DE2611786C2

DE2611786C2 - Verfahren zum Herstellen eines bedruckten Verpackungsbandes aus thermoplastischem Kunststoff

Info

Publication number: DE2611786C2
Application number: DE2611786A
Authority: DE
Inventors: Tokumitsu Nagoya Aichi Nakanose
Original assignee: Individual
Current assignee: Sekisui Jushi Corp
Priority date: 1975-03-20
Filing date: 1976-03-19
Publication date: 1982-11-04
Also published as: FR2304459B1; JPS5237496B2; GB1538786A; JPS51109063A; NL7602915A; NL174439B; NL174439C; DE2611786A1; HK51380A; FR2304459A1; US4062918A

Description

wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekenn- M zeichnet, daß das Prägen beidseitig des Bandes mit einem Rastermuster vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Prägen nur an einem solchen Teil der Oberfläche des Bandes vorgenommen wird, daß zwischen den geprägten Flächen vorzugsweise kreisförmige ungeprägte Felder verbleiben, die einen Flächenbereich von 10—50% der Gesamtfläche des Bandes einnehmen.

30

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen eines bedruckten Verpackungsbandes aus thermoplastischem Kunststoff gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Es ist ein Verfahren zum Herstellen eines unbedruckten Verpackungsbandes aus Kunststoff mit in Längsrichtung des Bandes verlaufenden Rippen bekannt (DE-OS 17 04 986), bei dem das aus einem Extruder austretende molekular nicht orientierte Band, vorzugsweise aus Polypropylen, nach Abkühlung in einem Verfestigungsbad in Längsrichtung gereckt und anschließend profiliert wird, wobei die entstehenden schmalen Längsriefen gleichzeitig in Querrichtung gereckt werden. Die Ausbildung von in Querrichtung gereckten, schmalen Längsriefen hat die Aufgabe, die Spleißneigung von zur Erhöhung der Zugfestigkeit in Längsrichtung gereckten Bändern zu vermindern. so

Bei einem vergleichbaren bekannten Verfahren (DE-PS 15 54 803) zum Herstellen eines Verpackungsbandes aus isotaktischem Polypropylen oder einem Gemisch davon mit hochmolekularem Polyäthylen, werden die Polymere in geschmolzenem Zustand aus einer Schlitzdüse stranggepreßt, das stranggepreßte Verpackungsband abkühlt, dann auf 95-105⁰C erhitzt und gleichzeitig auf das 5—8fache verstreckt und anschließend mit mindestens einem Walzenpaar, dessen Oberfläche mit einer Vielzahl von Wölbungen und &o Vertiefungen versehen ist, gewalzt. Die durch das Recken des Bandes eintretende Parallelorientierung der Molekülgruppen in Längsrichtung wird durch das anschließende Prägen an den gepreBten Stellen in Querrichtung umorientiert.

Wenn Verpackungsbänder mit einem Aufdruck versehen werden sollen, ergibt sich bei glatten Bändern die Schwierigkeit, daß dieser Aufdruck nur gering haftet und bei mechanischer Belastung, z. B. bei der Reibung bei Verwendung als Verpackungsband, der Aufdruck sehr schnell zerstört und unkenntlich wird. Wenn ein Band der letztgenannten bekannten Art mit geprägter Oberfläche bedruckt wird, ergibt sich die Schwierigkeit daß bei einer Reihe von Druckverfahren, z.B. Offsetdruck die Farbe nur auf den erhabenen Abschnitten der Oberfläche haftet die nur einen sehr kleinen Teil der Oberfläche ausmachen und daher der Druck nur schwer erkennbar und gegen Abrieb sehr anfällig ist während beim Bedrucken mit anderen Druckverfahren, z. B. Siebdruck, auch die Vertiefungen der Prägung ausgefüllt werden, wobei sich in diesen Vertiefungen jedoch eine sehr dicke Farbschicht ansammelt die nicht nur eine erhebliche Farbmenge erforderlich macht sondern auch die Herstellung des Bandes wesentlich verzögert da das Trocknen infoige der großen Schichtdicke sehr lange dauert

Es ist die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe, ein Verfahren zu schaffen, bei dem ein derartiges hochfestes Kunststoffverpackungsband sehr einfach und ohne wesentliche Verzögerung des Herstellungsablaufes mittels beliebiger Druckverfahren so gedruckt werden kann, daß auch bei starkem Abrieb und starker mechanischer Belastung der Aufdruck ohne Verzerrung sichtbar bleibt

Dies wird gemäß der Erfindung durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 enthaltenen Verfahrensmerkmale erreicht

Gemäß der Erfindung wird also zuerst das druckverstreckte Band, wie an sich bekannt bei einer entsprechenden Temperatur wärmebehandelt damit das Band nach den folgenden, bei gleicher Temperatur durchgeführten Verfahrensschritten beim Abkühlen nicht schrumpft und dadurch der Druck verzerrt wird.

Die Wärmebehandlung, auch »Fixieren« genannt ist bekannt um spannungsfreie Verpackungsbänder herzustellen (Zeitschrift »VP« 1969, Seite 326). Gemäß der Erfindung dient jedoch die Wärmebehandlung nicht einer Verbesserung der Bandstruktur an sich, da ein nachträgliches geringfügiges Schrumpfen bei Verpakkungsbändern an sich nicht schädlich ist sondern es dient dazu, zu verhindern, daß der Druck durch Verformung des Bandes während des Abkühlens nach dem Bedrucken verzerrt wird.

Durch das erfindungsgemäße Bedrucken unmittelbar nach der Wärmebehandlung, d.h. solange das Band noch eine ebene Oberfläche hat, ist es möglich, jedes beliebige Druckverfahren bei sparsamen Farbauftrag und damit schneller Trocknung, die durch das Drucken auf das warme Band noch beschleunigt wird, durchzuführen. Durch das Prägen unmittelbar nach dem Drucken wird durch die Umorientierung dem Band, wie bekannt eine entsprechende Festigkeit auch in Querrichtung verliehen, d. h. der Spleißneigung entgegengewirkt andererseits jedoch der Druck nicht beschädigt Durch die Form der Prägung wird auch nach Abrieb der Farbe auf der Außenfläche des Bandes der Druck durch eine rasterartige Zeichnung, die durch die in den Vertiefungen erhalten gebliebene Druckfarbe gebildet wird, gut sichtbar.

Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird das an sich dem Fachmann geläufige Bedrucken eines Bandes als abschließende Behandlungsstufe so umgewandelt daß die oben erläuterte erfindungsgemäße Aufgabe erfüllt ist

Vorzugsweise Weiterbildungsformen des Verfahrens sind in den weiteren Ansprüchen gekennzeichnet

Durch die Erfindung wird also ein hochfestes Verpackungsband geschaffen, das keine Spleißneigung aufweist und dessen Druck auch nach sehr starker Beanspruchung unverändert sichtbar bleibt.

Die Erfindung wird im folgenden anhand der Zeichnungen an Ausführungsbeispielen näher erläutert In den Zeichnungen zeigen

Fig. IA und IB schematisch Seitenansichten einer Anlage zur Durchführung des Verfahrens,

Fig.2 eine Schrägansicht von Druckwalzen der >o Druckeinrichtung,

F i g. 3A und 3B Schrägansichlen von Prägewalzen,

Fig.4 eine Schnittansicht eines bedruckten und geprägten Bandes,

Fig.5 eine schemstische Ansicht einer an sich bekannten Verpackungsmaschine zur Veranschaulichung eines Verpackungsvorganges, und

F i g. 5A eine Schnittansicht entlang der Linie V-V in Fig. 5.

Wie in Fi g. IA und IB gezeigt wird ein Band 1 aus thermoplastischem Kunstharz von eine- an sich bekannten Extrusionseinrichtung 2 mit Zuführtrichter 2a stranggepreßt. Dieses Band 1 wird zu einer ersten Kühleinrichtung 3, z. B. einem Wasserbehälter, weitergeleitet Die Wassertemperatur der ersten Kühleinrichtung 3 liegt unterhalb 20⁰C. Nach der ersten Kühlstufe wird das Band 1 zu einer ersten Abzieh- und Verstreckeinrichtung 4 weitergeleitet in der Walzen, wie in F i g. 1A gezeigt derart angeordnet sind, daß das gekühlte Band nur wenig Wasser enthält Daraufhin wird das Harzmaterial zu einer Heizeinrichtung 5 weitergeleitet Die Heizeinrichtung 5 kann naß oder trocken arbeiten. Die Heiztemperatur liegt ungefähr iaei 95 bis lOO'C. Das, in der Heizeinrichtung 5 behandelte Band wird dann in einer zweiten Streckeinrichtung 6 auf ähnliche Art und Weise wie in der ersten Abzieh- und Streckeinrichtung 4 behandelt Durch die zweite Streckeinrichtung 6 wird das Band 1 durch die Walzen 6a, 6b, 6c so gepreßt, daß es auf das 5- bis 7fache gedehnt d. h. gesveckt wird.

Daraufhin wird das Band zu einer Wärmebehandlungseinrichtung 7 gefördert um ein Schrumpfen zu verhindern. Das Schrumpfen beruht darauf, daß das Band durch das Strecken auf das 5- bis 7fache, wie oben beschrieben, umgeformt worden ist Ein solches Band von einer Länge von 1 m schrumpft ungefähr auf 0,92 m, wenn es nicht wärmebehandelt wird. Die Wärmebehandlungseinrichtung 7 arbeitet mit Temperaturen von 90 bis 100⁰C, vorzugsweise 97 bis 99° C bei denen wirksam verhindert werden kann, daß das Band schrumpft

Nachdem das Band wärmebehandelt worden ist, wird es zu eineir Druckeinrichtung 9 über eine Abzieheinrichtung 8 weitergeleitet Die Druckeinrichtung 9 enthält eine Druckwalze mit Buchstaben, Markierungen und Kenzeichnungen, die im Zusammenhang mit Fig.2 näher erläutert werden. In der Druckeinrichtung wird die Oberfläche des Bandes bedruckt Daraufhin wird das bedruckte Band zu einer Prägeeinrichtung 10 weitergeleitet, um konkav-konvexe Oberflächen am Band auszubilden, was eine Umorientierung der Molekülgruppen des Bandes bewirkt so daß ein unerwünschtes Spleißen in Längsrichtung des Bandes verhindert ist Die Prägeeinrichtung 10 wird unter Bezugnahme auf die F i g. 3A und 3B näher erläutert Nachdem das *>i bedruckte Band durch die Prägeeinrichtung 10 behandelt worden ist, und konkav-konvexe Bereiche an seinen Oberflächen aufweist, wird es zu einer zweiten Kühleinrichtung 11 geleitet in der das Band vollständig abgekühlt wird Die Kühleinrichtung 11 hält eine Temperatur von 20⁰C Daraufhin wird das Band über einen rotierenden Wasserabscheider 12 und einem Paar Zugwalzen 13 durch eine Aufwickeleinrichtung 14 aufgewickelt

In F i g. 2 sind die Hauptteile der Druckeinrichtung 9 gezeigt Die Druckeinrichtung weist eine Druckwalze 15 mit erhabenen Buchstaben, Figuren und/oder Markierungen und eine Gegendruckwalze 16 oberhalb der Druckwalze 15 auf. Ein Farbbehälter 17 unterhalb der Druckwalze 15 trägt Farbe auf die Außenfläche der Druckwalze 15 auf. Die Farbe kann von beliebiger Art sein, jedoch wird bevorzugt eine schnell trocknende Farbe angewandt

Gemäß Fig.3A wird das in der Druckeinrichtung 9 bedruckte Band 1 in Richtung des Pfeiles einer Prägeeinrichtung zugeführt Die Prägeeinrichtung weist Prägewalzen 20a und 206 auf. Wie in F i g. 3A gezeigt besitzen die Walzen 20a und 20ö konkav-konvexe Abschnitte, d. h. überstehende Prägeflächen, die über die gesamten Walzenflächen verteilt sÄä, so daß das Band auf den gesamten Oberflächen des Bandes geprägt werden. Wie in Fig.4 gezeigt kann ein bedruckter Abschnitt der konkaven Flächen la des Bandes nicht von Hand oder durch andere reibende Flächen berührt werden. Selbst wenn der bedruckte Abschnitt der konvexen Fläche \b des Bandes während der Bearbeitung in der Verpackungsmaschine oder beim Gebrauch des Bandes abgerieben wird, bleibt der in der konkaven Fläche la liegende Druck erhalten.

Wie in F i g. 3ß dargestellt ist vorzugsweise das Band 1 ferner an beiden Oberflächen mit einer Anzahl von kreisförmigen nicht geprägten Feldern bzw. Abschnitten Ic versehen. Das Prägen bewirkt eine Rasterbildung auf dem Band. Die ungeprägten Felder Ic überdecken einen relativ großen Bereich des Bandes 1 und sind in gleichmäßigen Abständen im Mittelteil des Bandes so angeordnet daß sie miteinander fluchten und von geprägten Abschnitten, wie in Fig. 3B gezeigt, umgeben sind. Vorzugsweise beträgt die Gesamtfläche der ungeprägten Felder Ic 10 bis 5C% der Gesamtoberfläche des Bandes 1. Wenn die ungeprägten Felder Ic fehlen oder außerhalb des angegebenen Bereiches liegen, erhält man entweder nicht mehr die ausreichende Steifigkeit, oder es treten Längsspleißungen auf. Insbesondere wenn die ungeprägten Felder weniger als 10% der gesamten Bandfläche einnehmen, hat das Band keine zufriedenstellende Quersteifigkeit, so daß das Band sich an beiden Längsseiten einbiegt bzw. verformt. Wenn die ungeprägten Felder mehr als 50% der Gesamtfläche des Bandes einnehmen, besteht die Gefahr des Längsspleißens.

Das bedruckte thermoplastische Harzband 1, das eine vorgegebene Dicke und Breite besitzt, wird in den Walzenspalt des Paares von Prägewalzen 20a und 20/) eingeführt und geprägt. Die beiden Walzen 20a und 20/> besitzen eine Anzahl von Erhebungen an der Oberfläche, die an der Walzenaußenfläche in einem konkavkonvexen Abschnitt 21 liegen. Die Walzen weisen ferner an der Walzenaußenfläche relativ große flache Abschnitte 22 auf, die von den konkav-konvexen Bereichen 21 umgeben sind. Die Gesamtfläche der flachen Abschnitte 22 auf den Walzen sollte innerhalb des Bereiches von 10 bis 50% der gesamten effektiven Walzfläche liegen, so daß man auf dem Band entsprechende ungeprägte Felder leerhält. Die flachen Abschnitte 22 sind kreisförmig ausgebildet und in

gleichmäßigen Abständen auf den Walzenaußenflächen angeordnet, so daß sie im Mittelabschnitt des Walzenumganges fluchten. Die Erhebungen 23 weisen jeweils eine Dicke auf, die wenigstens so groß wie die Dicke des Bandes ist. Die Prägewalzen 20a und 206 sind so ^r> eingestellt, so daß die flachen Abschnitte 22 der Walze 20a mit den flachen Abschnitten der anderen Walze 206 sich decken.

Wenn beide Walzen 20a und 20/» in den durch Pfeile in Fig.3B gezeigten Richtungen gegenläufig gedreht ι» werden, wird das Band 1 kontinuierlich mit den Abschnitten la, Ib und den flachen ungeprägten Abschnitten Ic geprägt, wobei die Durchlaufgeschwindigkeit bei 70 m/Min, liegt. Der der auf das Band durch die Walzen 20a und 20b ausgeübte Druck beträgt ungefähr 3 kg/m².

Die Walzen 20a und 206 erfüllen nicht nur die Aufgabe, die geprägten und ungeprägten flachen Abschnitte auszubilden, sondern erfüllen ebenfalls die Aufgabe, das Molekulargefüge so umzuorientieren, daß sich eine im wesentlichen ungleichförmige Orientierung dieser Molekülgruppen in dem synthetischen Harzmaterial des Bandes 1 ergibt, so daß ein Spleißen in Längsrichtung des Bandes vermieden ist Ein Verpakkungsvorgang unter Verwendung des Bandes 1 wird unter Bezugnahme auf F i g. 5 und F i g. 5A beschrieben. Die Verpackungsmaschine 30 hat einen bogenförmig ausgebildeten starren Rahmen 31, ein Halteteil 33, das auf- und abwärts bewegbar ist, ein Spann- bzw. Klemmglied 35, einen Endschalter 36, eine bewegbare x> Metallplatte 37, eine in Querrichtung bewegbare Heizplatte 38, eine Schneideinrichtung 39, eine Abführwalze 41, eine Aufwickelwalze 42 und eine Spule oder Trommel 44, auf die das Band aufgewickelt ist Der Endschalter 36 ist elektrisch (nicht gezeigt) mit der Abführwalze 41 und der Spannwalze 42 verbunden. Jede der Walzen 41 und 42 besitzt eine Antriebswalze 41a bzw. 42a, die benachbart dem Einlaß 34 der Maschine angeordnet sind. Der Einlaß 34 steht in Verbindung mit einem Führungsglied, das unter Bezugnahme auf F i g. 5 A näher beschrieben wird.

Wie in Fig.5A gezeigt, weist die Verpackungsmaschine weiterhin an der Innenseite des bogenförmig ausgebildeten festen Rahmens 31 eine Führung 32 auf, die Fußteile 32a und 32Z> besitzt, die einander entgegengerichtet sind. Die Führung 32 besteht aus Metall und ist so ausgebildet daß die Fußteile 32a und 32b schwenkbar sind, wie in strichpunktierten Linien in Fig.5A gezeigt ist so daß das Band 1, das in die Führung 32 eingeschoben ist unter geringer Druckkraft ausgezogen werden kann.

Bei einem Verpackungsvorgang wird ein zu verpakkender Gegenstand 45 in die in F i g. 5 gezeigte Lage gebracht. Das Band 1 wird in die Führung 32 von der Trommel 44 um die Walzen 43a bis 43/ durch die Antriebskraft der Einführungswalze 41 durch den Einlaß

34 zugeführt. Wenn das Ende des Bandes 1 aus der Führung 2 austritt, und die vorgegebene Position unterhalb der bewegbaren Metallplatte 37 einnimmt, wird der Endschalter 36 betätigt und die Zuführwalze 41 stillgesetzt und das Halteglied 33 gleichzeitig derart angehoben, daß das Band fest auf die bewegbare Metallplatte 37 angepreßt wird. Auf diese Weise wird das Vorderende des Bandes durch die beiden Teile 33 und 37 ergriffen und festgehalten. Die Spannwalze 42 wird nun so angetrieben, daß das Band in Gegenrichtung angezogen wird. Dadurch wird das Band aus der Führung 32 ausgezogen. Hierbei verschwenken die Fußteile 32a und 32b der Führung geringfügig. Der fortgesetzte Betrieb der Spannwalze 42 preßt und spannt das Band 1 um den Gegenstand 45.

Nachdem das Band mit Hilfe der Spannwalze 42 eng um den Gegenstand gespannt worden ist greift die Heizplatte 38 von unten am vorderen Endabschnitt des Bandes so an, daß sie die Oberfläche des vorderen Bandendes leicht berührt Dann wird das Klemmglied 35 geringfügig angehoben, so daß die andere Lage des Bandes mit der Unterfläche der Heizplatte 38 leicht in Berührung kommt Hierbei werden die beiden Oberflächenabschnitte des Bandes thermisch erschmolzen. Darauf wird das Klemmglied 35 abgesenkt die Heizplatte 38 seitlich wegbewegt und das Klemmglied

35 nochmals angehoben, um die geschmolzenen Bandoberflächen miteinander zu verschweißen.

Nach dem thermischen Verschweißen der beiden Bandschichten wird die Metallplatte 37 aus dem Bereich des Bandes seitlich wegbewegt, und das Band wird mit der Schneideinrichtung 39 abgeschnitten. Der abgeschnittene Teil des Bandes wird das neue Vorlaufende des Bandes für einen weiteren Verpackungsvorgang. Die Antriebseinrichtung für die Walzen 41, 42, das Klemmglied 35, die Erwärmungsplatte 38 usw. ist nicht beschrieben, da diese an sich bekannt sind.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Herstellen eines bedruckten Verpackungsbandes aus thermoplastischen! Kunststoff, bei dem ein bandförmiges Kunststoff-Vormaterial kontinuierlich geformt, wärmebehandelt, zu einem Band druckverstreckt und zur Umorientierung an seiner Oberfläche geprägt wird, dadurch gekennzeichnet, daß das Band

IO

a) nach dem Druckverstrecken bei einer Temperatur von 90— 100⁰C vorzugsweise 97—99° C, wie an f ich bekannt, wärmebehandelt

b) unmittelbar nach der Wärmebehandlung bedruckt,

c) unmittelbar nach dem Drucken geprägt und

d) anschließend gekühlt