DE19960663B4

DE19960663B4 - Verfahren zum Umhüllen eines Stapels aus Einzelstücken mit einer Haube aus Schlauchfolie sowie bei dem Verfahren anzuwendende Schlauchfolie

Info

Publication number: DE19960663B4
Application number: DE19960663A
Authority: DE
Inventors: Franz Possemeyer; Hans Peter Walser; Helmut Olberding; Michael Kreymborg
Original assignee: NORDENIA DEUTSCHLAND STEINFELD; NORDENIA DEUTSCHLAND STEINFELD GmbH
Current assignee: Nordfolien GmbH
Priority date: 1998-12-18
Filing date: 1999-12-15
Publication date: 2004-07-22
Anticipated expiration: 2019-12-16
Also published as: DE19960663A1

Abstract

Verfahren zum Umhüllen eines Stapels aus neben- und übereinander angeordneten Einzelstücken, zum Beispiel Schüttgut enthaltenden Säcken, bei dem eine hochelastische Schlauchfolie mit einer Reckbarkeit von etwa 50 % bis mehr als 1200 %, die um 70 % bis 150 % elastisch dehnbar ist, abschnittsweise zur Bildung einer Schlauchhaube von einem Schlauchfolienmagazin abgezogen, geöffnet, in Abziehrichtung gerafft, abgetrennt und an der Trennstelle verschlossen und unter Verdehnung aufgeweitet wird und die so gebildete geraffte und geweitete Schlauchhaube nachfolgend unter Auflösung der Raffung über den Stapel gezogen und somit vorgespannt an den Stapel angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlauchfolie eine hochelastische Folie verwendet wird, deren Längselastizität etwa 70 % bis 80 % ihrer Querelastizität ist.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Umhüllen eines Stapels aus neben- und übereinander angeordneten Einzelstücken, z. B. Schüttgut enthaltenden Säcken, bei dem eine hochelastische Schlauchfolie mit einer Reckbarkeit von etwa 50 % bis mehr als 1200 %, die um 70 % bis 150 % elastisch dehnbar ist, abschnittsweise zur Bildung einer Schlauchhaube von einem Schlauchfolienmagazin abgezogen, geöffnet, in Abziehrichtung gerafft, abgetrennt und an der Trennstelle verschlossen und unter Verdehnung aufgeweitet wird und die so gebildete geraffte und geweitete Schlauchhaube nachfolgend unter Auflösung der Raffung über den Stapel gezogen und somit vorgespannt an den Stapel angelegt wird.

Ein Verfahren der vorbezeichneten Gattung ist nach der DE 39 18 311 C3 bekannt. Eine bei den bekannten Verfahren anwendbare Schlauchfolie ist in DE 44 27 961 C2 angegeben.

Die bekannte Schlauchfolie ist aus einem Memorypolymer hergestellt und ist zu einer Schlauchhaube verarbeitet, die mit dem bekannten Verfahren über den zu sichernden Stapel gezogen wird. Aus der bekannten Schlauchfolie werden Hauben mit einem Durchmesser (Anliefermaß) hergestellt, der etwa gleich einhalb bis zweidrittel des Umfangs des zu umhüllenden Stapels ist. Die aus der bekannten Schlauchfolie gefertigte Haube wird dann vor dem Überziehen über den Stapel auf eine Übergröße gedehnt, derart, daß die verbleibende Dehnung in der am Stapel anliegenden Haube die zur Sicherung der Umhüllung notwendigen Spannkräfte aus der verbleibenden Restdehnung erzeugt.

Weder das bekannte Verfahren noch die dabei verwendete Schlauchfolie ist in der Lage, die notwendige Sicherheit bei der Umhüllung eines Stapels gegen Auseinanderfallen zu bieten. Die bekannten Umhüllungen mit Schlauchhauben aus den bekannten Schlauchfolien sind nur dann sicher und laufen auch nur dann auf vorhandenen Anlagen unter allen Bedingungen problemlos, wenn die aus dem bekannten Schlauchfolien gebildeten Hauben in zur jeweiligen Verpackung passenden Abmessung (Anliefermaß) vorliegen und die Maschinen, wie sie z. B. in der Druckschrift DE 39 18 311 C3 beschrieben sind und auf denen Schlauchhauben aus den nach der Druckschrift DE 44 27 961 C2 bekannten Schlauchfolien verarbeitet werden sollen, entsprechend ausgerüstet und eingestellt sind.

Im Allgemeinen sind Säcke mit rieselfähigen Füllgütern bereits so weit vor dem Stapeln auf Paletten entlüftet, daß sie nicht mehr in sich nachgeben, wenn sie auf der Palette verpackt liegen.

Anders verhalten sich zwar rieselfähige aber kompressible Füllgüter, wie z. B. Torfprodukte und Blumenerde. Diese verdichten sich teilweise beim Palettentransport, so daß auch die Umhüllung aus Schlauchfolie nicht mehr so stramm anliegt, weil die aus der Elastizität resultierende Vorspannkraft um so geringer ist, desto weiter sich die Dehnung wieder dem Anliefermaß in der Schlauchhaube nähert. Es kann zum Verrutschen der gestapelten Säcke kommen, d. h. die bekannte Umhüllung ist nicht besonders sicher.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, Umhüllungen mit Schlauchhauben aus hochelastischen Schlauchfolien dauerhaft sicherer zu gestalten. Dabei sollen sie elastischer sein als die bekannten Schlauchfolien und dennoch störungsfrei auch auf vorhandenen Anlagen unter allen Bedingungen problemlos laufen, so daß es möglich ist mit unterschiedlichen Pack- und Palettengrößen auf eine Schlauchhaubenüberziehanlage zu arbeiten, um Einsparungen von Formatumstellzeiten (Rüstzeiten) und Folienrollenwechsel sowie kostengünstigere Vorrichtungen zum Überziehen der Schlauchfolienhaube zu erreichen.

Diese Aufgabe ist verfahrensmäßig durch die Merkmale der Patentansprüche 1 und 2 gelöst, in Verbindung mit den die Merkmale der anzuwendenden Schlauchfolien angegebenen Ansprüchen 3 bis 18, wobei der Anspruch 3 eine Dreischichtkoextrusionsfolie angibt, bei der die Außenschichten Deckschichten aus PE-Homopolymeren sind. Anspruch 4 bezieht sich dagegen auf eine Schlauchfolie, die ebenfalls als Dreischichtkoextrusionsfolie ausgebildet ist, die Außenschichten jedoch Deckschichten aus niedrigprozentigen PE- Copolymeren mit einem Copolymer-Anteil unter 5 sind.

Mit den verwendeten Schlauchfolien werden auch unterschiedliche übliche Packgutüberstände zur Palette mit abgedeckt.

Die Elastizität bei möglichst gleich hohen oder höheren Zusammenhaltfestigkeiten ist so erhöht, daß auch die bei Transport und Lagerung komprimierbaren Füllgüter, z. B. Torfprodukte in flexiblen Verpackungen wie beispielsweise Säcken, nicht im Stapel, d. h. auf der Palette, verrutschen. Die hohe Reckbarkeit in horizontaler Richtung, also quer zu längs, erlaubt es, mit Materialkosten einsparendem, relativ geringen Anliefermaß für Schlauchhauben einen weiten Bereich von Aufweitmaßen abzudecken, so daß diverse, auch ältere Anlagen, einsetzbar bleiben. Dies wird desweiteren auch dadurch erreicht, daß die Elastizität der Schlauchfolie, in Querrichtung mit Vorteil so weit erhöht ist, daß unterschiedliche Palettengrößen mit einem einzigen Schlauchfolienumfang d. h. mit einem einzigen Anliefermaß verpackt werden können. Dies erlaubt es mit Vorteil, mit mehreren Abfüll- und Palettieranlagen mit unterschiedlichen Pack- und Palettengrößen auf eine Schlauchhaubenüberziehanlage zu arbeiten. Daraus resultieren Einsparungen von Formatumstellzeiten (Rüstzeiten) und Folienrollenwechsel sowie kostengünstigere Vorrichtung zum überziehen der Schlauchhauben.

Im Industriebereich sind Palettenformate von 800 × 1200 mm bis 1100 × 1300 mm gängig. Um auf solchen Palettenformaten gebildete Stapel aus Einzelstücken mit einer Haube umhüllen zu können, ist die Reckbarkeit der verwendeten Schlauchfolie von bis zu 1200 % gegenüber dem Ausgangsumfang von Vorteil. Da bei diesem starken Recken die Folie dünner werden kann, wird die Folienfestigkeit durch entsprechende Rohstoffverwendung und Herstellverfahren der Schlauchfolie entsprechend angepaßt.
Spannkräfte, die den verpackten Stapel zusammenhalten, erzeugt die übergezogene Schlauchhaube im wesentlichen durch die Aufweitung, bei welcher die Folie hauptsächlich horizontal, und damit quer zur Längsachse des Folienschlauches gedehnt wird.
Folien sind üblicherweise jedoch längs orientiert, d.h. aufgrund der herstellbedingten überwiegend längs orientierten Ausrichtung der Moleküle haben die Folien in Längsrichtung eine höhere Festigkeit und eine reduzierte Elastizität.
Die erfindungsgemäße Folie weist ein erhöhtes elastisches Dehnvermögen von 70 % bis 150 % gegenüber der ungedehnten Folie auf, wobei in vorteilhafter Weise die Querelastizität etwa gleich, vorzugsweise größer als ihre Längselastizität ist. Besonders vorteilhaft ist eine Schlauchfolie, deren Längselastizität etwa 70 % bis 80 % ihrer Querelastizität ist.
Dies ermöglicht eine sichere Anwendung gleicher Schlauchdurchmesser bei unterschiedlichen Stapelumfängen, indem ein Folienschlauch verwendet wird, dessen auf den Umfang bezogenes Anliefermaß etwa 20 % bis 65 %, vorzugsweise 30 % bis 55 kleiner als der Umfang des zu umhüllenden Stapels ist wobei ein derartiger Folienschlauch auf etwa 15 % über den Umfang des zu umhüllenden Stapels auf geweitet und über den Stapel gezogen wird. Die erfindungsgemäße Folie läßt sich mit bereits installierten Maschinen problemlos verarbeiten, da diese eingerichtet sind, den Folienschlauch auf etwa 15 % über den Umfang des zu umhüllenden Stapels hinaus aufzuweiten. Aufgrund der erfindungsgemäßen, Hochelastischen und hochreckbaren Folien kann das Anliefermaß, d.h. der Durchmesser des in der Verpackungsmaschine verarbeiteten Folienschlauchs etwa 20 bis 65 % kleiner als der Umfang des zu umhüllenden Stapels sein. Mit ein und derselben Maschine, die für derartige, geringe Folienschlauch-Abmessungen eingerichtet ist und vor allen Dingen mit ein und demselben Folienschlauch, von der Abmessung her, können deshalb unterschiedliche Palettenmaße der Verpackungen abgedeckt werden.
Ausgeglichene Eigenschaften, sowohl in Quer- als auch in Längsrichtung, können bei Schlauchfolien vorliegen, die Polyolefine, insbesondere Copolymere des Polyethylens enthalten.
Die Verwendung metallocenkatalysierter Polyolefine mit niedriger Dichte, vorzugsweise metallocenkatalysierter Copolymere des Polyethylens mit einer Dichte unter 0,9 g pro cm³, zum Beispiel PE-Copolymere mit Hexen, Penten, Hepten oder Okten, erleichtert es, daß die Schlauchfolie ausgeglichene Eigenschaften hat.
Die hochprozentigen Copolymere des PE's wie EVA erlauben, hochelastische Folien herzustellen. Sie sind problemlos verarbeitbar. Die genannten metallocen-PE's (mPE) erlauben noch höherelastische Folien, sind aber schlechter verarbeitbar (Blasenstabilität, geringeren Durchsatz) und haben niedrigere Haltespannungen. Deshalb sind Mischungen (Elends) aus beiden Rohstoffarten von Vorteil.
Eine erfindungsgemäße Folie kann einschichtig oder auch mehrschichtig ausgebildet sein. Da die Werkstoffe, die hochelastische Folien ergeben, gummiartigen Charakter aufweisen, ist ihre Verarbeitbarkeit auf Maschinen unter Umständen gestört. Bei mehrschichtigen Folien kann ein problemloser Maschinenlauf dagegen jedoch erreicht werden, indem eine hochelastische Schicht außen mit entsprechenden, problemlosen Maschinenlauf gewährleistenden Deckschichten versehen ist. Die Deckschichten können Polyolefine, zum Beispiel PE-Homopolymere sein. Niedrigprozentige PE-Copolymere mit einem Copolymeranteil unter 5 % sind besonders geeignet, die auch noch Antiblockmittel enthalten können. Für die Mittelschicht sind Copolymere des Polyethylens mit Copolymeranteilen über 5 % bis ca. 30 %, vorzugsweise 15 % bis 24 % geeignet. Bei einer solche Materialien enthaltenden Mittelschicht liegen die Moleküle in ausgeglichener Ausrichtung. Es ergeben sich somit sowohl in Querrichtung als auch in Längsrichtung ausgegelichene Eigenschaften, insbesondere elastische Eigenschaften, jedoch auch hinsichtlich der Festigkeit. Das Dehnungsverhalten der Deckschichten ist zwangsläufig geringer als das der Mittelschicht. Die Deckschichten sind deshalb so dünn wie möglich, damit das elastische Verhalten der mehrschichtigen Folie nicht gestört wird. Als geeignet hat sich eine Folie erwiesen, deren Mittelschicht etwa 4 bis 5 mal dicker als die Deckschicht ist. Die Gesamtdicke einer geeigneten Folie liegt bei etwa 70 bis 150 μm, wovon der größte Teil auf die Dicke der Mittelschicht entfällt.
Durch Maßnahmen bei der Folienproduktion mit Maschinen und/oder durch Vorgaben für den Hersteller der Maschinen sowie desweiteren durch vom Folien-Produzenten erfindungsgemäß gewählte Rezepturen und Mischungen der verwendeten Folienrohstoffe läßt sich auch der Vorteil erreichen, daß die Dickentoleranzen der Schichtdicken möglichst klein sind und keine abrupten Übergänge von Unter- auf Überdicke vorhanden sind. Dabei sind die Dickentoleranzen kleiner ± 8 % bezogen auf die mittlere Dicke einer Schicht, möglichst kleiner ± 3 %, besonders bevorzugt, weil optimal für wirtschaftliche Herstellfähigkeit der Folien, ± 3 % bis 6 %.
Weitere erfindungsgemäße Merkmale der Schlauchfolie, die bei Verfahren zum Umhüllen eines Stapels aus Einzelstücken zur Anwendung kommt, und die hochelastisch ist, ergeben sich aus den Unteransprüchen. Ein Beispiel für eine Rezeptur und den Aufbau einer Schlauchfolie ist nachstehend wiedergegeben: Folienaufbau:
Polymere: EVA3: 3% VA, MFI 190/2, 16 = 0,8; d = 0,922 g/cm³ EVA1: 18% VA, MFI 190/2, 16 = 1,75; d = 0,940 g/cm³ mPEl: MFI 190/2, 16 = 1,6; d = 0,896 g/cm³
Eine derartige Schlauchfolie kann auf 60 % bis 150 % gegenüber der angelieferten Folie elastisch gedehnt werden wobei nach Aufhebung der Aufweitung und Anlegen an den umhüllten Warenstapel ausreichende Vorspannkräfte im Dehnungsbereich von 45 bis 135 % verbleiben.

Claims

Verfahren zum Umhüllen eines Stapels aus neben- und übereinander angeordneten Einzelstücken, zum Beispiel Schüttgut enthaltenden Säcken, bei dem eine hochelastische Schlauchfolie mit einer Reckbarkeit von etwa 50 % bis mehr als 1200 %, die um 70 % bis 150 % elastisch dehnbar ist, abschnittsweise zur Bildung einer Schlauchhaube von einem Schlauchfolienmagazin abgezogen, geöffnet, in Abziehrichtung gerafft, abgetrennt und an der Trennstelle verschlossen und unter Verdehnung aufgeweitet wird und die so gebildete geraffte und geweitete Schlauchhaube nachfolgend unter Auflösung der Raffung über den Stapel gezogen und somit vorgespannt an den Stapel angelegt wird, dadurch gekennzeichnet, daß als Schlauchfolie eine hochelastische Folie verwendet wird, deren Längselastizität etwa 70 % bis 80 % ihrer Querelastizität ist.
Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Folienschlauch verwendet wird, dessen auf den Umfang bezogenes Anliefermaß etwa 20 % bis 65 %, vorzugsweise 30 bis 55 % kleiner als der Umfang des zu umhüllenden Stapels ist, und daß ein derartiger Folienschlauch auf etwa 15 % über den Umfang des zu umhüllenden Stapels aufgeweitet und so über den Stapel gezogen wird.
Schlauchfolie zur Anwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, die Polyolefine, insbesondere Copolymere des Polyethylens enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie als 3-Schicht-Coextrusionsfolie ausgebildet ist, wobei die Mittelschicht die Polymere bzw. die Polymermischung für die hochelastische Folienverdehnbarkeit enthält und wobei die Außenschichten Deckschichten aus PE-Homopolymeren sind.
Schlauchfolie zur Anwendung bei dem Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, die Polyolefine, insbesondere Copolymere des Polyethylens enthält, dadurch gekennzeichnet, daß sie als 3-Schicht-Coextrusionsfolie ausgebildet ist, wobei die Mittelschicht die Polymere bzw. die Polymermischung für die hochelastische Folienverdehnbarkeit enthält und wobei die Außenschichten Deckschichten aus niedrigprozentigen PE-Copolymeren mit einem Copolymeranteil unter 5 % sind.
Schlauchfolie nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefine metallocenkatalysierte Polyolefine sind.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß sie Mischungen (Blends) der in den Ansprüchen 3 bis 5 genannten Einzelrohstoffe enthält.
Schlauchfolie nach Anspruch 3 oder Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Mittelschicht Copolymere des Polyethylens mit Copolymeranteilen über 5 % bis ca. 30 %, vorzugsweise 15 bis 24 %, enthält.
Schlauchfolie nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß als Copolymeranteile Vinylacetat (VA), Butylacrylat (BA), Methylacrylat (MA), Ethylacrylat (EA) und dergleichen vorgesehen sind.
Schlauchfolie nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Copolymere einen MFI (Melt flow index) von kleiner 2,0 vorzugsweise 0,2 bis 0,8g/10 Min. aufweisen, gemessen bei 190°C bei einer Belastung von 2,16 kg (ISO 1133).
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefine der Deckschichten 6000 ppm Silikate auf Basis SiO₂ als Antiblockmittel enthalten.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefine der Deckschichten 24000 ppm Kalziumkarbonat als Antiblockmittel enthalten.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Polyolefine der Deckschichten 12000 ppm Silikat auf Basis Kaolin als Antiblockmittel enthalten.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die für Deckschichten geeigneten Polyolefine und Mischungen ein geringeres elastisches Dehnungsverhalten als die Polyolefine für die Mittelschicht haben.
Schlauchfolie nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Deckschichten so dünn wie möglich sind, damit das elastische Verhalten der mehrschichtigen Folie nicht gestört wird.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdickenverhältnisse für eine wirtschaftlich und verfahrenstechnische Produktion größer 1:3:1, möglichst 1:7:1, bevorzugt 1:4-5:1 sind.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß ein diese Eigenschaften beeinflussendes Aufblasverhältnis der Schlauchfolie (Düsendurchmesser zu Folienblasendurchmesser) deshalb rezepturabhängig größer als 1:3 ist, möglichst größer 1:5 ist, optimal in Hinsicht auf die Herstellfähigkeit 1:3,5 bis 1:4,5 ist.
Schlauchfolie nach einem der Ansprüche 3 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickentoleranzen der Schichtdicken möglichst klein sind und keine abrupten Übergänge von Unter- auf Überdicke vorhanden sind.
Schlauchfolie nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, daß die Dickentoleranzen kleiner ± 8 % bezogen auf die mittlere Dicke einer Schicht, möglichst kleiner ± 3 besonders bevorzugt, weil optimal für wirtschaftliche Herstellfähigkeit, ± 3 % bis 6 % sind.