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Verbundfolie zum Tiefziehen und Verpackung
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Die Erfindung betrifft eine Verbundfolie zum Tiefziehen unter Anwendung
von Hitze und Vakuum und/oder Druck und Verpackung.
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Thermoplastische Kunststoffolien durchwandern bei ihrer Erhitzung
verschiedene Bereiche. Zunächst ist vorhanden der feste Bereich. An diesen schließt
sich ein Zwischenbereich an, der als festelastisch bezeichnet werden kann. An diesen
schließt sich der elastische Bereich an. Dann folgt der elastoplastische Bereich,
an den sich der plastische Bereich
anschließt. Schließlich gelangt
das Material in den Fließbereich. In diesem könnte das Material gegossen werden.
An den Fließbereich schließt sich der Zersetzungsbereich an, in dem das Material
verbrennt, vergast oder dergl. zerfällt. Es ist bekannt, Verbundfolien aus thermoplastischen
Folien oder Platten, die durch Kaschierung verbunden sind, tiefzuziehen. Dabei wird
durch die Addition der Sperreigenschaften der verschiedenen Folien gegenüber Gasen
und durch Beachten der physikalischen Eigenschaften für verpackungstechnische Vorteile
des Füllgutes gesorgt und geachtet, daß die Schmelzpunkte der miteinander verbundenen
Folien gleich sind oder allenfalls einen nur geringen Unterschied haben.
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Zugleich wurden beide Folien in deren plastischen oder elastoplastischen
Bereich verformt.
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Sofern eine Folie einer Dicke von über 150 My unter Anwendung von
Hitze und Vakuum und/oder Druck tiefgezogen wird, dann hat diese Folie schlechte
Verformungseigenschaften, weil der Wärmestau und der plastische Zustand des Materials
kein exaktes Verformen dulden. Die Folie fließt weg und bildet Löcher beim Ziehen.
Bessere Tiefziehfähigkeiten lassen sich erreichen, sofern die Folie nur langsam
erhitzt und das Tiefziehen nur langsam erfolgt
Dies wiederum läßt
keine wirtschaftliche Herstellung tiefgezogener Folie zu.
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Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, eine dicke Folie von über
150 My, insbesondere eine Folie von 300 bis 400 My Dicke in elasto-plastischen oder
in deren plastischen Bereich mit hoher Arbeitsgeschwindigkeit sicher durch Tiefziehen
zu verformen.
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Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Verbundfolie zum Tiefziehen unter
Anwendung von Hitze und Vakuum und/ oder Druck bzw. tiefgezogene Verpackung erfindungsgemäß
gekennzeichnet durch eine solche Auswahl der insbesondere durch Kaschierung miteinander
verbundenen Folien, daß beim Tiefziehen die eine Folie in deren plastischen oder
plasto-elastischen Bereich und die andere Folie in deren elastischen oder elastisch-festen
Bereich verformt wird.
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Der erfindungsgemäße Vorschlag, zum Tiefziehen unter Einwirkung von
Hitze miteinander verbundene Folien zu schaffen, die sehr weit auseinanderliegende
Schmelzpunkte haben, so daß bei dem Tiefziehen der beiden erhitzten Folien die eine
im plastischen oder plasto-elastischen
Bereich und die andere Folie
lediglich im elastischen oder elastisch-festen Bereich verformt wird, ermöglicht,
daß die Folie mit dem hohen Schmelzpunkt, die die Verformung lediglich im elastischen
oder elastisch-festem Bereich erhält, die andere Folie, die im plastischen oder
plsto-elastischen Bereich verformt wird, stützt, so daß diese nicht wegfließt und
keine Löcher bildet.
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Die erfindungsgemäße Lösung gestattet nunmehr auch ein sehr weitgehendes,
d. h. tiefes Tiefziehen von Verbundfolien. Um dies zu begünstigen, wird weiterhin
vorgeschlagen, daß die beim Tiefziehen im elastischen oder im elastisch-festen Bereich
verformte Folie nicht verstreckt ist.
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Die erfindungsgemäße Lösung ist besonders vorteilhaft in Verbindung
mit der Maßgabe, daß die beim Tiefziehen im plastischen oder elasto-plastischem
Bereich verformte Folie eine Wanddicke von 100 bis 500 My, insbesondere ca. 400
My bei einem Schmelzpunkt von 120 bis 1800 C hat und die im elastischen oder elastisch-festen
Bereich verformte Folie eine Wanddicke von 10 bis 40 My, insbesondere 25 My bei
einem Schmelzpunkt von 200 bis 2600 C hat. Diese Lösung beinhaltet, daß die dicke
Folie mit
geringem Schmelzpunkt, die die Festigkeit der Verpackung
ergibt und in Bezug auf sonstige physikalische Eigenschaften, be#ielsweise Gasdurchlässigkeit,
chemische Beständigkeit oder dergl. zum Verpackungsgut optimal ist, bei hoher Erhitzung
im plasto-elastischen oder im plastischen Bereich sehr gut und sehr tief unter Anwendung
von Vakuum und/oder Druck durch Tiefziehen verformt werden kann, ohne bei der Verformung
Schaden zu erleiden, weil die damit verbundene dünne Folie mit dem hohen Schmelzpunkt,
die lediglich im elastischen oder elastisch-festen Bereich verformt wird und somit
fest bleibt, ein Korsett für die bei der Verformung dicke und durch die Erhitzung
weich oder sehr weich gewordene Folie bildet. Die dünne Folie mit dem hohen Schmelzpunkt,
die als Stütze oder Trägerfolie dient, hat ihre tragende Funktion lediglich zur
Zeit der Verformung der Folienkombination zu erfüllen. Daher kann sie sehr dünn
sein. Voraussetzung ist lediglich, daß sie beim Ausziehen in eine tiefe Form nicht
reißt.Auch aus diesem Grunde ist sie nicht verstreckt.
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Besonders vorteilhaft wird in weiterer erfindungsgemäßer Ausgestaltung
vorgeschlagen, daß die eine Folie (dicke Folie) einen Schmelzpunkt von ca. 1500
C und die andere Folie (dünne Folie) einen Schmelzpunkt von ca. 2500 C hat.
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Besonders vorteilhaft besteht die dicke Folie, die beim Tiefziehen
im plastischen oder elasto-plastischen Bereich verformt wird, aus Polypropylen und
die dünne Folie, die im elastischen oder elastisch-festen Bereich verformt wird,
aus Polyester.
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Es sei verstanden, daß auch andere Folien Anwendung finden können.
So kann die dicke Folie, die im plastischen oder plasto-elastischen Bereich verformt
wird, aus Polyvenylclorid (PVC) bestehen. Für die dünne Träger-oder Stütz folie
kann beispielsweise Polyäthylenterephthalat oder Polybutylenterephthalat verwendet
werden.
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Die Erfindung ist in der Zeichnung beispielhaft erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 schematisch das Schaubild der Erhitzung und Erweichung einer thermoplastischen
Kunststoffolie mit steigender Temperatur, Fig. 2 einen vertikalen Schnitt durch
eine Verbundfolie mit Tiefziehform,
Fig. 3 einen vertikalen Schnitt
durch eine fertige, mit einem Füllgut gefüllte tiefgezogene Verpackung.
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Fig. 1 zeigt im wesentlichen schematisch nach Art eines Balkendiagramms
das Schaubild der bei einer Erhitzung mit steigender Temperatur t vorhandenen Eigenschaften
einer Folie aus thermoplastischen Kunststoff.
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Zunächst ist vorhanden der Bereich F als fester Bereich.
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An diesen schließt sich der Bereich FE als Zwischenbereich zwischen
elastischen Bereich EL und vorerwähnten festen Bereich F an. Im elastischen Bereich
läßt sich eine Folie nicht tiefziehen, da sie wieder rückfedern würde. An den elastischen
Bereich EL schließt sich der elasto-plastische Bereich EP an. An diesen der plastische
Bereich, in dem üblicherweise die Verformung einer Kunststoffolie beim Tiefziehen
stattfindet.
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daran schließt sich der Fließbereich FL an. In diesem Bereich ist
eine Verformung durch Tiefziehen nicht mehr möglich, vielmehr könnte der Kunststoff
in diesem Zustand gegossen werden. Mit Z ist der Zersetzungsbereich angegeben, bei
dem der Kunststoff vergast, verbrennt oder dergl. zerstört wird.
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Fig. 2 sigt eine Folie B, die als Bodyfolie eine Dicke von z. B. 400
My und einen Schmelzpunkt von 1500 C hat.
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Sie besteht z. B. aus Polypropylen. An diese Folie B ist kaschiert
eine Folie C, die lediglich eine Dicke von 20 bis 30 My hat und nach dem Ausführungsbeispiel
aus Polyester mit einem Schmelzpunkt von 2500 C besteht. Die beiden Folien B und
C haben somit einen Unterschied des Schmelzpunktes von 1000 C. Die Folien B und
C können auch aus anderen Stoffen bestehen. So kann die dicke Folie B beispielsweise
aus Polyvenylclorid bestehen. Für die dünne Folie C kann Polyäthylenterephthalat,
auch unter der Markenbezeichnung Terylene bekannt, verwendet werden. Wesentlich
ist der hohe Unterschied zwischen den Schmelzpunkten der beiden Folien und auch,
daß die dünne Folie C nicht gestreckt ist, so daß sie für größere Tiefen geeignet
ist.
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Es ist nicht notwendig, daß die beiden Folien B und C vor dem Tiefziehen
und ihrer damit verbundenen Erhitzung körperlich, zum Beispiel durch einen Kaschierkleber,
miteinander verbunden sind. Vielmehr kann die Verbindung auch erst bei der Erhitzung
und dem Tiefziehen erfolgen.
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Bevor die Folienkombination B und C der Tiefziehform 1o zugeführt
und mit den Löchernll unter Anwendung von Vakuum verformt wird, wird sie erhitzt.
Die nicht dargestellte Erhitzungsplatten haben beispielsweise eine Temperatur von
160 bis 1700 C. Sie können einseitig oder beidseitig der beiden Folienlagen B und
C angeordnet sein. Jedenfalls erfolgt das Tiefziehen der Folienkombination B und
C in der Tiefziehform 10bei einer solchen Temperatur, daß die Folie B in dem in
Fig. 1 dargestellten elastischplastischen und/oder plastischen Bereich erfolgt und
die Verformungen der Folie C in dem elastischen und/oder elastisch-festen Bereich
erfolgt. Da die Folie C somit vergleichsweise fest ist, ihre alleine Verformung
in diesem Bereich würde zu einer Rückfederung führen, diese Rückfederung wird aber
durch die Verformung der Folie B im plastischen oder elastisch-plastischen Bereich
vermieden, bewirkt die Träger oder Stützfolie C, daß die für die Verpackung zuständige
Folie B bei ihrer Verformung, selbst auf große Tiefen, keinen Schaden erleidet,
insbesondere nicht#wegfließt oder unter Anwendung des Unterdruckes
in
den Bohrungen 11 der Tiefziehform in diese hineinfließt.
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Es ergibt sich, daß die Folienkombination B und C mit großer Aufheizgeschwindigkeit
erhitzt werden kann, so daß an der Seite, an der die Erhitzung erfolgt, aber auch
an beiden Seiten, im Bereich der Seiten bei der Folie B der Endbereich der plastischen
Zone PL erreicht werden kann, während der mittlere Bereich der Folie B im Bereich
EP oder Endbereich EL ist. Durch die Anwendung der Stütz- oder Trägerfolie C, die
ihre Funktion lediglich zur Formgebung zu auszuüben braucht, kann somit eine bisher
nicht erreichbare schnelle Erhitzung der dicken Folie B erfolgen, da die Folie C
diese hält und abstützt.
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Zugleich ergibt sich aber auch, daß die Trägerfolie C, da diese infolge
ihres hohen Schmelzpunktes relativ zu diesem Schmelzpunkt gering erhitzt ist, sich
leicht aus der Form lösen läßt und daher der Verbund von Folie B und C vergleichsweise
schnell aus der Tiefziehform 10 ausgehoben werden kann.
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Fig. 4 zeigt eine fertige Verpackung. Auf die verformte Folie B ist,
nachdem vorher das Füllgut 12 eingefüllt wurde, noch eine Deckfolie A aufgebracht,
und zwar durch Siegelung oder Verschweißung.
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Die Deckfolie A hat auch einen geringen Schmelzpunkt.
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Zweckmäßig entspricht sie dem Material, das die Folie B hat, so daß
die Erhitzung der Folie B während des Tiefziehens mit anschließendem Einlegen des
Füllgutes 12 unter Anwendung von Druck noch genügt, die Folie A mit der Folie B
ausreichend zu verbinden.
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Bei der Verpackung bildet die Folie C die Unterseite.
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