter, die aus einer flächen der Folien 1,2 zu behandeln. Die Coronaeinschichtigen Folie mit einer Dicke von 0,76 mm 50 Behandlung lediglich einer Oberfläche führt meist hergestellt worden sind. nicht zu einer befriedigenden Bindung.

Während der Verformung wird die Folie auf die Nachdem die Oberflächen der Folien 1, 2 dieser

üblichen Verformungstemperaturen erhitzt. Es scheint Corona-Behandlung unterworfen worden sind, werjedoch, daß die Folien, aus denen die Behälter her- den sie einem Paar Druckwalzen 10 zugeführt, zwigestellt werden, nicht vollständig verschweißen, son- 55 sehen denen die Folien 1 und 2 zusammengedrückt dem in ähnlicher Weise haftgebunden werden. Diese werden. Die Güte der Bindung oder des Anhaftens Bindung zusammen mit der durch die geometrische hängt ferner von dem Ausschluß der Luft von der Umrißform des Behälters bedingten Starrheit ver- Grenzfläche und der Beaufschlagung mit einem aushindert ein Abtrennen der Folien bei der normalen reichenden Druck ab. Obgleich die Corona-Ent-Benutzung und führt zu der verbesserten Festigkeit. 60 ladung mit einer Temperaturerhöhung verbunden

Die Ausführung des Verfahrens wird im folgenden werden kann, wird das Verfahren im wesentlichen beispielsweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung bei Raumwärme durchgeführt, die allein nicht auserläutert, reichend ist, um eine thermische Verschweißung der

Fig. 1 ist ein Seitenriß, teilweise schaubildlich, Folien 1,2 zu sichern. Jedoch hat sich gezeigt, daß einer Vorrichtung zum Durchführen des Verfahrens 65 ein Druck der Druckwalzen 10 von etwa 1,8 bis mit zwei Kunststoffolien; 2,6 kp/cm zu zufriedenstellenden Ergebnissen führt.

Fig. 2 ist ein Seitenriß, teilweise im Schnitt, eines Der ausgeübte Druck hängt von der Art der den aus zwei Folien hergestellten Behälters; Druckwalzen 10 zugeführten Folien 1, 2 ab. Eine der

Claims (2)

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   Druckwalzen 10 sollte vorzugsweise aus Gummi oder werden sodann einer Formpresse 27 oder einem einem anderen elastischen Werkstoff bestehen. Die anderen Formwerkzeug zugeführt, das die Behälter Affinität der mit Corona-Entladung behandelten ausbildet. Die hierbei entstehende Abfallbahn wird Oberflächen gegenüber ähnlich behandelten Ober- sodann über eine schmale Rolle 28 geführt, wo die flächen bindet die Folien 1, 2 stark aufeinander. Die .5 Bahn scharf gebogen und ihre Bindung aufgehoben laminierten Folien 1,2 können von Hand nicht ohne wird. Eine Mitnehmerrolle 29 wirkt hierzu mit der Einreißen, Beschädigen oder andere Verunstaltungen Rolle 28 zwecks Biegen der Abfallbahn zusammen, der Oberflächen auseinandergezogen werden. Sodann wird jede der hierbei entstehenden Einzel-

   Die haftende ausgerichtete Mehrschichtbahn wird bahnen auf Aufnehmerrollen 30, 31 und 32 aufsodann in eine Formpresse 11 eingeführt, in der der io gewickelt.

   gewünschte Behälter hergestellt wird. Die Formpresse . Wie die Fig. 4 zeigt, kann ein Behälter 33 mit 11 trennt während der Verformung den Behälter von einem Rippenmuster versehen werden, das gefärbt der Mehrschichtbahn ab, so daß die bei dem Ver- sein kann. Ein solches Muster 34 wird durch Einfahren anfallenden Reste in Form einer kontinuier- setzen einer kleinen quadratischen Kunststoff dienlichen Bahn anfallen. 15 einlage ausgebildet, die einer Corona-Behandlung Nach der Verformung wird dieser Abfall über eine unterworfen worden ist, so daß sie zwischen den kleine Rolle 12 geführt, um die diese blockgebundene Kunststoffolien bei dem Zusammendrücken derselben Abfallbahn scharf gebogen wird. Hierzu wirkt mit zwischen den Druckwalzen 26 haftgebunden wird, der Rolle 12 eine Mitnehmerrolle 13 zusammen. Die quadratischen Kunststoffolieneinlagen werden in Durch das scharfe Biegen wird die Bindung zwischen 20 Abständen zueinander längs der Länge der Mehrden Folien 1 und 2 der Mehrschichtbahn aufgehoben. schichtbahn eingesetzt, und die diagonale Abmessung Die Folien werden voneinander getrennt Da der Ab- jedes Quadrats ist kleiner als der Durchmesser des fall in Form einer zusammenhängenden Bahn vor- Randes 35 des Behälters. Es wurde gefunden, daß liegt, kann jede Bahn gesondert auf Aufnahmerollen unter Druck die schwächsten Teile des Behälters 14 und 15 aufgewickelt werden. Sollte es erforderlich 25 längs seiner unteren Seitenwände liegen. Das Muster sein, können die getrennten Bahnen durch Heiz- 34 führt somit nicht nur zu einer schmückenden Wirvorrichtungen geführt werden zwecks Aufhebung kung, sondern auch zu einer Festigung des Behälters, ihrer Orientierung. Wegen der Dünne der einzelnen Weitere schmückende Wirkungen können durch Bahnen ist die Wärmeübertragung günstig, und die Übereinanderanordnen verschiedener Quadrate erKosten für das Aufheben der Orientierung sind 30 zielt werden, die z. B. 45° gegeneinander versetzt gering. sind, oder indem eine Scheibe zwischen den äußeren In Fig. 2 ist ein halbstarrer Nahrungsmittelbehäl- Folien eingesetzt wird. In der Fig. 5 ist ein Behälter ter 16 als Fortwerfbecher gezeigt, der nach dem Ver- 37 gezeigt, der mit einer Scheibeneinlage 38 zwischen fahren hergestellt worden ist. Die Seiten 17 des Be- den äußeren Folien hergestellt worden ist. Die hafthälters sind gerippt, um die Festigkeit in den Senk- 35 gebundene Einlage sollte für zufriedenstellende Errechten und die Widerstandsfähigkeit gegen ein gebnisse ausgerichtet gegenüber der Form angeordnet Zerdrücken zu verbessern. werden.

   Der Rand 18 am Oberende des Behälters ist Ein praktisches Anwendungsgebiet liegt in der

   flanschartig nach außen geführt, um so mit einem Herstellung eines ansprechenden Behälters für den Deckel in Eingriff gebracht zu werden. 40 Schutz lichtempfindlichen Inhaltes. So kann z. B. ein

   Die Folien 1 und 2 sind in der Zeichnung über- bernsteinfarbener Behälter aus einer gefärbten trieben dick dargestellt, um so die beiden Rollen 1,2 Folie 1 und einer klardurchsichtigen Folie 2 aus in dem Behälter zu zeigen. In Wirklichkeit sind die orientiertem Polystyrol zusammengesetzt sein. Nach Folien 1,2 so eng miteinander blockgebunden, daß der Vorbehandlung, der Haftbindung und dem Verder Behälter wie aus einer einzigen Kunststoffolie 45 formen können aus der Abfallbahn mit Hilfe der geformt erscheint. Rolle 12 und der Mitnehmerrolle 13 die Reste zu-

   Zur Herstellung von Gegenständen aus drei Folien rückgewonnen werden.

   ist die in der Fig-3 schaubildlich gezeigte Vorrich- Die Zusatzmittel vieler Kunststoffe bestehen aus

   tung dienlich. Rollen 19, 20 und 21 sind so angeord- Bestandteilen, die nicht für die Verpackung von Nahnet, daß Kunststoffolien 22, 23 und 24 von diesen 5° rungsmitteln angewandt werden dürfen. Es ist mit abziehbar sind. Jede Folie . wird gleichzeitig durch dem Verfahren möglich, einen für diese Zwecke ereine Vorrichtung 25 zur Oberflächenbehandlung ge- laübten Kunststoff, wie orientiertes Polystyrol, anzuführt, in der sie einer hochgespannten, hochfrequen- wenden, der als physikalische Schranke zwischen ten Corona-Entladung unterworfen werden. Die dem Nahrungsmittelinhalt und einem Kunststoff anobere Folie 22 wird nur an ihrer unteren Oberfläche 55 gewandt werden kann, der nicht mit dem Nahrungsbehandelt. Die zwischengeordnete Folie 23 wird auf mittel in Berührung kommen darf, beiden Oberflächen einer Corona-Behandlung unter- '

   worfen, und die untere Folie 24 wird nur auf ihrer " . Patentansprüche:

   oberen Oberfläche behandelt. Zum Laminieren meh-; 1. Verfahren zum Herstellen von halbstarren

   rerer Folien werden lediglich die äußeren auf ihren 66 oder starren Kunststoff behältern aus einer aus inneren Oberflächen behandelt, und die zwischen- mehreren Kunststoffolien bestehenden Mehrgeordneten Folien erfahren eine Behandlung auf bei- . schichtbahn, bei dem mindestens eine Polystyrolden Oberflächen; es sei denn, daß für Sonderzwecke,: folie und mindestens eine Kunststoffolie anein-

   wie z.B. zum Bedrucken, die äußeren Oberflächen ,:'-^rähderhaftend zu der Mehrschichtbahn - zusamhydrophil gemacht werden. . ' 65 :. mengedrückt, Teilbereiche der Mehrschichtbahn

   Nach der Corona-Behandlung werden die Folien: in die Gestalt der Behälter gedrückt und die ge-

   22, 23, 24 beim Hindurchführen zwischen zwei l .: formten 'Behälter aus der Mehrschichtbahn Druckwalzen 26 verblockt. Die verblockten Folien! herausgetrennt werden und der abgetrennte Ab-

   fall entfernt wird, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zusammendrücken der Folien die Polystyrolfolie biaxial orientiert wird, die aufeinanderzudrückenden Oberflächen der Folien durch eine Behandlung mit Corona-Entladung, Säure oder Flammen für eine gegenseitige Haftverbindung vorbereitet und aus dem Abfall die einzelnen Folien getrennt und gegebenenfalls desorientiert werden.
2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Zusammendrücken der Folien auf die zur Haftverbindung behandelte Oberfläche einer der Folien eine Mehrzahl von quadratischen oder runden, auf beiden Oberflächen zur Haftverbindung behandelter Kunststoffolieneinlagen zentrisch in jeden der zu den Behältern zu drückenden Teilbereiche der Mehrschichtbahn aufgebracht wird.

   Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

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