DE1910743C3 - Vorrichtung zum kontinuierlichen Verbinden einer Kunststoffolie mit einem Träger - Google Patents

Vorrichtung zum kontinuierlichen Verbinden einer Kunststoffolie mit einem Träger

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Description

■40
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung der im Oberbegriff des Patentanspruches 1 genannten Gattung; ein solches Verfahren ist bereits bekannt (FR-PS 58 436).
In der Verpackungsindustrie werden beispielsweise während der Herstellung von Verpackungsmaterialien streifen- oder bandförmige Träger mit einem Überzug aus insbesondere Kunststoff versehen. Der Träger des Verpackungsmaterials kann, abgesehen von einem zusätzlichen Kunststoffilm, beispielsweise aus Fasern und Aluminiumfolie bestehen. Derartige Schichtstoffe werden unter anderem zum Verpacken flüssiger Güter verwendet, da sie sowohl flüssigkeitsdicht als auch verhältnismäßig steif sind. Den Verpackungsmaterialien ist die Eigenschaft gemeinsam, daß sie mindestens an ^ der Innenseite mit einem flüssigkeitsdichten Überzugsmaterial versehen sind. Außerdem ist es im allgemeinen möglich, diese Verpackungsmaterialien durch Anwendung von Hitze und Druck heißzuversiegeln. Eine unabdingbare Bedingung, die diese Materialien erfüllen müssen, ist, daß die Haftfähigkeit zwischen den verschiedenen Lagen befriedigend sein muß.
Das erwähnte Verpackungsmaterial wird in der Regel dadurch hergestellt, daC der Überzug in Richtung auf den Walzenspalt zweier Walzen extrudiert wird, über <>s deren eine der Träger geführt ist. Dies hat zur Folge, daß diese und das Überzugsmaterial in dem Walzenspalt aufeinandertreffen und gegeneinander gepreßt werden, so daß sie zum Anhaften aneinander gebracht werden. Wenn eine weitere Trägerschicht in dem Verpackungsmaterial vorgesehen sein soll, kann ein weiterer Träger auch über die andere Walze geführt werden, die dann mit der anderen Seite des Überzugsmaterials in dem Walzenspalt zusammentrifft. Wenn die Temperatur des Überzugsmaterials genügend hoch ist, wird in der zusammengedrückten Bahn eine haftende Verbindung zwischen deren Schichten hergestellt Es ist jedoch bekannt, daß ein Überzugsmaterial, beispielsweise Kunststoff, das vorher oxydiert wurde, eine erheblich bessere Haftfähigkeit aufweist als ein nicht vorher oxydiertes. Ein oxydiertes Überzugsmaterial wird erhalten, wenn seine Temperatur verhältnismäßig hoch ist. Ein solches Überzugsmaterial ist jedoch in gewissen Fällen, beispielsweise beim Heißversiegeln einer Verpackung, das unterhalb des Spiegels des Inhaltes vorgenommen werden soll, unbequem. Überzugsmaterial, das auch an der zu versiegelnden Seite oxydiert ist, vemag das Füllgut nicht zu verdrängen, und dieses bildet dann einen Film zwischen den miteinander zu verbindenden Flächen, der ein Aneinanderhaften verhindert.
Weitere Schwierigkeiten treten auf, wenn ein Träger aus Aluminiumfolie mit einem Überzugsmaterial versehen werden soll, das die Innenseite einer Verpackung bilden soll. In diesem Falle ^nd zwei Überzugsmaterialschichteti, nämlich eine oxydierte Schicht für die haftende Verbindung und eine nicht oxydierte für das Heißverschweißen, vorzusehen. Weitere Nachteile in Verbindung mit der Anwendung bekannter Verfahren zur Erzeugung eines oxydierten Überzugmaterials ist die Gefahr der Pyrolyse, die unter anderem zu einer Beeinträchtigung des Geschmackes oder Aromas des Füllgutes führt. Verpackungsmaterialien, deren Außenseite mit einem Überzug versehen ist, der durch Farbdruck mit irgendeinem Muster dekoriert werden soll, müssen eine Nachbehandlung erfahren, damit eine einwandfreie Oxydschicht gebildet wird, so daß der Farbdruck in befriedigender Weise anhaftet.
Es ist zur Verbesserung der Bedruckbarkeit von Kunststoffolien durch eine elektrische Entladungszone bekannt (US-PS 31 33 193), beide Elektroden auf einer Seite der Kunststoffolie anzuordnen und mindestens eine Elektrode mit einem Isoliermantel zu umgeben.
Der Erfindung liegt, ausgehend vom eingangs genannten Stand der Technik, die Aufgabe zugrunde, auf einfache Weise dafür zu sorgen, daß eine gute Haftfähigkeit zwischen der Kunststoffolie bzw. -film und dem an einer Seite befestigten Träger gewährleistet wird.
Die Erfindung besteht darin, daß beide Elektroden nacheinander an der dem Träger zugewandten Seite der Kunststoffolie angeordnet sind, wobei eine Elektrode als Walze ausgebildet ist, die parallel zur Kunststoffolienoberfläche angeordnet und um ihre Längsachse drehbar ist.
Hierdurch wandern die Oberflächenteile der walzenförmigen Elektrode auf kürzestem Wege aus der größten Nähe zur anderen Elektrode in die größte Nähe zur Kunststoffolie. Die elektrische Ladung begleitet infolgedessen die Kunststoffolie über einen längeren Weg. Außerdem werden Reinigungseffekte an der Folie und Kühleffekte an der Walze erzielt und ist ein kleiner Spalt und daher geringerer Energieverbrauch möglich.
Weitere vorteilhafte Ausbildungen ergeben sich aus Unteransprüchen.
Die Zeichnung zeigt ein Ausführungsbeispiel der
Erfindung in schernatischer Darstellung im Axialschnitt.
Diese Ausführungsform der Erfindung besteht aus zwei Andruckwalzen, nämlich einer Gummiwalze 2 und einer Kühlwalze 3. Oberhalb der beiden Walzen 2,3 sind eine feststehende Elektrode 4 und eine walzenförmige Elektrode 5 angeordnet. Das Übuzugmaterial 7, hier Kunststoff, wird durch eine abwärts gerichtete Düse 1 derart stranggepreßt, daß es in dem Spalt zwischen den Walzen 2, 3 mit einem streifenförmigen Truger 6 zusammentrifft, der über die Gummiwalze 2 herangeführt ist. Wenn erwünscht, kann die Kunststoffolie 7 gleichzeitig an einem weiteren Träger 8 angebracht werden, der über die Walze 3 heranführbar ist und ebenfalls in dem Walzenspalt mit der Kunststoffolie 7 zusammentrifft. Diese und der Träger 6 oder die Träger 6 und 8 werden von den Walzen 2, 3 derart gegeneinandergedrückt, daß sie aneinander anhaften. Bevor die Kunststoffolie 7 am Träger angebracht wird, wird sie an den Elektroden 4,5 vorbeigeführt; zu diesem Zeitpunkt wird sie durch eine elektrische Entladung an derjenigen Seite behandelt, die gegen den Träger 6 gepreßt werden soll. Diese Behandlung hat zur Folge, daß die Kunststoffolie 7 mit einer die Haftfähigkeit verbessernden oxydierten Schicht an derjenigen Seite versehen wird, die dem Träger 6 zugewandt ist.
Die Vorrichtuij: für die Behandlung der Kunststoffolie 7 besteht also aus zwei Elektroden 4 und 5, die sich, über die volle Breite des Überzugsmaterials jrstrecken und an einem Ständer angeordnet sind, der derart am Rahmen der Maschine befestigt ist, daß sie beide vom Ständer elektrisch isoliert und in bezug aufeinander und auf das Überzugsmaterial 7, die Walzen 2, 3 und die Strangpreßdüse 1 einstellbar sind.
Die Elektrode 4 besteht aus einer Aluminiumleiste mit abgeschrägten oder gerundeten Kanten und hat die allgemeine Querschnittsform eines Trapezes. Der verjüngte Querschnittsabschnitt 9 ist der walzenförmigen Elektrode 5 zugewendet, die unterhalb der Elektrode 4 liegt. Die Elektrode 4 ist ferner gegen die bewegte Kunststoffolie 7, wie in der Figur angedeutet, um etwa 45° geneigt.
Die walzenförmige Elektrode 5 besteht aus einem Rohr 10 aus Aluminium oder Eisen, an das ein Isoliermantel 11 angeordnet ist, der beispielsweise aus chlorsulformiertem Polyäthylen bestehen und auf das Rohr 10 oder auf einen auf das Rohr 10 aufgezogenen Kunststoffschlauch aufvulkanisiert sein kann. Die Elektrode 5 ist mittels eines in das Rohr 10 eingeführten Kühlmittels gekühlt. Das Kühlmittel kann beispielsweise unter Druck eingeführte Luft sein.
Die elektrische Entladung wird z. B. durch den Anschluß einer Hochspannung an die Elektrode 4 erzeugt, während die walzenförmige Elektrode 5 geerdet ist. Infolgedessen wird zwischen den Elektroden 4, 5 eine so erhebliche Feldstärke erzeugt, daß eine elektrische Entladung erfolgt. Die walzenförmige Elektrode 5 ist außerdem dazu bestimmt, umzulaufen, und die Drehung erfolgt für den Betrachter der Figur im Uhrzeigersinn, da sie sich an der gleichen Seite des vorbeigeführten Überzugsmaterials 7 befindet, wie die andere Elektrode 4. Dank der Tatsache, daß die walzenförmige Elektrode 5 umläuft, wird ihr Mantel von der elektrischen Entladung über etwa die Hälfte einer Umdrehung begleitet. Dadurch wird das Überzugsmaterial 7 durch die Behandlung in befriedigender Weise erfaßt. Duich die Behandlung des Überzugsmaterials 7 durch die elektrische Entladung erhält es eine die Haftfähigkeit verbessernde oxydierte Oberflächenschicht.
Wenn ein Überzugsmaterial erzielt werden soll, das an beiden Seiten eine haftfähigkeitsfördernde oxydierte Schicht aufweist, können die Elektroden 4, 5 jeweils - paarweise an beiden Seiten des Überzugsmaterials 7 angeordnet werden, so daß eine durchgehende Behandlung desselben erzielt wird. Dies ist beispielsweise dann erwünscht, wenn, wie oben bereits erwähnt, das Überzugsmaterial gleichzeitig an zwei Trägerbahnen
ic derart angebracht werden soll, daß sich diese zu beiden Seiten des Überzugmaterials 7 befinden und dieses zwischen sich einschließen und, wenn beispielsweise Verpackungsmaterialien, die mit einem Überzugmaterial 7 an der Außenseite versehen sind, durch Farbdruck
is geschmückt werden sollen.
Zur weiteren Förderung der Haftfähigkeit zwischen der Kunststoffolie 7 und dem Träger können die Elektroden 4, 5 in einer Atmosphäre eines haftfähigkeitsfördernden Gases enthalten sein. Dies heißt, daß der die Elektroden 4, 5 umgebende Bereich, der den Bereich der elektrischen Entladung umfaßt, nicht von Luft, sondern von einer Atmosphäre des haftfähigkeitsfördernden Gases liegen soll, während die Behandlung und der Überziehvorgang stattfindet.
2s Dies kann beispielsweise dadurch erzielt wt ,aen. daß die Elektroden 4, 5 in einem von der Atmosphäre getrennten Raum eingeschlossen oder montiert werden. Die die Elektroden 4, 5 einschließende Anordnung muß jedoch eine öffnung für den Durchtritt der Kunststoffolie 7 aufweisen, so daß dieses die Wirkung der elektrischen Entladung je nach Bedarf an einer oder an beiden Seiten erfährt. Die die Elektroden 4, 5 umschließende Anordnung muß ferner öffnungen od. dgl. für das Einführen des haftfähigkeitsfördernden Gases aufweisen, das kontinuierlich zugeführt werden muß, um verbrauchtes Gas zu ersetzen.
Das haftfähigkeitsfördernde Gas kann stattdessen in einer Luftatmosphäre durch Düsen oder ähnliche Einrichtungen zugeführt werden. Bei dem Behandlungsverfahren gemäß der Zeichnung wird das haftfähigkeitsfördernde Gas mindestens dem Elektrodenspalt zugeführt.
Bei Versuchen, die ohne spezifizierte Bedingungen durchgeführt wurden und bei denen eine mehr oder weniger geschmolzene Kunststoffolie 7 der elektrischen Entladung in einer Luftatmosphäre unterworfen wurde, hat sich gezeigt, daß das infolge der elektrischen Entladung entwickelte Ozon die Haftfähigkeit zwischen der Kunststoffolie 7 und dem Träger 6, auf das er aufgelegt wurde, bis zu einem gewissen Grad verbesserte.
Wenn eine Elektrode mit einem Stromkreis verbunden ist, in dem ein Potentialunterschied herrscht, wird bekanntlich zwischen dieser Elektrode und einer anderen geerdeten Elektrode ein elektrisches Feld erzeugt. Wenn die Feldstärke hoch genug ist, kann die Entladung durch ein freies Elektron, das in dem Feld beschleunigt wird, und durch eine Kollision mit einem Luftpartikel erzeugt werden, wobei von diesem ein
fto Elektron abgespalten wird und das Partikel positiv geladen oder ionisiert wird. Das abgespaltene Elektron wird seinerseits nun beschleunigt und ionisiert ein anderes Partikel usw., bis das Gleichgewicht hergestellt ist.
<>i Je höher die Feldstärke, desto höher ist auch die durch die freien Elektronen gewonnene Energie, und der lonisierungsgrad wird erhöht. Ein Partikel kann jedoch auch ein Elektron einfanden und auf diese Weise negativ
ionisiert werden. Da Luft grundsätzlich aus 4/5 Stickstoff und 1/5 Sauerstoff besteht, werden die in dem Elektrodenspalt gebildeten Ionen Stickstoff- und Sauerstoffionen sein. Ionen können ihrerseits eine Verbindung eingehen, und auf diese Weise wird aus Sauerstoff Ozon Oj gebildet und dieser kann entweder elektrisch neutral oder geladen sein.
Beispiel 1
In einem Fall wurde ein Satz Brenner verwendet, die auf den Träger 6 einwirkten. Dieser Träger 6 wurde mit einem Überzugmaterial 7 überzogen, dessen Slrangpreßtemperatur 3300C betrug. Infolge der hohen Temperatur wurde das Überzugmaterial 7 oxydiert. Es hat sich gezeigt, daß die zwischen dem Material des Trägers 6 und dem Überzugsmaterial 7 erzeugte Haftung in diesem Fall nicht annehmbar war.
Beispiel 2
In einem anderen Fall wurde ein Streifen des Trägers 6, wie im vorigen Fall, vor dem Überziehen mit dem Überzugmaterial 7 einer Behandlung durch einen Satz Brenner unterworfen. Die Strangpreßtemperatur des Überzugmaterials 7 war in diesem Fall verhältnismäßig niedrig und betrug etwa 285°C. In diesem Fall wurde ein nichtoxydiertes Überzugmaterial 7 erhalten. Das sich in geschmolzenem Zustand befindliche Überzugmaterial 7 wurde anschließend in der weiter oben anhand dei Zeichnung beschriebenen Weise durch elektrische Entladung behandelt. Es erfolgte eine Oberflächenoxy dation des Überzugmaterials 7. Es wurde dann in dieserr
> Zustand auf den Träger 6 aufgebracht. In diesem FaIU war es möglich, die Produktionsleistung der Maschine etwa auf das Doppelte zu erhöhen, wobei immer nocf eine erheblich bessere Haftung zwischen dem Träger f und der Kunststoffolie 7 als dem Überzugsmateria
ii> erzielt wurde als beim Beispiel 1.
Das gleiche befriedigende Ergebnis wurde erzielt wenn das Überzugsmaterial 7 der Behandlung durch elektrische Entladung an beiden Seiten unterworfer wurde.
is Die Erfindung ist durchaus auch auf anderer Gebieten als dem der Verpackungsindustrie anwendbar Ein solches Anwendungsfeld ist die Druckereiindustrie Es kann in diesem Zusammenhang erwähnt werden, daC es sich im Reklamewesen mehr und mehr durchsetzt
;o Überzugsmaterialien oder andere Materialien aufzu drucken, die eine Oxydationsbehandlung erfahrer müssen, damit sie in befriedigender Weise an derr Trägermaterial anhaften.
Die walzenförmige Elektrode 5 kann auch eir
:■; Glasstab sein, der einen Metallkern umgibt. Auch eir Metalldraht kann als walzenförmige Elektrode 5 dienen
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (6)

Patentansprüche:
1. Vorrichtung zum kontinuierlichen Verbinden einer Kunststoffolie mit einem Träger, bei der eine noch plastische Kunststoffolie vor dem Anlegen an den Träger und dem Einlaufen zusammen mit dem Träger in einen von zwei Andruckwalzen gebildeten Walzenspalt durch eine elektrische Entladungszone läuft, die von zwei an elektrische Hochspannung gelegten Elektroden erzeugt ist, die sich quer zur Kunststoffolie erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß beide Elektroden (4,5) nacheinander an der dem Träger (6) zugewandten Seite der Kunststoffolie (7) angeordnet sind, wobei eine Elektrode als Walze (5) ausgebildet ist, die parallel zur Kunststoffolienoberfläche angeordnet und um ihre Längsachse drehbar ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (5) aus einem Rohr (10), dar innen mit Kühlmittel gekühlt ist, besteht.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Walze (5) mit einem Isoiiermantel (11) umgeben ist.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Isoliermantel (11) aus chlorsulfoniertem Polyäthylen besteht.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die andere Elektrode (4) einen im wesentlichen einem Trapez entsprechenden Querschnitt mit abgeschrägten und/oder abgerundeten Kanten aufweist und der verjüngte Querschnittsteil (9) der darunter angeordneten Walze (5) zugewandt ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden aus Aluminium bestehen.
DE1910743A 1968-03-12 1969-03-03 Vorrichtung zum kontinuierlichen Verbinden einer Kunststoffolie mit einem Träger Expired DE1910743C3 (de)

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