DE60216965T2

DE60216965T2 - Verfahren zum schneiden eines poly(vinylalkohol)glieds

Info

Publication number: DE60216965T2
Application number: DE60216965T
Authority: DE
Inventors: William Maurice Barton SMITH
Original assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Current assignee: Reckitt Benckiser UK Ltd
Priority date: 2001-11-21
Filing date: 2002-10-17
Publication date: 2007-10-18
Anticipated expiration: 2022-10-18
Also published as: US20050127554A1; DE60216965D1; EP1453643A1; GB0127808D0; EP1453643B1; ES2275025T3; AU2002334189A1; ATE348694T1; GB2382321A; WO2003045642A1

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Schneiden eines Poly(vinylalkohol) (PVOH)-Bauteils, speziell in der Form einer Folie oder eines Blattes, und auf eine Schneidemaschine zum Durchschneiden von Folien oder Blättern aus PVOH.
Synthetische Polymermaterialien, trotz der erhöhten Kosten der benötigten Rohmaterialien für ihre Synthese, werden in der Herstellungsindustrie weiterhin viel verwendet. Das polymerische Material kann entweder verwendet werden, um die herzustellenden Waren zu formen, oder für ihre Verpackung.
Wo es erforderlich ist, dass sich die Waren oder die Verpackung in Wasser auflösen, entweder wenn der Artikel seine Funktion ausgeführt hat oder um den Inhalt der Verpackung freizugeben, dann ist es vorteilhaft, wenn das verwendete Material zusätzlich zur Lösbarkeit biologisch abbaubar ist. Der Hauptgrund für die Verwendung von polymerischen Material für beide dieser Verwendungen ist jener, dass allgemein gesprochen die Eigenschaften eines Polymers maßgeschneidert werden, um speziellen Erfordernissen zu genügen. Zum Beispiel, durch Verwendung geeigneter Anfangsmaterialien und Herstellungsbedingungen, können die Zugstärke, die Elastizität, die Dichte, die biologische Abbaubarkeit, die Löslichkeit, die hydrophoben Eigenschaften usw. gemäß der vorgeschlagenen Anwendung oder der schließlichen Endverwendung verändert werden.
Typisch ist das Material der Wahl in solchen Situationen PVOH, welches gute Löslichkeitseigenschaften aufweist. PVOH ist ebenso biologisch abbaubar, was es speziell geeignet macht, in das Abwasserbehandlungssystem zu passieren.
Beispielhaft für eine Art der Verpackung ist ein Matrixfeld von Vertiefungen, die in einer Folie aus PVOH gebildet sind, wobei die Vertiefungen ein festes oder flüssiges Produkt halten. Die Vertiefungen sind von geeigneter Abmessung, um das Produkt aufzunehmen und zurückzuhalten. Wenn das Produkt der Vertiefung hinzugefügt wurde, wird ein Abdichtungsblatt darübergelegt und mit dem darunterliegenden Blatt abgedichtet. Einzelne Taschen werden dann hergestellt durch Schneiden des Blattes.
US-A-4,405,536 beschreibt Verfahren zum Schneiden mit einem aufgeheizten Bauteil, einer Vielzahl von hohlen Plastikmembranen, bestehend aus thermoplastischem Material, z.B. PVOH, und zum Abdichten der Bohrungen derselben. Die Membranen befinden sich in der Form eines Bündels.
Die Schwierigkeit bei der Verwendung von PVOH als polymerisches Blattmaterial ist jene, dass PVOH bei Umgebungstemperaturen ein relativ elastisches und verformbares Polymer ist, was es schwierig zu schneiden macht. In bekannten Verfahren zum Schneiden von PVOH wurde ein Messer oder eine Klinge bei Raumtemperatur verwendet. Um das Schneiden durchzuführen, ist eine sehr scharfe Klinge erforderlich, welche mit einem beträchtlichen Grad von Kraft angelegt werden muss. Die verwendete Klinge muss häufig geschärft werden, was die Produktion verlangsamt. Eine weitere mögliche Lösung des Problems der Entfernung einzelner Taschen, nämlich einfach die Perforierung der Blätter, um eine Linie bereitzustellen, entlang welcher der Konsument die individuellen Taschen herausreißen kann, um eine einzelne Tasche zu erhalten, funktioniert nicht. Die Zugeigenschaften von PVOH machen es schwierig, das Blatt entlang der Perforierungen zu reißen.
Weil es bekannt ist, dass PVOH weich wird, wenn es Hitze ausgesetzt wird, hat man gedacht, dass Raumtemperatur die geeignete Temperatur für die Klinge ist, wenn sie verwendet wird, um PVOH zu schneiden. Ferner ist es bekannt, dass übermäßige Hitze, wenn sie an PVOH angelegt wird, dessen Löslichkeit verrin gern wird. Dies ist ein Hauptnachteil, wenn es gewünscht wird, die wasserlöslichen Eigenschaften von PVOH beizubehalten. Wir haben nun überraschend herausgefunden, dass ein Messer oder eine Klinge, das eine höhere Temperatur hat, verwendet werden kann, um PVOH zu schneiden, ohne die Klinge mit geschmolzenem oder verbranntem PVOH zu kontaminieren und ohne die Wasserlöslichkeit des PVOH zu beeinflussen. Wir haben ebenso überraschenderweise herausgefunden, dass solch ein erhitztes Messer oder eine Klinge das PVOH besser schneiden kann als ein nicht-erhitztes Messer oder Klinge und ferner dass das aufgeheizte Messer oder die Klinge weniger häufiges Schärfen erfordert als ein nicht-aufgeheiztes Messer oder Klinge.
Die vorliegende Erfindung wird durch Anspruch 1 vorgegeben und stellt ein Verfahren zum Schneiden eines PVOH-Bauteils bereit, wie beispielsweise eines Blattes oder einer Folie, welches es beinhaltet, das Bauteil mit einer Schneidkante zu schneiden, wobei die Schneidkante eine Temperatur von 110 bis 160°C aufweist.
Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt ebenso ein Verfahren zum Schneiden eines PVOH-Bauteils, wie beispielsweise eines Blattes oder einer Folie aus PVOH bereit, wobei das Verfahren die Schritte aufweist von:

i) Aufheizen einer Schneidkante auf eine Temperatur von 110 bis 160°C, wobei die Schneidkante vorgegeben ist durch ein Paar von angewinkelten Seiten;
ii) Ziehen von Material, d.h. das Bauteil, das zu schneiden ist, in die Nähe der Schneidkante;
iii) Erfassen des Bauteils, z.B. in der Form einer Folie oder eines Blattes, mit der Schneidkante unter Verwendung genügend angewendeter Kraft, um das Bauteil zu schneiden; und
iv) Bewegen des Materials und der Schneidkante relativ zueinander, um einen Schnitt zu bewirken,

Die vorliegende Erfindung stellt in einem Verfahren gemäß der Erfindung, wie vorgegeben durch Anspruch 1, zusätzlich die Verwendung eines Gerätes zum Schneiden von Blättern bereit, wobei das Gerät enthält:

i) eine Produktladestation, in welcher Produkt in ein vorgeformtes Abteil aus einem ersten polymerischen Material geladen wird;
ii) eine Abdichtstation, in welcher ein Blatt eines zweiten polymerischen Materials über das erste polymerische Material gelegt wird und mit diesem abgedichtet wird, um ein Laminat zu bilden, wobei entweder eines oder beide der ersten und zweiten polymerischen Materialien ein PVOH sind;
iii) eine Schneidestation, die eine erhitzte Schneidkante hat, welche vorgegeben wird durch ein Paar von angewinkelten Seiten, um das laminierte Material zu erfassen und zu schneiden; und
iv) eine Verpackungsstation, um das geschnittene Produkt zu verpacken,

Die Temperatur der Schneidkante beträgt am bevorzugtesten von 130° bis 140°C. Die präzise Temperatur ist nicht absolut kritisch; die erhitzte Schneidkante kann einfach bei einer Temperatur in einem voreingestellten Temperaturbereich, z.B. innerhalb von 5°C oder 10°C von der gewünschten Temperatur, gehalten werden.
Es ist üblich bei einer Schneidkante, dass sie von zwei Seiten vorgegeben wird, die einen geeigneten Winkel zueinander unterhalten. Jeder Winkel kann mit der vorliegenden Erfindung verwendet werden, obwohl es wünschenswert ist, dass der Winkel kleiner als 30° ist, vorzugsweise von 12 bis 18°. Eine schärfere Kante ermöglicht es, dass dickere Bauteile wie Blätter einfacher geschnitten werden können.
Die Schneidkante kann z.B. auf einem Drehmesser, einem nicht-drehenden Messer, einem Drehbrecher oder einem Zollstock oder einem Gesenk angeordnet sein. Die Auswahl der Schneidkante, z.B. Messer, wird von der speziellen Konfiguration abhängen, in welche das Material zu schneiden ist.
Die Schneidkante kann gegen einen Sockel wie einen Amboss oder eine Walze schneiden (wie nachfolgend beschrieben), der das Bauteil während des Schneidbetriebs (eines Brechbetriebs) stützt. Der Sockel kann aus jedem geeigneten nachgiebigen Material wie Metall oder einer mit Gummi bezogenen Oberfläche hergestellt sein. Die Schneidkante kann gegen eine gegenüberliegende stationäre oder bewegliche Kante arbeiten, welche eine oder keine Schneidkante in Übereinstimmung mit dieser Erfindung sein kann (ein Scherenschneidbetrieb).
In einem Merkmal der Erfindung kann die Schneidkante auf einem Gesenk angeordnet sein. Das Gesenk kann von beliebiger 2-dimensionaler Gestalt sein, so wie ein Quadrat, ein Rechteck, ein Kreis oder ein Oval, wodurch es den Vorteil hat, dass komplexere Formen aus dem Bauteil herausgeschnitten werden können, so wie Kurven und spitze (kleiner als 90°) Winkel. Ein zusätzlicher Vorteil ist, dass es das Erfordernis für eine separate Schneidkante vermeidet, um in jeder der X- und Y-Achse des Bauteils zu schneiden. Ein weiteres Merkmal ist, dass das Gesenk mit einer Vakuumquelle verbunden sein kann, wodurch es ermöglicht wird, dass das Gesenk das geschnittene Stück nach dem Schneidbetrieb von dem Bauteil abhebt. In einem weiteren Vorteil kann das Gesenk sich um seine vertikale Achse drehen, wodurch weiter die Schneidwirksamkeit des Gesenks erhöht wird.
Vorteilhaft ist die Schneidkante entlang und im Wesentlichen senkrecht zum Umfang einer Walze angeordnet. Das Anordnen der Schneidkante entlang der Walze ermöglicht es der Schneidkante, sich mit der Bewegung des Materials zu drehen, so dass der Teil der Schneidkante, der das Material erfasst, bei einer höheren Temperatur gehalten wird. Herkömmlich liegt die Walze in der Form einer Scheibe vor, um es zu ermöglichen, dass ein Feld von Walzen verwendet werden kann, um ein Bauteil, so wie eine Folie oder ein Blatt, in mehr als einen Abschnitt aufzuschneiden. Die Verwendung einer Anzahl von Scheiben ermöglicht es, dass statt einer ganzen Walze individuelle Scheiben ersetzt werden können, wenn es erforderlich ist.
Vorteilhaft ist die Schneidkante gekrümmt. Die Krümmung hat bevorzugt einen Querschnitt mit einem Krümmungsradius von 0,3 bis 0,7 mm, wobei ungefähr 0,5 mm speziell bevorzugt werden. Die Krümmung der Schneidkante verlängert die Lebensdauer der Schneidkante.
Beliebiges PVOH kann geschnitten werden unter Verwendung des Verfahrens der vorliegenden Erfindung, obwohl es bevorzugt wird, dass das PVOH wasserlöslich ist. Ein Beispiel von bevorzugtem PVOH, welches das PVOH-Bauteil aufbauen kann, ist ethoxyliertes PVOH. Das PVOH kann teilweise oder vollständig alkoholisiert oder hydrolysiert sein. Zum Beispiel kann es wenigstens 40 %, bevorzugt von 70 bis 92 %, noch mehr bevorzugt ungefähr 88 % oder 92 % alkoholisiert oder hydrolysiert sein. Es ist bekannt, dass der Grad der Hydrolyse die Temperatur beeinflusst, bei welcher das PVOH beginnt, sich in Wasser zu lösen.
88 % Hydrolyse entspricht einer PVOH-Löslichkeit in kaltem (d.h. Raumtemperatur) Wasser, während 92 % Hydrolyse einem PVOH entspricht, das in warmem Wasser löslich ist. Ein bevorzugtes PVOH, das weiter verarbeitet werden kann, z.B. durch Ausbildung in einer Folie oder durch Gießen, so wie beispielsweise Spritzgießen, wird in der Form von Granulat im Namen von CP 1210T05 durch die Soltec Developpement SA von Paris, Frankreich, vertrieben.
Vorteilhaft kann das PVOH im Wesentlichen wasserfrei sein, d.h. weniger als 4 Gew.-% Wasser enthalten, bevorzugt weniger als 2 Gew.-% Wasser. Wir haben herausgefunden, dass solches PVOH, speziell wenn es in der Form einer Folie vorliegt, beim Erhitzen, z.B. während eines Warmformgebungsschrittes, weniger der Schrumpfung ausgesetzt wird.
Das PVOH-Bauteil kann eine beliebige Gestalt haben. Wünschenswert jedoch liegt es in der Gestalt eines Blattes oder einer Folie vor. Allgemein hat das Blatt oder die Folie eine Dicke von 40 bis 300 μm, bevorzugt von 80 bis 200 μm, noch bevorzugter von 100 bis 150 μm und am bevorzugtesten von 120 bis 150 μm.
Das PVOH-Bauteil liegt nicht notwendigerweise in der Form eines Blattes oder einer Folie vor, es kann eine beliebige Dicke, Gestalt oder Form aufweisen. Das PVOH-Bauteil kann z.B. starr oder nachgiebig sein. Das PVOH-Bauteil kann z.B. in der Form eines dreidimensionalen Gusses vorliegen. Es kann z.B. eine Dicke im Bereich des Schneidens haben, die von 15 μm bis 30 mm liegt, bevorzugt von 30 μm bis 25 mm, noch bevorzugter 80 μm bis 20 mm. Bevorzugt jedoch liegt das Bauteil in der Gestalt einer Folie oder eines Blattes vor.
Das PVOH-Bauteil liegt wünschenswert in einer Form vor, so dass, wenn es mit Folie abgedichtet wird, ein wasserlöslicher Behälter bereitgestellt wird, der wenigstens eine Mischung enthält. Folglich kann das PVOH-Bauteil z.B. die Form einer Folie oder eines Blattes haben, das eine Tasche darin hat. Die Tasche kann durch eine Gießtechnik, z.B. durch Thermoformgebung, Vakuumgießen, Spritzgießen oder Blasgießen, hergestellt werden.
Falls das Bauteil integral ist mit der Folie, bevor sie miteinander abgedichtet werden, und in der Form einer einzigen Folie vorliegt, welche mit sich selbst wärmeabgedichtet wird, kann ein horizontaler oder vertikal Formfüllabdichtungsprozess durchgeführt werden, um Umschläge bereitzustellen, die eine Mischung enthalten. Kissenpakete können aus zwei verschiedenen Folien hergestellt werden.
In einer weiteren Ausführungsform kann das PVOH-Bauteil in der Form eines starreren Gussstücks vorliegen, z.B. hergestellt durch Spritzgießen oder Blasgießen. Solch eine Gießform kann in der Form eines offenen Behälters vorliegen, welcher mit wenigstens einer Mischung befüllt wird und dann mit wenigstens einer Folie durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung abgedichtet wird. Solche Behälter sind z.B. in WO 01/36290 offenbart.
Ein spritzgegossenes Bauteil, das einen Behälter bildet, hat Wände, welche allgemein eine solche Dicke haben, dass der Behälter starr ist. Zum Beispiel können die Außenwände und beliebige Innenwände unabhängig eine Dicke von mehr als 100 μm, z.B. mehr als 150 μm oder mehr als 200 μm, 300 μm, 400 μm, 500 μm, 750 μm oder 1 mm aufweisen. Typisch beträgt die Dicke von 200 μm bis 1000 μm, bevorzugt von 300 μm bis 500 μm.
Der Behälter kann ebenso aus zwei Folien hergestellt sein, wobei eine der Folien das wasserlösliche Bauteil darstellt. Zum Beispiel umfasst ein geeigneter Prozess:

a. Herstellung einer Tasche, umgeben von einem Abdichtungsteil in einer Folie;
b. Befüllen der Tasche mit der Mischung;
c. Platzieren einer Folie oberhalb der befüllten Tasche und über dem Abdichtungsteil;
d. Abdichtung der Folien zusammen im Abdichtungsteil, z.B. durch Heißsiegeln.

Die Dicke der für die Herstellung der Tasche verwendete Folie ist bevorzugt 40 bis 300 μm, bevorzugter 80 bis 200 μm, speziell 100 bis 160 μm, spezieller 100 bis 150 mm und am meisten speziell 120 bis 150 μm.
Die Tasche kann gebildet werden durch z.B. Vakuumformgebung oder Warmformgebung. Zum Beispiel kann in einem Warmformgebungsprozess die Folie gezogen oder in eine Gießform geblasen werden. Folglich wird die Folie unter Verwendung einer Heizplattenbaugruppe auf die Thermoformgebungstemperatur aufgeheizt und dann unter Vakuum nach unten gezogen oder unter Druck nach unten in die Gießform geblasen. Ein Fachmann kann eine geeignete Temperatur, Druck oder Vakuum und Verweilzeit auswählen, um eine geeignete Tasche zu erzielen. Die verwendete Menge von Vakuum oder Druck und die Warmformgebungstemperatur hängen von der Dicke und der Porosität der Folie ab und dem Polymer oder der Polymermischung, die verwendet wird. Warmformgebung von Folien ist eine wohlbekannte Technik; Warmformgebung von PVOH-Folien wird z.B. in WO 00/55045 beschrieben.
Nachdem die Tasche mit der gewünschten Mischung befüllt wurde, wird eine Folie oberhalb der befüllten Tasche und über dem Abdichtungsteil hinweg platziert, und die Folien werden am Abdichtungsteil durch das Verfahren der vorliegenden Erfindung miteinander heißversiegelt. Die Dicke der Abdichtungsfolie ist allgemein von 20 bis 160 μm, bevorzugt von 40 bis 100 μm, so wie 40 bis 80 μm oder 75 bis 95 μm.
In all den obigen Ausführungsformen können die individuellen Behälter oder Gruppen von Behältern getrennt werden unter Verwendung des Schneidprozesses der vorliegenden Erfindung.
Das PVOH-Bauteil, speziell wenn es in der Form eines Blattes oder einer Folie vorliegt, kann ein einziges Bauteil oder ein laminiertes Bauteil sein, z.B. das Blatt oder die Folie wie offenbart in GB-A-2,244,258. Während eine einzige Folie Stiftlöcher aufweisen kann, ist es bei zwei oder mehreren Schichten in einem Laminat unwahrscheinlich, dass sie Stiftlöcher haben, die miteinander übereinstimmen.
Das Bauteil, z.B. ein Blatt oder eine Folie, kann durch einen beliebigen Prozess hergestellt werden, z.B. durch Gießen, wie Spritzgießen, oder Extrudieren, Blasen oder durch Abformen. Das Blatt oder die Folie können nicht-orientiert sein, mo noaxial orientiert sein oder biaxial orientiert sein. Falls die Schichten in dem Blatt oder der Folie orientiert sind, haben sie gewöhnlich die gleiche Orientierung, obwohl ihre Orientierungsebenen verschieden sein können, falls gewünscht.
Die Schichten in einem Laminat können die gleichen oder verschieden sein. Folglich können sie alle das gleiche PVOH-Polymer aufweisen oder verschiedene PVOH-Polymere oder sogar ein PVOH-Polymer und ein anderes Polymer. Weil die Folie Laminat ist und dazu bestimmt ist, wasserlöslich zu sein, sollte jede der Schichten wasserlöslich sein.
Die Mischung(en), welche im Behälter oder in jedem Abteil des Behälters gehalten werden können, können unabhängig voneinander eine Faserpflege, eine Oberflächenpflege oder eine Spülmittelzusammensetzung sein.
Folglich können sie z.B. ein Geschirrspül-, Wasser weichmachende-, Wäsche- oder Detergenz-Zusammensetzungen oder eine Spülhilfe sein. Solche Zusammensetzungen können geeignet sein zur Verwendung in einer Hauswaschmaschine. Die Zusammensetzungen können auch unabhängig ein Desinfektionsmittel, eine antibakterielle oder eine antiseptische Zusammensetzung oder eine Nachfüllzusammensetzung für ein Spray nach Drückerart sein. Solche Zusammensetzungen werden allgemein in Gesamtmengen von 5 bis 100 g abgepackt, speziell von 15 bis 40 g. Zum Beispiel kann eine Wäschezusammensetzung von 15 bis 40 g wiegen. Eine Geschirrwaschzusammensetzung kann von 15 bis 30 g wiegen, und eine Wasserweichmacherzusammensetzung kann von 15 bis 40 g wiegen.
Die Zusammensetzung(en) können ein Festkörper sein. Zum Beispiel kann sie ein partikelförmiger oder granulierter Festkörper oder eine Tablette sein. Sie kann ebenso eine Flüssigkeit sein, die eingedickt oder gegelt sein kann, falls gewünscht. Die Flüssigkeitszusammensetzung kann nicht-wässrig (d.h. trocken) oder wässrig, z.B. aufweisend weniger als 5 Gew.-% totales oder freies Wasser, sein. Eine trockene Zusammensetzung enthält allgemein weniger als 1 Gew.-%, bevorzugt weniger als 0,5 Gew.-% Wasser. Die Zusammensetzung kann mehr als eine Phase haben. Zum Beispiel kann sie eine wässrige Zusammensetzung und eine flüssige Zusammensetzung aufweisen, welche nicht mit der wässrigen Zusammensetzung mischbar ist. Sie kann ebenso eine flüssige Zusammensetzung aufweisen und eine separate Festkörperzusammensetzung, z.B. in der Form eines Balles, einer Pille oder von Sprenkeln. Die flüssige Zusammensetzung kann eingedickt sein oder gegelt sein.
Falls die Zusammensetzung eine wässrige Flüssigkeit ist, welche einen relativ hohen Wassergehalt hat, z.B. oberhalb von 5 Gew.-% Wasser, kann es nötig sein, Schritte zu unternehmen, um sicherzustellen, dass die Flüssigkeit nicht die Wasserlöslichkeit des PVOH angreift, falls es in kaltem Wasser oder in Wasser bis zu einer Temperatur von bis zu beispielsweise 35°C löslich ist. Schritte können unternommen werden, um die innere Oberfläche des Behälters zu behandeln, z.B. durch Beschichtung desselben mit Agenzien, so wie PVdC (Poly(vinyliden-Dichlorid)) oder PTFE (Polytetrafluorethylen), oder die Zusammensetzung anzupassen, um sicherzustellen, dass sie das PVOH nicht auflöst. Zum Beispiel wurde herausgefunden, dass ein Sicherstellen, dass die Zusammensetzung eine hohe ionische Stärke hat oder ein Agens enthält, das Wasserverlust durch die Wände des Behälters minimiert, verhindern wird, dass die Zusammensetzung das PVOH von innen auflösen wird. Dies ist in größerem Detail in EP-A-518,689 und WO 97/27,743 beschrieben.
Die Behälter können jede gewünschte Gestalt haben. Zum Beispiel kann der Behälter eine unregelmäßige oder eine regelmäßige geometrische Form haben, wie ein Würfel, ein Quader, eine Pyramide, ein Dodekaeder oder ein Zylinder. Der Zylinder kann jeden gewünschten Querschnitt aufweisen, so wie einen kreisförmigen, einen dreieckförmigen oder quadratischen Querschnitt.
Bezug nehmend nun auf die Zeichnungen und zunächst auf 1, wird ein Schneider 10 innerhalb einer Rahmenbaugruppe 11 gehalten, die eine Sockelplatte 12 enthält. Befestigt an der Unterseite der Sockelplatte 12 sind ein Paar von Gleiteraufnehmern 13 zum Gleiten und Zurückhalten des Schneiders 10 in Bezug auf die Fertigungslinie. In 1 ist die Fertigungslinie lediglich mit Bezug auf die Maschinemontagestangen 14 dargestellt, zwischen denen ein Paar von Gleitern 15 angeordnet ist, das durch die Gleiteraufnehmer 13 erfasst wird.
Eine Folge von Messerhaltern 16 und erhitzten Klingen 17 ist auf einer Messerstützeinheit 18 montiert. Die Messerhalter sind so montiert, dass sie es ermöglichen, sowohl lateral als auch vertikal bewegt zu werden. Die vertikale Bewegung des Messerhalters 16 ist gesteuert durch ein pneumatisches Strömungsmodul 19 und findet prinzipiell zwischen einer Folienschneidposition und einer Ruheposition statt. Die laterale Bewegung des Messerhalters 16 wird durch einen Messerquerpneumatikzylinder 20 gesteuert. Die Temperatur der Klingen 17 kann durch die Person gesteuert werden, die das Gerät bedient. Die exakt eingestellte Temperatur hängt vom zu schneidenden Material ab. Die Heizung für die Klingen 17 wird durch elektrische Kartuschenheizer bereitgestellt. Wenn die benötigte Temperatur bestimmt wurde, wird diese in die Maschine durch den Bediener programmiert werden und im Folgenden automatisch durch die Maschine innerhalb eines voreingestellten Limits um diese Temperatur gesteuert werden.
Die Messerhalter 16 sind in einem linearen Verhältnis entlang der Bewegungsrichtung A des Blattes des Materials bereitgestellt. Die Anzahl der Messerhalter 16 und folglich die Anzahl der Klingen 17 wird durch die Abmessung der Maschine bestimmt werden, die Abmessung der Abteile und die Anzahl der durchzuführenden Schnitte in jedem Durchgang der Klinge 17 über das Blatt.
Ein Amboss 21 ist bereitgestellt, um eine Oberfläche bereitzustellen, gegen welche die Klingen 17 pressen, wenn sie ein Material schneiden. Der Amboss 21 erstreckt sich über einen Bereich der Sockelplatte 12, wobei der Bereich von ausreichender Abmessung ist, um eine Oberfläche für jede Klinge 17 bereitzustellen. Der Amboss 21 selbst kann nach oben und unten entlang einer vertikalen Linie justiert werden, so dass der Amboss das Materialblatt in Richtung der Klinge 17 drücken kann, um die Erreichung eines glatten Schnittes zu erleichtern.
Falls benötigt, aufgrund der Natur des zu verpackenden Produktes, kann die gesamte Schneidbaugruppe 10 innerhalb einer luftdichten Haube (nicht dargestellt) eingeschlossen sein, um die Verunreinigung oder Verschlechterung des Blattmaterials oder des Produktes vor seiner Verpackung zu verhindern.
Im Betrieb werden Taschen in einem ersten Blatt aus Verpackungsmaterial, das aus PVOH gebildet ist, gebildet. Das zu verpackende Produkt wird in die derart gebildeten Taschen gegeben. Das erste bewegt sich Blatt zusammen mit dem Produkt zu einer Abdichtungsstation weiter, in welcher ein zweites Blatt, ebenso aus PVOH gebildet, über das erste Blatt gelegt wird. Das zweite Blatt wird mit dem ersten Blatt mittels Klebstoffdruck abgedichtet, der verwendet wird, um die Dichtung zu bilden. Die Dichtungen sind so angeordnet, dass das Produkt in einem Paket isoliert vom Produkt in einer anderen Tasche ist.
Von der Abdichtungsstation wird das abgepackte Produkt weiter in die Schneidebaugruppe weiter bewegt, in der Richtung angedeutet durch A in 1. Die Dichtungen des abgepackten Produkts sind oberhalb der Ambosse 21 angeordnet. Die Ambosse 21 werden angehoben, bis sie die Dichtungen kontaktieren. Die erhitzten Klingen werden abgesenkt und durchqueren die Länge der Dichtungen im Einklang, um die Dichtungen zu schneiden und so das individuell abgepackte Produkt herzustellen. Das abgepackte Produkt wird dann zu einer Verpackungsstation befördert und in geeigneter Form abgepackt, um den Kunden zu versorgen.
Die 2a und 2b zeigen ein Schneidelement in der Form einer Scheibenklinge 30, die eine Schneidkante 31 aufweist. Die zwei Oberflächen 32, 33 der Schneidkante 31 geben einen Winkel α vor.
Der dargestellte Winkel α beträgt 15°. Normalerweise ist die Scheibenklinge 30 derart montiert, dass sie frei um ihre Hauptachse drehbar ist und sich während des Schneidbetriebs drehen kann.
Weitere Beispiele von Schneidelementen (nicht dargestellt), welche eine erhitzte Schneidkante einbeziehen, sind wie folgt: Zunächst kann eine nicht-drehende Klinge verwendet werden. Das Schneiden wird dann durchgeführt, indem entweder die Klinge in einer statischen Position gehalten wird und das Polymerblatt bewegt wird, oder das Blatt bleibt statisch, und die Klinge kann über seine Oberfläche gezogen werden.
Als zweites kann die stahlzollstockartige Klinge verwendet werden. Solch eine Klinge wird typisch in nicht-fortlaufender Weise verwendet werden, indem sie vom Blatt abgehoben wird, abgesenkt wird, um das Blatt zu schneiden, und dann wieder vom Blatt abgehoben wird. Dann findet eine Neupositionierung des Blattes in Bezug auf die Klinge statt, um die Klinge über den nächsten Teil des zu schneidenden Blattes zu bringen.
Als drittes kann ein Drehbrecher verwendet werden. Ein Drehbrecher arbeitet wie folgt: Die Klinge ist an einer ersten Walze angebracht, wobei die Walze gedrängt wird, zwangsweise eine zweite Walze zu erfassen. Das zu schneidende Blatt wird zwischen den zwei Walzen passiert, die sich in synchroner Weise drehen. Während das Blatt zwischen den zwei Walzen passiert, schneiden die Klingen auf der ersten Walze das Blatt, wobei die zweite Walze als Sockel fungiert, gegen welchen die Klingen drücken können.
Das Hitze wird den Klingen normalerweise mittels elektrischer Kartuschenheizer zugeführt. Die Temperatur der Klinge liegt in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung zwischen 110°C und 160°C.
Der beschriebene Prozess kann verwendet werden, um entweder fortlaufend oder intermittierend Bahnmaterial zu schneiden. Zusätzlich zur Bereitstellung erhitzter Klingen, um einen lateralen Schnitt über das Blattmaterial durchzuführen, kann eine weiter erhitzte Klinge oder eine Folge von erhitzten Klingen ebenso enthalten sein, um das Blattmaterial in einer Richtung der Bewegung durch die Maschine des Blattes des Materials zu schneiden.
Die Bahn selbst kann einlagig sein oder eine Laminatstruktur aufweisen. Das Verfahren und das Gerät sind speziell geeignet, um Blätter zu schneiden, die eine Dicke von 60 bis 300 μm aufweisen, obwohl andere Dicken ebenso mit einer geeigneten Klinge aufgenommen werden können.
Der benötigte Klingenwinkel (α in 2) würde im Wesentlichen von der Dicke des zu schneidenden Materials abhängen. Allgemein würde ein dickeres Material einen kleineren Wert von α benötigen, d.h. eine schärfere Klinge. Typisch hat der Winkel α einen Wert von weniger als 30°, obwohl ein Wert von 12° bis 18° sich als besonders vorteilhaft herausgestellt hat.
Die Schneidkante kann einen gekrümmten Querschnitt haben. Krümmungen mit einem Krümmungsradius von 0,3 bis 0,7 mm haben sich als vorteilhaft herausgestellt, wobei ein Wert von ungefähr 0,5 mm speziell vorteilhaft ist. Die Krüm mung verlängert die Länge der Zeit, die eine Klinge verwendet werden kann, bevor sie ersetzt werden muss, was zu offensichtlichen Kostenersparnissen für den Anwender und zu einer erhöhten Produktion führt.
Es wird natürlich verstanden werden, dass die Erfindung nicht auf die speziellen, hierin beschriebenen Details beschränkt ist, welche lediglich als Beispiel angegeben werden, und dass verschiedene Abwandlungen und Veränderungen innerhalb des Bereichs der Ansprüche möglich sind.

Claims

Verfahren zum Schneiden eines PVOH-Bauteils, welches aufweist ein Schneiden des Bauteils mit einer Schneidkante, wobei die Kante eine Temperatur von 110 bis 160°C hat.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das PVOH-Bauteil in der Form eines Blattes oder einer Folie vorliegt.
Verfahren gemäß Anspruch 1, worin das Blatt oder die Folie eine Dicke von 40 bis 300 μm aufweist.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Schneidkante vorgegeben wird von einem Paar von angewinkelten Seiten, die einen Winkel von weniger als 30° in Bezug aufeinander unterhalten.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche zum Schneiden einer Folie oder eines Blattes von PVOH, wobei das Verfahren aufweist die Schritte von: i) Aufheizen der Schneidkante auf eine Temperatur von 110 bis 160° C, wobei die Schneidkante vorgegeben wird durch ein Paar von angewinkelten Seiten; ii) Ziehen von zu schneidendem Material in die Nähe der Schneidkante; iii) Erfassen des Blattes oder der Folie mit der Schneidkante unter Verwendung von ausreichend ausgeübter Kraft, um das Blatt oder die Folie zu schneiden; und iv) Bewegen des Materials und der Schneidkante relativ zueinander, um einen Schnitt zu bewirken, wobei die zwei Seiten, welche die Schneidkante vorgeben, einen Winkel von weniger als 30° zueinander einnehmen.
Verfahren gemäß Anspruch 4 oder 5, worin der Winkel zwischen den zwei Seiten, welche die Schneidkante vorgeben, zwischen 12 und 18° liegt.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Schneidkante entlang und im Wesentlichen senkrecht zum Umfang einer Walze angeordnet ist.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Schneidkante auf einem drehenden Messer angeordnet ist, einem nicht-drehenden Messer, einem drehenden Brecher oder auf einem Stahlzollstock oder einem Gesenk.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin die Schneidkante gekrümmt ist.
Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche, worin das PVOH wasserlöslich ist.
Verfahren gemäß Anspruch 10, worin die Temperatur der Schneidkante nicht ausreichend ist, um die Löslichkeitseigenschaften des PVOH zu beeinflussen.
Verwendung in einem Verfahren gemäß irgendeinem der vorhergehenden Ansprüche des Gerätes zum Schneiden von Blättern, wobei das Gerät enthält: i) eine Produktladestation, in welcher ein Produkt in ein vorgeformtes Abteil aus einem ersten polymerischen Material geladen wird; ii) eine Abdichtungsstation, in welcher ein Blatt eines zweiten Materials dem ersten polymerischen Material überlegt wird und mit diesem abgedichtet wird, um ein Laminat zu bilden, wobei entweder eines oder beide der ersten und zweiten polymerischen Materialien PVOH ist, bzw. sind; iii) eine Schneidestation, welche eine erhitzte Schneidkante aufweist, vorgegeben durch ein Paar von angewinkelten Seiten, um das laminierte Material zu erfassen und zu schneiden; und iv) eine Verpackungsstation, um das geschnittene Produkt zu verpacken, wobei die Schneidkante auf eine Temperatur von 110 bis 160°C erhitzt wird und die zwei Seiten, welche die Schneidkante vorgeben, einen Winkel von weniger als 30° in Bezug aufeinander einnehmen.